發(fā)布時間：2021-11-15所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：為了解決由設(shè)施種植面積擴(kuò)大和栽培年限增加而導(dǎo)致設(shè)施土壤質(zhì)量退化日趨嚴(yán)重的問題，系統(tǒng)闡述了設(shè)施栽培土壤次生鹽漬化、酸化、連作障礙和重金屬累積等方面的退化特征及成因，并基于退化特征綜述了相對應(yīng)的改良與修復(fù)(包括農(nóng)藝措施和工程修復(fù)措施)技術(shù)研究進(jìn)展，
摘要：為了解決由設(shè)施種植面積擴(kuò)大和栽培年限增加而導(dǎo)致設(shè)施土壤質(zhì)量退化日趨嚴(yán)重的問題，系統(tǒng)闡述了設(shè)施栽培土壤次生鹽漬化、酸化、連作障礙和重金屬累積等方面的退化特征及成因，并基于退化特征綜述了相對應(yīng)的改良與修復(fù)(包括農(nóng)藝措施和工程修復(fù)措施)技術(shù)研究進(jìn)展，分析了設(shè)施栽培土壤退化修復(fù)研究中改良劑產(chǎn)品、輪作制度、栽培模式等方面的不足，提出了完善土壤改良調(diào)理劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)行合理種植模式、定時對設(shè)施大棚進(jìn)行健康評價(jià)、拓展新型設(shè)施栽培模式等應(yīng)對策略。
關(guān)鍵詞：設(shè)施栽培;土壤退化;土壤修復(fù)改良
以高技術(shù)、高投入、高產(chǎn)出為特征的高度集約化設(shè)施農(nóng)業(yè)代表了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向[1]，而設(shè)施土壤是指長期設(shè)施栽培條件下耕種的農(nóng)業(yè)土壤，是設(shè)施農(nóng)業(yè)賴以發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。中國從20世紀(jì)50年代就開始簡易設(shè)施栽培技術(shù)的探索，至90年代開始集中引進(jìn)大型連棟溫室，經(jīng)過40多年的快速發(fā)展，到2020年全國溫室大棚栽培面積達(dá)370萬hm2，其中連棟溫室面積100萬hm2，設(shè)施栽培總面積已突破400萬hm2。隨著設(shè)施栽培面積的不斷增加，栽種年限不斷延長，長期的高強(qiáng)度利用、覆蓋及大水、大肥的投入導(dǎo)致溫室大棚內(nèi)的微環(huán)境發(fā)生改變，出現(xiàn)了土壤酸化、鹽漬化、作物連作障礙及有害元素積累等問題。從面積來看，我國設(shè)施栽培土壤分布在黃淮海及環(huán)渤海灣地區(qū)的設(shè)施面積約占57%，長江中下游的約占20%，西北地區(qū)的約占11%，剩余其他區(qū)域約占12%;其中，山東省面積最大，約60萬hm2。山東、東北和西北地區(qū)設(shè)施蔬菜面積約占全國設(shè)施蔬菜的70%左右。按產(chǎn)量來看，山東年產(chǎn)量5080萬t，其次是河北省，年產(chǎn)量約4229萬t，山東、河南、河北、江蘇、遼寧5省生產(chǎn)出全國約2/3的蔬菜。按蔬菜種類分布來看，設(shè)施番茄面積居于首位，其次是黃瓜，再者是茄子、辣椒[2]。已有研究數(shù)據(jù)顯示，在全國主要設(shè)施菜地的耕層土壤中，輕度鹽漬化的比例占38.2%，中度鹽漬化的比例占4.7%，且設(shè)施栽培土壤鹽漬化程度顯著高于露天栽培土壤[3];因此，充分認(rèn)識設(shè)施栽培土壤退化原因及設(shè)施栽培土壤改良與修復(fù)技術(shù)，對設(shè)施農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。
