导读
我国设施栽培迅速发展为保障城乡居民蔬菜和瓜果供应、增加农民收入发挥了极为重要的作用，但是，由于不合理施肥，土壤酸化、次生盐渍化、养分失衡、氮、磷、钾、硫元素过量积累等土壤快速退化现象极为普遍，正在严重威胁设施栽培的可持续发展。相关科学研究严重滞后于生产发展水平，设施栽培养分管理中还存在诸多科学问题亟待解决。
文/蔡祖聪（南京师范大学教授）
来源：《土壤学报》（年第1期）
设施栽培由于其较高的人为可控性，在一定程度上可以突破气候对作物生长的限制，产量高且稳定，具有较高的经济效益等优点，在过去40年中，我国的设施栽培发展极为迅速，种植面积大幅度增加，至年我国设施蔬菜栽培面积已达万公顷，产业产值超过亿元。
设施栽培快速发展为保障城乡居民蔬菜和瓜果供应，增加农民收入发挥了极为重要的作用。然而，在另一方面，设施栽培土壤普遍快速退化，大量施用化肥和农药威胁生态环境安全。设施栽培正面临着可持续发展的严峻挑战。一般情况下，我国设施栽培土壤连续种植3～5年即出现程度不同的连作障碍现象，表现为土壤酸化、次生盐渍化、养分失衡和自毒物质积累，病虫害发生频率升高，作物产量和品质下降，甚至绝收。当土壤严重退化时只能弃棚，造成对土壤资源的破坏和经济上的损失。
王广印等对河南省设施蔬菜地的调查表明，连续种植5年以下出现连作障碍的设施大棚蔬菜地高达84.6%，日光温室达56.9%；种植20年以上存在连作障碍的大棚温室达%，日光温室达99.3%。
我国其他省份的设施栽培土壤退化情况与此类似。高强度种植和养分管理不合理是导致设施栽培土壤出现严重连作障碍问题的主要原因，其中，养分管理不合理是最为普遍和最为突出的原因。我国设施栽培中的养分管理不合理有设施栽培发展历史短，生产者主要从大田生产者转变而来，缺少设施栽培养分管理经验的因素，但是，更为关键和更为严重的问题则是对设施栽培中土壤养分转化和作物吸收规律的基础研究严重不足，且至今未引起高度重视，致使科学工作者和农技科技推广者本身无足够的知识储备用以指导生产者提高养分管理水平。
本文讨论设施栽培养分管理中尚未很好解决的科学问题，旨在推动对设施栽培养分管理的研究，提高设施栽培养分管理水平，遏止设施栽培土壤连作障碍因子的形成速度。
1.如何确定设施栽培的合理养分投入量？
设施栽培中N、P、K养分投入量大，利用率低，短期内在土壤中大量积累，导致土壤酸化和次生盐渍化，环境风险增加。
余海英等对本世纪初山东寿光设施蔬菜地养分用量的调查表明，该地区每年氮、磷、钾养分的平均投入量为kg·hm-2、kg·hm-2和kg·hm-2，其中随化肥投入的氮、磷、钾养分分别占到各养分总量的63%、61%和66%，而氮、磷、钾养分的利用率分别仅为24%、8%和46%。由于大量施用氮、磷、钾肥，土壤中硝态氮平均含量高达mg·kg-1，是当地大田土壤的21倍；土壤耕层（0～20cm）有效磷平均含量达mg·kg-1，最高达mg·kg-1，平均为大田土壤的5.4倍，而且远远超过适宜蔬菜生长的有效磷含量范围；速效钾含量平均达mg·kg-1，最高达mg·kg-1，平均为大田土壤的3.7倍。
蔡红明等对陕西个日光温室养分投入量及土壤养分积累的调查结果与此相似，年均氮、磷（P2O5）、钾（K2O）养分总投入量分别为kg·hm-2，kg·hm-2和kg·hm-2，而养分携出量仅占氮、磷、钾养分总投入量的22%、7%和36%。
虽然设施栽培的农户很少刻意施用硫肥，但由于磷和钾肥大多施用含硫的过磷酸钙和硫酸钾，设施栽培土壤中还存在无机硫大量积累的现象。如对采自安徽和县大棚蔬菜土壤的测定表明，其SO42-含量高达mg·kg-1，甚至超过了我国南方土壤全硫含量的最高报道值。
据笔者了解，随着设施栽培经营者养分管理经验的不断积累，他们的养分管理水平正在不断提高，N、P、K肥料施用量有趋于合理化的趋向，一些设施栽培土壤连续种植10年以上，连作障碍问题仍在有效控制程度内。王印广等的调查发现，在河南省出现了设施栽培连续种植30年而未出现严重连作障碍的个案。但是，总体而言，设施栽培中化肥过量施用的问题依然十分普遍和严重。
在我国，有关作物养分管理的研究主要集中于大田栽培的大宗作物，如水稻、小麦和玉米；在养分元素上重点
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