第二節(jié)　設施蔬菜測土配方施肥技術實施

設施蔬菜測土配方施肥技術是設施蔬菜栽培生產中的重要環(huán)節(jié)之一，也是保證設施蔬菜高產、穩(wěn)產、優(yōu)質最有效的農藝措施。設施蔬菜測土配方施肥技術是綜合運用現(xiàn)代農業(yè)科技成果，以肥料田間試驗和土壤測試為基礎，根據作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應，在合理施用有機肥料的基礎上，科學提出氮、磷、鉀及中、微量元素等肥料的施用品種、數量、施肥時期和施用方法的一套施肥技術體系。

一、設施蔬菜肥效試驗

設施蔬菜肥料田間試驗設計推薦“2+X”方法，分為基礎施肥和動態(tài)優(yōu)化施肥試驗兩部分，“2”是指各地均應進行的以常規(guī)施肥和優(yōu)化施肥2個處理為基礎的對比施肥試驗研究，其中常規(guī)施肥是當地大多數農戶在設施蔬菜生產中習慣采用的施肥技術，優(yōu)化施肥則為當地近期獲得的設施蔬菜高產高效或優(yōu)質適產施肥技術；“X”是指針對不同地區(qū)、不同種類設施蔬菜可能存在一些對生產和養(yǎng)分高效有較大影響的未知因子而不斷進行的修正優(yōu)化施肥處理的動態(tài)研究試驗，未知因子包括不同種類設施蔬菜養(yǎng)分吸收規(guī)律、施肥量、施肥時期、養(yǎng)分配比、中微量元素等。為了進一步闡明各個因子的作用特點，可有針對性地進一步安排試驗，目的是為確定施肥方法及數量、驗證土壤和植物養(yǎng)分測試指標等提供依據，X的研究成果也將為進一步修正和完善優(yōu)化施肥技術提供參考，最終形成新的測土配方施肥（集成優(yōu)化施肥）技術，有利于在田間大面積應用和示范推廣。

1.基礎施肥試驗設計

基礎施肥試驗取“2+X”中的“2”為試驗處理數。

①常規(guī)施肥，設施蔬菜的施肥種類、數量、時期、方法和栽培管理措施均按照當地大多數農戶的生產習慣進行。

②優(yōu)化施肥，即設施蔬菜的高產高效或優(yōu)質適產施肥技術，可以是科技部門的研究成果，也可為科技種菜能手采用并經土壤肥料專家認可的優(yōu)化施肥技術方案作為試驗處理。基礎施肥試驗是生產應用性試驗，可將小區(qū)面積適當增大，不設置重復。

2.“X”動態(tài)優(yōu)化施肥試驗設計

“X”表示根據試驗地區(qū)、土壤條件、設施蔬菜種類及品種、適產優(yōu)質等內容確定急需優(yōu)化的技術內容方案，旨在不斷完善優(yōu)化處理。“X”動態(tài)優(yōu)化施肥試驗可與基礎施肥試驗的2個處理在同一試驗條件下進行，也可單獨布置試驗。“X”動態(tài)優(yōu)化施肥試驗需要設置3～4次重復，必須進行長期定位試驗研究，至少有3年以上的試驗結果。

“X”主要針對氮肥優(yōu)化管理，包括5個方面的試驗設計，分別為X₁（氮肥總量控制試驗）、X₂（氮肥分期調控試驗）、X₃（有機肥當量試驗）、X₄（肥水優(yōu)化管理試驗）、X₅（蔬菜生長和營養(yǎng)規(guī)律研究試驗）。“X”處理中涉及有機肥、磷鉀肥的用量、施肥時期等應接近于優(yōu)化管理。除有機肥當量試驗外，其他試驗中，有機肥根據各地實際情況選擇施用或者不施（各個處理保持一致），如果施用，則應該選用當地有代表性的有機肥種類；磷鉀根據土壤磷鉀測試值和目標產量確定施用量，根據作物養(yǎng)分規(guī)律確定施肥時期。各地根據實際情況，選擇設置相應的“X”試驗；如果認為磷或鉀肥為限制因子，可根據需要將磷鉀單獨設置幾個處理。