1設(shè)施栽培土壤主要退化特征及成因
1.1次生鹽漬化
由于氣候條件、母質(zhì)類型等原因，南酸北堿是我國土壤的主要特征;但是，設(shè)施大棚內(nèi)在高溫、高蒸發(fā)且沒有漫灌條件，外加不合理施肥，極易出現(xiàn)土壤鹽漬化現(xiàn)象。設(shè)施土壤的次生鹽漬化是最常見、最嚴(yán)重的問題。土壤次生鹽漬化最明顯的特征是土壤表面出現(xiàn)一層白色鹽霜，當(dāng)白色鹽霜由白變綠再變紅(紫球藻)時，土壤的含鹽量已經(jīng)超過10g/kg[4]，可對植株的生長造成嚴(yán)重的影響。灌溉不完全是土壤鹽漬化的主要原因。設(shè)施土壤最常見的灌溉方式就是噴灌、滴灌及溝灌。鈔錦龍等[5]研究表明，溝灌后的含鹽量一般要高于滴灌和滲灌。溝灌導(dǎo)致土壤水分增加不均勻，外加溫室大棚內(nèi)溫度高、蒸發(fā)量大，所以鹽漬化現(xiàn)象更加嚴(yán)重。研究發(fā)現(xiàn)設(shè)施菜地中SO42-、Cl-、Mg2+、Na+的含量均與全鹽含量呈極顯著正相關(guān)，其中SO42-、Mg2+含量與全鹽含量的相關(guān)系數(shù)更高[6]。伴隨著對設(shè)施栽培的高度重視，大量的化肥投入，單一蔬菜種類的種植，導(dǎo)致土壤中的單一離子濃度越來越高，土壤鹽漬化程度也就越來越嚴(yán)重。
1.2土壤酸化
土壤酸化指的是土壤吸收性復(fù)合體接受了一定數(shù)量的致酸離子，使土壤中堿性離子淋失的過程[7]。土壤酸化是一種土壤退化的表現(xiàn)形式。張艷霞等[8]研究表明，陜南、關(guān)中、陜北3個地區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤pH值均低于對應(yīng)區(qū)域的大田土壤，其中陜北、關(guān)中地區(qū)差異均達(dá)到極顯著水平。南方設(shè)施土壤酸化更加嚴(yán)重。南方土壤pH值較北方土壤pH值低，土壤致酸離子(交換性H+、交換性Al3+)含量高，土壤酸化更加嚴(yán)重。徐仁扣[9]研究表明，大量化肥、農(nóng)藥的施用使得土壤有機(jī)酸、營養(yǎng)陽離子被吸收后產(chǎn)生的生理酸物質(zhì)含量不斷增加，且銨態(tài)氮肥用量達(dá)80kg/hm2時就會加速土壤酸化;設(shè)施栽培土壤施肥量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同區(qū)域露天栽培土壤，土壤酸化程度較露天土壤更加嚴(yán)重。Van等[10]提出土壤內(nèi)部質(zhì)子源和外部質(zhì)子源的概念，發(fā)現(xiàn)由內(nèi)部質(zhì)子源引起的土壤酸化速度緩慢。設(shè)施土壤酸化雖然與灌溉水pH值有關(guān)，但主要原因是溫室大棚內(nèi)溫度高，且通風(fēng)時間短，土壤內(nèi)二氧化碳濃度較高，極易生成碳酸，而碳酸正是土壤中H+的主要來源[11]。土壤酸化是一個漫長的過程，但設(shè)施土壤發(fā)生酸化的速率快于同區(qū)域露天栽培土壤。
1.3連作障礙
