河西走廊設施葡萄土壤質量退化的表現原因及提升對策.pdf

農業(yè)與技術 林業(yè)科學 河西走廊設施葡萄土壤質量退化的表現原因及提升對策 陳巖輝胡芳葉芳張勤德劉偉嚴小慧金娜何彩李強 武威市林業(yè)科學研究院 甘肅武威 摘 要 河西走廊具有發(fā)展設施葡萄產業(yè)的氣候條件優(yōu)勢 但長期栽培導致土壤質量退化 影響設施葡萄產業(yè)的 高質量發(fā)展 本文總結長期生產實踐經驗 闡述了河西走廊設施葡萄土壤質量退化在物理性狀 化學性狀 微生 物區(qū)系 自毒產物累積方面的表現 從設施環(huán)境 人為干擾 施肥 施藥 灌水方面分析了河西走廊設施葡萄土 壤質量退化的原因 并從栽培 中耕 灌溉 施肥 施藥 施用改良劑 土壤消毒方面提出河西走廊設施葡萄土 壤質量退化的提升對策 以期為河西走廊設施葡萄土壤質量提升提供理論依據和科技支撐 積極助力河西走廊設 施葡萄產業(yè)高質量可持續(xù)發(fā)展 關鍵詞 河西走廊 設施葡萄 土壤質量 退化原因 提升對策 中圖分類號 文獻標志碼 收稿日期 基金項目 甘肅省民生科技專項 科技特派員專題 項目編號 甘肅省技術創(chuàng)新引導計劃 項目編號 武威市科技特派員創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范基地 項目編號 甘肅省林草科技計劃 項目編號 作者簡介 陳巖輝 女 本科 工程師 研究方向 葡萄栽培管理 通信作者李強 男 碩士 高級工程師 研究方 向 葡萄土壤與植物營養(yǎng) 前言 土壤是作物賴以生存的基礎 作物所必需的營養(yǎng) 元素絕大多數是從土壤中吸收的 土壤質量的好壞 直接影響作物的健康發(fā)展 王楠 研究表明 隨著設 施栽培年限的增加 土壤 不斷下降 電導率和鹽 度逐漸升高 馬瑞等 研究表明 設施栽培土壤 較露地明顯下降 耕作層鹽分嚴重積累 硝態(tài)氮含量 遠高于露地 黃得志等 研究表明 與露地菜田土壤 相比 溫室土壤鹽和硝態(tài)氮含量隨著種植年限的增加 而上升 土壤 不斷下降 馬艷春等 研究表明 隨著設施栽培年限的延長 土壤質量明顯退化 表現 為土壤酸化 鹽漬化 表層富營養(yǎng)化以及 等 重金屬積累 河西走廊光照充足 晝夜溫差大 具有 發(fā)展設施葡萄延后栽培的地域 光照 冷涼氣候 土 地資源優(yōu)勢 該區(qū)域生產的葡萄不僅成熟充分 糖酸 適中 而且可以錯峰上市 經濟效益十分可觀 但在實踐生產中 果農普遍反映 隨著設施葡萄種植 年限的延長 設施土壤質量不斷退化 土壤物理性狀 變差 化學性狀惡化 微生物區(qū)系失衡 自毒產物積 累加劇 嚴重影響了葡萄正常生長發(fā)育 造成營養(yǎng)不 良 產量下降 品質下降 經濟效益下降 影響了設 施葡萄產業(yè)可持續(xù)高質量的發(fā)展 解決設施葡萄土壤 質量退化的問題迫在眉睫 因此 在多年實踐經驗的 基礎上 本文深入分析了河西走廊設施葡萄土壤質量 退化的表現及其原因 并提出河西走廊設施葡萄土壤 質量提升的對策 以期為河西走廊設施葡萄產業(yè)高質 量發(fā)展提供理論依據 河西走廊設施葡萄土壤質量退化的表現 土壤物理性狀變差 隨著設施葡萄種植年限的延長 