第三节 设施蔬菜施肥新技术
一、设施蔬菜测土配方施肥配套新技术
1.设施蔬菜二氧化碳施肥技术
二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料,植物正常进行光合作用时周围环境中二氧化碳浓度为300毫克/升。设施内,日出前二氧化碳浓度可达到1200 毫克/升;日出后,植物开始进行光合作用,二氧化碳浓度迅速下降,2小时后降至250 毫克/升。当降至100 毫克/升以下时,植株光合作用减弱,植物生长发育受到严重影响。二氧化碳施肥是设施蔬菜栽培的重要增产措施之一。
(1)二氧化碳施用时期 大棚蔬菜在定植后7~10天(缓苗期)开始施用二氧化碳,温室蔬菜在定植后15~20天(幼苗期)开始施用二氧化碳,连续进行30~35天。果菜类开花坐果前不宜施用二氧化碳,以免营养生长过旺造成徒长而落花落果,在开花坐果期施用二氧化碳,对减少落花落果、提高坐果率、促进果实生长具有明显作用。
(2)二氧化碳施用时间 施用时间根据日出后的光照强度确定。一般每年的11月至次年2月,于日出1.5小时后施放;3~4月中旬,于日出1小时后施放;4月下旬至6月上旬,于日出0.5小时后施放:施放后,将温室或大棚封闭1.5~2.0小时后再放风,一般每天1次,雨天停止。
(3)二氧化碳施用浓度 一般大棚施用浓度为1000 毫克/升,温室为800~1000毫克/升,阴天适当降低施用浓度。具体浓度根据光照度、温度、肥水管理水平、蔬菜生长情况等适当调整。
(4)二氧化碳施用方法
①开窗通风。通过棚内外空气交换使二氧化碳浓度达到内外平衡,并可排出其他有害气体,如氨气、二氧化氮、二氧化硫等,但冬季易造成低温冷害。
②施用颗粒有机生物气肥法。将颗粒有机生物气肥按一定间距均匀施入植株行间,施入深度为3厘米,保持穴位土壤有一定水分,使其相对湿度在80%左右,利用土壤微生物发酵产生二氧化碳。该法经济有效,但释放量有限。
③液态二氧化碳。把酒精厂、酿造厂发酵过程中产生的液态二氧化碳装在高压瓶内,在棚内直接施放,用量可根据二氧化碳钢瓶的流量表和大棚体积进行计算,该法清洁卫生,便于控制用量,只是高压瓶造价高,应用受限。
④干冰气化。固体二氧化碳又称干冰,使用时将干冰放入水中,使其慢慢气化。该方法使用简单,便于控制用量,但冬季施用因二氧化碳气化时吸收热量,会降低棚内温度。
⑤有机物燃烧。用专制容器在大棚内燃烧甲烷、丙烷、白煤油、天然气等,生成二氧化碳,这种方法材料来源容易,但燃料价格较贵,燃烧时如氧气不足,则会生成一氧化碳,毒害蔬菜和人体,燃烧用的空气应由棚外引进,且燃料内不应含有硫化物,否则燃烧时产生亚硫酸也会造成危害。
⑥二氧化碳发生剂。目前大面积推广的是利用稀硫酸加碳酸氢铵产生二氧化碳。可利用塑料桶、盆等耐酸容器盛清水,按酸水比1∶3的比例把工业用浓硫酸倒入水中稀释(不能把水倒入酸中),再按稀硫酸1份加碳酸氢铵1.66份的比例放入碳酸氢铵。为使二氧化碳缓慢释放,可用塑料薄膜把碳酸氢铵包好,扎几个小孔,再放入酸中,无气泡放出时,加过量的碳酸氢铵兑水50倍,即为硫酸铵和碳酸氢铵的混合液,可作追肥施用。也可用成套设备让反应在棚外发生,再将二氧化碳输入棚内。
⑦施用双微二氧化碳颗粒气肥。只需在大棚中穴播,深度3厘米左右,每次每亩10千克,一次有效期长达1个月,一茬蔬菜一般使用2~3次,省工省力,效果较好,是一种较有推广价值的二氧化碳施肥新技术。
(5)应注意的问题
①严格控制二氧化碳施用浓度。补充二氧化碳浓度应根据品种特性、生育时期、天气状况和栽培技术等综合考虑,不要过高或过低,大棚需要密闭,以减少二氧化碳外溢,提高肥效。