導(dǎo)致連作障礙發(fā)生最根本的原因是連作蔬菜等作物根區(qū)微生物多樣性失調(diào)，根區(qū)的有益微生物數(shù)量、種類減少，繁殖率降低，有毒有害病原菌數(shù)量增加，導(dǎo)致植株發(fā)生各種土傳病害[12]。設(shè)施菜地由于長時間單一種植，根際土壤累積了大量根系分泌物、植物殘?bào)w中的病原菌、蟲卵及自毒物質(zhì)(醌類、肉桂酸及其衍生物、香豆素等)[13]，對設(shè)施土壤中作物的生長產(chǎn)生不良影響。連作5年時茄子、辣椒產(chǎn)生的自毒物質(zhì)香豆酸、肉桂酸、鄰苯二甲酸二丁酯能顯著降低土壤酶活性和加重根際酸化[14]。泗洪縣石集鄉(xiāng)蔬菜生產(chǎn)多年茄果類連作，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡、微生物比例失調(diào)，茄子灰霉病頻發(fā)、畸形果增多，平均667m2減產(chǎn)約500kg[15]。根結(jié)線蟲是一類對多種作物造成危害的寄生線蟲，幾乎可以侵染所有的作物，對農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生巨大影響。雖然，目前已經(jīng)有有效防治根結(jié)線蟲的方法，如利用淡紫擬青霉、穿刺巴氏桿菌等，但由于淡紫擬青霉對人身體存在潛在威脅，穿刺巴氏桿菌的培養(yǎng)成本高，都沒有得到廣泛的應(yīng)用[16]。在設(shè)施栽培土壤中，真菌對土壤的肥力水平有著較大的影響。土壤微生物由細(xì)菌型轉(zhuǎn)變?yōu)檎婢停婢鷶?shù)量越多，肥力越差，對作物的不利影響也就越大[17]。
連作障礙發(fā)生的另一個重要因素是土壤酶活性降低。土壤酶在有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化、腐殖質(zhì)和無機(jī)膠體的形成、元素的循環(huán)過程中起到至關(guān)重要的作用。土壤酶數(shù)量雖然低，但有著無可替代的作用，過氧化氫酶、脲酶、磷酸酶等同樣也是土壤健康評價(jià)的重要指標(biāo)。長期的單一種植、單一施肥、再生水灌溉，必然導(dǎo)致土壤酶活性降低，養(yǎng)分利用不充分，最終導(dǎo)致設(shè)施栽培蔬菜多種連作障礙現(xiàn)象發(fā)生[18-19]。
1.4重金屬元素積累
設(shè)施菜地重金屬元素的累積不僅對設(shè)施土壤造成嚴(yán)重污染，還對設(shè)施蔬菜的食用安全存在潛在威脅。從我國重金屬累積的空間分布來看，我國南部設(shè)施土壤重金屬含量以Cd、Hg、Pb含量最高，北部設(shè)施土壤重金屬以Cu、As、Cr含量最高[20]。設(shè)施農(nóng)業(yè)重金屬含量除了受人為噴施農(nóng)藥、化肥影響外，土壤重金屬背景值也是影響重金屬含量高的重要原因之一。
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董達(dá)誠[21]對陸良設(shè)施菜地土壤重金屬來源解析結(jié)果表明，土壤重金屬元素Cd、Cu、Zn、Pb和As主要與種植蔬菜過程中施用化肥和農(nóng)藥有關(guān);露天菜地中Pb主要來源于交通污染源，Cr受人類活動影響較小，主要取決于自然背景值。磷肥中含有較多的Hg、Cd、As、Zn、Pb，氮肥中含Pb量較高，畜禽糞便堆肥則含有較高的Cu、Zn、Cr、Ni[22]。秦麗娟等[23]采用單因子污染指數(shù)對蘭州設(shè)施土壤重金屬進(jìn)行檢測，結(jié)果表明：重金屬Cr只有2個縣(區(qū))超標(biāo)，其他縣(區(qū))未超標(biāo)，重金屬Pb、Cd、Hg和As在研究樣地均出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。郭畔等[24]對沈陽新民設(shè)施土壤重金屬進(jìn)行了調(diào)查檢測，結(jié)果表明：新民設(shè)施土壤重金屬Cu、Cd、Hg這3種元素出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，Hg含量已經(jīng)達(dá)到污染水平，對蔬菜的生長已經(jīng)產(chǎn)生了重大影響。重金屬含量的高低不僅影響土壤的污染程度，還影響設(shè)施蔬菜的品質(zhì)和食品安全問題。
