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农民日报 2019年04月20日 星期六

江苏推广新模式破解设施栽培连作障碍——

“湿旱轮作”焕发大棚土壤活力

《 农民日报 》( 2019年04月20日   05 版)

    专家在观摩连栋大棚内的“湿旱轮作”试验示范,一边种植的是水稻,另一边是空心菜。

    资料图

    本报记者李文博

    “连续8年种植茄果、叶菜类旱生蔬菜,土壤盐渍化严重,可溶性盐浓度超过5000μS/cm(微西门子/每厘米,电导率的单位),产出效率也越来越低,到后来甚至不知道该怎么继续开展种植了。”在江苏省南京市溧水华成蔬菜专业合作社发生的情况,在其他很多地区一样存在,设施蔬菜投入高,如何破解连作障碍成为迫在眉睫的问题。

    而江苏省农业技术推广总站与扬州大学园艺与植物保护学院江解增教授团队联合攻关,首次创新性提出的农作物“湿旱轮作”模式,对防控设施蔬菜连作障碍的克服初见成效,使土壤焕发出新的生机活力。

    设施栽培连作障碍亟待攻关

    “为了提高产量,许多农户采用‘大水大肥’的方法,这与我国倡导的绿色生产不符,尤其是设施蔬菜种植,缺少雨水的淋洗,容易产生盐渍化、病虫害,这些成为设施蔬菜连作障碍的主要表现形式。”江苏省农技推广总站研究员曾晓萍介绍。

    “庄稼一枝花,全靠肥当家”,这种传统的施肥理念深深扎根于广大农户心中,以致于只要减产,农户就会增加施肥量。殊不知,设施蔬菜栽培的减产,往往不是因为肥不够,恰恰相反,是肥太多了,土壤得了“肥胖症”,还继续给予高营养“饮食”,这明显不合适。而很多经营主体凭以前的种植经验确定基肥和追肥用量,使得设施栽培土壤中的富余养分越来越多、盐渍化逐年加重。此外,设施大棚的保温效果使病虫害免遭冻害和“饥饿胁迫”形成叠加效应,同时,设施大棚内的高湿度往往容易激发病虫害发生,导致病虫害基数逐年增加,设施大棚内病虫害猖獗。

    近年来,江苏省设施蔬菜种植面积逐年扩大,全省设施蔬菜每年以耕地面积1%左右的速度增长,产量占全省蔬菜总产量的1/2以上。而蔬菜连作障碍导致的蔬菜产量下降、品质降低、效益下滑,已成为制约蔬菜绿色生产的主要瓶颈之一。

    溧水华成蔬菜专业合作社的连栋大棚生产区,从最初的高产高效到8年后的大幅减产降质,正是这一问题的反映。“连续8年种植茄果类蔬菜,虽然起初效益不错,但随着年限的增加,出现产量下降、品质降低、病虫害发生严重等情况,而设施蔬菜投入高,到后期收支差异大,不知道该怎么处理了。”该合作社负责人路晓华很是苦恼。

    一直以来,蔬菜生产是用水、用肥、用药的大户,资源节约的潜力大,要想推进蔬菜生产的绿色发展,就必须要突破现有的发展模式,开展技术研发、攻关与集成。曾晓萍说:“连作障碍是一个很好的突破口,既能提升蔬菜的品质,又能够提升产业的整体效益,促进产业富民。”

    “湿旱轮作”可为土壤“瘦身”

    江解增团队在华成蔬菜专业合作社开展试验示范。“在这个大棚里,我们选择了空心菜与茄果类旱生蔬菜轮作,之前检测的土壤可溶性盐浓度为5200μS/cm,土壤得了‘肥胖症’,磷、钾含量超标,通过‘湿旱轮作’模式种植,土壤中多余的氮磷钾被不断吸收,种植过一茬空心菜后,可溶性盐浓度降至495μS/cm,恢复到了正常土壤的标准。”江解增介绍说。

    “常规旱生蔬菜田经过长年累月连作造成的土壤酸化、盐渍化、养分失衡及土传病虫害严重等现象,一旦与水田轮作,能够得到改善和消除。”江解增认为,“湿旱轮作”模式相对传统的设施栽培连作模式具有显著优势,能够控制土壤盐渍化,改良土壤,有效治理设施栽培连作障碍,提升种植效益。

