減量追施化肥對(duì)設(shè)施草莓產(chǎn)量品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響

闞煒杰，徐 申，楊雯祎，田 碩，于靜湜，牟國(guó)興，石春梅，施鵬飛（.北京市昌平區(qū)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，北京 000；.北京市昌平區(qū)農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣站，北京 000； 北京市昌平區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 000）

近年來(lái)，北京市昌平區(qū)保護(hù)地草莓種植面積基本穩(wěn)定在5000 棟左右，栽培模式為日光溫室種植，針對(duì)昌平區(qū)草莓種植的大部分高肥力土壤而言，農(nóng)戶常規(guī)施肥往往施用量偏高，但對(duì)于高肥力土壤來(lái)說，隨著施肥年限的增加，土壤養(yǎng)分富集，長(zhǎng)此以往的繼續(xù)大量的施用化肥，不僅不會(huì)達(dá)到增產(chǎn)、提質(zhì)的效果，還會(huì)導(dǎo)致土壤鹽分升高，對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)產(chǎn)生影響。同時(shí)化學(xué)肥料是速效肥，其過度使用易造成土壤鹽漬化等問題，降低了化學(xué)肥料的利用率，影響蔬菜作物產(chǎn)量、品質(zhì)[1]。昌平區(qū)草莓作為高經(jīng)濟(jì)附加值作物，屬于高投入精細(xì)化栽培管理，需肥多、追肥次數(shù)多，因此肥料投入相對(duì)較大，且連作現(xiàn)象非常普遍，因此土壤肥力過高、養(yǎng)分失衡、肥料利用率低等問題日益明顯，這不僅造成資源浪費(fèi)，且過量的養(yǎng)分還會(huì)以淋溶方式流失，是造成農(nóng)業(yè)面源污染一項(xiàng)重要原因。因此，通過合理減量施肥管理降低投入成本，保證或提高草莓產(chǎn)量、改善草莓品質(zhì)來(lái)提高經(jīng)濟(jì)收益非常必要。

已有研究表明花生在減少20% 摻混控施肥用量時(shí)雖然產(chǎn)量有下降，但就收益而言有所提高[2]。馬鈴薯在配合有機(jī)肥施用時(shí)減少化肥用量可以顯著增加產(chǎn)量[3]。小麥、芒果、甘藍(lán)、荷蘭豆在合理減肥下作物沒有減產(chǎn)，肥料利用率提高[4-7]，番茄、玉米、小麥、包菜在減肥情況下，產(chǎn)量沒有明顯差異，但作物中硝酸鹽含量下降，土壤中養(yǎng)分的累積減少[8-11]。適當(dāng)減施氮肥，既能保證作物產(chǎn)量，提高肥料利用率，又能減少對(duì)環(huán)境的危害[12]。草莓追肥次數(shù)減少50% 時(shí)，產(chǎn)量和個(gè)別品質(zhì)性狀情況不變情況下，果實(shí)糖度會(huì)有一定程度提升[13]。不同作物不同地域最佳化肥減肥比例各不相同，為進(jìn)一步探究草莓減量追肥最佳比例設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)行分析，在昌平區(qū)草莓主產(chǎn)區(qū)開展草莓減量追施的試驗(yàn)，選取具有代表性的草莓種植地塊，適當(dāng)減少化肥施用量，為下一步草莓生產(chǎn)合理施肥研究提供理論依據(jù)。以期研究出最適合昌平草莓的追肥減量比例，促進(jìn)草莓農(nóng)戶節(jié)本增效。

試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于北京市昌平區(qū)百善鎮(zhèn)牛房圈村銀黃農(nóng)業(yè)園，常年種植草莓、特種蔬菜及各種藥食同源的蔬菜、葉菜等40 余種。試驗(yàn)開展前用石灰氮對(duì)土壤進(jìn)行消毒，草莓定植前采集耕層土壤測(cè)定基礎(chǔ)養(yǎng)分含量，試驗(yàn)溫室土壤基礎(chǔ)肥力條件如表1 所示。參照北京市土壤養(yǎng)分分等定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，本試驗(yàn)地塊土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀含量均處于極高水平，有效磷含量處于高水平，土壤呈弱堿性。與昌平區(qū)大部分種植草莓的地力條件基本一致。

表1 試驗(yàn)地土壤基礎(chǔ)肥力條件

試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)時(shí)間為2020 年8 月～2021 年5 月，試驗(yàn)溫室面積400 m2。2020 年8 月31 定植，草莓品種為紅顏，種植密度7500 株/667 m2，2021年5 月2 日拉秧。試驗(yàn)共設(shè)置四個(gè)處理，以農(nóng)戶常規(guī)施肥為對(duì)照（CK），以CK 為基礎(chǔ)分別按照化肥追施量25% 減量（處理1）、50% 減量（處理2）、75% 減量（處理3）設(shè)置3 個(gè)處理，小區(qū)面積100 m2底肥一致管理措施按照農(nóng)戶常規(guī)管理習(xí)慣進(jìn)行，試驗(yàn)各處理追肥養(yǎng)分投入情況如表2 所示。

