設施栽培養土祕訣 肥培管理防止土壤鹽化變成慢性病
設施與露天栽培大不同。設施內肥料缺乏雨水淋洗,容易造成表土累積過量鹽分,不利作物生長,如何做好肥培管理,改善狀況?
臺灣地處熱帶與亞熱帶,四面環海,溫濕度均高,雨量充沛,全年適合作物成長;然而由於季風盛行,氣候變化大,對作物生長有許多不利影響。
早期臺灣園藝與特作作物因屬小農經營,資金不足,土地利用粗放,設施栽培僅限於小面積菇類生產。近年來消費者對於農產品品質要求提高,產期調節栽培逐漸為農民重視。為穩定產量、提高品質、調節產期、供應標準化與規格化農產品,設施栽培漸成為農業企業化經營方式。
農業生產,基本建立於利用光合作用,直接或間接提供糧食與生活原料。由於農業受自然環境限制,單位面積生產能力往往無法完全發揮。設施栽培是以人為方式建構適合作物生長的空間,使作物消極面不受氣候影響,積極面則利用光線、溫度、濕度調節方式提供最適化生長空間,穩定生產品質。
所謂設施栽培農業係指利用隧道或矮棚、網室或溫室等設施,提供遮蔭、防止雨水沖刷及昆蟲侵入危害,改善生長條件及生產管理方式,達經濟生產目的。常見設施為隧道式膠布棚、溫室、網室等,其覆蓋資材如透明玻璃、塑膠布、塑膠網,耕作方式以土耕居多;另有利用養液栽培之砂耕、礫耕、水耕、袋耕、籃耕等,惟所需栽培資材及設備昂貴,技術門檻較高。
設施土壤必修課題:鹽化
無論栽培何種作物,都必須有足夠養分供作物吸收,作物的產量與品質才能達到良好水準。設施地表環境因設施而起明顯變化,與露天栽培不同的是雨水、溫度及光線。由於透明資材覆蓋設施,自然雨水被阻隔,導致部分未被作物吸收的肥料累積在土壤中,無法被淋洗;農民對作物所需水分及養分供給方式改變,如淹灌改為澆灌或滴灌;又設施內氣溫較高,與露天栽培相差可高達9℃,蒸散發量較大,土壤中的水溶性離子易隨毛細管水分由下向上移動。
在這種狀態下,將土壤的可溶性鹽類帶至地表,使表土鹽分累積更為嚴重。鹽分過度累積,影響植物吸收水分,減少養分的吸收,土壤物理性變差,降低土壤微生物活性,造成微生物相的不平衡,且更容易發生病害。
肥培管理做對了嗎?
其他鹽分累積主因,其一為肥培管理不當。作物生長所需養分多來自土壤,各種養分需量並不一致;其中氮、磷、鉀需量較多,應經常施肥補充。自化學肥料取得容易後,效果快速,然而農民習慣憑經驗盲目施肥,常發生肥料殘留引起養分過剩或缺乏,特別是市售複合肥料,其固定配方不一定符合作物養分吸收比例,最易造成養分失衡,產生拮抗現象。應依作物、土壤、氣候特性及條件,予以考量調整施肥量,解決設施土壤鹽類過高問題。
一般而言,農民在設施栽培肥料施用量與露天栽培同量,由於缺少雨水淋洗,即使有灌溉措施,也常面臨灌溉量不足以將可溶性鹽類淋洗至較深土層。另外,在高溫、高濕環境下,作物生長快速,生長期縮短,同1 塊田種植的期作數明顯增加,肥料投入量提高,以及部分農民將作物生長不良歸因於肥料不足,而加入更多肥料,皆使鹽分累積問題更加嚴重。
其二為有機資材使用不當。施用品質不良的有機資材,如生豬糞、雞糞、未腐熟堆肥,或長期大量施用電導度(EC)較高的堆肥,可能導致土壤表面累聚多量鹽分,作物發芽失敗。此外,長期多量施用酸鹼值(pH)較高的有機質肥料或石灰資材,將顯著增加土壤酸鹼值,此時當土壤銨態氮過多,易形成氨氣揮散損失,高濃度氨氣將對植株直接造成傷害。
氨氣障害常見於連續陰雨天過後,中午忽逢晴天,葉片似熱水燙過而呈現疲軟。經過1 ~ 2 天,葉片障害部分枯死,特別在葉脈間與葉緣呈黃白化。診斷要點為:
(一)詳查發生時期,判斷與天候變化關係。
(二)急速萎凋後並不回復,例如番茄可能患青枯病。
(三)早晨在設施內塑膠布與玻璃上所結水滴,用酸鹼值計或石蕊試紙測試為鹼性反應,大有可能為氨氣障害。
