有機肥替代部分化肥對花椰菜產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響

焦仁軍，婁 赟，張 俊，茍世新，段麗麗

(1.遵義市種植業(yè)發(fā)展服務中心，貴州 遵義 563000；2.遵義市農(nóng)村發(fā)展服務中心，貴州 遵義 563000；3.貴州大學 學報編輯部/農(nóng)學院，貴州 貴陽 550025)

花椰菜(Brassicaoleraceavar.botrytisLinnaeus)，十字花科蕓薹屬，植物野甘藍變種，原產(chǎn)于地中海沿岸，于19世紀中葉引種至我國南方[1]，因含有豐富的營養(yǎng)價值，味道鮮美，深受大眾喜愛，種植面積已躍居世界第一位[2]。作為商品蔬菜，花椰菜在遵義市得到迅速發(fā)展，種植區(qū)域廣、面積大，常年在2萬hm2以上(含復種面積)，逐漸發(fā)展成為社會經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)支柱。但由于長期大量施用化肥和不正確施肥等因素，從1980年以來遵義地區(qū)土壤pH值顯著下降[3]，土壤進一步酸化，導致土壤有機質降低、肥力下降，嚴重影響作物的產(chǎn)量和品質[4-6]，成為制約花椰菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。

近年來，改善耕地質量，提升耕地質量等級越來越受到各級地方政府重視，各地開始大力推進化肥農(nóng)藥零增長行動，截至2020年，貴州省通過推廣測土配方施肥、有機肥與化肥配施、秸稈還田等技術措施，化肥使用量較2018年減少10.81萬t，降幅達12.07%，化肥減量增效取得顯著成效，但就目前形勢而言，降低化肥施用量、提高肥料利用效率與重要農(nóng)產(chǎn)品保供的矛盾依然突出，尤其是當前遵義地區(qū)許多種植大戶、合作社種植花椰菜的模式主要還是以肥料(以尿素為主)高投入，追求高產(chǎn)出，而針對本地區(qū)特定土壤環(huán)境開展關于花椰菜種植方面有機肥替代化肥的研究相對較少。因此，試驗采取以有機肥替代與不同比例化肥配施，通過分析不同施肥處理對花椰菜產(chǎn)量、綜合經(jīng)濟效益以及對土壤理化性質的影響，研究有機肥替代化肥的最優(yōu)比例，旨在為加快推進遵義地區(qū)化肥減量增效行動以及指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于遵義市紅花崗區(qū)金鼎鎮(zhèn)黃鐘村千丘園，E 106°44′12″，N 27°44′46″，海拔960.2 m，土壤為黃泥土，地塊平整，排灌方便，土壤有機質41.2 g/kg，全氮2.33 g/kg，有效磷27.5 mg/kg，速效鉀215 mg/kg，緩效鉀136 mg/kg ，pH5.89。多年平均降雨量1050 mm，有效積溫3700 ℃，無霜期260 d左右。

1.2 供試材料

供試花椰菜品種：白雪5號。供試肥料：山東金正大生產(chǎn)的緩釋復合肥，含量N-P2O5-K2O=18-9-18(45%)；生物有機肥(有機質≥42%，有效活菌數(shù)(CFU)≧0.2億/g)；生物有機肥由赤水市幸福源生物科技股份有限公司提供，復合肥為自行購買。

1.3 試驗設計

試驗采取隨機區(qū)組設計，3次重復，以常規(guī)施肥量(T1)為對照，設置4個處理，具體肥料施用量見表1。每個小區(qū)面積為8 m×2.5 m，1.6 m開廂，溝0.4 m，廂面1.2 m，每小區(qū)5廂，每廂栽花椰菜2行，每行6株，行距80 cm，株距41.7 cm，每個小區(qū)種植60株，種植密度2000 株/667m2, 四周種植保護行4行。

表1 有機肥替代部分化肥試驗設計Tab.1 Experimental design of replacing some chemical fertilizers with organic fertilizers

