設(shè)施蔬菜土壤環(huán)境特征及調(diào)控技術(shù)-高麗紅 教授中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué).ppt

設(shè)施蔬菜土壤環(huán)境特征及調(diào)控技術(shù) 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院高麗紅聯(lián)系方式 010 6273282513601350829E mail gaolh 2017年7月29日 交流提綱 環(huán)渤海灣地區(qū)不同年限溫室土壤環(huán)境特點(diǎn)設(shè)施蔬菜土壤連作障礙調(diào)控 一 環(huán)渤海灣地區(qū)不同年限溫室土壤環(huán)境特點(diǎn) 環(huán)渤海灣不同年限溫室土壤性質(zhì) 1 環(huán)渤海灣及采樣地區(qū)概況 2 環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量整體概況 2 1土壤pH和EC的空間分布和等級(jí)特征 1 土壤pH和EC的空間分布特征 Cv 0 30 59 2 30 60 43 1 Cv 0 30 9 2 30 60 9 7 2 2 環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量整體概況 2 1土壤pH和EC的空間分布和等級(jí)特征 2 土壤pH和EC的等級(jí)特征 38 5 32 2 2 2 環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量整體概況 2 2土壤養(yǎng)分的空間分布與肥力特征 1 土壤養(yǎng)分的空間分布特征 Cv 0 30 43 5 30 60 59 6 Cv 0 30 52 9 30 60 64 0 2 有機(jī)質(zhì) 全氮 2 環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量整體概況 2 2土壤養(yǎng)分的空間分布與肥力特征 1 土壤養(yǎng)分的空間分布特征 銨態(tài)氮 硝態(tài)氮 無(wú)機(jī)氮 Cv 0 30 147 7 30 60 189 6 Cv 0 30 86 5 30 60 72 7 22 2 2 環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量整體概況 2 2土壤養(yǎng)分的空間分布與肥力特征 1 土壤養(yǎng)分的空間分布特征 有效磷 有效鉀 Cv 0 30 65 7 30 60 73 8 Cv 0 30 68 4 30 60 75 0 23 2 2 環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量整體概況 2 2土壤養(yǎng)分的空間分布與肥力特征 2 土壤的肥力特征 50 8 27 7 76 9 52 3 32 3 36 9 36 9 6 2 環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量整體概況 2 3土壤重金屬的空間分布與污染特征 1 土壤重金屬的空間分布特征 砷 鎘 鉻 鉛 CV 245 4 Cv 0 30 22 5 30 60 23 2 Cv 0 30 37 3 30 60 25 0 3 2 環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量整體概況 2 3土壤重金屬的空間分布與污染特征 1 土壤重金屬的空間分布特征 錳 鋅 銅 Cv 0 30 49 6 30 60 29 2 Cv 0 30 72 4 30 60 28 8 26 2 2 環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量整體概況 2 3土壤重金屬的空間分布與污染特征 2 土壤重金屬的污染特征 9 2 35 4 49 2 23 1 5 64 6 2 環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量整體概況 2 4土壤塑化劑的空間分布與污染特征 對(duì)所有采樣點(diǎn)土樣的塑化劑 鄰苯二甲酸酯 進(jìn)行了檢測(cè) 