②合理安排施用时间。蔬菜在不同生育阶段施用二氧化碳其效果不是完全一样的,如毛豆在开花结荚期施用二氧化碳的增产效果比在营养生长阶段明显;番茄、黄瓜等果菜类蔬菜从定植至开花,植株生长慢,二氧化碳需求量少,一般不施用二氧化碳,以防株植徒长。
③加强配套栽培管理。蔬菜施用二氧化碳后,根系的吸收能力提高,生理机能改善,施肥量应适当增加,以防植株早衰,但应避免肥水过量,否则极易造成植株徒长。注意增施磷、钾肥,适当控制氮肥用量,还应注意激素点花保果,促进坐果,加强整枝打叶,改善通风透光,以减少病害发生,平衡植株的营养生长和生殖生长。
④注意天气情况和生育期。使用传统二氧化碳补充方法,需视天气情况和生育期而定,一般在晴天清晨施用,阴天不宜补充;苗期补充量最少,定植至坐果最多,坐果至收获补充量其次。蔬菜生产期内长期使用,才能收到较好效果。
⑤防止有害气体。应特别注意和防止二氧化碳气体中混有的有害气体对蔬菜作物的毒害作用。
2. 设施蔬菜水肥一体化膜下滴灌施肥技术
设施蔬菜水肥一体化膜下滴灌施肥技术是在地膜覆盖栽培的基础上,将施肥与灌溉结合在一起的一项农业新技术。这种灌水施肥方法,是通过滴灌系统,在灌溉的同时将肥料配对成肥液一起输送到作物根部土壤,供作物根系直接吸收利用。该方法可以精确控制灌水量、施肥量和灌溉及施肥时间,显著提高水和肥的利用率。现将设施蔬菜地膜覆盖滴灌施肥技术介绍如下。
(1)滴灌系统 主要包括水源、首部、输水管道、旁通、滴灌管等。
①水源。连片温室大棚可实施地下输水工程在每个温室大棚内设阀门,水泵用微机控制。单个温室大棚可修建蓄水池,一般建在温室大棚的侧墙边,容积不少于3立方米。
②首部。安装水泵、过滤器、压力调节阀门、流量调节器及施肥罐。
③输水管道。根据水源压力和滴灌面积来确定滴灌管道的安装级数。一般采用三级管道,即干管、支管和毛管。管道可采用薄壁PE管,在不影响使用寿命的情况下降低工程造价。
④旁通。具有调压功能,连接方便,可任意调整滴灌管的位置和间距。
⑤滴灌管。滴头可拆卸,如发生堵塞,便于清洗,滴头流量小,可形成较好的湿润体。
(2)滴灌形式。主要有膜下滴灌和地埋式滴灌。
①膜下滴灌 滴灌管(带)铺在地表面,覆于膜下。
②地埋式滴灌。滴灌管埋在地下30~35厘米处,水通过地埋毛管的滴头缓慢滴出渗入土中,再通过毛细管作用浸润作物根部。该技术对土壤的扰动较小,有利于作物保持根层疏松通透的环境条件,使地表土壤干燥,减少杂草生长。
(3)技术措施 主要包括滴灌技术、施肥技术、水肥耦合、技术集成等。
①滴灌技术。根据作物需水生理和土壤条件制定灌溉方案,包括灌水定额、一次灌水时间、灌水周期、灌水次数等。
②施肥技术。根据作物营养生理和土壤条件确定施肥制度,如加肥时间、数量、比例、加肥次数和总量。
③水肥耦合。根据作物生长条件和前季产量确定目标产量;以作物营养的理论数据拟定施肥配方;依据土壤条件调节配方;以滴灌施肥条件下肥料吸施比计算施肥量;选配肥料与灌水制度配置用肥量。
④技术集成。配套运用设施地膜覆盖保水、保水剂应用等农艺保水技术及应用生物肥、有机肥培肥地力等保肥技术。
(4)使用方法 第一步,起垄栽培每垄种植两行作物。第二步,铺设滴灌管,在高垄中间铺设滴灌管(带),埋在地下或覆于膜下。第三步,施肥时,将尿素等可溶性化肥溶于施肥罐中,随水施入作物根部。施肥后,再用不含肥料的水滴灌30分钟。第四步,滴灌灌溉时,打开主管道堵头,冲洗3分钟,再将堵头装好。第五步,清洗,灌溉一段时间后,过滤器要打开清洗。
(5)效益分析 与地面灌溉相比,滴灌施肥技术自动化程度较高,可以实现精确灌溉、精准施肥,具有节水、节肥、节药、节地和省工,改善土壤及微生态环境等优点。
