基于高效土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)的優(yōu)化施肥在菠菜上的應(yīng)用效果

張戰(zhàn)勝，宋光雷

（浙江海亮生態(tài)農(nóng)業(yè)研究院有限公司，浙江杭州 310018）

基于高效土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)的優(yōu)化施肥在菠菜上的應(yīng)用效果

張戰(zhàn)勝，宋光雷*

（浙江海亮生態(tài)農(nóng)業(yè)研究院有限公司，浙江杭州 310018）

針對(duì)高效土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)在江南地區(qū)研究使用較少的實(shí)際情況，通過(guò)田間肥料試驗(yàn)，從作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的角度分析該項(xiàng)技術(shù)的可行性。于海亮安吉基地開(kāi)展大棚試驗(yàn)，以菠菜作為試驗(yàn)材料，設(shè)置習(xí)慣施肥（CF）、優(yōu)化施肥（OF）、不施肥（CK）3個(gè)處理，對(duì)比分析各處理下菠菜長(zhǎng)勢(shì)、增產(chǎn)效果及經(jīng)濟(jì)效益的差異。研究表明，OF與CF處理均提高菠菜株高、葉片數(shù)、植株地上部和地下部鮮重及產(chǎn)量。與CF相比，OF處理可進(jìn)一步提高菠菜產(chǎn)量達(dá)36.4%。菠菜生長(zhǎng)整體表現(xiàn)為OF＞CF＞CK。OF處理肥料成本較CF處理增加1 928.8元·hm-2，但其產(chǎn)值較CF處理高70 058.7元·hm-2，最終經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)為OF＞CF＞CK。總體來(lái)說(shuō)，優(yōu)化施肥方案彌補(bǔ)了習(xí)慣施肥量的不足，可充分發(fā)揮菠菜生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，表明該項(xiàng)技術(shù)在江南地區(qū)蔬菜生產(chǎn)上具有推廣應(yīng)用潛力。

高效土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)；測(cè)土配方施肥；菠菜；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益

肥料是作物的“糧食”［1］。施肥過(guò)量不僅造成肥料資源浪費(fèi)、生產(chǎn)成本增加、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降，還會(huì)引發(fā)環(huán)境污染［2］；施肥不足又不能發(fā)揮作物的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。測(cè)土配方施肥能根據(jù)作物養(yǎng)分需求，全面協(xié)調(diào)植物營(yíng)養(yǎng)狀況，達(dá)到作物高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的目的［3-4］。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者應(yīng)用“3414”田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立起水稻、小麥、油菜、馬鈴薯等作物在不同生態(tài)區(qū)的施肥指標(biāo)體系［5-9］，促進(jìn)了測(cè)土配方施肥在全國(guó)各地的推廣應(yīng)用。但是，我國(guó)傳統(tǒng)土壤測(cè)定沿用常規(guī)的土壤分析方法，耗時(shí)長(zhǎng)，成本高，同時(shí)各地區(qū)配方施肥指標(biāo)體系構(gòu)建亦是一個(gè)較為漫長(zhǎng)的過(guò)程，使得當(dāng)前測(cè)土配方施肥技術(shù)不能完全滿足用戶的個(gè)性化需求［4］。針對(duì)以上弊端，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所開(kāi)發(fā)出一套高效土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)［10］。目前，該技術(shù)在我國(guó)華北和西北地區(qū)使用相對(duì)較多，在江南地區(qū)研究使用較少。本研究通過(guò)對(duì)比基于該技術(shù)下的優(yōu)化施肥與當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥方式下菠菜產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的差異，以期為該技術(shù)在江南地區(qū)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)與參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于浙江省湖州市安吉縣明康匯生態(tài)農(nóng)業(yè)集團(tuán)安吉種植有限公司（110°36′E，30°46′N）H001片區(qū)大棚內(nèi)進(jìn)行。供試土壤為壤土，偏酸性（pH值5.09），有機(jī)質(zhì)1.4%，交換性酸0.4 cmol· L-1，土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、有效鉀含量分別為14.5、108.5、11.0、36.1 mg·kg-1，土壤有效鈣、有效鎂、有效硫含量分別為221.0、98.9、27.6 mg·kg-1，土壤有效鐵、有效銅、有效錳、有效鋅和有效硼的含量分別為189.8、4.1、13.4、2.6、0.2 mg·kg-1。試驗(yàn)前茬未種植作物。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年12月20日至2016年2月27日進(jìn)行。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)習(xí)慣施肥（CF）、優(yōu)化施肥（OF）、不施肥（CK）3個(gè)處理，其中：習(xí)慣施肥處理基肥施有機(jī)肥（N 2.5%，P2O51.0%，K2O 0.5%）1 500 kg·hm-2、復(fù)合肥（N 15%，P2O515%，K2O 15%）375 kg·hm-2，另施用180 kg·hm-2尿素（N 46.4%）作追肥；優(yōu)化施肥處理基肥施有機(jī)肥（N 2.5%，P2O51.0%，K2O 0.5%）750 kg·hm-2、復(fù)合肥（N 12%，P2O516%，K2O 24%）375 kg·hm-2、生石灰750 kg·hm-2，另施用600 kg·hm-2復(fù)合肥（N 20%，P2O510%，K2O 20%）作追肥；不施肥的處理不施用任何肥料，作為對(duì)照。每處理重復(fù)3次，共9個(gè)小區(qū)。每小區(qū)面積15 m2（1.5 m×10 m），小區(qū)間間隔45 cm，過(guò)道80 cm。開(kāi)溝起壟1.5 m，畦高20 cm。畦面深翻細(xì)扒，松散平整。播種方式為橫向條播，行間距25 cm，播種量18 kg·hm-2。肥料施用根據(jù)各試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)進(jìn)行，灌水、除草、病蟲(chóng)害防治及農(nóng)事操作結(jié)合基地實(shí)際進(jìn)行。