    所谓“湿旱轮作”,是指利用水稻、空心菜、水芹等适宜湿润栽培的作物与旱生蔬菜进行轮作,为实现设施蔬菜可持续、稳定发展找到了有效途径。

    目前,江解增团队在连续种植了8年旱生蔬菜的连栋大棚内的试验结果显示,种植一茬湿润栽培作物的方式,可使土壤盐渍化情况得到明显缓解,已有400多亩地达到了预期效果。

    “我们在对蔬菜病虫害的调查研究中发现,在常年种植黄瓜的大棚中,黄瓜霜霉病的发病率相比‘湿旱轮作’田高出50.7%。种植一茬3个月的湿润栽培作物后,后茬旱生蔬菜的土传病害发生率明显下降。”在华成蔬菜专业合作社的对比试验研究中江解增发现,“湿旱轮作”模式可以杀死大部分危害旱生蔬菜的病原菌、害虫以及虫卵等,有效抑制病虫害,减轻旱生蔬菜田病虫害的发生,从而使得农药投放量降低30%以上。

    除了可以抑制病虫害,“湿旱轮作”模式还能吸收设施栽培土壤中富余的“营养”。试验表明,在“湿旱轮作”田块中,在保持表层土壤充分湿润的条件下种植水稻、空心菜等作物的过程中,没有施用任何肥料,水稻没有倒伏,而且产量能保持正常水平。“目前,示范基地的空心菜收割了8次,亩产约6500斤,水稻亩产近700斤,还对后一茬旱生蔬菜的种植更为有利,不仅病虫害发生率明显下降,而且旱生蔬菜的产量与品质都得到了提升,‘减肥’‘减药’、增值增效的效果明显。”路晓华说。

    “湿旱”“水旱”还需因地制宜

    “水旱轮作”是我国耕作制度中的一项传统生态模式,在常规设施旱生蔬菜基地种植水生蔬菜,对防控蔬菜连作障碍效果非常显著,但对于莲藕、茭白、菱角等需要保持一定水层的水生蔬菜作物,在实践中则存在一定困难。

    一方面在于这些水生蔬菜对水资源的要求较高;另一方面很多蔬菜种植散户都是在棚头挖小机井供水,而浅表地下水大都为硬水,钙、镁离子含量很高,过多灌水反而会加重盐渍化;再加上水生蔬菜虽然能吸收大量养分,但仍然可能有部分氮磷钾养分洗脱后进入水系,导致农业面源污染。

    于是,“湿旱轮作”模式有了发展空间。“湿旱轮作”模式源于“水旱轮作”模式,但比“水旱轮作”具有更大的实际推广价值。“‘水旱轮作’需要土面保持有一定的水层,至少5厘米以上,而‘湿旱轮作’只需保持土壤表层湿润即可,该模式对水资源的需求更少。”江解增坦言,他下一步的计划将着眼于筛选、选育出更多市场消费量大、与主要旱生蔬菜紧密接茬的湿润栽培作物种类、品种,继续研发栽培新模式、新技术,力争让这一模式能够适应更多类型的土壤和更广泛的区域。

    江解增解释说,湿润栽培作物在表层土壤充分湿润的条件下栽培,因经常性的喷淋、灌溉,可维持表层土壤饱和水含量,避免土壤表面水分蒸发造成盐分向表层积聚,对土壤盐渍化和旱生蔬菜病虫害的防控效果并不比淹水栽培模式差多少,而且整个生长季节的灌溉定额可控制在每亩400立方米以内。既解决了地势高燥区域设施蔬菜基地的保水问题,又可有效避免养分过度淋洗造成的农业面源污染,极大地拓展了新技术的应用范围。

    当然,这不是说将“水旱轮作”全部替换为“湿旱轮作”,各地可因时因地选择适合自己的模式。在水资源丰富的地区,需要淹水栽培作物,防控病虫害类型的连作障碍,可选择莲藕、菱角等水生作物进行栽培;对于水资源相对比较匮乏地区,则适合选择一些湿润栽培的作物,比如空心菜、水芹、芦蒿、芋头等,土壤水分控制在操作经验上只需保持“畦面表土不发白”即可;还有一些作物,既可表土充分湿润栽培,也可在浅水层条件下生长,可根据连作障碍的类型灵活运用,蕹菜、豆瓣菜、茭白、慈菇、水稻均属此类。

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