增施有機(jī)肥減施化肥對露地白菜產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率的影響

錢榮青， 沐 嬋， 黃翠菊， 姚照兵， 楊紹聰*， 王海波， 李家有， 普光發(fā)， 李 俊

(1.玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，云南 玉溪 653100； 2.通?？h土壤肥料工作站， 云南 通海 652700； 3.玉溪市特色作物工程技術(shù)研究中心， 云南 玉溪 653100； 4.通海縣河西鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心， 云南 通海 652701； 5.通?？h秀山鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心， 云南 通海 652700)

多年來，通?？h蔬菜種植面積均穩(wěn)定在2萬hm2左右，且主要分布在杞麓湖流域，2017年蔬菜累計(jì)種植面積2.31萬hm2(含復(fù)種)，總產(chǎn)值達(dá)19.75億元，蔬菜產(chǎn)業(yè)已是當(dāng)?shù)貜V大農(nóng)民增收的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，通?？h也成為國內(nèi)有名的蔬菜之鄉(xiāng)，西南地區(qū)重要的蔬菜集散地[1]。然而由于通?？h長期的蔬菜連作及不合理施肥，導(dǎo)致農(nóng)田N、P等養(yǎng)分富集，對蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與湖泊治理保護(hù)產(chǎn)生不良影響。氮肥是對葉菜類作物產(chǎn)量影響最大的肥料種類之一，因此在葉菜類蔬菜生產(chǎn)中過量施用氮肥的現(xiàn)象非常普遍。近年來，由于盲目大量使用化學(xué)肥料，導(dǎo)致了化肥利用率低、蔬菜產(chǎn)出下降，而且?guī)韲?yán)重的生態(tài)問題[2]。有研究表明，氮肥的當(dāng)季利用率為30%～35%，磷肥為10%～25%，鉀肥為35%～50%[3]。加之蔬菜作物具有根系淺、吸收能力弱、喜高肥水等營養(yǎng)特點(diǎn)[4]，因此如何將肥料施用的產(chǎn)量效益和環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，仍然是擺在蔬菜工作者面前的一道難題[5]。對大白菜肥料利用率的研究雖然有報(bào)道[2,6-8]，但只涉及施用化肥方面，而對于有機(jī)肥與化肥施用對露地白菜養(yǎng)分吸收利用方面的研究很少報(bào)道。為此，針對通?？h露地白菜生產(chǎn)上肥料施用不合理問題，開展增施有機(jī)肥減施化肥對白菜產(chǎn)量和肥料利用率影響的相關(guān)試驗(yàn)研究，以期為露地白菜生產(chǎn)中肥料的合理施用及削減農(nóng)業(yè)面源污染提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1供試肥料有機(jī)肥為思創(chuàng)格精制有機(jī)肥及思創(chuàng)格全水溶性有機(jī)肥，精制有機(jī)肥的生產(chǎn)原料為菜籽粕、作物秸稈和腐植酸，總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)≥5.0%，有機(jī)質(zhì)(以烘干基計(jì))≥50%，水溶性有機(jī)質(zhì)(以烘干基計(jì))≥3.0，生態(tài)指標(biāo)、重金屬符合NY525-2012標(biāo)準(zhǔn)；全水溶性有機(jī)肥(粉劑)是采用油枯、秸稈及腐殖酸充分發(fā)酵后提取有效成分精制而成，總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)≥10.0%，全水溶性有機(jī)質(zhì)≥60%、全水溶性腐殖酸≥30%，均為云南思創(chuàng)格科技有限公司生產(chǎn)?；蕿槟蛩?含N 46%)、普鈣(含P2O516%)、磷酸一銨(含N 12%、P2O552%)、硫酸鉀(含K2O 50%)。

1.1.2白菜品種大白菜品種為勝春，小白菜品種為金娃娃，均為當(dāng)?shù)刂髟云贩N，其種子為云南王記彩云種業(yè)有限公司提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以露地大、小白菜施用不同肥料處理為試驗(yàn)對象，考察增施有機(jī)肥減施化肥對大、小白菜產(chǎn)量與肥料養(yǎng)分利用率的影響。以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥(施肥結(jié)構(gòu)和施肥量)為對照，化肥減量處理為常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減N 10%～20%和減P 25%～50%，增施有機(jī)肥處理為化肥減量基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥，試驗(yàn)共設(shè)8個施肥處理(表1)。由于研究是基于杞麓湖保護(hù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的協(xié)調(diào)發(fā)展而開展的，N、P對湖水的污染影響較大，試驗(yàn)特別設(shè)置不施氮、不施磷處理，考察N、P養(yǎng)分利用率差異；另外，基于通?？h土壤有效P含量較高的現(xiàn)狀，試驗(yàn)設(shè)置大幅度減磷處理，即減磷50%處理，考察大量減磷甚至不施磷對露地白菜的影響。有機(jī)肥用量為3 000 kg/hm2+全水溶性有機(jī)肥60 kg/hm2，各處理N、P2O5及K2O施用量包含有機(jī)肥的養(yǎng)分含量。小區(qū)面積15 m2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