（1）氮肥總量控制試驗（X₁）　為了不斷優(yōu)化設施蔬菜氮肥適宜用量，設置氮肥總量控制試驗，包括3個處理：優(yōu)化施氮量；70%的優(yōu)化施氮量；130%的優(yōu)化施氮量。其中優(yōu)化施氮量根據蔬菜目標產量、養(yǎng)分吸收特點和土壤養(yǎng)分狀況確定，磷鉀肥施用以及其他管理措施一致。各處理詳見表2-1。

（2）氮肥分期調控試驗（X₂）　設施蔬菜作物在施肥上需要考慮肥料分次施用，遵循“少量多次”原則。為了優(yōu)化氮肥分配，達到以更少的施肥次數，獲得更好效益（養(yǎng)分利用效率，產量等）的目的，在優(yōu)化施肥量的基礎上，設置3個處理：農民習慣施肥；考慮基追比（3∶7）分次優(yōu)化施肥，根據蔬菜營養(yǎng)規(guī)律分次施用；氮肥全部用于追肥，按蔬菜營養(yǎng)規(guī)律分次施用。

各地根據設施蔬菜種類，依據氮素營養(yǎng)需求規(guī)律和氮素營養(yǎng)關鍵需求時期，以及灌溉管理措施來確定優(yōu)化追肥次數。一般情況下，推薦追肥次數見表2-2，如果生育期發(fā)生很大變化，根據實際情況增加或減少追肥次數。每次推薦氮肥（N）量控制在2～7千克/畝。

（3）有機肥當量試驗（X₃）。目前在設施蔬菜生產中，特別是設施蔬菜生產中，有機肥的施用很普遍。按照有機肥的養(yǎng)分供應特點，養(yǎng)分有效性與化肥進行當量研究。試驗設置6個處理（表2-3），分別為有機氮和化學氮的不同配比，所有處理的磷、鉀養(yǎng)分投入一致，其中有機肥選用當地有代表性并完全腐熟的種類。

（4）肥水優(yōu)化管理試驗（X₄）　設施蔬菜作物在施肥上需要考慮與灌溉結合。為不斷優(yōu)化設施蔬菜肥水總量控制和分期調控模式，明確優(yōu)化灌溉前提下的肥水調控技術的應用效果，提出適用于當地的肥水優(yōu)化管理技術模式，設置肥水優(yōu)化管理試驗。試驗設置3個處理：農民傳統(tǒng)肥水管理（常規(guī)灌溉模式，如溝灌或漫灌，習慣灌溉施肥管理）；優(yōu)化肥水模式（在常規(guī)灌溉模式如溝灌或漫灌下，依據作物水分需求規(guī)律調控節(jié)水灌溉量）；新技術應用（滴灌模式，依據作物水分需求規(guī)律調控灌溉量）。其中第二處理和第三處理，施肥按照不同灌溉模式的優(yōu)化推薦用量，氮素采用總量控制、分期調控，磷鉀采用恒量監(jiān)控或豐缺指標法確定。

（5）設施蔬菜生長和營養(yǎng)規(guī)律研究試驗（X₅）　根據設施蔬菜生長和營養(yǎng)規(guī)律特點，采用氮肥量級試驗設計，包括4個處理（表2-4），其中有機肥根據各地情況選擇施用或者不施，但是4個處理應保持一致。有機肥、磷鉀肥用量應接近推薦的合理用量。在蔬菜生長期間，分階段采樣，進行植株養(yǎng)分測定。

二、設施蔬菜樣品采集、制備與測試

土壤樣品的采集是土壤測試的一個重要環(huán)節(jié)，土壤樣品采集應具有代表性，并根據不同分析項目采用相應的采樣和處理方法。

1.棚室土壤樣品的采集與制備

（1）棚室土壤樣品的采集

①采樣準備。為確保土壤測試的準確性，應選擇具有采樣經驗，明確采樣方法和要領，對采樣區(qū)域農業(yè)生產情況熟悉的技術人員負責采樣；如果是農民自行采樣，采樣前應咨詢當地熟悉情況的技術人員，或在其指導下進行采樣。

采樣時要具備采樣區(qū)域的土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖、行政區(qū)劃圖等，標出樣點分布位置，制定采樣計劃。準備GPS、采樣工具、采樣袋、采樣標簽等。