土壤密實程度增 加 容重增大 粘化作用明顯 土壤團粒結構被破 壞 水穩(wěn)性團粒數量減少 非活性孔隙比例相對降 低 通氣透水性變差 土壤化學性狀惡化 土壤酸化 隨著設施葡萄種植年限的延長 土壤酸緩沖能力 減弱 土壤中 以及有機酸累積增加 有益微生物數量減少 鋁 錳 鉻 鎘等有毒元素的 活性增加 導致土壤酸化 土壤次生鹽漬化 隨著設施葡萄種植年限的延長 土壤表層的鹽分 林業(yè)科學 農業(yè)與技術 增加 尤其是硝酸鹽積累明顯 導致土壤的孔隙度 通氣性 滲透性以及微生物活性降低 土壤中有機質 的分解速率降低 土壤次生鹽漬化程度加重 土壤養(yǎng)分平衡及比例失調 設施葡萄無法實行輪作 施肥常年大體一致 土 壤中葡萄所需營養(yǎng)元素明顯缺乏 而非需營養(yǎng)元素不 斷累積 養(yǎng)分比例失調 全氮 堿解氮及速效磷的比 例明顯增加 而鉀和鈣等中微量元素明顯虧缺 土壤微生物區(qū)系失衡 隨著設施葡萄種植年限的延長 土壤的生物多樣 性逐漸遭到破壞 土壤的生態(tài)功能和酶活性下降 土 壤中有害細菌數量越來越多 有益細菌數量大幅減 少 且有益細菌活動能力不斷下降 病原菌在土壤中 占據主導優(yōu)勢 土壤土傳病害頻發(fā) 土壤中自毒產物積累加劇 葡萄主要的自毒物質有對羥基苯甲酸 六甲基 環(huán)氧三硅烷 等 自毒物質可以直接作用于葡萄植 物體 還可以通過改變土壤的理化性質和根際環(huán)境來 影響葡萄的生長發(fā)育 河西走廊設施葡萄土壤質量退化的原因 設施環(huán)境相對封閉 設施葡萄棚長期處于高溫高濕狀態(tài) 空氣流動性 差 蒸發(fā)量大 自然降水淋溶作用減輕 可溶性鹽得 不到充分淋溶 土壤深層的鹽分通過毛管水被帶到土 壤表層 鹽分在土壤表面聚集 另外 光照對設 施土壤中各種元素的自然合成及有益微生物的生長失 去作用 影響了土壤營養(yǎng)元素的良性循環(huán) 土壤 各種組分的平衡被破壞 造成土壤酸化以及次生鹽漬 化 高強度高頻度人為干擾 由于機械化程度較低 設施葡萄水肥管理 整形 修剪 病蟲害防治 采摘等需投入大量人力 過度耕 作與踐踏極易造成土壤板結 土壤的團粒結構被破 壞 密實程度增加 通氣透水性變差 施肥不科學 設施葡萄棚生產中普遍存在超量施肥的現象 施 肥常年基本一致 且不注重有機肥和微量元素肥料的 補充 偏施化學肥料 尤其是過量施用尿素 二銨等 肥料 致使土壤中鹽離子增多 硫酸鉀 過磷酸鈣 氯化鉀等生理酸性肥料的不合理施用使得土壤中 及 累積 以及有機肥的硝化作 用 礦化分解產生的有機酸等加速了土壤酸化 且設 施葡萄實踐生產過程中 秸稈等有機物料投入不足 行間生草等培肥地力措施普遍缺少 過量盲目施用農藥 設施葡萄棚過量盲目施用農藥 極易對有益微生 物造成殺傷 導致土壤微生物菌群失衡 有益微生物 不斷減少 有害微生物不斷增加 土壤生態(tài)環(huán)境不斷 被破壞 灌溉方式不科學 河西走廊設施葡萄棚大多采用大水漫灌 而且每 次灌水量較多 且灌水次數頻繁 肥料中的養(yǎng)分容易 隨水下滲到根系吸收不到的地方 土壤極易被沉實 土壤中的空氣也極易被擠壓排出 造成土壤團粒結構 破壞 土壤不能及時得到疏松 造成板結 而且大水 