表1 白菜增施有機(jī)肥減施化肥試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1試驗(yàn)過程試驗(yàn)于2015年11月至2016年4月進(jìn)行。大白菜試驗(yàn)在通?？h秀山街道萬家社區(qū)九組進(jìn)行，前茬作物結(jié)球甘藍(lán)，2015年11月20日播種，2016年3月4日收獲。小白菜試驗(yàn)安排在通海縣河西鎮(zhèn)戴文村委會四組進(jìn)行，前茬作物萵筍，2015年12月24日播種，2016年3月29日收獲。采用打塘播種，每塘定植1株。種植密度大白菜為78 945株/hm2，小白菜為208 010株/hm2。有機(jī)肥全田均勻撒施于墑面，并使有機(jī)肥與土壤混勻于表土0～10 cm內(nèi)，化肥分3次對水澆施，全水溶性有機(jī)肥于第1次和第2次化肥澆施時一起施用。施肥時期、方法及其他田間管理與大田生產(chǎn)一致。

表2 試驗(yàn)地土壤基本理化性狀

1.3.2測定指標(biāo)種植前采集試驗(yàn)區(qū)內(nèi)0～20 cm耕作層土壤樣品用于檢測pH、有機(jī)質(zhì)、有效N、有效P及有效K指標(biāo)(表2)。試驗(yàn)結(jié)束時每個處理采集5株白菜樣品用于檢測N、P、K含量指標(biāo)。土壤有效 N 測定采用堿解擴(kuò)散法，有效 P采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法，有效 K 采用乙酸銨提取-原子吸收法[9]。植株樣品經(jīng)酸法消化后，測定全N采用蒸餾法，全P 采用鉬銻抗比色法，全 K 采用原子吸收分光光度計(jì)法[10]。試驗(yàn)結(jié)束時，分小區(qū)進(jìn)行全田收獲，計(jì)算白菜葉片的總產(chǎn)量及商品產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，應(yīng)用方差分析和最小顯著法 (LSD)檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異顯著性。

2結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理露地白菜的產(chǎn)量

從表3看出，不施N對白菜產(chǎn)量影響較大，其他施肥處理間的白菜總產(chǎn)量差異不顯著，均顯著高于不施N處理。由于通海蔬菜基地土壤有效P含量很高，施P與不施P對白菜產(chǎn)量影響極小，不施P的大白菜總產(chǎn)量比常規(guī)施肥的總產(chǎn)量僅降低1.2%，而小白菜的總產(chǎn)量基本接近。但當(dāng)配施有機(jī)肥且減N 10%和減P 50%的處理下(處理6)，大白菜及小白菜總產(chǎn)量比常規(guī)施肥分別增1.7%和2.1%。在不同化肥施用處理中，有機(jī)肥+化肥減量處理(處理7、處理8)白菜產(chǎn)量高于純化肥處理(處理1、處理4、處理5)，其中，大、小白菜的產(chǎn)量均以處理7(有機(jī)肥+化肥減N 10%減P 25%)最高，總產(chǎn)量分別為170 121 kg/hm2和203 376 kg/hm2，商品菜產(chǎn)量分別為125 443 kg/hm2和151 515 kg/hm2。

總體看，單施化肥且在減氮10%～20%及減磷25%條件下(處理4、處理5)，白菜總產(chǎn)量比常規(guī)施肥處理僅減少0.3%～3.2%；而在化肥減量基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥處理(處理7、處理8)，白菜產(chǎn)量較常規(guī)施肥增產(chǎn)1.1%～2.3%。說明，在土壤有效態(tài)N、P、K養(yǎng)分較豐富的條件下，減氮10%～20%及減磷25%對白菜產(chǎn)量影響較小，而當(dāng)無機(jī)肥與有機(jī)肥搭配施用時，不但實(shí)現(xiàn)削減N、P施用量，而且能有效提高白菜產(chǎn)量，對菜農(nóng)增收及減少農(nóng)業(yè)面源污染有促進(jìn)作用。

表3 不同施肥處理白菜的產(chǎn)量

2.2不同施肥處理露地白菜植株的養(yǎng)分吸收量及養(yǎng)分利用率

從表4看出，不同施肥處理間白菜N、P、K養(yǎng)分吸收量及肥料利用率的變化。

2.2.1養(yǎng)分吸收量

1) N。大白菜處理6～處理8(有機(jī)肥+化肥減量)的N吸收量顯著高于其余處理，各處理中以處理6最高(183.7 kg/hm2)，處理2(不施N)最低(54.1 kg/hm2)，常規(guī)施肥處理(CK)的N吸收量為157.5 kg/hm2，化肥減量施用的處理4、處理5略高于對照，但差異不顯著。小白菜處理6～處理8顯著高于常規(guī)施肥處理，各處理中以處理7最高(291.3 kg/hm2)，處理2(不施N)最低(79.4 kg/hm2)。

