河北是我国蔬菜生产大省，2006年蔬菜播种面积1123千公顷，产量6647万吨，总产值588亿元，已连续六年位居全省种植业首位，全国第二。蔬菜收入占种植业收入20％，蔬菜产业已成为河北省农村经济中的支柱产业和农民增收新亮点。全省设施蔬菜面积720万亩，其中日光温室约占40％。由于设施蔬菜种植模式单一，复种指数高，菜农为追求高产，施肥超量现象严重，一般超过蔬菜需求量3～5倍，甚至10倍以上。有的一季黄瓜或番茄施用化肥1000kg／667m2以上，底施鸡粪10t／667m2以上，肥料利用率低。连续超量施肥使土壤养分积累，调查表明，土壤N03一-N，Olsen-P含量是相邻粮田的5～10倍[3,4l。氮和磷的大量积累对土壤质量和水环境构成了严重威胁，致使新建日光温室3～5年即出现不同程度的连作障碍，造成大面积减产30％以上，甚至绝收。据测算，仅河北省一年因施肥过量造成肥料浪费和蔬菜减产，经济损失达40多亿元。蔬菜品质降低，病虫害和土壤次生盐渍化加重，已成为制约河北省设施蔬菜可持续发展的瓶颈，也是农业面源污染的重要来源之一。

    目前，我国设施蔬菜施肥还基本是靠当地经验或参照露地，缺乏系统的设施蔬菜连作平衡施肥技术。现有的土壤一植株测试推荐施肥技术简便易行，土壤养分系统研究法及平衡施肥技术实现了快速测定，易于在田间快速操作，在大田作物施肥中已大面积应用。但在设施蔬菜生产中，由于施肥和采摘次数多，温湿度和光照变幅大，技术应用困难。肥料效应函数法用回归统计方法计算出最大和最佳施肥量、最大利润，指导生产具有直观、使用简单的特点，且更接近实际。因此，应用肥料效应函数，建立以蔬菜高产优质、环境友好多目标并重的平衡施肥技术是防治设施蔬菜连作障碍，实现可持续发展的技术需求。本文在调查明确了河北省设施番茄、黄瓜连作土壤养分供应障碍的基础上，针对障碍因素，依据平衡施肥理论，研究建立了氮、磷、钾施肥量与产量肥料效应数学模型；采用盆栽和田间试验，以生物量、产量、品质和土壤养分、电导率为评价指标，结合营养需求特性和生产实际，研究确定了设施番茄、黄瓜单位产量养分吸收量和目标产量等施肥参数。经大量田间校验与参数优化，建立了适合不同土壤肥力、不同种植茬口和目标产量条件下的设施番茄、黄瓜连作平衡施肥技术，对提高设施蔬菜科学施肥技术水平具有重要意义。

  1  明确了河北省设施蔬菜-k壤养分供应障碍的主要因素

  选择河北省设施蔬菜主产区8个县市，对设施蔬菜施肥状况的调查与取样分析，以施肥量、施肥养分比例、土壤养分及与种植年限的关系、土壤电导率等为评价指标，明确了设施蔬菜土壤养分供应障碍的主要因素。调查结果表明，在河北省设施蔬菜生产中，氮、磷施肥量超出蔬菜适宜用量的3．2～9．0倍；氮、磷、钾施肥养分比例不合理，氮、磷比例高，钾偏低；随连作年限增加，土壤养分积累程度增加，磷素积累最为严重；30％以上的日光温室出现不同程度的土壤次生盐渍化。明确了有机肥和化肥施肥量高，氮、磷、钾养分比例不协调，土壤养分积累，土壤次生盐渍化是连作设施蔬菜土壤养分供应障碍的主要因素。

  2  研究建立了以数学模型为核心的设施番茄、黄瓜连作平衡施肥技术

  2．1设施番茄、黄瓜连作平衡施肥技术

  以河北省设施蔬菜生产现状为背景，通过大量调查研究，在明确连作设施番茄、黄瓜施肥和土壤养分、盐分状况的基础上，依据平衡施肥理论，研究确定了番茄、黄瓜N、P、K施肥数学模型及最佳施肥量，采用盆栽和田间试验，以蔬菜产量、品质和土壤养分、电导率为评价指标，结合营养需求特性和生产实际，研究确定了设施番茄、黄瓜单位产量养分吸收量和目标产量等施肥参数，建立了不同连作年限、不同土壤肥力、不同种植茬口和不同产量水平条件下的设施番茄、黄瓜平衡施肥技术。

  2．2施肥种类

  设施蔬菜生产中允许使用的肥料种类，有机肥：发酵优质有机肥;氮肥;尿素;磷肥;过磷酸钙、二铵；钾肥硫酸钾。如使用无公害蔬菜专用肥，可根据养分含量和推荐用量进行换算。

  2．3施肥原则

  采用有机一无机配合施肥，对整个生育期的施肥量总量进行控制，磷肥全部底施，氮、钾肥部分底施，追肥量和追肥次数按照蔬菜生育时期和养分需求特性进行分配。配套灌溉技术：该技术规程适合漫灌、沟灌条件。生育期内水肥供应协调，少量多次。每次每亩灌溉不超过30立方米，砂土不超过20立方米。

    2．4施肥要点

    典型棚室选择。根据主要种植茬口、连作年限和施肥状况等随机选择部分典型棚室，其他参照典型棚室进行推荐施肥。

    调查与取样。调查土壤性状、前茬作物种类、产量水平、施肥水平、施肥种类和施肥方式、灌溉水情况、土传病害情况，当地主要品种的目标产量等。

    土壤采集与养分测试。每个典型棚室，按照S形布点，采集0～30cm土层，保证9～10个样点的混合样约lkg。土样风干、装袋后，附上标签，送当地县市土壤肥料站或科研院所测试土壤养分。