①经济效益。经测算,应用滴灌施肥技术,每亩蔬菜增产400~1000千克,增加纯收益2000元以上,经济效益显著。此外,滴灌减轻了大棚内的空气湿度,降低了病虫害发生程度,每亩可节约农药投入80元以上。
②生态效益。滴灌施肥可使灌溉水利用率达到90%,氮肥当季利用率达60%,与地面灌溉相比,节水30%~50%,节肥25%~30%,减少了水向深层的渗漏及移动性强的营养元素如氮素的淋洗流失,减轻了对地下水的污染。
③社会效益。滴灌施肥可以减轻灌溉和施肥的劳动强度,并有利于蔬菜标准化生产,提高蔬菜品质和市场化程度,促进农民增收。
二、无公害设施蔬菜产地环境条件及其调控技术
1.无公害设施蔬菜内涵
无公害设施蔬菜是指设施蔬菜产地环境、生产过程和品质符合国家有关标准和规范要求,经有关部门认证并允许使用无公害产品标志的未经加工或初加工的蔬菜。要准确理解和掌握这一概念,必须把握以下6个方面。
(1)设施蔬菜产地环境必须符合国家有关标准 所谓产地环境是指影响设施蔬菜生长发育的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体,包括农业用地、用水、大气、生物等。设施蔬菜的品质和产量是与环境息息相关的。环境条件符合设施蔬菜生长发育要求,设施蔬菜产量和品质就高,就能满足人们的需要、保证人们的身体健康,菜农经济效益就高。
(2)设施蔬菜的生产过程必须符合国家有关规定 这里要求设施蔬菜生产者和经营者必须从栽种到管理、从收获到初加工全程严格按照标准进行,科学合理使用肥料、农药、灌溉用水等农业投入品。
(3)设施蔬菜品质必须符合国家有关标准 设施蔬菜的品质是其内在质量,合格的蔬菜品质是生产的必然要求,是人们追求的根本目的,直接关系到消费者身心健康。目前设施蔬菜品质情况十分严峻,一方面是农业生态环境破坏加剧、产地环境污染严重;另一方面是农业投入品使用不科学,化肥、农药使用不规范,两者共同作用,致使设施蔬菜品质下降,不仅影响了其市场竞争力,甚至造成人畜急性或慢性中毒,危害人体健康。
(4)必须经有认证权的行政部门认证 根据中华人民共和国农业部、国家质检总局《无公害农产品管理办法》规定,一是产地环境认定由省级农业行政主管部门组织实施认定工作;二是生产过程质量控制由申请人(即生产经营单位或个人)严格按照有关标准或规范操作,省级农业行政主管部门组织现场检查;三是蔬菜品质检测由有资质的部级农产品质量检测中心检测;四是由农业部和国家认证认可监督管理委员会核准并公告后颁发《无公害农产品认证证书》,该证书有效期为3年。
(5)允许使用无公害蔬菜标志 无公害蔬菜标志可以在证书规定的产品、包装、标签、广告、说明书上使用并且受工商和商标法保护。所获标志仅限在认证的品种、数量等一定范围内使用。
(6)设施蔬菜产品必须是未经加工的或只是初加工的蔬菜 这是为了保证蔬菜原有的风味品质和营养,是无公害蔬菜的本质要求。为了耐储藏、好运输、便于交易,也可以初加工和包装。例如脱水、分级、包装等。
(7)无公害设施蔬菜有关国际标准代号含义 ISO9000为质量管理和质量保证体系系列标准;ISO14000为环境管理和环境保证体系系列标准;GMP为良好操作规范; GAP为良好农业规范;HACCP为危害分析与关键控制点规范;IPM为病虫害综合治理规范。
2.无公害设施蔬菜产地环境质量及相关标准
(1)灌溉水质标准 用于无公害设施蔬菜灌溉的地面水、地下水和处理过的污水(废水),必须符合表2-14的规定,否则不允许在设施蔬菜地使用。
表2-14 无公害设施蔬菜灌溉水质量指标/(毫克/升)
