增施有機肥減施化肥對露地白菜產量和養分利用率的影響

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

(1.玉溪市農業科學院，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研究中心， 云南 玉溪 653100； 4.通?？h河西鎮農業綜合服務中心， 云南 通海 652701； 5.通?？h秀山鎮農業農村綜合服務中心， 云南 通海 652700)

多年來，通?？h蔬菜種植面積均穩定在2萬hm2左右，且主要分布在杞麓湖流域，2017年蔬菜累計種植面積2.31萬hm2(含復種)，總產值達19.75億元，蔬菜產業已是當地廣大農民增收的主導產業，通?？h也成為國內有名的蔬菜之鄉，西南地區重要的蔬菜集散地[1]。然而由于通海縣長期的蔬菜連作及不合理施肥，導致農田N、P等養分富集，對蔬菜產業可持續發展與湖泊治理保護產生不良影響。氮肥是對葉菜類作物產量影響最大的肥料種類之一，因此在葉菜類蔬菜生產中過量施用氮肥的現象非常普遍。近年來，由于盲目大量使用化學肥料，導致了化肥利用率低、蔬菜產出下降，而且帶來嚴重的生態問題[2]。有研究表明，氮肥的當季利用率為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、喜高肥水等營養特點[4]，因此如何將肥料施用的產量效益和環境效應進行有機結合，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道[2,6-8]，但只涉及施用化肥方面，而對于有機肥與化肥施用對露地白菜養分吸收利用方面的研究很少報道。為此，針對通?？h露地白菜生產上肥料施用不合理問題，開展增施有機肥減施化肥對白菜產量和肥料利用率影響的相關試驗研究，以期為露地白菜生產中肥料的合理施用及削減農業面源污染提供技術支撐。

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1供試肥料有機肥為思創格精制有機肥及思創格全水溶性有機肥，精制有機肥的生產原料為菜籽粕、作物秸稈和腐植酸，總養分(N+P2O5+K2O)≥5.0%，有機質(以烘干基計)≥50%，水溶性有機質(以烘干基計)≥3.0，生態指標、重金屬符合NY525-2012標準；全水溶性有機肥(粉劑)是采用油枯、秸稈及腐殖酸充分發酵后提取有效成分精制而成，總養分(N+P2O5+K2O)≥10.0%，全水溶性有機質≥60%、全水溶性腐殖酸≥30%，均為云南思創格科技有限公司生產。化肥為尿素(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，均為當地主栽品種，其種子為云南王記彩云種業有限公司提供。

1.2試驗設計

以露地大、小白菜施用不同肥料處理為試驗對象，考察增施有機肥減施化肥對大、小白菜產量與肥料養分利用率的影響。以當地常規施肥(施肥結構和施肥量)為對照，化肥減量處理為常規施肥基礎上減N 10%～20%和減P 25%～50%，增施有機肥處理為化肥減量基礎上增施有機肥，試驗共設8個施肥處理(表1)。由于研究是基于杞麓湖保護與農業生產的協調發展而開展的，N、P對湖水的污染影響較大，試驗特別設置不施氮、不施磷處理，考察N、P養分利用率差異；另外，基于通海縣土壤有效P含量較高的現狀，試驗設置大幅度減磷處理，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。有機肥用量為3 000 kg/hm2+全水溶性有機肥60 kg/hm2，各處理N、P2O5及K2O施用量包含有機肥的養分含量。小區面積15 m2，3次重復，隨機區組排列。

表1 白菜增施有機肥減施化肥試驗處理設計

1.3試驗方法

1.3.1試驗過程試驗于2015年11月至2016年4月進行。大白菜試驗在通?？h秀山街道萬家社區九組進行，前茬作物結球甘藍，2015年11月20日播種，2016年3月4日收獲。小白菜試驗安排在通海縣河西鎮戴文村委會四組進行，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。有機肥全田均勻撒施于墑面，并使有機肥與土壤混勻于表土0～10 cm內，化肥分3次對水澆施，全水溶性有機肥于第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一致。

表2 試驗地土壤基本理化性狀

1.3.2測定指標種植前采集試驗區內0～20 cm耕作層土壤樣品用于檢測pH、有機質、有效N、有效P及有效K指標(表2)。試驗結束時每個處理采集5株白菜樣品用于檢測N、P、K含量指標。土壤有效 N 測定采用堿解擴散法，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法[10]。試驗結束時，分小區進行全田收獲，計算白菜葉片的總產量及商品產量。

1.4數據處理

采用Excel 2003對試驗數據進行統計分析，應用方差分析和最小顯著法 (LSD)檢驗試驗數據的差異顯著性。

2結果與分析

2.1不同施肥處理露地白菜的產量

從表3看出，不施N對白菜產量影響較大，其他施肥處理間的白菜總產量差異不顯著，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對白菜產量影響極小，不施P的大白菜總產量比常規施肥的總產量僅降低1.2%，而小白菜的總產量基本接近。但當配施有機肥且減N 10%和減P 50%的處理下(處理6)，大白菜及小白菜總產量比常規施肥分別增1.7%和2.1%。在不同化肥施用處理中，有機肥+化肥減量處理(處理7、處理8)白菜產量高于純化肥處理(處理1、處理4、處理5)，其中，大、小白菜的產量均以處理7(有機肥+化肥減N 10%減P 25%)最高，總產量分別為170 121 kg/hm2和203 376 kg/hm2，商品菜產量分別為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)，白菜總產量比常規施肥處理僅減少0.3%～3.2%；而在化肥減量基礎上增施有機肥處理(處理7、處理8)，白菜產量較常規施肥增產1.1%～2.3%。說明，在土壤有效態N、P、K養分較豐富的條件下，減氮10%～20%及減磷25%對白菜產量影響較小，而當無機肥與有機肥搭配施用時，不但實現削減N、P施用量，而且能有效提高白菜產量，對菜農增收及減少農業面源污染有促進作用。

表3 不同施肥處理白菜的產量

2.2不同施肥處理露地白菜植株的養分吸收量及養分利用率

從表4看出，不同施肥處理間白菜N、P、K養分吸收量及肥料利用率的變化。

2.2.1養分吸收量

1) N。大白菜處理6～處理8(有機肥+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養分吸收量比常規施肥的明顯提高(小白菜處理4除外)；當無機肥與有機肥搭配施用時，養分吸收量則顯著提高。說明，施用有機肥可改善根際土壤環境，促進養分的吸收。

2.2.2養分利用率

1) N素。大白菜處理6～處理8(有機肥+化肥減量)的N素利用率顯著高于處理1(常規施肥，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肥利用率比常規施肥處理明顯提高，當無機肥與有機肥搭配施用時，肥料利用率則顯著提高，說明施用有機肥改善根際土壤環境，促進養分的吸收，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；單位面積的生物產量高，其肥料利用率也高。

表4 不同施肥處理白菜植株的養分吸收量及利用率

3結論與討論

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

研究集成了通海露地白菜增施有機肥減施化肥技術：有機肥用量3 000 kg/hm2+全水溶性有機肥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；有機肥作基肥一次性施入，化肥分3次對水澆施，全水溶性有機肥于第1次和第2次化肥澆施時一起施用。2016-2019年在通?？h露地白菜生產上大面積推廣白菜增施有機肥減施化肥技術，節本增效顯著，對削減農業面源污染具有重要的現實意義。