有機肥替代化肥對土壤肥力的影響

徐麗萍，梁永紅

（1.南京市六合區農業技術推廣中心耕地質量保護站，南京 211500；2.江蘇省耕地質量與農業環境保護站，南京 211500）

設施蔬菜已成為全國蔬菜產業支柱，與世界主要農業國家相比，國內蔬菜栽培中存在過量施用化肥、化肥結構不合理等問題[1]，導致土壤易發生鹽漬化、酸化，土傳病害嚴重，蔬菜品質不高，嚴重影響了全國設施蔬菜產業的可持續發展[2]。

施用有機肥可促進土壤中微生物的生長繁殖，提高其活性，促進土壤中有機質的降解轉化，形成具有改善土壤結構、增加土壤保水保肥力和通透性的腐殖質[3～4]。

研究發現，施用有機肥可提高土壤有機質含量，從而增強土壤表層對硝態氮的吸附固持，最終減少土壤硝態氮的向下遷移淋洗[5]。陳志龍等發現，與常規施肥相比，施用有機肥替代20%～40%化肥，可顯著提高土壤銨態氮、硝態氮和有效磷含量[6]。董文等發現，連續施用有機肥可顯著改善土壤物理結構，提高土壤養分有效性，改善土壤微生物群落結構，提高土壤酸堿緩沖性能[7]。梁曼恬等發現，在甘藍栽培中施用有機肥替代部分化肥在穩產前提下可提高土壤pH 值和土壤放線菌數量，并降低土壤真菌數量[8]。謝志堅等研究發現，在小白菜種植中施用豬糞沼渣有機肥替代部分化肥可提高土壤pH 值、有機質、堿解氮和有效磷含量，施用雞糞有機肥替代部分化肥增加了土壤有機質含量，但降低了土壤堿解氮和速效鉀含量，說明不同種類有機肥對土壤肥力的影響不同[9]。劉中良等發現在番茄栽培中施用有機肥替代15%～75%化肥在增產前提下可提高土壤過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性，并增加土壤中＞0.25mm 水穩性團聚體含量和有機質含量[10]。

南京市六合區是江蘇省設施蔬菜生產的重要區域之一，常年向南京市區供應蔬菜，過量施肥等原因導致該地區土壤質量下降、蔬菜品質降低。為解決此問題，南京市六合區建設了6470 畝設施蔬菜有機肥替代化肥示范區，以研究設施蔬菜栽培中有機肥替代化肥對土壤化學性狀的影響，為南京市設施蔬菜生產建立合理的綠色施肥模式提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

結合生產實際情況和有機肥資源特點，在示范區推廣應用“有機肥+配方肥”“有機肥+水肥一體化”2 種技術模式。

“有機肥+配方肥”模式：一是基施商品有機肥，每茬施用200～600 kg/畝，具體用量根據蔬菜品種和地力情況確定，結合蔬菜配方肥施用，減少化肥用量；二是在設施蔬菜集中產區，依托種植大戶、專業合作社、農業企業、家庭農場，購買或自產畜禽糞便、作物秸稈、尾菜等原料堆漚發酵，制成有機肥，應用于蔬菜基地，結合施用配方肥。

“有機肥+水肥一體化”模式：基施商品有機肥，注肥器按比例將肥料罐中的肥料溶液注入灌溉系統的主管道中，應用本體傳感器、環境感知傳感器、以色列進口比例施肥器，精確、及時、均勻自動化施肥，提高水肥利用效率，減少化肥用量。

對示范區開展有機肥替代化肥實施前后效果監測，在6470畝示范區內共建立30 個效果監測點。

1.2 土壤樣品采集

項目實施前后分別用土鉆在每個示范點采集土壤樣品。采樣深度為15～20 cm，每個樣品均為多點混合，剔除植物殘根，自然條件下風干。測定容重的土壤樣品單獨用環刀采集，標記密封。

1.3 指標測定

在實驗室測定土壤pH 值、有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。取過1 mm 篩的風干土樣10 g，加超純水50 mL，振蕩5 min，靜置30 min 后測定pH 值；風干土樣過1 mm 篩后采用堿解擴散法測定堿解氮；風干土樣過1 mm 篩后采用NaHCO3浸提-鉬藍比色法測定有效磷；風干土樣過1 mm 篩后采用醋酸銨浸提-火焰光度法測定速效鉀；風干土樣過0.1 mm 篩后用重鉻酸鉀外加熱法測定有機質；采用環刀法測定容重。

1.4 數據分析

使用SPSS22.0 進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 土壤pH 值

從表1 可知，示范區30 個監測點的土壤pH 平均值從5.44升高到5.78。由此可見，施用有機肥替代部分化肥可有效提高土壤pH 值，緩解土壤酸化。

2.2 堿解氮

從表2 可知，示范區監測點在項目實施后堿解氮含量平均值從101.72 mg/kg 提高到115.90 mg/kg。由此可見，施用有機肥替代部分化肥可提高土壤的供氮能力。

表1 項目實施前后示范區采樣點pH 值統計

表2 項目實施前后示范區采樣點土壤堿解氮值統計

2.3 有效磷

從表3 可知，項目實施前，30 個監測點的有效磷含量平均值為58.37 mg/kg，項目實施后提高到77.79 mg/kg，變異系數則從86.60%降低到70.39%。由此可見，施用有機肥替代部分化肥可提高土壤磷的有效性。

表3 項目實施前后示范區采樣點土壤有效磷數值統計

2.4 速效鉀

從表4 可知，項目實施前，30 個樣點的速效鉀含量平均值為137.13 mg/kg，項目實施后，30 個樣點的速效鉀含量平均值為160.28 mg/kg。由此可見，施用有機肥替代部分化肥可提高土壤速效鉀的供應能力。

表4 項目實施前后示范區采樣點土壤速效鉀數值統計

2.5 土壤有機質含量

從表5 可知，項目實施前，30 個監測點的土壤有機質含量平均值為13.54 g/kg，項目實施后提高到17.25 mg/kg，增幅27%。由此可見，施用有機肥替代部分化肥可提高土壤有機質含量。

表5 項目實施前后示范區采樣點有機質數值統計

2.6 土壤容重

從表6 可知，項目實施前，30 個樣點的土壤容重平均值為1.37 g/cm3，項目實施后，降低到1.19 g/cm3。由此可見，在該示范區內施用有機肥替代部分化肥后，表層土壤容重減小，土壤結構有明顯改善。

表6 項目實施前后示范區采樣點容重數值統計

3 結論

研究結果表明，該示范區土壤pH 值整體均以弱酸性為主，示范區整體pH 值水平較好且分布較為均勻。施用有機肥替代化肥，可提高示范區土壤pH 值，且更趨于穩定均衡。由此可見，有機肥替代化肥一定程度增加了示范區的土壤緩沖性能，這與其他學者的研究結果相似。

本次研究還發現，本次示范施用有機肥替代化肥可提高土壤有機質含量和有效養分含量。原因可能是施用有機肥可提高土壤養分的固持能力，減少養分損失，提高養分的有效性。同時還發現，在示范區施用有機肥降低了土壤容重，有效改善了土壤物理結構。這可能是由于施用有機肥增加了土壤大團聚體數量，提高了土壤孔隙度。