姜言嬌 薛麗 武術蘭 黃峰

摘要：選取山東省部分地區(qū)進行實地調(diào)研，以探究山東省壽光市、諸城市、桓臺縣不同灌溉和施肥情況下蔬菜的產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率的差異。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，山東省蔬菜種植設施大部分為東西暖棚，施肥模式主要為雞糞、豆餅肥、稻殼糞等農(nóng)家糞和商品有機肥配施，灌溉方式主要為滴灌和大水漫灌，不同種類蔬菜的灌溉方式、灌溉量、灌溉頻率都有差異。壽光市、諸城市、桓臺縣經(jīng)過多年發(fā)展，形成了自己獨有的蔬菜種植模式。

關鍵詞：山東;蔬菜;施肥;灌溉;產(chǎn)量;水分生產(chǎn)力

中圖分類號：S630.6;S630.7?文獻標志碼：A?文章編號：1002-1302（2020）21-0166-05

水分和養(yǎng)分是制約我國糧食、蔬菜等作物產(chǎn)量提高的關鍵因素，為了滿足作物對水分和養(yǎng)分的基本需要，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通常會通過灌溉和施肥來調(diào)節(jié)土壤的生產(chǎn)力，以達到高產(chǎn)的目的，但是不合理的灌溉和施肥不僅浪費了水肥資源，還會導致土壤肥力下降，造成地區(qū)的生態(tài)環(huán)境惡化[1]。蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚娘嬍钞a(chǎn)品，在我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系中占據(jù)了十分重要的地位，是我國除糧食作物外栽培面積最廣、經(jīng)濟地位最重要的農(nóng)作物;1995—2016年期間蔬菜在農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)中的占比從6.35%上升到13.40%，2016年蔬菜種植面積為 2 232.828萬hm2，蔬菜產(chǎn)量達到 79 779.71 萬t，比糧食產(chǎn)量高29.5%[2]。設施蔬菜具有良好的經(jīng)濟效益，發(fā)展空間很大。由于設施蔬菜具有高收益、集約化的特點，農(nóng)戶往往為了追求種植規(guī)模和產(chǎn)量，大量投入水肥和農(nóng)藥，導致了溫室氣體排放、有毒物質(zhì)殘留和土壤酸化、鹽漬化等一系列生態(tài)環(huán)境問題[3]。近年來，我國在宏觀政策方面提出降低肥料用量的要求，地方農(nóng)技推廣部門也在推廣測土配方施肥、水肥一體化等技術，許多專家學者也在積極研究減少環(huán)境惡化的種植技術。在這一背景下，有必要對典型蔬菜種植區(qū)的施肥和灌溉現(xiàn)狀進行調(diào)查分析，從而為宏觀管理提供科學依據(jù)。

研究設施蔬菜的施肥和灌水情況，提高蔬菜種植業(yè)的水肥利用率對于我國農(nóng)業(yè)資源的有效利用具有十分重要的意義。目前我國有很多學者通過調(diào)研等形式研究了農(nóng)業(yè)中的施肥和灌水問題，劉維哲等基于剩余價值法和陜西關中地區(qū)農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù)對農(nóng)業(yè)灌溉用水經(jīng)濟價值和影響因素進行評價，結(jié)果表明，農(nóng)戶的節(jié)水意識可以影響灌溉水經(jīng)濟價值，這可以為研究地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中合理用水，提高水資源利用效率提供依據(jù)[4]。孫艷軍等對徐州市和連云港市60戶種植戶的日光溫室蔬菜生產(chǎn)情況進行調(diào)研，了解了蘇北地區(qū)日光溫室蔬菜發(fā)展的基本情況，發(fā)現(xiàn)溫室蔬菜種植中存在生產(chǎn)管理水平低、缺乏標準化等問題，并提出應用多功能、機械化裝置進行灌溉施肥等建議[5]。為了解農(nóng)戶對測土配方施肥技術的接受程度，王思琪等對554戶農(nóng)戶進行實地調(diào)研，并運用Ordered-Probit模型對調(diào)研數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，農(nóng)戶的年齡和學歷以及經(jīng)濟收入水平等都會影響農(nóng)戶對環(huán)境友好型技術的采納[6]。但是目前對于蔬菜種植業(yè)整體的施肥用水情況和田間管理措施缺乏總體的研究，本研究著眼于我國水資源缺乏問題，重點研究山東部分地區(qū)蔬菜種植業(yè)現(xiàn)狀，探究蔬菜在溫室設施和保護地種植下的水肥資源利用情況，以期為我國蔬菜種植業(yè)的水肥資源利用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 調(diào)研區(qū)域