②采樣單元。采樣前要詳細了解采樣地區(qū)的土壤類型、肥力等級和地形等因素，將測土配方施肥區(qū)域劃分為若干個采樣單元，每個采樣單元的土壤要盡可能均勻一致。參考第二次土壤普查采樣點確定采樣點位，形成采樣點位圖。實際采樣時嚴禁隨意變更采樣點，若有變更須注明理由。

溫室大棚蔬菜每20～30個棚室或10～15畝采一個樣。采樣集中在位于每個采樣單元相對中心位置的典型地塊（同一農戶的地塊），采樣地塊面積為1～10畝。

有條件的地區(qū)，可以農戶地塊為土壤采樣單元。采用GPS定位，記錄采樣地塊中心點的經緯度，精確到0.1″。

③采樣時間。設施蔬菜在收獲后或播種施肥前采集，一般在秋后。進行氮肥追肥推薦時，應在追肥前或作物生長的關鍵時期采集。

④采樣周期。項目實施3年以后，為保證測試土壤樣本數據可比性，根據項目年度取樣數量，對照前3年取樣點，進行周期性原位取樣。同一采樣單元，無機氮及植株氮營養(yǎng)快速診斷每季或每年采集1次；土壤有效磷、速效鉀等一般2～3年采集1次；中、微量元素一般3～5年采集1次。肥料效應田間試驗每年采樣1次。

⑤采樣深度。設施蔬菜采樣深度為0～30厘米（基肥推薦）或0～60厘米（氮肥追肥推薦）；用于土壤無機氮含量測定的采樣深度應根據不同蔬菜、不同生育期的主要根系分布深度來確定。

⑥采樣點數量。要保證足夠的采樣點，使之能代表采樣單元的土壤特性。要保證足夠的采樣點，使之能代表采樣單元的土壤特性。采樣必須多點混合，每個樣點由15～20個分點混合而成。

⑦采樣路線。采樣時應沿著一定的線路，按照“隨機”“等量”和“多點混合”的原則進行采樣。一般采用“S”形布點采樣。在地形變化小、地力較均勻、采樣單元面積較小的情況下，也可采用“梅花”形布點采樣（圖2-1）。要避開路邊、田埂、溝邊、肥堆等特殊部位。混合樣點的樣品采集要根據溝、壟面積的比例確定溝、壟采樣點數量。

⑧采樣方法。每個采樣分點的取土深度及采樣量應保持一致，土樣上層與下層的比例要相同。取樣器應垂直于地面入土，深度相同。用取土鏟取樣應先鏟出一個耕層斷面，再平行于斷面取土。所有樣品都應采用不銹鋼取土器或木、竹制器采樣。滴灌要避開滴灌頭濕潤區(qū)。

⑨樣品重。混合土樣以取土1千克左右為宜（用于田間試驗和耕地地力評價的2千克以上，長期保存?zhèn)溆茫捎盟姆址▽⒍嘤嗟耐寥罈壢ァ７椒ㄊ菍⒉杉耐寥罉悠贩旁诒P子里或塑料布上，弄碎、混勻，鋪成正方形，畫對角線將土樣分成四份，把對角的兩份分別合并成一份，保留一份，棄去一份。如果所得的樣品依然很多，可再用四分法處理，直至所需數量為止（圖2-2）。

⑩樣品標記。采集的樣品放入統(tǒng)一的樣品袋，用鉛筆寫好標簽，內外各一張。采樣標簽樣式如表2-6。

（2）土壤樣品制備

①新鮮樣品。某些土壤成分如二價鐵、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮等在風干過程中會發(fā)生顯著變化，必須用新鮮樣品進行分析。為了能真實地反映土壤在田間自然狀態(tài)下的某些理化性狀，新鮮樣品要及時送回室內進行分析，用粗玻璃棒或塑料棒將樣品混勻后迅速稱樣測定。

新鮮樣品一般不宜儲存，如需要暫時儲存，可將新鮮樣品裝入塑料袋，扎緊袋口，放在冰箱冷藏室或進行速凍保存。

②風干樣品。從野外采回的土壤樣品要及時放在樣品盤上，攤成薄薄的一層，置于干凈整潔的室內通風處自然風干，嚴禁暴曬，并注意防止酸、堿等氣體及灰塵的污染。風干過程中要經常翻動土樣并將大土塊搟碎以加速干燥，同時剔除土壤以外的侵入體。