僅北京大興 種植年限3 5年日光溫室 采樣點(diǎn) 檢測(cè)出DEP 鄰苯二甲酸二乙酯 DiBP 鄰苯二甲酸二丁酯 DBP 鄰苯二甲酸二丁酯 和DEHP 鄰苯二甲酸二乙基己酯 其含量分別為0 001 0 141 0 165和0 046mg kg 因此 塑化劑可能不是影響環(huán)渤海灣日光溫室土壤質(zhì)量的重要因素 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 1種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤pH的影響 pH 2 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 1種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤EC的影響 EC 1 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 2種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響 有機(jī)質(zhì) 2 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 2種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響 全氮 2 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 2種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響 銨態(tài)氮 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 2種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響 硝態(tài)氮 2 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 2種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響 有效磷 2 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 2種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響 有效鉀 2 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 3種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤重金屬的影響 錳 2 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 3種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤重金屬的影響 鋅 2 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 3種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤重金屬的影響 銅 2 3 種植年限和采用地點(diǎn)對(duì)土壤質(zhì)量的影響 3 4種植年限和采樣地點(diǎn)對(duì)土壤微生物量碳的影響 2 4 結(jié)論 環(huán)渤海灣地區(qū)日光溫室表層土壤酸化趨勢(shì)明顯 但大多數(shù)采樣點(diǎn)的pH仍處于中等及以上水平 表層土壤有鹽漬化趨勢(shì) 但大多數(shù)采樣點(diǎn)的EC仍處于中等及以下水平 不同地區(qū)間的pH和EC差異較大 但pH和EC隨種植年限的增加分別顯著降低和升高 4 結(jié)論 環(huán)渤海灣日光溫室表層土壤養(yǎng)分累積明顯 雖然大多數(shù)采樣點(diǎn)的土壤有機(jī)質(zhì)處于中等及以下水平 但大多數(shù)采樣點(diǎn)的有效磷和有效鉀處于較高和高水平 存在較大的土壤環(huán)境和水體污染風(fēng)險(xiǎn) 各地均需嚴(yán)格控制磷和鉀的投入 