漫灌會使地下水位上升 毛管上升水容易將土壤底層 的鹽堿帶到地表形成返鹽現象 河西走廊設施葡萄土壤質量提升的對策 科學栽植 河西走廊西北地區(qū)主要為棕色荒漠土 中部地區(qū) 主要為灰棕荒漠土 東部地區(qū)主要為灰鈣土 淡棕鈣 土和灰漠土 土壤肥力較低 有機質匱乏且極易發(fā)生 板結 沙質土壤保水性能較差 黏土的通透性較差 因此 河西走廊發(fā)展設施葡萄應根據土壤的類型進行 科學的栽植 土壤黏重 升溫慢 保水性能好的區(qū)域 選擇起壟栽培 壟高 壟寬 土 壤沙化 升溫快 保水性能差的區(qū)域應選擇平地開挖 定植穴或者開溝栽植 不僅有利于提高水分的利用效 率 還能夠減輕土壤的密實程度 防止土壤板結 提 升土壤的生產力 另外 成齡葡萄園可以選擇在葡萄 行間種植黑麥草 白三葉草或者覆蓋可降解的液態(tài)地 膜 葡萄碎枝條等 用于改良土壤理化性狀 增加土 壤酶活性 中耕松土 中耕松土可以明顯改善土壤結構 提高土壤的通 透性及地溫 促進葡萄根系的呼吸作用和土壤溶液的 流動 有利于礦質元素的吸收 促進硝化細菌的化能 合成作用 增強土壤肥力 抑制反硝化細菌的作用 保持土壤肥力 河西走廊設施葡萄中耕松土應選 擇合適的時機 通常在水分適中時進行 即澆水后 土壤表面泛白時進行 避免在土壤過于干燥或過于濕 潤時進行 影響土壤結構 深度以 為宜 過 淺無法達到改善土壤結構的目的 過深可能影響葡萄 根系生長 應盡量避免重復松土 重復松土容易導致 土壤結構破壞 同時應盡量減少作業(yè)踩踏 防止土壤 板結 合理灌溉 合理灌溉不僅能夠提高水肥利用效率 節(jié)約水肥 農業(yè)與技術 林業(yè)科學 資源 而且能夠提高作物產量和品質 還可以改善土 壤的理化性狀 河西走廊設施葡萄灌溉要根據葡 萄生長發(fā)育階段的生理特性 土壤特性等來確定 但 總體應遵循萌芽前灌透水 開花前灌水 開花期控 水 漿果膨大期灌水 次 漿果著色期控 水 采收后灌水 秋冬期灌透水 田間持水量控制在 土層一直保持濕潤 盡量減 少灌溉次數 也可以采用隔溝輪灌 有條件的盡 量考慮水肥一體 可采用滴管 滲灌 噴灌 沒條件 的可采用散穴灌 葡萄根系分布集中的地方 挖寬 深 的灌溉穴或者短溝 完全沒有灌溉 條件的 需加強土壤管理 增加土壤本身的保蓄水能 力 并采用覆膜或者覆草等方法減少水分散失 科學施肥 不同葡萄品種的生長發(fā)育特性及需肥規(guī)律各有不 同 河西走廊設施葡萄科學施肥必須結合樹體狀況 土壤的養(yǎng)分狀況及需肥規(guī)律來確定 必須因樹施肥 因地施肥 基肥為主 追肥為輔 糞肥為主 化肥為 輔 根部施肥為主 根外施肥為輔 充分考慮有機 生物和無害的肥料 平衡施肥 施肥應遵循 分次分 期 分布均勻 的原則 研究表明 不同品種 不同 樹齡的葡萄對氮磷鉀的需求不同 但總體上需要氮鉀 肥多 需要磷最少 每生產 葡萄果實 需求 氮磷鉀總體比例約為 葡萄早 中期需氮較多 中 后期需磷鉀較多 葡萄 喜硼 對鈣 鐵 鋅 錳需求量也比較多 基肥在入 冬前后結合清園進行 條狀溝施 腐熟的羊肥 氮磷鉀復合肥 微生物菌肥 中微量元素 每年追肥 次 第 次在萌芽期 尿素 過磷酸鈣 促進葡萄 花芽繼續(xù)分化 第 次在落花后 尿素 硫酸鉀 每 噴施 