風干后的土樣按照不同的分析要求研磨過篩，充分混勻后，裝入樣品瓶中備用。瓶內外各放標簽一張，標明編號、采樣地點、土壤名稱、采樣深度、樣品粒徑、采樣日期、采樣人及制樣時間、制樣人等項目。制備好的樣品要妥為儲存，分析數據核實無誤后，土樣一般還要保存3個月至1年，以備查詢。少數有價值需要長期保存的樣品，須保存于廣口瓶中，用蠟封好瓶口。

一般化學分析試樣的制備：將風干后的樣品平鋪在制樣板上，用木棍或塑料棍碾壓，并將植物殘體、石塊等侵入體和新生體剔除干凈，細小已斷的植物須根，可采用靜電吸附的方法清除。壓碎的土樣要全部通過2毫米孔徑篩為止。有條件時，可采用土壤樣品粉碎機粉碎。過2毫米孔徑篩的土樣可供pH值、鹽分、交換性能及有效養(yǎng)分項目的測定。將通過2毫米孔徑篩的土樣用四分法取出平分繼續(xù)碾磨，使之全部通過0.25毫米孔徑篩，供有機質、全氮、碳酸鈣等項目的測定。

微量元素分析試樣的制備：用于微量元素分析的土樣，其處理方法同一般化學分析樣品，但在采樣、風干、研磨、過篩、運輸、儲存等諸環(huán)節(jié)都要特別注意，不要接觸金屬器具，以防污染。如采樣、制樣使用木、竹或塑料工具，過篩使用尼龍網篩等。通過2毫米孔徑尼龍篩的樣品可用于測定土壤有效態(tài)微量元素。

2.設施蔬菜植株樣品的采集與處理

（1）設施蔬菜植株采樣要求　植物樣品分析的可靠性受樣品數量、采集方法及植株部位影響，因此，采樣應具有以下特點。第一，代表性。采集樣品能符合群體情況，采樣量一般為1千克。第二，典型性。采樣的部位能反映所要了解的情況。第三，適時性。根據研究目的，在不同生長發(fā)育階段，定期采樣。

（2）設施蔬菜植株樣品采集　設施蔬菜品種繁多，可大致分成葉菜、根菜、瓜果三類，按需要確定采樣對象。

①葉類設施蔬菜樣品。從多個樣點采集的葉類蔬菜樣品，按四分法進行縮分，其中個體大的樣本，如大白菜等可采用縱向對稱切成4份或8份，取其2份的方法進行縮分，最后分取3份，每份約1千克，分別裝入塑料袋，粘貼標簽，扎緊袋口。如需用鮮樣進行測定，采樣時最好連根帶土一起挖出，用濕布或塑料袋裝好，防止萎蔫。采集根部樣品時，在抖落泥土或洗凈泥土過程中應盡量保持根系的完整。

②瓜果類設施蔬菜樣品。果菜類植株采樣一定要均勻，取10棵左右植株，各器官按比例采取、最后混合均勻。收集老葉的生物量，同時收獲時莖稈、葉片等都要收集稱重。設施蔬菜地中植株取樣應該統(tǒng)一在每行中間取植物樣，以保證樣品的代表性。收獲期如果多次計產，則在收獲中期采集果實樣品進行養(yǎng)分測定；對于經常打掉老葉的設施果類蔬菜試驗，需要記錄老葉的干物質重量，多次采收計產的蔬菜需要計算經濟產量及最后收獲時莖葉重量即打掉老葉的重量；所有試驗的莖葉果實分別計重，并進行氮磷鉀養(yǎng)分測定。