表2 各處理不同生育期追肥養(yǎng)分投入情況（kg/400 m2）

樣品采集及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

（1）土壤樣品采集及測(cè)定方法

施用底肥前，按照S 型取樣法，采集耕層土壤（0～20 cm）5 個(gè)樣點(diǎn)混勻后以四分法留取1 kg 樣品，拉秧后同樣方法按處理分層采集0～20 cm、20～40 cm 土壤樣品，測(cè)定土壤養(yǎng)分含量。全氮含量測(cè)定采用凱氏定氮法。有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法。有效磷采用碳酸氫鈉提取鉬銻抗比色法。速效鉀含量的測(cè)定采用乙酸銨提取法。硝態(tài)氮項(xiàng)目的測(cè)定方法采用紫外分光光度法。pH 采用電位法測(cè)定。EC、全鹽測(cè)定采用電導(dǎo)法。土壤按態(tài)氮測(cè)定采用KCl 浸提-靛藍(lán)比色法。土壤硝態(tài)氮測(cè)定采用酚二磺酸比色法。

（2）產(chǎn)量測(cè)定及方法

各試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取10 株為測(cè)產(chǎn)樣本，果實(shí)成熟后進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果期為12 月～次年5 月初，每周定期采收并記錄產(chǎn)量，采用抽樣估算方法獲得試驗(yàn)棚草莓總產(chǎn)量。

（3）品質(zhì)采集及測(cè)定方法

適時(shí)采收，重復(fù)取樣，并及時(shí)將樣品送檢。采用蒽酮比色法測(cè)定水溶性總糖，WYT(0～80%)手持測(cè)糖儀測(cè)定可溶性固形物含量，2,6-二氯靛酚(DCIP) 滴定法測(cè)定還原型VC 含量[14]，中和滴定法測(cè)定總酸含量[15]，紫外分光光度法測(cè)定硝態(tài)氮。

數(shù)據(jù)處理與分析

Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析，采用SPSS V19.0 進(jìn)行單因素方差分析。

結(jié)果與分析

減量追施化肥對(duì)草莓產(chǎn)量性狀的影響

表3 中數(shù)據(jù)顯示，減量追施化肥用量對(duì)草莓產(chǎn)量存在一定的影響。單果重減量追施各處理均高于CK，處理2 最高達(dá)18.1g 顯著高于其他處理。從產(chǎn)量表現(xiàn)來(lái)看，處理1 產(chǎn)量最高達(dá)1188.6 kg/667 m2，顯著高于其他處理，相較CK 提高了5.24%，處理2 次之，產(chǎn)量為1140 kg/667 m2，顯著高于CK 提高了0.94%，處理3 最低，產(chǎn)量1030.4 kg/667 m2，顯著低于CK 降低了8.77 %。綜合產(chǎn)量分析，三個(gè)減量施肥處理中以處理1 表現(xiàn)最好，產(chǎn)量為1188.6 kg/667 m2，與對(duì)照CK 相比N-P2O5-K2O投入分別降低了8.17 kg/667 m2、5.33 kg/667 m2、13.67 kg/667 m2，產(chǎn)量提高了5.24%，增產(chǎn)59.2 kg/667 m2，按照草莓平均80 元/kg 的價(jià)格計(jì)算，增收4736 元/667 m2。

表3 減量追施化肥對(duì)草莓產(chǎn)量的影響

減量追施化肥對(duì)草莓產(chǎn)量性狀的影響

可溶性固形物、可溶性總糖、VC 含量、酸度等指標(biāo)是評(píng)價(jià)漿果類果實(shí)品質(zhì)的幾個(gè)重要參數(shù)。表4 中不同處理草莓品質(zhì)數(shù)據(jù)顯示，在高肥力土壤條件下，適當(dāng)減量追施化肥，對(duì)草莓品質(zhì)性狀不存在較大影響。可溶性總糖、可溶性固形物、VC 含量均為CK 最高，但各處理之間差異并不顯著?？扇苄钥偺呛刻幚?、處理2、處理3 相較于CK 分別降低3.79%、6.23%、4.77%；可溶性固形物含量處理1、處理2、處理3 相較于CK 分別降低4.92%、5.04%、5.16%；還原型VC 含量處理1、處理2、處理3 相較于CK 分別降低3.42%、4.13%、4.83%。糖酸比處理3 最好，相較于CK 增加了4.58%，處理1、處理2 相較于CK 分別降低2.04%、3.68%，各處理間差異不顯著。草莓中硝態(tài)氮含量隨著減量施肥比例的增加而出現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，處理3 硝態(tài)氮含量最低，同時(shí)顯著低于處理1、處理2 及CK，本試驗(yàn)結(jié)果顯示在昌平區(qū)高肥力土壤條件，減量追施化肥，可降低草莓中硝酸鹽的累積。這與馬茂亭[16]等人研究的氮肥減量施用可以降低蔬菜中硝酸鹽含量有相似之處。