2設(shè)施栽培土壤退化改良與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展
2.1土壤次生鹽漬化改良
2.1.1種植填閑作物
種植填閑作物不僅可以吸收由于過量施肥而殘留在土壤中的硝酸鹽，降低土壤鹽漬化程度，而且對土壤的理化性質(zhì)也有所改善。設(shè)施土壤種植填閑作物莧菜不僅可以增加經(jīng)濟(jì)效益，同樣可以降低土壤淋溶液硝態(tài)氮、銨態(tài)氮與磷含量[25]。種植白菜、小麥等填閑作物，可顯著降低土壤電導(dǎo)率及銨態(tài)氮含量[26]。
2.1.2科學(xué)灌水排鹽
科學(xué)的灌水排鹽就是要以水洗鹽，將設(shè)施土壤表層的鹽分隨著水分帶走，高溫蒸發(fā)不易將土壤鹽分帶回表層，降低土壤表層的鹽分累積。在休閑期，采用大水漫灌的方式，每667m2進(jìn)行2～3次灌水且每次不少于100m3，才能達(dá)到洗鹽的目的。在作物生長時期，采用縮短畦頭，接通大明溝等方式，將土壤表層的鹽基離子清除[27]。
2.1.3外源添加碳調(diào)節(jié)劑
過度施肥導(dǎo)致土壤發(fā)生次生鹽漬化的主要原因是表層土壤累積了過多的NO3-，根據(jù)碳氮互作原理，隨著土壤碳調(diào)節(jié)劑的加入，無機(jī)氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮，不僅能有效減輕土壤次生鹽漬化，而且還能增加有機(jī)質(zhì)含量[28]。外源添加有機(jī)材料后，灌溉可明顯降低土壤EC值，若在沒有灌溉條件下，長時間持續(xù)添加有機(jī)物料，也能降低土壤EC值[29]。
2.2土壤酸化改良
2.2.1測土配方施肥
測土配方施肥是指根據(jù)作物的需肥量、需肥時期來合理施肥。測土配方施肥不僅能減少大量元素的投入，更能補(bǔ)齊中微量元素的短板，提高肥料利用率，減少致酸離子進(jìn)入土壤，減緩?fù)寥浪峄^程[30]。
2.2.2外源添加改良劑
土壤酸化的改良措施還傾向于在設(shè)施土壤休耕時期外源添加生物炭、石灰、復(fù)合肥料、微生物菌劑等，改善土壤的理化性質(zhì)，增加土壤有益微生物數(shù)量，殺菌防蟲等。從而改善土壤酸化、板結(jié)等土壤退化問題[31]。當(dāng)生物炭施入酸化土壤后，羧基會與土壤中的氫離子結(jié)合從而降低土壤中的酸根離子濃度[32]，從而達(dá)到降低土壤酸性的目的。
2.3土壤連作障礙改良
2.3.1更改種植模式
輪作、套作是一種有效且容易實(shí)現(xiàn)的解決連作障礙的種植模式[33]。以西蘭花、糯玉米、青刀豆為試驗(yàn)材料設(shè)置不同套種模式，可有效提高有機(jī)質(zhì)含量及脲酶活性，提高作物對無機(jī)氮的吸收，維持過氧化氫酶及多酚氧化酶的活性[34-35]。茄子、大蒜套作可減輕茄子的黃萎病的發(fā)生，提高茄子的品質(zhì)，提高土壤中速效養(yǎng)分的含量[36]。馬鈴薯和玉米間套作，提高了土壤酶活性，提高了養(yǎng)分利用率，同時提高了土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量，使土壤向著高肥效的“細(xì)菌型”土壤類型發(fā)展[37]。在連作障礙嚴(yán)重的設(shè)施栽培土壤中，合理的搭配套作、輪作、間作模式，可有效降低連作障礙的發(fā)生，改善土壤質(zhì)量，減輕自毒物質(zhì)的危害。調(diào)整種植模式對于土壤連作障礙有很好的防治作用。
2.3.2嫁接技術(shù)