(2)土壤质量标准 用于种植无公害设施蔬菜的耕地必须符合表2-15要求;应尽量杜绝工业或乡镇企业不合标准的废水、废气和固体废弃物、城镇排污、公路主干道的影响;同时防止农药和化肥、未经处理的人畜粪便等污染。
表2-15 无公害设施蔬菜土壤环境质量标准 /(毫克/千克)
(3)大气污染物最高允许浓度 大气污染物最高允许浓度是设施蔬菜在长期或短期接触的情况下,能正常生长发育并且不发生急性或慢性伤害、保证人畜等免遭危害的浓度标准,见表2-16。
表2-16 设施蔬菜的大气污染物最高允许浓度
(4)设施蔬菜卫生标准 设施蔬菜必须符合表2-17标准方能允许食用。
表2-17 设施蔬菜卫生标准/(毫克/千克)
3.无公害设施蔬菜产地环境控制技术
(1)农业自身污染的预防与控制措施 农业自身污染主要是农业生产过程中施用农药、化肥、生长调节剂等不合理,以及农业废弃物,如畜禽粪便等处理、利用不当而造成的污染。这方面的污染,主要是通过实施无公害设施蔬菜生产技术规程加以预防和控制。一是科学管理,合理施用化肥、农药和植物生长调节剂。这方面的内容可参考有关内容。二是利用生态模式合理利用农业废弃物。建立生态型蔬菜基地,实行多业互补,利用生态模式合理处理和利用农业废弃物,促进生态经济良性循环。如大力发展种养结合、种养沼结合、种养沼加等多业结合、多种物质循环模式,不仅可提高生物能的转化率和资源利用率,而且可防止废弃物对环境的污染。三是禁止使用对设施蔬菜产地环境有害的物质。在生产无公害蔬菜的菜田中,应避免污水、固体废弃物进入;严禁使用有害物质含量超标的污水、农用固体废弃物等,禁止使用医院废弃物及含放射性物质的废弃物。
(2)无公害设施蔬菜栽培的土壤和水源治理 第一,按照环境自然净化规律,以改变人为的对土壤和水源质量的继续污染为突破口,恢复原有的生态平衡。第二,在设施蔬菜生产基地中,坚持以设施蔬菜栽培为主,其他作物种植为辅,并结合畜牧养殖和农产品加工等产业,逐步形成一个资源利用合理的社会化物质生产系统。第三,大力推广无公害设施蔬菜生产的各项技术措施,区分地表水和地下水,可灌水和非可灌水,在对污染水进行集中处理的同时,使用深井水并作适当处理,配合采用节水灌溉技术。
(3)土壤次生盐渍化治理 一是以水除盐,依靠大水洗盐,或开沟埋设暗管排水,用垂直洗盐的方法进行,并将洗出去的盐水通过管道或排水系统排出后集中处理。二是生物除盐,采用休闲或轮作方式,种植速生吸盐植物(如玉米、苏丹草)。三是采用菜田与水田轮作。四是施用有机肥料。五是进行深耕,使表土和深层土壤适度混合。
(4)土壤中病虫害治理 一是通过土壤休闲,与大田作物进行轮作。二是在越冬前灌水,进行冻垡,或在夏季进行深翻晒垡。三是利用夏季高温施入石灰和未腐熟有机肥;或浇水后覆膜密闭30~45天,杀死病菌、虫卵。四是利用蒸汽或药物进行土壤消毒。五是要加强宣传、搞好培训、提高农民的质量意识和农药施用技术,大力推广生物农药和生物防治技术,是保护环境、提高农产品品质、实现生产无公害农副产品和绿色食品的重要措施。六是综合防治病虫草害,实行作物轮作、清洁田园、利用和引进天敌实施生物防治都是较为有效的防治手段。