次磷酸二氫鉀 連續(xù)噴 次 促進果實快速膨大 第 次追肥在果實著色初期 以磷 鉀為主 添加少 量氮肥 促進葡萄快速轉色和干物質積累 第 次在 葡萄采收后 高氮的氮磷鉀復合肥 為樹體補充養(yǎng) 分 促進根系生長 根部追肥的同時 葉面補充微量 元素 開花前噴 的硼砂提高坐果率 缺 鐵性黃化噴施 的 螯合鐵 科學用藥 根據防治對象的生物學特性和危害特點 科學使 用農藥 防止農藥對土壤有益微生物的殺傷 破壞土 壤生態(tài)環(huán)境 按照 預防為主 綜合防治 的原則 盡量使用生物源農藥 礦物源農藥以及低毒有機合成 農藥 盡量減少使用中毒農藥 禁止使用劇毒以及高 殘留農藥 正確的打藥方式是噴頭斜向上 主蔓 下方到頂端副梢均需噴施 施藥后葉背面如有 層霧 氣包裹著最好 采取 模式 即葡萄冬剪后 和萌芽前噴 波美度石硫合劑 次 全園霧噴 包 括墻體 棚架等 生長期間每隔 噴施 倍液 波爾多液 次 連續(xù)噴 次 花后 噴 施 倍液碧護 次 增強樹勢 提前預防病蟲 害 河西走廊設施葡萄蟲害主要防治紅蜘蛛 病 害主要防治白粉病 灰霉病 霜霉病 白腐病 具體 的防治方法參考本團隊的研究報告 施用改良劑 合理施用土壤調理劑能夠改良土壤結構 打破土 壤板結 促進團粒結構形成 提高土壤透氣性 降低 土壤容重 調節(jié)土壤 值 陽離子交換量和鹽基飽 和度 并能夠增強土壤微生物活性 調節(jié)土壤微生物 區(qū)系 促進有益微生物的繁殖和活動 在實際應 用中 應根據土壤的具體狀況和葡萄需求選擇合適的 土壤調理劑 并遵循科學合理的施用方法和劑量 避 免造成不良影響 另外 還需定期對土壤進行檢測和 評估 并及時調整調理策略 常用的物理性調理劑主 要有粘土礦物 硅藻土 珍珠巖等 主要用于改善土 壤結構 增加土壤孔隙度和空氣流通性 化學調理劑 主要有石灰石粉 石膏 硫磺等 主要用于調節(jié)土壤 值 平衡酸堿度 改善土壤營養(yǎng)元素的有效性 生物性調理劑主要有固氮菌 解磷菌 解鉀菌等 主 要用于增強土壤微生物活性 促進有機質分解和礦質 養(yǎng)分釋放 復合性土壤調理劑主要有硅鈣鎂肥 復合 微生物肥料等 主要用于全面改善土壤理化性質和生 物活性 特殊用途調理劑是針對特定的土壤問題或作 物需求 如改良鹽堿地的脫鹽劑 防治重金屬污染的 穩(wěn)定劑 提高微量元素有效性的微肥等 另外 可以 將冬季修剪的廢棄枝條制成生物炭或者草木灰施入土 壤 緩解土壤酸化 提高土壤肥力 近年來 納米 材料由于其獨特的量子效應和小尺寸效應 在土壤改 良領域開始廣泛應用 功能性納米膜 納米蛭石等具 有很好的土壤改良效果 土壤消毒 為更好地推動設施葡萄產業(yè)發(fā)展 必須科學做好 土壤消毒工作 河西走廊設施葡萄土壤消毒 必 須充分考慮可行性和實操性 新建設施葡萄大棚 尤 其是蔬菜大棚改建葡萄大棚 建園前必須對土壤進行 消毒 建議日光高溫消毒和生物熏蒸消毒 其中日光 高溫消毒在 月進行 土壤表面撒生石灰后深翻 灌透水覆膜密封土壤 個月以上 使土壤溫度達到 林業(yè)科學 農業(yè)與技術 以上 殺死土壤中的病菌和線蟲 生物熏蒸消 毒技術 一般在 月開始 在土壤表面覆蓋 層生物 基質 麥草 稻草 糞肥等 灌水 表層覆膜 保 