2) P。大白菜處理4～處理8(減氮10%～20%及減磷25%～50%)的P吸收量顯著高于其余處理，各處理中以處理6～處理8(有機(jī)肥+化肥減量)較高，處理2(不施N)最低(23.3 kg/hm2)。小白菜處理6～處理8(有機(jī)肥+化肥減量)顯著高于其余處理，各處理中以處理8最高(63.5 kg/hm2)，處理2(不施N)最低(38.0 kg/hm2)。

3) K。大白菜及小白菜處理3～處理8均顯著高于處理2(不施N)和處理1(常規(guī)施肥，CK)。各處理中均以處理8最高(分別為284.4 kg/hm2和379.8 kg/hm2)，處理7和處理8(有機(jī)肥+化肥減量)略高于處理4和處理5(化肥減量)。

總上可知，減氮10%～20%及減磷25%的施肥處理白菜的N、P、K養(yǎng)分吸收量比常規(guī)施肥的明顯提高(小白菜處理4除外)；當(dāng)無機(jī)肥與有機(jī)肥搭配施用時，養(yǎng)分吸收量則顯著提高。說明，施用有機(jī)肥可改善根際土壤環(huán)境，促進(jìn)養(yǎng)分的吸收。

2.2.2養(yǎng)分利用率

1) N素。大白菜處理6～處理8(有機(jī)肥+化肥減量)的N素利用率顯著高于處理1(常規(guī)施肥，CK)，各處理中以處理8最高(33.4%)，其次是處理6(30.9%)；處理5(化肥減N 20%減P 25%)也顯著高于對照，處理4(化肥減N 10%減P 25%)也明顯高于常規(guī)施肥處理。小白菜處理5～處理8顯著高于其他處理，各處理中以處理8最高(70.5%)，其次是處理5(65.8%)；處理4也顯著高于對照。

2) P素。大白菜處理6～處理8(有機(jī)肥+化肥減量)、處理4～處理5(化肥減量)均顯著高于處理1(常規(guī)施肥，CK)。各處理中以處理6及處理8較高(分別為26.6%和25.0%)，均顯著高于處理4～處理5(化肥減量)。小白菜處理6～處理8均顯著高于其他處理，以處理6最高，其次是處理8,分別為104.6%和74.8%；處理2(不施N處理)為32.4%，也顯著高于處理4、處理5及對照。

總上可知，減氮10%～20%及減磷25%的施肥處理白菜的N、P肥利用率比常規(guī)施肥處理明顯提高，當(dāng)無機(jī)肥與有機(jī)肥搭配施用時，肥料利用率則顯著提高，說明施用有機(jī)肥改善根際土壤環(huán)境，促進(jìn)養(yǎng)分的吸收，提高肥料利用率。同時也說明肥料施用量大，其肥料利用率低；單位面積的生物產(chǎn)量高，其肥料利用率也高。

表4 不同施肥處理白菜植株的養(yǎng)分吸收量及利用率

3結(jié)論與討論

針對通海杞麓湖流域的露地蔬菜基地土壤養(yǎng)分較豐富、菜農(nóng)施肥不合理問題，開展配施有機(jī)肥減施化肥對白菜產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收量影響試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥比較，純施化肥且減氮 10%～20%及減磷25%條件下，大、小白菜總產(chǎn)量僅減少0.3%～3.2%；而增施有機(jī)肥+化肥減量處理則增產(chǎn)1.1%～2.3%。白菜植株對N、P、K養(yǎng)分的吸收量，以有機(jī)肥+化肥減量處理最高，大白菜平均比常規(guī)施肥分別提高11.0%、5.2%和5.0%，小白菜平均比常規(guī)施肥分別提高12.9%、19.2%和8.9%。白菜植株的肥料利用率，以有機(jī)肥+化肥減量處理最高，其中，大白菜N、P素利用率分別為30.3%～33.4%、16.5%～26.6%，平均分別比常規(guī)施肥提高9.4百分點(diǎn)和17.1百分點(diǎn)；小白菜N、P素利用率分別為62.9%～70.5%、67.4%～104.6%，平均分別比常規(guī)施肥提高17.9百分點(diǎn)和64.2百分點(diǎn)。白菜減少施N量，氮肥利用率提高，與閔炬等[11-13]研究一致?；逝涫┯袡C(jī)肥能有效提高氮肥和磷肥利用率，與裘曉云等[14-15]的研究結(jié)果一致。

研究集成了通海露地白菜增施有機(jī)肥減施化肥技術(shù)：有機(jī)肥用量3 000 kg/hm2+全水溶性有機(jī)肥60 kg/hm2，大白菜施N 312.3 kg/hm2、P2O533.5 kg/hm2和K2O 59.4 kg/hm2，小白菜施N 235.5 kg/hm2、P2O50 kg/hm2和K2O 54.9 kg/hm2；有機(jī)肥作基肥一次性施入，化肥分3次對水澆施，全水溶性有機(jī)肥于第1次和第2次化肥澆施時一起施用。2016-2019年在通?？h露地白菜生產(chǎn)上大面積推廣白菜增施有機(jī)肥減施化肥技術(shù)，節(jié)本增效顯著，對削減農(nóng)業(yè)面源污染具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。