1.3 測(cè)定方法

試驗(yàn)開(kāi)始前用取土器取0～20 cm土層土壤樣本，采用高效土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)中的方法測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，得出作物所需推薦施肥量［10］。

于菠菜采收期在各小區(qū)隨機(jī)選取菠菜10株，測(cè)定其株高、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬、葉片數(shù)、地上部鮮重、地下部鮮重。于各小區(qū)隨機(jī)測(cè)定1 m2菠菜產(chǎn)量，推算每1 hm2產(chǎn)量。采用GB 5009.33-2010中的方法測(cè)定亞硝酸鹽含量。于菠菜清園后計(jì)算種植成本（農(nóng)藥、肥料、種子、人工等），結(jié)合同期菠菜產(chǎn)值，計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖表制作；用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，對(duì)有顯著差異的處理采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 菠菜生物學(xué)性狀

如表1所示，相較于CK，2個(gè)施肥處理均顯著改善了菠菜的生長(zhǎng)性狀。但相較于習(xí)慣施肥（CF），優(yōu)化施肥處理（OF）優(yōu)勢(shì)更明顯，在CF處理的基礎(chǔ)上顯著增加菠菜株高與葉片數(shù)，提高植株整體鮮重。從總體效果來(lái)看，各處理表現(xiàn)為OF＞CF＞CK。

表1 各處理對(duì)菠菜生物學(xué)性狀的影響

2.2 菠菜產(chǎn)量

如圖1所示，與對(duì)菠菜生物學(xué)性狀的影響相似，各處理?xiàng)l件下的菠菜產(chǎn)量亦表現(xiàn)為OF＞CF＞CK。相較于CK處理，OF與CF處理分別增產(chǎn)76.4和29.3%。結(jié)果表明，優(yōu)化施肥處理通過(guò)合理的肥料供給可在農(nóng)民習(xí)慣施肥方法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)揮菠菜生產(chǎn)潛力。