    推荐施肥方案确定。根据养分含量和目标产量，种植蔬菜品种和茬口制定施肥方案。

    2．5设施番茄、黄瓜施肥技术

    (1)亩产5000～7500公斤番茄、黄瓜施肥方案

    适用栽培模式：日光温室冬春茬、秋冬茬栽培，从定植到收获结束5～6个月；塑料大棚早春栽培和塑料大棚秋延后栽培，从定植到收获结束4～5个月；塑料大棚越夏栽培，主要分布在张承地区，从定植到收获结束5～6个月。

    施肥量：在每亩施3～4方有机肥的基础上，设施番茄全生育期施尿素50～80公斤，过磷酸钙(含P205 16％)60～80公斤，硫酸钾(含K20 50％)60～90公斤；设施黄瓜全生育期施尿素80～120公斤，过磷酸钙(含P205 16％)80～100公斤，硫酸钾(含K20 50％)60～90公斤；如施用其他肥料，可按养分含量换算。

    (2)亩产10000～15000公斤番茄、黄瓜施肥方案

    适用栽培模式：日光温室越冬长季节栽培，从定植到收获结束10个月以上。

    施肥量：在施4～6方有机肥的基础上，设施番茄全生育期施尿素80～120公斤，过磷酸钙(含P205 16％)80～120公斤，硫酸钾(含K20 50％)90～120公斤；设施黄瓜全生育期施尿素120～160公斤，过磷酸钙(含P205 16％)100～150公斤，硫酸钾(含K20

 50％)90～120公斤。

    (3)设施番茄、黄瓜不同茬口施肥时期与分配

    此方案属常规施肥技术，较适合于新建棚室中使用，如果是种植3年以上，特别是连续几年种植同一种蔬菜的老棚室，应结合测土施肥进行适当的调整，做到合理施肥，延长棚室的使用年限。无论是基肥，还是追肥，应根据不同年限的棚室进行适当调整。有条件的地方，坚持测土施肥，做到施肥合理，合理施肥是蔬菜生产亟需遵守的原则。

表1  设施番茄、黄瓜不同茬口施肥时期与分配表

蔬菜

种粪

 茬口

基肥l定植前

    初花期

  初果{瓜期

  盛果{瓜期

番茄

秋冬茬

冬春茬

底施优质发酵有机肥3000--4000公斤／亩氮肥20％．磷肥1∞％和钾肥40％

以控为主根据情况追肥1次氮肥10％．钾肥10％

第一穗果开始膨大时追肥1次氮肥20%．钾肥1 5％

按照每穗果开始膨大的时问开始追肥3--4  次氮肥55%，钾肥35％

越冬  长茬

底旅优质发酵有机肥5000公斤／亩：氩肥10％、磷肥  100%和钾肥20%

以控为主根据情况追肥1次氮肥10％．钾肥10％

追肥1次氮肥15％．钾肥15％

追肥6-8次．氮肥65％、钾肥55％

黄瓜

秋冬茬

冬春茬

底施优质发酵有机肥3000-4000公斤。亩氮肥20％．请肥100%和钾肥35％

以控为主根据情况追肥1次氮肥10%．钾肥10％

氮肥1眠．钾肥15%追肥1次

氮肥60％、钾肥  40%追肥6-8次

  越冬

  长茬

底施优质发酵有机肥5000公斤／亩：氮肥10%．磷肥10D％和钾肥20％

以控为主根据情况追肥1次氮肥10%．钾肥10％

追肥1次氮肥10％、钾肥1 5％

追肥10-12次氮肥70％．钾肥55％

  3  区域(县域)水平定期监测土壤养分状况

    由于设施蔬菜栽培分散的农户经营，每户取土分析工作量非常大，因此，一般以县为单位，按照种植蔬菜种类和种植年限结合土壤类型，定期抽取典型棚室土壤进行养分监测。土壤有效氮以每个生长季为一个周期，磷、钾按照三个生长季为一个周期。

  4设施番茄黄瓜平衡施肥技术应用效果

  目前我国设施蔬菜种植面积逐年增加，果菜类经济效益高，种植模式单一，复种指数高，生产上施肥问题也比较突出，迫切需要科学的施肥技术来指导生产。2005～2008年设施番茄、黄瓜连作平衡施肥技术在河北省定州、武强、高邑、正定、永年等设施蔬菜主产区420个蔬菜大棚试验示范应用，节本增产效果显著。与菜农习惯施肥相比，番茄增产12．1％～21．7％，节省肥料投入92～320元／667m2黄瓜增产11．0％～20．9％，节省肥料投入669～1482元／667m2；设施番茄平衡施肥技术应用与菜农习惯施肥相比，土壤碱解氮含量降低7．8～17．1mg／kg、有效磷降低18．3～23．9mE／kg、速效钾降低4．7～22．1 mg／kg，土壤电导率降低40．3～70．9us／cm(25℃)；设施黄瓜平衡施肥技术应用与菜农习惯施肥相比，土壤碱解氮含量降低4．7～42 IIlg／kg、有效磷降低8．3～59．4 mg／kg、速效钾降低6．4～31．5mg／kg，土壤电导率降低51．2～170．9us／cm(25℃)；蔬菜品质明显提高，有效缓解土壤养分积累和次生盐渍化。

该技术在蔬菜增产、节本增收、改善品质和有效缓解土壤养分积累和次生盐渍化方面效果显著，在河北省设施番茄、黄瓜上已成功应用，在我国气候、土壤条件等相近的地区也可广泛应用，应用前景十分广阔。

张彦才1王丽英1李若楠1翟彩霞1陈丽莉1刘辉芳2

(1河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北石家庄050051；2河北政法职业学院园林系，河北石家庄050061)

中国科技成果2009.8