嫁接成為近些年提高作物抗性、抵抗作物發(fā)生連作障礙的新型技術(shù)手段。嫁接一般也與間套作配合使用。茄子、西瓜、番茄等作物通過嫁接，增強(qiáng)了作物對干旱、高溫的耐性及對肉桂酸、香草酸等化感物質(zhì)的抗性，提高了土壤酶活性[38-40]，形成有益循環(huán)，對改善設(shè)施土壤的次生鹽漬化、連作障礙等效果顯著。
2.3.3培育耐性品種
通過簡單序列重復(fù)標(biāo)記SSR、單核苷酸多態(tài)性SNP等手段定向篩選耐性基因，繼而篩選出耐性品種。目前在耐性品種抗性高、品質(zhì)好、產(chǎn)量高等方面都有了不小的收獲，如茄子的抗青枯病品種[41]、低鉀耐性大豆品種[42]、重金屬低累積水稻、小麥品種[43]、番茄砧木雙抗品種[44]等。種植耐性品種對于治理土壤酸化、次生鹽漬化、重金屬污染都有很好的效果。耐性品種已經(jīng)在生產(chǎn)、生活中得到了廣泛應(yīng)用。
2.3.4電消毒法
電消毒法是一種較為常見的土壤消毒方法，對線蟲、韭蛆等頑固性害蟲具有較好的滅殺效果。電消毒可以平衡土壤酸堿性、滅殺土傳病害的病原微生物[12,45-46]，也可以促進(jìn)難溶態(tài)的礦物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化，提高養(yǎng)分利用率的效果[47]。有研究表明，綜合生產(chǎn)成本、耗電量等因素考慮，在通電10min，電極差選擇750mm或500mm時效果最佳[48]。
2.3.5熱水消毒法
熱水消毒法是指將常壓熱水鍋生產(chǎn)的80～95℃的熱水，通過開口灑水管灌入土壤，在表面蓋上保溫膜，利用高溫來消滅土壤中的病原菌及害蟲的方法。研究發(fā)現(xiàn)，熱水消毒可有效減少土壤中根結(jié)線蟲數(shù)量[49-50]。這種方法需水量較大，不宜在缺水的地區(qū)使用。
2.4土壤重金屬污染修復(fù)
2.4.1客土法
客土法就是將重金屬污染、次生鹽漬化嚴(yán)重的土壤用其他化學(xué)性質(zhì)較好的土壤來替換，以達(dá)到可以耕作的目的。客土法不僅對重金屬污染有效，對鹽漬化嚴(yán)重的土壤同樣適用。薛鑄等[51]研究表明，龜裂堿地沙質(zhì)客土可促進(jìn)番茄、白菜、油麥菜的生長及其產(chǎn)量的提高。客土法來改善設(shè)施土壤重金屬污染、土壤鹽漬化的效果雖然快捷有效[52]，但這種方法成本很高，對于污染嚴(yán)重的土壤也要有后續(xù)封存或其他處理，不能實(shí)現(xiàn)廣泛的推廣。
2.4.2化學(xué)穩(wěn)定法
可選用效果較好的土壤鈍化劑，將鈍化劑施入土壤中，讓鈍化劑與土壤充分混勻，保持一定的含水量，將有效態(tài)的重金屬離子穩(wěn)定在土壤中[53]。硅鈣鎂肥與改性腐植酸復(fù)合施用對土壤中Cd含量降低50%，小麥中Cd含量降低70%[54]。何麗質(zhì)[55]研究發(fā)現(xiàn)，使用海泡石、過磷酸鈣、羥基磷灰石等9種材料均可降低油菜、小白菜、油麥菜中鎘含量，且能達(dá)到顯著水平。這種方法一方面可直接穩(wěn)定重金屬元素，另一方面通過升高土壤pH值，從而降低土壤重金屬活性。
2.4.3生物吸附(還原)法
生物吸附(還原)法是利用微生物的氧化還原反應(yīng)來改變重金屬離子的價(jià)態(tài)，從而降低重金屬有效態(tài)、活性及其毒性[56]。例如，Cr6+比Cr3+的水溶性、遷移性要高得多，且Cr6+比Cr3+毒性要強(qiáng)100倍[57]。除了利用微生物改變金屬離子價(jià)態(tài)，微生物還可以通過胞內(nèi)吸附、胞外吸附、表面吸附來改善土壤重金屬污染狀況[58]。熊芬等[59]研究了煙曲霉胞外聚合物對重金屬Pb2+的去除效果，結(jié)果在pH值為6.5、時間為3h時，重金屬去除率可達(dá)73.48%。