圖1 不同處理對(duì)菠菜產(chǎn)量的影響

2.3 菠菜亞硝酸鹽含量

由圖2可見(jiàn)，各處理菠菜植株中亞硝酸鹽含量均低于20 mg·kg-1，符合GB 2762-2012食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。但是，農(nóng)民習(xí)慣施肥（CF）處理的菠菜亞硝酸鹽含量顯著高于OF和CK處理，表明農(nóng)民習(xí)慣施肥方式下有增大菠菜亞硝酸鹽含量的風(fēng)險(xiǎn)，而通過(guò)優(yōu)化施肥能有效地避免菠菜植株體內(nèi)的亞硝酸鹽累積，更有利于保障食品安全。

圖2 不同處理對(duì)菠菜亞硝酸鹽含量的影響

2.4 經(jīng)濟(jì)效益

如表2所示，OF處理的肥料成本為13 077.6元·hm-2，占種植成本的35.6%，較CF處理增加1 928.8元·hm-2，但其產(chǎn)值達(dá)262 400.0元· hm-2，較CF處理高出70 058.7元·hm-2。從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，表現(xiàn)為OF＞CF＞CK，表明優(yōu)化施肥雖然增加了肥料成本，但由于大幅增加菠菜產(chǎn)值，可以獲得更高的經(jīng)濟(jì)收益。

表2 各處理經(jīng)濟(jì)效益的分析元·hm-2

3 討論

土壤養(yǎng)分測(cè)試是測(cè)土配方施肥工作的基礎(chǔ)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)采用的土壤養(yǎng)分測(cè)定方法效率低、成本高、養(yǎng)分測(cè)試周期長(zhǎng)，是當(dāng)前我國(guó)測(cè)土配方施肥工作的瓶頸之一［4］，目前迫切需要擬定一套有別于常規(guī)土壤分析的化驗(yàn)室操作規(guī)程，經(jīng)主管部門(mén)認(rèn)可后推行。高效土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)了測(cè)土配方施肥工作中的分析設(shè)備自動(dòng)化、樣品測(cè)試批量化、數(shù)據(jù)管理信息化、施肥推薦程序化。一個(gè)實(shí)驗(yàn)室只需配備3～4名實(shí)驗(yàn)員，每天就可以完成120個(gè)樣品11種營(yíng)養(yǎng)元素1 680個(gè)項(xiàng)次的測(cè)定，比常規(guī)土壤測(cè)試技術(shù)提高工作效率8～10倍，大大提高測(cè)土推薦施肥工作的時(shí)效性。同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)在土壤肥力研究、土壤養(yǎng)分限制因子檢測(cè)、作物專用肥生產(chǎn)、土壤生產(chǎn)力和承載力評(píng)價(jià)、土壤資源評(píng)價(jià)、土壤環(huán)境保護(hù)及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系等方面，亦具有廣泛的應(yīng)用前景。

肥料是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，施用化肥一直是最重要、最直接、最普遍、最快捷的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施［2］。目前關(guān)于測(cè)土配方施肥的研究多集中于由于盲目施肥而造成的成本增加、效益降低、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、土壤肥力衰退與環(huán)境污染等方面。張智等［11］研究表明，稻田優(yōu)化施肥能提高氮肥利用率，減少氮素?fù)p失和溫室氣體的排放，控制磷肥總量，從而有效地避免土壤磷素殘留帶來(lái)的污染風(fēng)險(xiǎn)；趙衛(wèi)星等［12］研究顯示，配方施肥可有效降低西瓜硝酸鹽含量，提高維生素C含量和含糖量，有效培肥地力，維持土壤持續(xù)生產(chǎn)力；張家宏等［13］研究表明，配方肥能夠明顯改善夏季蔬菜的農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀。本研究中，優(yōu)化施肥（OF）量要高于基地習(xí)慣施肥（CF）量，提高了肥料投入成本，但合理的養(yǎng)分配比和科學(xué)的施肥安排顯著促進(jìn)菠菜生長(zhǎng)，保證了植株對(duì)養(yǎng)分的吸收，植株長(zhǎng)勢(shì)健壯、葉片肥厚、葉片數(shù)增加，顯著提高菠菜產(chǎn)量，最終經(jīng)濟(jì)效益明顯優(yōu)于習(xí)慣施肥處理，且較農(nóng)民習(xí)慣施肥顯著降低了菠菜亞硝酸鹽含量，更有利于保障食品安全。