持 左右 利用生物基質腐爛產生高溫 殺滅土壤 中的有害微生物 成齡的葡萄園 葡萄冬剪結束后 用 波美度石硫合劑加 五氯酚鈉對土壤進行 全面噴霧消毒 絨球期再用 波美度的石硫合劑 加 五氯酚鈉對土壤進行全面噴霧消毒 次 參考文獻 王奎穩(wěn) 設施葡萄土壤改良必要性及措施 河北果樹 王楠 設施栽培年限對設施土壤生態(tài)環(huán)境的影響及次生鹽漬化 土壤的改良 重慶 西南大學 馬瑞 李惠霞 張學科 等 不同種植年限對設施菜田土壤養(yǎng) 分及陽離子含量的影響 北方園藝 黃得志 任曉燕 吳明麗 等 設施栽培對土壤環(huán)境質量的影 響 甘肅農業(yè)大學學報 馬艷春 姚玉新 杜遠鵬 等 葡萄設施栽培不同種植年限土 壤理化性質的變化 果樹學報 牟德生 郭艷蘭 張斌 等 河西走廊設施葡萄產業(yè)現狀及高 質量發(fā)展對策建議 中外葡萄與葡萄酒 范曉輝 翁琳琳 雷麗麗 等 我國葡萄園土壤質量評價的研 究進展 中外葡萄與葡萄酒 孫鑫 劉倩文 李坤 等 外源對羥基苯甲酸對葡萄植株生長 及根系分泌特性的影響 中外葡萄與葡萄酒 郭修武 李娜 李坤 等 葡萄根系分泌物主效自毒物質的初 步分離與鑒定 果樹學報 洪子江 設施蔬菜生產應防止土壤環(huán)境惡化并注重土壤改良 土壤肥料 楊艷雪 趙健敏 范澤麗 賓川縣葡萄園土壤質量下降原因 分析及對策措施 農民致富之友 劉雪 設施蔬菜土壤惡化狀況分析 西北園藝 王小龍 劉鳳之 史祥賓 等 行內生草對葡萄根系生長和 土壤營養(yǎng)狀況的影響 華北農學報 顏亞賽 鐘曉敏 段鑫垚 等 不同覆蓋處理對葡萄園土壤 理化性質及酶活性的影響 中外葡萄與葡萄酒 馮煥琴 李自龍 焦健 等 松土對干旱脅迫下油橄欖抗性 生理及土壤環(huán)境因子的影響 西北植物學報 芝祥紅 松土及生草對幾種木本園林植物根際土壤性質及生 長發(fā)育的影響 蘭州 甘肅農業(yè)大學 王淼 袁瀟 王艷 等 我國設施農業(yè)土壤質量退化現狀及 修復技術研究進展 現代化農業(yè) 尤軍 趙輝 設施溫室葡萄栽培土壤劣化的主要表現及改良 對策 特種經濟動植物 龐國成 葡萄在設施栽培中的肥水需求特性及高效利用技術 研究 北京 中國農業(yè)科學院 羅邊疆 馮軍仁 陸瑛 河西走廊戈壁荒灘地設施葡萄延后 栽培中真菌性病害的防治技術 農村實用技術 李強 張勤德 胡芳 等 武威冷涼灌區(qū)日光溫室紅提葡萄無公 害延后栽培技術 農業(yè)與技術 索琳娜 馬杰 劉寶存 土壤調理劑應用現狀及施用風險研 究 農業(yè)環(huán)境科學學報 鄭惠玲 武繼承 韓偉峰 等 土壤調理劑與氮磷配施對花 生產量和養(yǎng)分利用的影響 河南農業(yè)科學 李明山 陳鴻才 王靜 等 葡萄園土壤酸化治理研究進展 中外葡萄與葡萄酒 呂靜靜 農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的土壤改良技術研究 棉花科 學 宋根 張小林 黃海玉 等 設施農業(yè)土壤消毒技術研究 鄉(xiāng)村科技 聶松青 設施葡萄園土壤障礙診斷及調控研究 長沙 湖南農業(yè)大學 李坤 葡萄連作障礙機理及調控途徑的研究 沈陽 沈 陽農業(yè)大學 責任編輯 錢海林