利用超富集植物修復(fù)被重金屬污染的土壤是一種綠色、安全且便宜的修復(fù)方式，其原理是利用超富集植物對于重金屬的耐性，通過對土壤中重金屬的固定、吸收富集或者揮發(fā)來減少重金屬對土壤的污染[60]如龍葵、寶山堇菜、蜈蚣草等對Cr有較好的吸收富集效果[61-62];馬藺、東南景天等對于Pb的吸收富集效果較好[63-64]。利用超富集植物修復(fù)礦區(qū)污染土壤的研究逐步增多，但很少有人研究超富集植物對設(shè)施土壤的改良修復(fù)效果。
3存在問題及解決措施
3.1存在的問題
3.1.1退化土壤改良調(diào)理劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不完善
目前生物炭、腐植酸、海泡石及相關(guān)微生物等作為土壤退化的修復(fù)劑或調(diào)理劑在退化土壤改良中已有廣泛的研究和應(yīng)用;但是，目前市場上仍存在諸多問題，如生物炭有木質(zhì)生物炭、秸稈生物炭、殼類生物炭等，來源廣[65]，并且加工工藝(設(shè)備、溫度等)存在較大差異等，造成不同來源、不同工藝的生物炭的功能特性、使用方法、使用量、使用效果各異;另外，腐植酸、海泡石亦存在此類問題。同時，有機(jī)糞肥(雞糞、豬糞)、污泥中易存在重金屬二次污染問題，將有機(jī)糞肥、污泥等做成土壤調(diào)理劑前需要進(jìn)行嚴(yán)格檢測。
3.1.2缺乏科學(xué)的適于設(shè)施栽培的輪作制度
目前設(shè)施土壤沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的輪作，如甘藍(lán)、白菜、油菜等十字花科蔬菜，對于養(yǎng)分喜好相同，雖然存在輪作現(xiàn)象，但仍會發(fā)生土壤養(yǎng)分失衡及蔬菜根腫病、黑腐病等土傳病害[66]。
3.1.3缺乏基于設(shè)施栽培土壤健康評價(jià)體系
目前設(shè)施栽培土壤利用方式多為先掠奪，后補(bǔ)償，即建棚初期多為掠奪式利用，如復(fù)種指數(shù)偏高、過量施肥[1](尤其氮肥、磷肥、畜禽糞便)、集約化程度高等，導(dǎo)致土壤質(zhì)量退化速率急劇升高，而質(zhì)量評價(jià)及改良(修復(fù))措施嚴(yán)重滯后，且治理成本偏高。總之，我國設(shè)施栽培需要相對科學(xué)合理的耕作措施及較為全面的土壤健康評價(jià)體系。
3.1.4設(shè)施栽培模式單一
我國設(shè)施栽培模式單一，以土培為主，對于土壤的依賴程度過高，導(dǎo)致土壤發(fā)生退化和污染，嚴(yán)重影響蔬菜的產(chǎn)量及品質(zhì)[67];另外，在科研方面，如何利用無土栽培技術(shù)(基質(zhì)栽培、水培等)減輕設(shè)施蔬菜對于土壤的依賴，及利用基質(zhì)為原料來改良退化土壤的研究相對較少，尤其是推廣應(yīng)用更少。
3.2解決措施
3.2.1完善土壤改良調(diào)理產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)
完善產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)從以下方面著手：第一，目前關(guān)于土壤調(diào)理劑的叫法頗多(土壤改良劑、土壤修復(fù)劑、土壤鈍化劑等)，名稱不具有統(tǒng)一性，需要市場監(jiān)管機(jī)構(gòu)統(tǒng)一認(rèn)證;第二，對土壤調(diào)理劑產(chǎn)品生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)步驟、材料來源要嚴(yán)格把控;第三，建立健全不同類型土壤調(diào)理劑進(jìn)入市場的監(jiān)管制度。