高效土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)包含有100多種植物進(jìn)行測(cè)土推薦施肥的推薦施肥模型。該技術(shù)在我國(guó)的華北和西北地區(qū)使用相對(duì)較多，在江南地區(qū)推廣應(yīng)用較少。本研究?jī)H在浙江地區(qū)對(duì)菠菜進(jìn)行了優(yōu)化施肥效果測(cè)試，后續(xù)仍有必要在華南地區(qū)開(kāi)展多作物多地區(qū)的土壤養(yǎng)分測(cè)定與推薦施肥工作，以便為大面積實(shí)地推廣提供必要的支持與參考。

［1］ 石元亮，王玲莉，劉世彬，等.中國(guó)化學(xué)肥料發(fā)展及其對(duì)農(nóng)業(yè)的作用［J］.土壤學(xué)報(bào)，2008，45（5）：852-864.

［2］ 楊青林，桑利民，孫吉茹，等.我國(guó)肥料利用現(xiàn)狀及提高化肥利用率的方法［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（7）：690-692.

［3］ 蔣麗萍，陳雄鷹，張楊珠.我國(guó)蔬菜測(cè)土配方施肥的研究進(jìn)展［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，13（3）：64-67.

［4］ 黃德明.十年來(lái)我國(guó)測(cè)土施肥的進(jìn)展［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2003，9（4）：495-499.

［5］ 戢林，張錫洲，李廷軒.基于“3414”試驗(yàn)的川中丘陵區(qū)水稻測(cè)土配方施肥指標(biāo)體系構(gòu)建［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（1）：84-92.

［6］ 陳鋒.利用“3414”試驗(yàn)建立水稻施肥模型［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（3）：559-560.

［7］ 孫義祥，郭躍升，于舜章，等.應(yīng)用“3414”試驗(yàn)建立冬小麥測(cè)土配方施肥指標(biāo)體系［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2009，15（1）：197-203.

［8］ 楊俐蘋(píng)，白由路，王賀，等.測(cè)土配方施肥指標(biāo)體系建立中“3414”試驗(yàn)方案應(yīng)用探討：以內(nèi)蒙古海拉爾地區(qū)油菜“3414”試驗(yàn)為例［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2011，17（4）：1018-1023.

［9］ 胡建軍，溫學(xué)飛，張宏，等.基于“3414”模型對(duì)寧夏鹽池縣馬鈴薯氮磷鉀效應(yīng)的研究［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（15）：90-96.

［10］ 金繼運(yùn)，白由路，楊俐平，等.高效土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)與設(shè)備［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006.

［11］ 張智，李小坤，叢日環(huán)，等.稻田優(yōu)化施肥效果與氮、磷環(huán)境效益評(píng)價(jià)［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，49（5）：906-915.

［12］ 趙衛(wèi)星，常高正，徐小利，等.測(cè)土配方施肥在西瓜上的應(yīng)用效果［J］.果樹(shù)學(xué)報(bào)，2010（5）：828-832.

［13］ 張家宏，寇祥明，王守紅，等.測(cè)土配方施肥技術(shù)對(duì)夏季青菜生長(zhǎng)的影響研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（18）：7762-7763.

（責(zé)任編輯：高 峻）

S147.2

B

0528-9017（2017）01-0059-03

文獻(xiàn)著錄格式：張戰(zhàn)勝，宋光雷.基于高效土壤養(yǎng)分測(cè)試技術(shù)的優(yōu)化施肥在菠菜上的應(yīng)用效果［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58（1）：59-61.

10.16178/j.issn.0528-9017.20170119

2016-06-27

張戰(zhàn)勝（1988-），男，河南鄭州人，碩士，研究方向?yàn)闇y(cè)土配方施肥，E-mail：zhangzhansheng@hailiang.com。

宋光雷（1990-），男，浙江溫州人，碩士，研究方向?yàn)闇y(cè)土配方施肥與固廢肥料，E-mail：653106928@qq.com。