山東省壽光市位于山東半島中部，屬暖溫帶季風區(qū)半濕潤氣候，年均氣溫12.7～12.9 ℃，據(jù)山東省壽光市氣象局統(tǒng)計資料顯示，壽光市多年年平均降水量為593.8 mm，降水多集中于夏季。壽光市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極易受到當?shù)貧夂虻挠绊慬7]，蔬菜種植更是如此。壽光市是我國著名的“蔬菜之鄉(xiāng)”，是我國最早建造冬暖式大棚的地區(qū)，始辦于2000年的由山東省政府與我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、科學技術部等部門聯(lián)合舉辦的中國國際蔬菜科技博覽會每年4月20日至5月20日都會在山東省壽光市蔬菜高科技示范園舉辦[8]。壽光市的蔬菜種植技術發(fā)展為我國北方地區(qū)蔬菜種植開創(chuàng)了一種新的方式，壽光蔬菜種植技術近幾年也傳向全國各地，壽光一直被當作是蔬菜種植的“風向標”[9]。山東省諸城市屬于暖溫帶大陸性季風半濕潤氣候，年均氣溫為13.2 ℃左右，年降水量達741.8 mm，雨熱同季，光照充足的氣候條件十分適宜種植農(nóng)作物。山東省在農(nóng)村改革方面取得的成果一直十分顯著，諸城市的貿(mào)工農(nóng)一體化、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營一直備受關注。2019年2月，由濰坊市人民政府和中共濰坊市委協(xié)辦，中國社會科學院哲學研究所、中國社會科學院社會發(fā)展研究中心等部門主辦的“諸城模式”“濰坊模式”“壽光模式”與鄉(xiāng)村振興理論研討會在北京召開，會上各部門深入討論交流“3個模式”，并為我國鄉(xiāng)村振興和“三農(nóng)”問題的解決提出了建議[10]。淄博市桓臺縣是山東省長江以北區(qū)域1990年建成的第1個噸糧縣，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植體系與我國華北平原種植體系相同，以種植小麥、玉米為主，是山東地區(qū)具有代表性的糧食生產(chǎn)區(qū)[11]。山東省桓臺縣位于山東半島中部的魯中山區(qū)和魯北平原的結(jié)合地帶，屬于暖溫帶大陸性季風氣候，年均降水量達586.4 mm，降水主要集中于夏季，地表水十分短缺，且時空分布不均勻，工農(nóng)業(yè)用水以地下水為主，全縣人均水資源擁有量僅為 354 m3[12]?；概_縣適宜種植玉米、小麥等農(nóng)作物，極少種植蔬菜，蔬菜種植面積僅為0.17萬hm2左右，占全縣耕地面積的5%左右，主要由少數(shù)精細化蔬菜公司和家庭采摘農(nóng)場種植。

本研究選取山東省壽光市、諸城市、桓臺縣3個比較有代表性的地區(qū)進行蔬菜種植調(diào)研，調(diào)研地點主要集中在壽光市古城鎮(zhèn)、寒橋鎮(zhèn)、孫家集鎮(zhèn)、文家鎮(zhèn)和紀臺鎮(zhèn)等地，諸城市昌城鎮(zhèn)、枳溝鎮(zhèn)、賈悅鎮(zhèn)和石梓子鎮(zhèn)等地，以及桓臺縣新城鎮(zhèn)、果里鎮(zhèn)、荊家鎮(zhèn)、馬橋鎮(zhèn)和唐山鎮(zhèn)等地，具體如圖1所示。本次調(diào)研壽光市大棚105個、諸城市大棚147個和桓臺縣大棚126個，共計378個大棚。

1.2 調(diào)研內(nèi)容和方法

針對設施蔬菜種植系統(tǒng)目前存在的不合理管理措施及帶來的環(huán)境問題，以山東省壽光市、諸城市和桓臺縣為研究對象，以調(diào)查問卷和一對一農(nóng)戶面談方法對蔬菜設施建造情況、施肥情況和灌溉模式進行詳細調(diào)查，調(diào)研內(nèi)容主要涉及農(nóng)戶基本情況、施肥情況、灌溉情況、投入產(chǎn)出等基本情況。為進一步探究設施蔬菜的水分生產(chǎn)力，對蔬菜的灌溉用水進行定量處理和定性分析。通過式（1）、式（2）計算水泵灌溉每小時的出水量，然后通過灌水時長、灌溉次數(shù)等進一步求出蔬菜生育期灌溉總用水量。