表4 減量追施化肥對(duì)草莓品質(zhì)的影響

減量追施化肥對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

減量追施化肥對(duì)土壤EC 的影響

試驗(yàn)結(jié)束后，各試驗(yàn)處理0～20 cm、20～40 cm土壤中EC 如圖1 所示。分析數(shù)據(jù)得出，0～20 cm、20～40 cm 土壤中EC 含量隨著化肥追肥量的降低而呈逐漸降低趨勢(shì)，均存在顯著差異。說明在本實(shí)驗(yàn)高肥力土壤條件下，通過減少化肥追施量，可以有效降低土壤中殘留的鹽分水平。這與楊祥田[17]在同一草莓種植地塊減量追肥可以使土壤含鹽量有所下降的研究結(jié)果一致。

圖1 各處理試驗(yàn)后土壤EC/（mS/m）

減量追施化肥對(duì)土壤中硝態(tài)氮含量的影響

試驗(yàn)結(jié)束后，各試驗(yàn)處理0～20 cm、20～40 cm 土壤中硝態(tài)氮如圖2 所示。分析數(shù)據(jù)得出：0～20 cm、20～40 cm 土壤中硝態(tài)氮含量隨著化肥追肥量的降低而呈逐漸降低趨勢(shì)，均存在顯著差異。通過減少化肥追施量主要是氮肥用量，對(duì)降低土壤中硝態(tài)氮的累積有良好的效果。這與馬茂亭[16]等人所做研究結(jié)果一致。

圖2 各處理試驗(yàn)后土壤硝態(tài)氮含量/(mg/kg)

減量追施化肥對(duì)土壤中有效磷含量的影響

試驗(yàn)結(jié)束后，各試驗(yàn)處理0～20 cm、20～40 cm 土壤中有效磷含量如圖3，有效磷含量分析數(shù)據(jù)后得出，CK 的有效磷含量最低，可能由于當(dāng)土壤有效磷含量達(dá)到一定值后，土壤中可流失的磷素會(huì)急劇增加，造成土壤磷素的較大淋失。隨著施肥量的減少，土壤中盈余的有效磷含量顯著降低。

圖3 各處理試驗(yàn)后土壤有效磷含量/(mg/kg)

減量追施化肥對(duì)種植前后土壤pH 變化的影響

各處理種植前pH 均發(fā)生顯著變化，這可能與草莓種植管理過程中灌溉、施肥次數(shù)較多有關(guān)。其中，處理三拉秧后土壤pH 較種植前基礎(chǔ)土壤pH 呈極顯著增生高，處理二拉秧后土壤pH 較種植前基礎(chǔ)土壤pH 變化最小（表5）。

表5 各處理拉秧后土壤pH 變化

總結(jié)與討論

本試驗(yàn)中綜合產(chǎn)量、品質(zhì)、土壤養(yǎng)分等數(shù)據(jù)分析，三個(gè)減量施肥處理中追肥減量25% 產(chǎn)量指標(biāo)表現(xiàn)最好，相較于CK，N-P2O5-K2O 投入分別降低了8.17 kg/667 m2、5.33 kg/667 m2、13.67 kg/667 m2，產(chǎn)量提高了5.24%，增產(chǎn)59.2 kg/667 m2，按照草莓平均80 元/kg 的價(jià)格計(jì)算，每畝可增收4736 元。在草莓品質(zhì)方面各品質(zhì)指標(biāo)未出現(xiàn)顯著降低的現(xiàn)象，草莓品質(zhì)基本維持原有水平。通過降低了化肥的追施量，草莓拉秧后0～20 cm、20～40 cm 土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)可以看出EC 以及硝態(tài)氮含量隨著減少化肥用量均有降低的趨勢(shì)。減量50%處理中土壤EC、硝態(tài)氮、有效磷、降低明顯，產(chǎn)量對(duì)比CK 略有提高。綜合以上分析，在不影響傳統(tǒng)施肥習(xí)慣草莓產(chǎn)量、品質(zhì)的前提下，追肥減量25% 產(chǎn)量指標(biāo)表現(xiàn)最好，品質(zhì)指標(biāo)變化不大，并降低了土壤中EC、硝酸鹽的積累。追肥減量50% 能夠明顯減少土壤磷素積累，且對(duì)土壤酸堿性影響較小?？梢缘贸龊侠淼臏p量施肥處理對(duì)草莓產(chǎn)量、品質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生較大影響，并且可降低果實(shí)硝酸鹽含量，減少土壤中EC 的積累，降低氮素養(yǎng)分在土壤中富集及淋溶流失對(duì)水體造成的污染風(fēng)險(xiǎn)，在防止農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)生的同時(shí)，節(jié)本增效提高農(nóng)戶收入。下一步將根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步論證，以期為昌平區(qū)設(shè)施草莓合理施肥提供科學(xué)客觀的理論依據(jù)。