(5)防治设施蔬菜肥害发生 一是合理利用有机肥资源。合理分配现有有机肥资源,将其重点分配在经济植物上;加强有机肥养分再循环,开发利用城市有机肥源,生产商品有机肥料;推广秸秆还田技术,缓解有机肥源和钾肥资源不足;积极发展绿肥,扩大绿肥种植面积。二是提高氮肥利用率。施用适宜的氮肥用量,减少对环境污染;选择合适的施肥时期,减少氮肥损失率;氮肥深施减少氮素损失率;施用硝化抑制剂和脲酶抑制剂;水肥综合调控,提高肥料利用率;平衡施肥,协调植物营养。三是注意磷肥合理施用。以轮作周期为单位施用磷肥,发挥磷肥后效;水溶性磷肥与有机肥配合施用,减少磷的固定;氮磷肥配合和混合集中施用;贫磷土壤应以有效利用磷肥和经济合理施肥为目标,丰磷土壤应以补偿性施磷为主;根据不同土壤、不同植物,合理分配磷肥品种。四是合理补施微量元素肥料。必须控制过量施用;施用微肥的同时,要配合其他相应农业措施;注意有机肥料与微肥配合施用;将微肥施用在敏感设施蔬菜上。
4.无公害设施蔬菜生产技术要点
(1)建立无公设施害蔬菜生产基地 选择大气、土壤、水源等环境中所含有毒物质都不超标准的地块作为生产基地。保证基地农田大气质量符合GB 3095-1996标准,农田用水质量符合GB 5084-1992标准,农田土壤质量符合GB 15618-1995标准。
(2)品种选择 选择适合于当地设施栽培的抗逆性强、抗病、抗虫的高产优质蔬菜品种。
(3)培育壮苗 第一,育苗床土的配制及消毒。育苗床土应做到无病原菌、无虫卵、无杂草种子。床土由肥沃田土、有机肥、草炭土细沙等配制而成,配制床土所用的有机肥应充分腐熟并经无害化处理后方可使用。床土应选择生物农药进行消毒。第二,种子处理技术。播种前应对种子进行严格筛选和处理。种子消毒最好用物理方法消毒,如热水烫种消毒。消毒后的种子还应进行浸种催芽处理,对不同的蔬菜种子应掌握不同的浸种催芽时间。在催芽进程中,应勤翻动种子并用清水漂洗,擦去种皮上的绒毛、黏液,防止霉烂。第三,适时播种。可根据不同的栽培方式,不同蔬菜品种的日历苗龄推算播种时间,早春育苗时为提高地温可选用酿热温床育苗、电热育苗或架床育苗。第四,苗期管理。早春育苗前期应以保温为主,防止冻害发生,后期应逐渐通风降温,尤其应控制夜温,避免因夜温过高而出现秧苗徒长现象。苗期应始终保持床土温润,满足幼苗需要。定植前7~10天对幼苗进行低温锻炼,加大通风量,控制浇水,以增强幼苗的抗逆性,夏季育苗应注意遮阳降温、防雨。
(4)合理轮作 无公害设施蔬菜生产必须做到合理安排茬口,实行轮作,并适当调整播期,尽量避开病虫害高发期。
(5)整地措施 进行无公害设施蔬菜生产要合理整地,科学施肥,播前深翻、晒白土壤并及时清理田园。施肥应坚持以有机底肥为主,要进行测土配方施肥。有机肥应充分腐熟并经过无公害化处理后方可施用,用量为4000千克/亩,可限量使用限定的化学肥料。并适当施用一些微量元素肥料和优质的叶面肥。但施用化肥必须在蔬菜作物收获前30天完成,叶面肥在采收前20天施完。
(6)加强田间管理 在栽培过程中,要充分利用光、热、气等条件,要通过对环境条件的控制,创造一个有利于设施蔬菜生长而不利于病虫害发生的环境条件。如选择高畦、大小垄、大垄双行等栽培形式。棚室早熟栽培要预防低温、高湿,采取多层覆盖等增温保湿技术,及时补充二氧化碳气肥,增加光照,同时应加强通风透光。实行科学灌水,应用滴灌、渗透等节水灌溉技术。棚室延后栽培应在前期高温多雨季节遮阳降温,后期应注意防寒保温。应加强中耕除草,以提高地温,减少水分蒸发,增强保水能力。露地蔬菜栽培要及时间苗、定苗、加强水分管理并注意雨季排涝。
(7)病虫害防治 无公害设施蔬菜的病虫害防治应贯彻“预防为主,综合防治”的植保工作方针,加强病虫害的预测预报,综合运用农业防治、生态防治、生物防治、机械物理防治等措施,并辅以正确的化学防治。在化学防治过程中必须做到合理使用农药,遵循“严格、准确、适量”的原则,选择高效、低毒、低残留的农药品种,严禁使用低效、高毒、多残留以及具有三致(致癌、致畸、致突变)的农药。要讲究防治策略,适期防治,对症下药,并要严格执行农药安全间隔期。