式中：M為水泵每小時出水量;P為水泵功率;H為揚程;75%為大多數(shù)水泵效率;9.8 m/s2為重力加速度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)和圖形采用Excel 2010進行處理，部分圖形使用ArcGIS 10.2進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 蔬菜設施情況

山東省蔬菜種植設施主要有南北拱棚、東西暖棚（日光溫室）、露天等3種。在本次調(diào)研中，南北拱棚、東西暖棚和露天蔬菜占比分別為82%、15%和3%，如圖2所示。南北拱棚相比東西暖棚溫度稍低2～3 ℃，南北大拱棚投入資金為 35 000～40 000元/667 m2，東西暖棚投入資金為 60 000元/667 m2，露天基本不需要前期設施投入。番茄、黃瓜、蕓豆等蔬菜適宜種植在東西暖棚中，主要是由于東西暖棚的水熱條件適宜這幾種蔬菜生長，馬鈴薯、西葫蘆等適宜種植在南北拱棚中，露天條件下主要種植生姜、大蔥等蔬菜。由于不同的設施中種植的蔬菜種類不同，蔬菜產(chǎn)量沒有可比性，但通過農(nóng)戶收益情況了解到，東西暖棚設施使用年限更久，收益相對更高。

2.2 蔬菜農(nóng)家肥施用情況

蔬菜種植目前多采用農(nóng)家肥和商品有機肥配施的方式。對本次調(diào)研的蔬菜施肥情況進行整理，比較分析3個地區(qū)不同的農(nóng)家肥施用情況。如圖3所示，諸城市蔬菜農(nóng)家肥以雞糞、稻殼糞為主，豬糞、牛糞和豆餅肥施用均比較少;壽光市農(nóng)家肥主要為稻殼糞、雞糞和豆餅肥，由于當?shù)仞B(yǎng)豬、養(yǎng)牛較少，基本不施用豬糞和牛糞;桓臺縣農(nóng)家肥以雞糞為主，施用牛羊豬糞的較少，另外在調(diào)查戶中還出現(xiàn)了施用沼液沼渣的情況，該種植農(nóng)場主要走生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)路線。通過對3個調(diào)研地區(qū)進行比較可以發(fā)現(xiàn)，雞糞是山東地區(qū)蔬菜種植施用最普遍的農(nóng)家肥，不合理地施用雞糞會造成燒根燒苗、誘發(fā)根際和病毒病害、滋生根結(jié)線蟲等問題。研究發(fā)現(xiàn)，雞糞的腐熟度與蔬菜的發(fā)芽指數(shù)等生物指標有密切的關系，低腐熟程度的雞糞可能影響蔬菜的播種和出苗，但腐熟程度高的雞糞不會影響蔬菜的出苗和成苗[13]。目前山東省蔬菜種植施用的雞糞通常購自相關公司，腐熟程度很高，個別農(nóng)戶施用自己堆肥發(fā)酵的雞糞。施用雞糞可以增加土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量、土壤微生物數(shù)量和酶活性等，可以有效改善土壤肥力[14]，充分腐熟發(fā)酵的雞糞是目前山東省蔬菜種植底肥施用普遍選擇的農(nóng)家肥。腐熟徹底的豆餅目前也普遍被農(nóng)戶接受，豆餅肥中含有大量蛋白質(zhì)，可以轉(zhuǎn)化為氨基酸供作物吸收，營養(yǎng)價值十分豐富[15]。作物秸稈的不合理使用會影響生態(tài)環(huán)境，造成資源浪費，所以我國一直比較提倡施用稻殼糞，研究發(fā)現(xiàn)，稻殼糞中的生物質(zhì)炭基肥與化肥配施可以在不影響蔬菜產(chǎn)量的情況下提高氮素農(nóng)學利用率，改善蔬菜果實品質(zhì)，可部分替代化肥[16]。雞糞、豆餅肥和稻殼糞是目前山東地區(qū)施用較多的農(nóng)家肥，也是目前我國比較提倡使用的肥料。

2.3 蔬菜種植的灌溉方式

山東省蔬菜種植的灌溉方式主要有大水漫灌、溝灌、微噴、滴灌等，灌溉水源主要為地下水，設施蔬菜種植的灌溉方式主要為滴灌和大水漫灌，其中滴灌占比為50%左右，大水漫灌占比為25%左右（圖4）。不同蔬菜的灌溉周期不同，西紅柿、茄子和黃瓜等根系發(fā)達、葉面積大、生長速度相對較快的蔬菜需水量較大，灌水周期基本為7～10 d;菠菜和辣椒等生長期葉面積較小、根系不發(fā)達、生長和吸收速度較慢的蔬菜需水量相對較小，灌水周期為 10～15 d，農(nóng)戶普遍表示，蔬菜是否需要灌水經(jīng)常由地皮濕度決定，一般沒有固定的灌水周期，但普遍是冬天各種蔬菜的灌水次數(shù)會相應減少。