1.4 試驗過程

試驗于2021年2月進行花椰菜種子處理,采用漂盤育苗。2月23日完成試驗地選擇和小區(qū)規(guī)劃，取基礎土樣進行化驗。3月29日覆膜移栽， 6月15日統(tǒng)計商品花椰菜產(chǎn)量并測產(chǎn)驗收。6月20日取土樣再次化驗。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析

花椰菜進入收獲期后，對各個處理的株高、葉色和抗逆性進行調查記載，收獲時每次重復隨機取5株花椰菜考察單株產(chǎn)量、株高，小區(qū)產(chǎn)量由全部商品型花椰菜產(chǎn)量構成，土壤樣品肥力數(shù)據(jù)由第三方檢測機構提供，試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016進行處理分析。

花球商品等級根據(jù)《貴州省地方標準DB 52/T488.5-2005》規(guī)定劃分為一級、二級、三級以及不具備商品價值等外級花球，花椰菜商品率=(小區(qū)花球總產(chǎn)量-小區(qū)等外級花球產(chǎn)量)/小區(qū)花球總產(chǎn)量。土壤樣品肥力數(shù)據(jù)測定由遵義市產(chǎn)品質量檢驗檢測院完成。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對花椰菜商品性狀的影響

從表2可知，T2、T3、T4的田間長勢明顯優(yōu)于T1，T5長勢與T1相當。株高方面，各處理在55.6～68.5 cm之間，隨著化肥減少有機肥配施比例逐漸增加，株高呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，分別比對照處理高12.9 cm、9.2 cm、7.6 cm、3.8 cm，經(jīng)t檢驗，T2與T1的差異極顯著，T3、T4與T1的差異顯著，T5與T1差異不顯著。商品性方面，各處理間的花椰菜的商品率在34.9%～50.8%之間，T2商品率最高，為50.8%，T1為最低34.9%。劉思佳、段文學等[7-8]研究表明，生物有機肥與化肥配施，能顯著提高土壤速效養(yǎng)分含量，有效提高土壤pH值和有機質含量改善。試驗中，通過生物有機肥與化肥配施，提高了肥料的利用率，促進植株生長，有效提高商品率從而達到增加產(chǎn)出的目的。

表2 有機肥替代部分化肥后花椰菜經(jīng)濟性狀統(tǒng)計Tab.2 Statistics of economic characters of cauliflower after replacing some chemical fertilizers with organic fertilizers

2.2 不同施肥處理對花椰菜產(chǎn)量影響

從表3可知，各處理間商品花椰菜平均產(chǎn)量在36.60～54.97 kg之間，最高的為T2，3次重復累計實收商品花椰菜164.9kg，折合667 m2產(chǎn)量1832.3 kg；最低為T1，3次重復累計實收商品花椰菜109.8 kg，折合667 m2產(chǎn)量1220.1 kg。各處理分別比對照每667 m2增產(chǎn)50%、37%、11%、3%。所有處理中，T2、T3、T4與對照T1相比，增產(chǎn)幅度達10%以上，而T5與T1相比，增產(chǎn)幅度不大，在5%以內。經(jīng)方差分析和F檢驗，T2與T3產(chǎn)量差異不顯著，與T4、T5、T1差異極顯著。T3與T4、T5產(chǎn)量差異顯著，與T1產(chǎn)量差異極顯著。T4與T5、T1之間，產(chǎn)量差異不顯著。

表3 有機肥替代部分化肥試驗中不同處理間花椰菜的產(chǎn)量統(tǒng)計Tab.3 Statistics of cauliflower yield among different treatments in the experiment of replacing some chemical fertilizers with organic fertilizers