③標簽內容。包括采樣序號、采樣地點、樣品名稱、采樣人、采集時間和樣品處理號等。

④采樣點調查內容。包括作物品種、土壤名稱（或當地俗稱）、成土母質、地形地勢、耕作制度、前茬作物及產量、化肥農藥施用情況、灌溉水源、采樣點地理位置簡圖和坐標。

（3）設施蔬菜植株樣品處理　完整的植株樣品先洗干凈，根據設施蔬菜生物學特性差異，采用能反映特征的植株部位，用不污染待測元素的工具剪碎樣品，充分混勻后用四分法縮分至所需的數量，制成鮮樣或于85℃烘箱中殺酶10分鐘后，保持65～70℃恒溫烘干后粉碎備用。田間所采集的新鮮設施蔬菜樣品若不能馬上進行分析測定，應將新鮮樣品裝入塑料袋，扎緊袋口，放在冰箱冷藏室或進行速凍保存。

3.土壤與植株測試

土壤與植株測試是測土配方施肥技術的重要環(huán)節(jié)，也是制定養(yǎng)分配方的重要依據。因此，土壤與植株測試在測土配方施肥技術工作中起著關鍵性作用。農民自行采集的樣品，可咨詢專家，到當地土肥站進行測試。

（1）土壤測試　對于一個具體土壤或區(qū)域來講，一般需要測定某幾項或多項指標（表2-7）。目前土壤測試方法有三類：M3為主的土壤測試項目、ASI方法為主的土壤測試項目、目前采用的常規(guī)方法。在應用時可根據測土配方施肥的要求和條件，選擇相應的土壤測試方法。

（2）植株測試　蔬菜植株測試項目見表2-8。

三、田間基本情況調查

在土壤取樣的同時，調查田間基本情況，填寫測土配方施肥采樣地塊基本情況調查表，見表2-9。同時開展農戶施肥情況調查，填寫農戶施肥情況調查表，見表2-10。

四、設施蔬菜測土施肥配方確定

根據當前我國測土配方施肥技術工作的經驗，肥料配方設計的核心是肥料用量的確定。

1.基于田塊的肥料配方設計

設施蔬菜基于田塊的肥料配方設計首先確定氮、磷、鉀養(yǎng)分的用量，然后確定相應的肥料組合，通過提供配方肥料或發(fā)放配肥通知單，指導農民使用。蔬菜肥料用量的確定方法主要是養(yǎng)分平衡法。

（1）基本原理與計算方法　根據設施蔬菜目標產量需肥量與土壤供肥量之差估算目標產量的施肥量，通過施肥實踐土壤供應不足的那部分養(yǎng)分。施肥量的計算公式為：

養(yǎng)分平衡法涉及目標產量、蔬菜需肥量、土壤供肥量、肥料利用率和肥料中有效養(yǎng)分含量五大參數。目標產量確定后因土壤供肥量的確定方法不同，形成了地力差減法和土壤有效養(yǎng)分校正系數法兩種。

地力差減法是根據作物目標產量與基礎產量之差來計算施肥量的一種方法。其計算公式為：

基礎產量即為蔬菜肥效實驗方案中無肥區(qū)的產量。

土壤有效養(yǎng)分校正系數法是通過測定土壤有效養(yǎng)分含量來計算施肥量。其計算公式為：

（2）有關參數的確定

①目標產量。目標產量可采用平均單產法來確定。平均單產法是利用施肥區(qū)前3年平均單產和年遞增率為基礎確定目標產量，其計算公式為：

目標產量（千克）=（1+遞增率）×前3年平均單產

一般蔬菜的遞增率以10%～15%為宜。

②蔬菜需肥量。通過對正常成熟的全株養(yǎng)分的化學分析，測定各種蔬菜百千克經濟產量所需養(yǎng)分量，即可獲得蔬菜需肥量。

如果沒有試驗條件，常見作物平均百千克經濟產量吸收的養(yǎng)分量也可參考表2-11進行確定。

③土壤供肥量。土壤供肥量可以通過測定基礎產量、土壤有效養(yǎng)分校正系數兩種方法估算。

通過基礎產量估算（處理1產量）：不施養(yǎng)分區(qū)蔬菜所吸收的養(yǎng)分量作為土壤供肥量。

通過土壤有效養(yǎng)分校正系數估算：將土壤有效養(yǎng)分測定值乘一個校正系數，以表達土壤“真實”供肥量。該系數稱為土壤有效養(yǎng)分校正系數。

如果沒有試驗條件，土壤有效養(yǎng)分校正系數也可參考表2-12進行確定。

④肥料利用率。 如果沒有試驗條件，常見肥料的當年利用率也可參考表2-13。

⑤肥料養(yǎng)分含量。供施肥料包括無機肥料和有機肥料。無機肥料、商品有機肥料含量按其標明量，不明養(yǎng)分含量的有機肥料，其養(yǎng)分含量可參照當地不同類型有機肥養(yǎng)分平均含量獲得。