為了進一步了解調(diào)查地區(qū)的灌溉情況，對其灌溉水分生產(chǎn)力進行了相關整理計算。如表1所示，3個地區(qū)灌溉的水分生產(chǎn)力有所不同，主要發(fā)展蔬菜種植的壽光市灌溉用水投入較多，蔬菜產(chǎn)量大的同時所需的灌水量較大，水分生產(chǎn)力相對較低。西紅柿、黃瓜、辣椒和茄子的灌水量均超過 7 500 m3/hm2，其中黃瓜和茄子的灌水量更是超過了 10 000 m3/hm2，4種蔬菜的水分利用效率均較低。諸城市蔬菜產(chǎn)量較高，灌溉用水量比壽光市低，西紅柿、茄子等根系發(fā)達、葉面積大、生長速度相對較快的蔬菜需水量較大，灌水周期基本為7～10 d，灌水總量相對其他蔬菜較高，蕓豆、菜花的灌水量相對較低，調(diào)研蔬菜的水分利用效率均比較低，諸城市西紅柿、黃瓜的水分生產(chǎn)力高于壽光市?；概_縣以種植糧食作物為主，少有蔬菜種植戶采取精細化蔬菜管理方式，西紅柿、茄子和辣椒等蔬菜均有較高的水分生產(chǎn)力。其中，西瓜、草莓和西紅柿等以家庭農(nóng)場采摘為主的果蔬產(chǎn)量和水分利用效率很低，家庭農(nóng)場管理者一般會通過充足灌水來滿足果蔬用水需求，保證果蔬品質(zhì)。

3 討論與建議

3.1 蔬菜種植模式討論

蔬菜種植業(yè)是壽光市的第一產(chǎn)業(yè)，壽光蔬菜的種植面積為5萬hm2，總產(chǎn)量超過450萬t[17]。2018年，壽光市規(guī)劃建設面積為12 000 hm2的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新技術集成示范區(qū)，積極響應國家政策引進水肥一體化、高效生態(tài)農(nóng)業(yè)等高新技術企業(yè)。壽光蔬菜產(chǎn)業(yè)對壽光市其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展都產(chǎn)生了很大影響，蔬菜產(chǎn)業(yè)集群的不斷發(fā)展不僅產(chǎn)生出蔬菜銷售、加工配送等下游產(chǎn)業(yè)，還孕育了化肥、農(nóng)藥、種苗、種子生產(chǎn)等上游產(chǎn)業(yè)，同時促進了壽光地區(qū)農(nóng)業(yè)協(xié)會和科研機構(gòu)的發(fā)展[18]。李俊良等前期的研究表明，山東壽光蔬菜種植存在施肥灌溉不合理、土壤酸化、土壤鹽化、病蟲害問題嚴重等現(xiàn)象[19]，所以通過實地調(diào)研了解壽光市現(xiàn)有蔬菜種植業(yè)實際情況的意義重大。山東省濰坊市諸城市與壽光市同屬于全國農(nóng)村經(jīng)濟實力百強縣，作為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)源地，諸城市從19世紀80年代末就開始發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化，積極推行“商品經(jīng)濟大合唱”“貿(mào)工農(nóng)一體化”及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化，在探索農(nóng)業(yè)作為城市龍頭企業(yè)帶動城鄉(xiāng)經(jīng)濟發(fā)展的道路上已經(jīng)走在前列。目前，諸城市已經(jīng)形成了包括肉雞、蔬菜、食品等在內(nèi)12大主導產(chǎn)業(yè)，早在2009年全市就有超過70%的農(nóng)民參加農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化體系建設，80%以上的農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值都由農(nóng)產(chǎn)品加工創(chuàng)造[20]。與壽光市相比，諸城市的農(nóng)業(yè)發(fā)展更加多樣化，不僅僅局限于蔬菜一種主導產(chǎn)業(yè)，但近幾年諸城市的蔬菜發(fā)展態(tài)勢也十分顯著，規(guī)模也在日益擴大。諸城市蔬菜種植面積達 23 000 hm2，總產(chǎn)量超過100萬t，其中日光溫室和塑料大棚種植面積占蔬菜總種植面積的25%以上[21]。目前，諸城市形成了以栽培設施化和提高產(chǎn)出效益為重點，著力建設的高效優(yōu)質(zhì)安全蔬菜基地。桓臺縣目前有通過國家無公害農(nóng)產(chǎn)品認證的特色四色韭黃，建成了國家級農(nóng)業(yè)標準示范區(qū)[22]，也有被山東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳評為“無公害蔬菜產(chǎn)地”生產(chǎn)的“姬橋”牌翠綠實稈芹菜，還有明清年間就享有盛譽，栽培歷史悠久的新城細毛山藥等特色產(chǎn)品，縣區(qū)內(nèi)也有若干西紅柿、西瓜、甜瓜采摘的家庭農(nóng)場。