其中江蘇和天津重點(diǎn)控制磷 遼寧和河北重點(diǎn)控制鉀 盡管土壤各養(yǎng)分指標(biāo)的空間異質(zhì)性較大 但有機(jī)質(zhì) 全氮 無(wú)機(jī)氮和有效磷均隨種植年限的增加呈顯著升高趨勢(shì) 4 結(jié)論 鋅和銅是環(huán)渤海灣日光溫室土壤重金屬污染的主要來(lái)源 各地均需嚴(yán)格控制銅和鋅 雖然砷和鎘不是土壤重金屬污染的主要來(lái)源 但二者隨種植年限的增加呈顯著升高趨勢(shì) 需引起重視 防止突破閾值 二 土壤連作障礙防控技術(shù) 設(shè)施蔬菜連作障礙問(wèn)題突出 設(shè)施土壤退化成因 單一種植及水肥高投入導(dǎo)致根際微生態(tài)失衡 病原生物 致病菌和寄生線蟲(chóng) 及相關(guān)不利因素 酸化和次生鹽漬化 以超平衡狀態(tài)存在于作物根際微生態(tài)系統(tǒng)中 阻礙了有益生物及有利因素對(duì)作物的正面影響 研究切入點(diǎn) 重建根際微生態(tài)系統(tǒng) 解決問(wèn)題的思路 土壤 作物系統(tǒng) 作物根際調(diào)控 土壤質(zhì)量提升 嫁接 消毒 輪作 填閑 增施優(yōu)質(zhì)堆肥 生防菌 秸稈還田 調(diào)控措施 單一調(diào)控 調(diào)控措施 土壤 作物同步調(diào)控 現(xiàn)狀 我們的目標(biāo) 目標(biāo) 重建蔬菜根際微生態(tài)平衡 輪作填閑間作套種 栽培制度調(diào)控 春黃瓜 番茄 順義田間試驗(yàn)輪作作物生長(zhǎng)情況 菠菜 不結(jié)球白菜 蔥 填閑作物的小區(qū)排列 休閑 菜豆 蔥 莧菜 甜玉米 9月2日生長(zhǎng)情況 9月2日生長(zhǎng)情況 2006年填閑速生葉菜莧菜 茼蒿的生長(zhǎng)情況 9月2日生長(zhǎng)情況 原因 黃瓜連作體系 連續(xù)5年田間定位試驗(yàn) 夏季填閑莧菜 2011年 1 針對(duì)土壤非植物寄生線蟲(chóng) 寄生線蟲(chóng)失衡問(wèn)題 探明了作物穩(wěn)產(chǎn)下非植物寄生線蟲(chóng) 植物寄生線蟲(chóng)數(shù)量比值的閾值 大于7 利用篩選的莧菜和茼蒿等葉菜夏季連續(xù)填閑 可使非植物寄生線蟲(chóng) 植物寄生線蟲(chóng)比值連續(xù)多年控制在7以上 根結(jié)線蟲(chóng)發(fā)病率降低58 82 SR 填閑甜玉米 SI 填閑甜玉米 秸稈還田 CR 填閑大豆 CI 填閑大豆 秸稈還田 Control 連作黃瓜 夏季填閑改善根際土壤酶和微生物學(xué)環(huán)境 2013年 栽培制度對(duì)土壤質(zhì)量的改良 減少土壤中的氮 種植填閑作物 降低致病菌數(shù)量 間作或填閑蔥蒜類 降低根結(jié)線蟲(chóng)數(shù)量 速生葉菜 莧菜 增加土壤微生物多樣性 抗逆優(yōu)質(zhì)砧木品種 果砧1號(hào) 北農(nóng)亮砧系列品種 京新砧系列砧木品種等 抗性砧木及嫁接技術(shù) 兼抗南方根結(jié)線蟲(chóng)及枯萎病的瓜類蔬菜砧木 Control 土壤管理調(diào)控 石灰氮 秸稈消毒 秸稈生物反應(yīng)堆 高有機(jī)碳改良劑 根層每日水肥一體化 石灰氮 秸稈處理 石灰氮 秸稈消毒 2009年 CW 番茄 大蔥 番茄 CT 番茄 食用菌 TC 秸稈 石灰氮消毒GT 嫁接番茄 嫁接番茄 Control 連作番茄 秸稈 石灰氮消毒提高了所有類型根際土壤微生物數(shù)量 增強(qiáng)了養(yǎng)分轉(zhuǎn)化 增加了番茄植株生物量和果實(shí)產(chǎn)量 秸稈生物反應(yīng)堆 2011年 施用微生物菌劑 內(nèi)置式秸稈反應(yīng)堆技術(shù)及兩者共用后平均分別增加土壤溫度0 28 0 85 1 23 內(nèi)置式秸稈反應(yīng)堆技術(shù)及兩者共用能夠顯著加快越冬番茄植株的生長(zhǎng)速率 使番茄前期產(chǎn)量增加10 7 和11 8 常規(guī)栽培 CK 施加微生物菌劑 T1 內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆 T2 內(nèi)置式秸稈生物反應(yīng)堆 微生物菌劑 T3 