2.縣域施肥分區(qū)與肥料配方設計

縣域測土配方施肥以土壤類型（土種）、土地利用方式和行政區(qū)劃（村）的結合作為施肥指導單元，具體工作中可應用土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖和行政區(qū)劃圖疊加求交生成施肥指導單元。應用最適合于當地實際情況的肥料用量推薦方式計算每一個施肥指導單元所需要的氮肥、磷肥、鉀肥及微肥用量，根據氮、磷、鉀的比例，結合當地肥料生產、銷售、使用的實際情況為不同作物設計肥料配方，形成縣域施肥分區(qū)圖。

（1）施肥指導單元目標產量的確定及單元肥料配方設計　施肥指導單元目標產量確定可采用平均單產法或其他適合于當地的計算方法。根據每一個施肥指導單元氮、磷、鉀及微量元素肥料的需要量設計肥料配方，設計配方時可只考慮氮、磷、鉀的比例，暫不考慮微量元素肥料。在氮、磷、鉀三元素中，可優(yōu)先考慮磷、鉀的比例設計肥料配方。

（2）區(qū)域肥料配方設計　區(qū)域肥料配方一般以縣為單位設計，施肥指導單元肥料配方要做到科學性、實用性的統(tǒng)一，應該突出個性化，區(qū)域肥料配方在考慮科學性、實用性的基礎上，還要兼顧企業(yè)生產供應的可行性，數量不宜太多。

區(qū)域肥料配方設計以施肥指導單元肥料配方為基礎，應用相應的數學方法（如聚類分析）將大量的配方綜合形成有限的幾種配方。

設計配方時不僅要考慮農藝需要，還要綜合考慮肥料生產廠家、銷售商及農民用肥習慣等多種因素，確保設計的肥料配方不僅科學合理，還要切實可行。

（3）制作縣域施肥分區(qū)圖　區(qū)域肥料配方設計完成后，按照最大限度節(jié)省肥料的原則為每一個施肥指導單元推薦肥料配方，具有相同肥料配方的施肥指導單元即為同一個施肥分區(qū)。將施肥指導單元圖根據肥料配方進行渲染后即形成了區(qū)域施肥分區(qū)圖。

（4）肥料配方校驗　在肥料配方區(qū)域內針對特定作物，進行肥料配方驗證試驗。

（5）測土配方施肥建議發(fā)布　充分應用信息手段如報紙、電視、互聯(lián)網、觸摸屏、掌上電腦、智能手機等發(fā)布施肥建議。

3.田間示范

每縣在主要設施蔬菜上分別設20～30個測土配方施肥示范點，進行田間對比示范（圖2-3）。示范設置常規(guī)施肥對照區(qū)和測土配方施肥區(qū)兩個處理，蔬菜測土配方施肥區(qū)是集成優(yōu)化施肥；設施蔬菜兩個處理面積不少于100平方米。其他參照一般肥料試驗要求。通過田間示范，綜合比較肥料投入、作物產量、經濟效益、肥料利用率等指標，客觀評價測土配方施肥效益，為測土配方施肥技術參數的校正及進一步優(yōu)化肥料配方提供依據。

對于每一個示范點，可以利用兩到三個處理之間產量、肥料成本、產值等方面的比較，從增產和增收等角度進行分析，同時也可以通過測土配方施肥產量結果與計劃產量之間的比較，進行參數校驗。有關增產增收的分析指標如下。

（1） 增產率　測土配方施肥產量與對照（常規(guī)施肥或不施肥處理）產量的差值相對于對照產量的百分數。

（2）增收　測土配方施肥比對照（常規(guī)施肥或不施肥處理）增加的純收益。

增收（元/畝）=（測土配方施肥產量-對照產量）×產品單價 - （測土配方施肥肥料成本-對照肥料成本）