壽光市的蔬菜種植主要走專業(yè)化和集約化道路，通過蔬菜種植進一步發(fā)展蔬菜配送銷售等下游產(chǎn)業(yè)和化肥、農(nóng)藥、種子生產(chǎn)等上游產(chǎn)業(yè)，蔬菜種植的集約化發(fā)展對壽光市經(jīng)濟發(fā)展影響很大。諸城市蔬菜種植主要走農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化道路，農(nóng)業(yè)發(fā)展更加多樣化，不僅僅局限于蔬菜一種主導產(chǎn)業(yè)，在做好蔬菜基本種植的基礎上進一步擴大種植規(guī)模?；概_縣主要種植小麥、玉米等糧食作物，縣區(qū)現(xiàn)有蔬菜種植走品牌化和家庭采摘農(nóng)場路線，在蔬菜種植規(guī)模不大的地區(qū)也可以提倡此種蔬菜種植模式。

3.2 建議

針對本次蔬菜調(diào)研結(jié)果，給出以下幾點建議：在施肥方面要積極調(diào)整肥料施用結(jié)構(gòu)，重視有機肥的生產(chǎn)和投入，在保證蔬菜產(chǎn)量不降低的條件下，減少化肥投入，追肥時應減少氮肥和磷肥施用量，增加鉀肥投入量，采取適當措施提高肥料利用效率。此外，要有針對性地施用中微量元素肥料，重視不同蔬菜的需肥特點、土壤養(yǎng)分狀況以及中微量養(yǎng)分的管理。要根據(jù)不同蔬菜的營養(yǎng)特點、土壤的供肥性能、肥料種類及性質(zhì)確定適宜的施肥時期和肥料施用量，推行肥料分次施用技術和設施蔬菜水肥一體化技術。在灌溉方面，要根據(jù)不同蔬菜類型選擇適宜的灌溉方式和灌水量，根系發(fā)達、葉面積大、生長速度相對較快的蔬菜需水量較大，要適當增加灌水量，生長期葉面積較小、根系不發(fā)達、生長和吸收速度較慢的蔬菜需水量相對較少，要適當減少灌水量。同一種類蔬菜的不同品種間需水量存在差異，要多種植耐寒和早熟的蔬菜品種，以減少灌溉量。

4 結(jié)論

山東省蔬菜種植設施主要有東西暖棚、南北拱棚和露地種植等3種，蔬菜效益較高的是東西暖棚種植模式。蔬菜種植主要配施雞糞、豆餅肥和稻殼糞等農(nóng)家糞和商品有機肥，將其作為底肥一次性施入，調(diào)研結(jié)果顯示，農(nóng)家糞的施用比例大于商品有機肥，與往年情況相比，商品有機肥的施用比例在增加。山東省蔬菜種植主要采用滴灌、大水漫灌、溝灌、微噴、滴灌等灌溉方式，滴灌和大水漫灌是應用最為普遍的方式，也最能被種植戶接受。不同蔬菜的灌水量不同，調(diào)研顯示，黃瓜、茄子等需水量大的蔬菜，種植戶灌溉量相對較多。對調(diào)研數(shù)據(jù)的水分利用效率進行定性分析發(fā)現(xiàn)，諸城市番茄產(chǎn)量最高，桓臺縣番茄水分利用效率最高，壽光市番茄灌水量最高，水分利用效率較低;壽光市黃瓜產(chǎn)量最高，灌水量也高，桓臺縣黃瓜產(chǎn)量最低，水分利用效率在3個城市中最低，諸城市黃瓜產(chǎn)量較高，灌水量少，水分利用效率最高。本研究調(diào)研的“壽光模式”“諸城模式”和“桓臺模式”可以為其他地區(qū)蔬菜種植提供參考和經(jīng)驗借鑒。

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