秸稈生物反應(yīng)堆能夠顯著降土壤酸性和電導(dǎo)率 EC 緩沖土壤酸化和次生鹽漬化 并能夠促進(jìn)土壤微生物對(duì)于一部分氨基酸 羧酸類 酚酸類和胺類物質(zhì)的利用 2014年 高有機(jī)碳改良劑 PSNT Pre SidedressNitrateTest 是一種在作物氮素吸收高峰前通過(guò)測(cè)定土壤氮素的有效性來(lái)決定是否追施氮肥的推薦技術(shù) PSNT技術(shù) 減少氮肥用量 日光溫室蔬菜種植土壤硝態(tài)氮測(cè)試流程 取土 提取和顯色 反射儀測(cè)定 日光溫室黃瓜農(nóng)戶習(xí)慣施肥 推薦與氮素吸收量 農(nóng)戶習(xí)慣施肥量 推薦施肥量 黃瓜氮素需求量 公斤 公頃氮 養(yǎng)液土耕技術(shù) 完全營(yíng)養(yǎng)解決方案 套餐肥是重點(diǎn) 以 改土調(diào)酸 配方施肥 增產(chǎn)優(yōu)質(zhì) 的方案肥時(shí)代即將來(lái)臨 逐步實(shí)現(xiàn)地力動(dòng)態(tài)化 施肥精準(zhǔn)化 完全作物解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)高效化與省力化 設(shè)備選擇 基于土壤與作物需求的套餐肥方案首先明確具體作物 其次是問(wèn)題調(diào)研與對(duì)策制定 再次是設(shè)立方案對(duì)比園 最后進(jìn)行綜合評(píng)估 反饋農(nóng)戶使用情況 優(yōu)化套餐費(fèi)方案 套餐施肥方案制定原則 土壤肥力水平 有機(jī)肥選擇與用量 作物發(fā)育階段 水溶肥配方 溫室環(huán)境條件 設(shè)施土壤鉀素累積情況 不同種植體系下0 20cm土壤速效鉀含量 1996 2002年期間每年我國(guó)設(shè)施菜田土壤交換性鉀的含量平均為215mgKkg 1 2003 2015年期間這個(gè)數(shù)值上升為345mgKkg 1 鉀肥投入過(guò)量 陽(yáng)離子拮抗 目前農(nóng)民已經(jīng)注意到蔬菜對(duì)鉀的需求很大 盲目加大鉀肥用量 導(dǎo)致K Mg K Ca比值增大 引起作物缺鎂 缺鈣 Ca2 參考文獻(xiàn) 吳建繁等 1998 苗艷芳等 2000 吳建繁等 2000 徐福利等 2002 田吉林 2003 劉軍等 2005 朱靜華等 2006 龔玉琴等 2008 全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心 2009 沙海寧 2010 余海英等 2010 焦曉燕等 2010 峻嶺 2011 番茄養(yǎng)分吸收比例及水溶肥初始配方 n 17 水溶肥的選擇原則 套餐施肥案例河北永清新苑陽(yáng)光日光溫室春茬番茄套餐施肥方案 1檢測(cè)診斷 套餐施肥案例河北永清新苑陽(yáng)光日光溫室春茬番茄套餐施肥方案 2推薦套餐方案 土壤質(zhì)量提升 作物根際調(diào)控 土壤 作物同步調(diào)控 增施優(yōu)質(zhì)堆肥 增施生物炭 異效雙砧嫁接 育苗基質(zhì)介導(dǎo)植株抗性 土壤 作物同步調(diào)控 增加作物抗逆性 同步改善土壤物理 化學(xué)和生物學(xué)性狀 Z 自主研發(fā)S 商業(yè)生產(chǎn) 高有機(jī)碳堆肥 根際促生菌 微生物豐富多樣 促生效果明顯 抑制病原菌 檸條堆肥 F O F O F O F O B S 枯草芽孢桿菌LY AF O 黃瓜專化尖孢鐮刀菌HK1 B S B S B S 高有機(jī)碳堆肥 根際促生菌 枯草芽孢桿菌LY A抑制病原菌效果明顯 D 熒光原位雜交 微生物在根系表明富集 藍(lán)色為根系 紅色為微生物 高有機(jī)碳堆肥 根際促生菌 B A Tianetal 2014 MicrobialEcology 高有機(jī)碳堆肥 根際促生菌同步調(diào)控后 黃瓜生物量和產(chǎn)量普遍提高 2014年 2014年 RDA冗余分析 用于分析物種分布與環(huán)境因子的關(guān)系 OM 1 724 有機(jī)COM是影響微生物組成的關(guān)鍵因子 SoilOrganicCarbon g kg Tianetal 2016 ScienceoftheTotalEnvironment 高有機(jī)碳堆肥 根際促生菌 