2.3 不同施肥處理對土壤肥力的影響

速效養(yǎng)分含量最能夠反映土壤肥力真實狀況。從表4可知，不同施肥處理間土壤的pH值略微降低。朱建華等[9]研究表明，施用化肥以及化肥與有機肥配施，都會增加土壤硝酸鹽含量，降低土壤pH值，且施肥量越大土壤pH值降低越明顯。土壤有機質含量分別較對照增加11.08%、7.88%、8.62%、6.90%，表明有機肥替代部分化肥可以促進土壤有機質含量提升，但差異不顯著。土壤全氮、速效鉀等營養(yǎng)元素分別較對照和基礎肥力有所降低，這可能與作物吸收促進植株生長和提升花椰菜品質有關[10]。顏曉軍等[11]的研究表明，土壤有效磷、緩效鉀含量與土壤磷、鉀盈余呈正相關，表明試驗中土壤有效磷、緩效鉀供給量與花椰菜生長需求量基本保持平衡狀態(tài)。

表4 不同處理對土壤理化性質的影響Tab.4 Effects of different treatments on physiochemical soil properties

2.4 不同施肥處理對花椰菜經(jīng)濟效益影響

種植花椰菜每667 m2需投入12個人工，每個人工按80元/天計算，生物有機肥1200元/t、復合肥3000元/t，種子、地膜、農(nóng)藥等物資成本合計約200元。從表5可知，不同處理間肥料投入成本在150～270元之間，累計總投入成本1350～1470元。由于商品花椰菜在不同年份、不同時期的市場價格波動幅度較大，按近3年同期平均值2.5元/kg計算，不同處理間平均每667 m2產(chǎn)值為3050～4581元，扣除各項投入成本，每667 m2純收益為1700～3111元。結果表明，從經(jīng)濟收入來看，T2、T3、T4、T5處理的經(jīng)濟效益均優(yōu)于對照，每667 m2純收入分別增加1411元、1020元、238元、31元。從投入產(chǎn)出比來看，T2、T3、T4優(yōu)于對照，T5低于對照，每667 m2多投入75元，純收益僅增加31元。

表5 有機肥替代部分化肥試驗中不同處理的效益比較 Tab.5 Comparison of benefits among different treatments in the experiment of replacing some chemical fertilizers with organic fertilizers

3 結論與討論

研究表明，有機肥替代部分化肥對改善土壤理化性質[11-14]、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善品質[15-17]、以及增加經(jīng)濟效益[18-19]有顯著作用。本試驗中，生物有機肥替代不同比例化肥的各個處理與對單施化肥相比，花椰菜的葉色更加濃綠、株高更高、長勢更旺，表明生物有機肥與化肥配施在花椰菜營養(yǎng)生長期能夠提供更多的營養(yǎng)物質，為后期花球膨大獲得更多的產(chǎn)量奠定一定基礎，且在替代10%常規(guī)化肥施用量的范圍內達到差異極顯著水平，但隨著替代化肥比例逐漸增加，花椰菜產(chǎn)量和經(jīng)濟效益逐漸降低，在替代30%常規(guī)化肥施用量時，經(jīng)濟效益低于對照。通過分析土壤理化性質發(fā)現(xiàn)，有機肥替代部分化肥的各個處理土壤有機質含量均高于對照，花椰菜對土壤有效氮、速效鉀的吸收均大于對照，表明生物有機肥與化肥配施可以提高土壤有機質含量，并在花椰菜營養(yǎng)生長期和花蕾期提供更多有效形式的氮、鉀營養(yǎng)元素，但會導致土壤pH略微下降，與前人研究結果基本一致。因此，生產(chǎn)上盲目大量施用有機肥也會造成土壤pH值明顯下降，土壤淋溶作用強烈，會降低氮、鉀、磷、鈣等營養(yǎng)元素的有效性，從而降低生產(chǎn)效益。

綜上所述，綜合經(jīng)濟、生態(tài)效益因素，在花椰菜種植過程中，建議采用有機肥與化肥配施方式，平均每667 m2基施生物有機肥100 kg，并結合土壤供肥能力、肥料利用率，替代10%以內的化肥施用量，能取得較好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。