3.2.2實(shí)行合理的種植模式
針對不同類型蔬菜對礦質(zhì)(特別是中微量)元素的差異吸收特性進(jìn)行系統(tǒng)性研究，在設(shè)施栽培中施行科學(xué)合理的種植(如輪作、間作、套作)模式，緩解設(shè)施栽培土壤質(zhì)量退化速率，如白菜與大蔥[68]、黃瓜與西芹[69]、菜豆與辣椒[70]套作，既大幅降低了病蟲害的發(fā)生，又能提高蔬菜的品質(zhì)及產(chǎn)量。
3.2.3定時對設(shè)施大棚進(jìn)行健康評價(jià)
自設(shè)施大棚建棚開始，應(yīng)采用多目標(biāo)協(xié)同的土壤質(zhì)量評價(jià)方法對設(shè)施土壤進(jìn)行評價(jià)(耕地地力綜合指數(shù)法[71]、康奈爾土壤健康評價(jià)法[72]等)，當(dāng)土壤發(fā)生土壤質(zhì)量退化特征時，及時采取補(bǔ)充營養(yǎng)元素、添加調(diào)理劑等措施，以防止或減緩?fù)寥劳嘶?/p>
3.2.4拓展新型設(shè)施栽培模式
降低設(shè)施栽培對土壤的依賴程度，加大新型設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培模式的應(yīng)用，如基質(zhì)栽培、巖棉栽培、水培、氣霧栽培等。無土栽培在設(shè)施蔬菜中憑借自身優(yōu)勢，可降低蔬菜病蟲害的發(fā)生，提高蔬菜品質(zhì)和產(chǎn)量[73]，并加速蔬菜生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、高效化、規(guī)模化的步伐。
4展望
我國蔬菜設(shè)施栽培面積還在持續(xù)增加，新的土壤環(huán)境問題還會不斷出現(xiàn)，設(shè)施栽培土壤的退化特征及修復(fù)改良依然是研究的熱點(diǎn)。基于設(shè)施栽培土壤目前現(xiàn)狀及存在的問題，建議從土壤退化機(jī)理、土壤功能性微生物、土壤監(jiān)測體系及土壤評價(jià)體系等方面進(jìn)行深入研究，為我國設(shè)施栽培土壤可持續(xù)利用提供參考。
4.1深入開展設(shè)施土壤退化機(jī)理研究
從蔬菜—肥料—土壤—環(huán)境相互作用的角度，對設(shè)施蔬菜土壤退化機(jī)理進(jìn)行綜合研究，探明土壤退化的原因，并采取相對應(yīng)的解決措施。單一的措施只能短期解決土壤退化問題，而要從根本上解決問題，還需要從綜合的角度對土壤退化的機(jī)理進(jìn)行深入的探討和研究。
4.2重視設(shè)施土壤功能性微生物的研究
微生物肥料中的土壤功能微生物對土壤改良與修復(fù)調(diào)控研究已經(jīng)有了一系列的成果。郝祥蕊等[74]研究表明，在使用微生物菌劑后，可抑制病原菌的繁殖，優(yōu)化微生物群落結(jié)構(gòu)，提高作物對土壤養(yǎng)分的吸收。但目前土壤功能微生物因土壤環(huán)境變化存在調(diào)控效果不穩(wěn)定、調(diào)控方向不明確等問題，未來需要對定向提升核心微生物功能的技術(shù)進(jìn)行深入研究[75]。
4.3建立設(shè)施栽培土壤質(zhì)量監(jiān)測與評價(jià)體系
目前對農(nóng)田(耕地)土壤質(zhì)量評價(jià)與監(jiān)測體系已經(jīng)取得了重要成果，但針對設(shè)施栽培土壤監(jiān)測評價(jià)體系鮮有研究。未來急需建立土壤質(zhì)量專項(xiàng)調(diào)查及常規(guī)檢測[76]，通過對設(shè)施栽培土壤的調(diào)查檢測評價(jià)，確定土壤質(zhì)量等級，并根據(jù)不同等級的土壤采取相應(yīng)的措施。——論文作者：于泓1，盧維宏1，張乃明1,2