高有機(jī)碳堆肥顯著提高土壤有機(jī)碳 2016年 有機(jī)碳增加微生物量 增強(qiáng)養(yǎng)分固持 降低養(yǎng)分淋洗 黃瓜根際細(xì)菌以變形菌門(mén) Proteobacteria 擬桿菌門(mén) Bacteroidetes 和放線菌門(mén) Actinobacteria 為主 變形菌門(mén) 固氮 分解有機(jī)質(zhì) 抑制病原菌等擬桿菌門(mén) 分解高分子量有機(jī)質(zhì) 植物源 放線菌門(mén) 促進(jìn)作物生長(zhǎng) 提高作物逆境適應(yīng)性 高碳堆肥顯著增加了擬桿菌門(mén) Bacteroidetes 相對(duì)量 擬桿菌門(mén) 分解高分子量有機(jī)質(zhì) 植物源 高碳堆肥顯著增加了 和 變形菌綱相對(duì)量 變形菌 固氮 變形菌 抑制病原菌 高碳堆肥顯著增加了黃桿菌綱相對(duì)量 黃桿菌 與根系共生 提供有效養(yǎng)分 Tianetal 2016 ScienceoftheTotalEnvironment 2016年 高有機(jī)碳堆肥對(duì)過(guò)量施肥連作黃瓜土壤改良的綜合效果顯著 根際抗逆促生菌株篩選 有效的植物促生菌 適應(yīng)環(huán)境 與根系有親和力 鹽堿地野生植物 植物 微生物協(xié)同進(jìn)化的寶貴資源庫(kù) 根際抗逆促生菌株篩選 檉柳 結(jié)縷草 堿蓬 分離純化 富集培養(yǎng) 篩選鑒定的可有效緩解番茄鹽脅迫的菌株 2016年 2016年 從鹽堿地野生植物根際篩選的細(xì)菌不僅緩解番茄幼苗鹽脅迫 150和300mMNaCl 而且在非逆境下 0mMNaCl 促進(jìn)幼苗生長(zhǎng) 2016年 從鹽堿地野生植物根際篩選的細(xì)菌不僅緩解番茄種子鹽脅迫 25和50mMNaCl 而且在非逆境下 0mMNaCl 促進(jìn)種子萌發(fā)生長(zhǎng) 高碳堆肥和生物菌肥改良土壤潛力巨大 未處理對(duì)照 堆肥處理 優(yōu)質(zhì)堆肥 優(yōu)質(zhì)堆肥是富含碳源 秸稈 的有機(jī)肥 如稻殼糞 蚯蚓肥 牛羊糞 碳基肥等 生物有機(jī)肥 富含各種功能微生物的有機(jī)肥 增加土壤微生物多樣性 土壤消毒技術(shù) 棉隆混土 土壤消毒技術(shù) 威百畝或1 3 二氯丙烯化學(xué)灌溉施藥 土壤消毒技術(shù) 1 3 二氯丙烯 氯化苦膠囊施藥 豐田寶 微生物肥料的特點(diǎn) 提高農(nóng)作物產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量 改良土壤 促進(jìn)根系生長(zhǎng) 施肥簡(jiǎn)便 在種植或移栽時(shí) 將根系或種子直接植入該肥料中即可 肥效持久 一次施肥 滿足全生長(zhǎng)期肥力 增強(qiáng)作物抗逆能力 減輕病害發(fā)生程度 改善土壤生態(tài)系統(tǒng) 環(huán)境友好 穴施 最佳施用方法 豐田寶微生物菌肥對(duì)番茄產(chǎn)量的影響 泰安房村 2012 豐田寶對(duì)黃瓜產(chǎn)量的影響 壽光古城 2015 注意事項(xiàng) 豐田寶 微生物肥料的推薦量為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的10 左右 施用 豐田寶 微生物肥料的地塊 應(yīng)經(jīng)常澆水保持土壤濕潤(rùn) 才有利于發(fā)揮微生物肥料的肥效 特殊作物需要控制其生長(zhǎng)時(shí) 可適當(dāng)控水 起高壟種植的作物 應(yīng)在壟間筑小壩擋水 不易澆滑水 適用于功能型液體水溶性肥料的生物活性物質(zhì) 生物刺激素 氨基酸 小分子肽 低聚糖 海藻酸 腐植酸 功能微生物等 促進(jìn)根系生長(zhǎng) 增加光合速率 提高作物抗逆性和果實(shí)產(chǎn)量 改善作物品質(zhì) 增加微生物 土壤酶活性或土壤動(dòng)物活性 增加生物多樣性 改善孔隙結(jié)構(gòu) 土壤團(tuán)聚體增加 加速土壤各組分的代謝與分解 加速土壤各組分的代謝與分解 提高耕性和蓄水 促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與釋放 有毒物質(zhì)解毒 減少病蟲(chóng)害 植物健康 謝謝