(四)用其他化學分析方法,分析上述水滴有無銨反應。
(五)早晨剛進入密閉設施內,眼睛有刺激感覺,極可能為氨氣障害。
設施土壤鹽分改善策略解決可溶性鹽類過度累積,一般可採用幾類方法。
(一)浸水洗鹽:以大量灌溉水移走可溶性鹽類。
(二)深耕:可稀釋、降低表層土壤鹽類離子濃度,深耕依作物種類,如淺根性、深根性、耐鹽性,做適度深耕。
(三)客土:移走含高鹽類離子表層土,加入由外處移來之乾淨土壤。
(四)實施輪作:如輪作水稻時,須注意適度浸水深度。
(五)種植耐鹽分作物或綠肥作物,如玉米、田菁,吸收土壤中累積的鹽類離子,並可將植株耕犁掩埋,增加有機質,且可釋出養分供作物使用,惟注意殘株須打碎並加水促進分解。
(六)施用碳氮比高植物體:如稻草、稻殼、木屑、碎樹皮,在1 ~ 2 個月農閒期施用;一般施用稻草時,每分地約需1 公噸,使土壤中無機態氮轉為有機態氮,約需1 個月以上,而稻草中鉀素隨礦化進入土壤。
(七)暗渠排水、除鹽:地表下60 ~ 80 公分埋設排水管,增加排水除鹽效果。
再者,掌握有機質肥料施用要領與對策。有機肥的施用對作物生長具多重效應,其中包括直接及間接效應。正確施用將呈現下列實質效果── 作物生長健全,且品質、風味及產量因而提升;作物對抗病蟲害及逆境如旱害、寒害、營養障礙,抵抗力得以加強;作物儲藏性提高,而能靈活配合市場供需調節;作物生育壽命得以延長。有機肥料亦如化學肥料須合理施用,配合土壤肥力狀況及作物需求,進行適當施肥。
了解土壤養分有效性高低,配合作物養分需求的特性,以及有機肥礦化速率、以往產量紀錄、生產者的管理能力,評定肥料管理方式,包括用量、施肥方式、施肥時期,方能達到高產量目的,且不會因肥料施用不恰當而造成環境品質下降。若以增加土壤有機質為目的,通常選擇低養分但含植物纖維多者為佳,如蔗渣、牛糞、菇類太空包、稻殼、稻草等製成的堆肥,建議每公頃10 ~ 20 公噸,施用後與土壤充分混合。
此外,施用生物性肥料,可增加作物利用自然資源的能力。土壤微生物是自然界中推動各種元素循環的最基層生物。臺灣高經濟果樹如木瓜、鳳梨、蓮霧,以及蔬果作物如胡瓜、苦瓜、西瓜、洋香瓜、番茄、甜椒等,均為磷肥高需求量作物,農民多慣用大量化學肥料,磷肥大部分因被土壤固定結合或流失,不但栽培成本提高,亦可能造成水源汙染。若能利用菌根菌、溶磷菌等生物性肥料,可促進幼苗與植株生長,提高移植成活率,減少肥料用量,增進作物產量及品質,達到合理化施肥之目標。
改善不當施肥,
讓設施土地活起來
農業是人類賴以生存的產業,而土壤品質攸關農產品產量及品質、人類健康、環境保育及生態平衡。傳統農業依賴高投入增加生產,即大量施用化學肥料及噴灑合成農藥,以農業機械與單一作物種植來提高效率,減少經營成本,弭平糧食需求壓力,給予社會持續發展不可缺乏的原動力。
現行農業耕作方式卻破壞地球原來平衡的生態體系,自然資源因大量利用或遭受破壞而逐漸枯竭。根據調查,以目前的消耗量,全世界的磷、鉀礦蘊藏量,將在400 多年內耗盡,大量化學肥料的施用,危及某些土壤微生物的生存、活動及微生物間的平衡,嚴重阻礙植物營養元素正常轉換,及其在自然界中的循環,並且汙染大氣、土壤、水體,最後危及農業的永續經營和人類的生存。因此,作物肥培管理必須重視。
生產高品質農產品,是農業經營者共同追求的目標,完善的養分管理是必要手段,「定期土壤診斷」是重要關鍵。尤其設施栽培容易造成養分累積,因此土壤診斷工作愈加重要,不僅有助於安排養分供需平衡,也是保障農產品品質及土壤環境品質的重要手段,更是設施栽培成敗的關鍵所在。
文․ 攝影/黃瑞彰 行政院農業委員會臺南區農業改良場副研究員
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