有機肥部分替代化肥對花椰菜產量的影響

張佳佳 ,張麗君 ,黃祥玉 ,張劍 ,王澤 ,張禹

(1.溫州市農業農村局,浙江 溫州 325000;2.平陽縣農業農村局,浙江 溫州 325400)

隨著種植業結構的調整與人民生活水平的提高,無公害蔬菜及有機蔬菜越來越受到人們的青睞[1]。然而,有不少菜農對有機肥認識不足,在施肥上存在重化肥、輕有機肥的現象[2]。由于化肥具有養分含量高、增加產量、使用方便等優點,而傳統有機肥養分含量低,體積大,勞動效益低,強度大[3],導致農業生產上有機肥使用量大幅減少。近年來,浙江省政策引導助推了有機肥的施用,農戶也逐步認識到有機肥的好處[4]。有研究表明[5-7],有機肥施用量能維持土壤生態環境的平衡,提高土壤肥力,增加土層厚度,協調水肥氣熱,保障農作物的持續增產。但有機肥施用也要考慮用量,大量施用有機肥不僅不達預期,還在一定程度上出現重金屬的累積,造成土壤污染和農產品質量安全[5]。

花椰菜屬于十字花科蕓薹屬甘藍種,因其味道鮮美、營養豐富,同時具有保健功能,深受消費者喜愛。在溫州地區,花椰菜是當地蔬菜種植戶的重要經濟來源。目前,有關花椰菜的研究主要集中在栽培技術、品種篩選、種質資源和產業發展等方面,而關于花椰菜肥料效應的研究,特別是有機肥部分替代化肥的相關研究很少[8-9]。因此,通過開展不同有機無機肥配施對花椰菜產量和農藝性狀的影響研究試驗,旨在探索出有機肥料替代化肥的最適替代率,為當地花椰菜科學施肥提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試花椰菜品種為臺灣長勝公司培育的中晚熟松花菜品種長勝90 天,為當地越冬花椰菜的主栽品種。試驗于2017 年9—12 月進行,試驗地位于溫州市平陽縣宋埠鎮加豐村,屬亞熱帶濕潤季風性氣候,年均降雨量為1 674 mm,年均氣溫為23 ℃。試驗田土壤質地為淡涂泥田,土壤有機質和全氮含量分別為35.53、1.96 g·kg-1,有效磷、速效鉀含量分別為3.14、105.65 mg·kg-1,pH 值6.22。該地主要種植模式為蔬菜連作,前茬為醬瓜。供試化 肥為復合肥 (17-17-17:N、P2O5、K2O 質量分 數)、尿 素 (46% N)、過磷酸 鈣(14% P2O5)、硫酸鉀 (50% K2O)、硼砂 (11%B),供試有機肥為商品有機肥,其有機質、全氮、全磷、全鉀含量分別為45.00%、4.64%、3.98%、2.66%,以上均為市售。

1.2 試驗設計

以667 m2為施肥單位,當地農戶習慣施肥為基施1 000 kg 商品有機肥,追施4 次復合肥,每次復合肥施用量為55 kg,后期適當施用2.5 kg硼砂。

通過前期土壤地力水平的檢測,以及相關肥效試驗研究,并結合當地農戶的施肥習慣,對花椰菜試驗各處理肥料運籌,以667 m2為施肥單位,花椰菜氮磷鉀肥推薦施肥量為23、14、6 kg。本試驗設置10 個處理:處理1 為CK,不施肥;處理2 為CF,當地農戶習慣施肥;處理3 為100%T+0B,推薦化肥施用量,不施硼肥;處理4 為100% T+2.5B,推薦化肥施用量,667 m2施用2.5 kg 硼砂;處理5～10 為在總氮量不變的情況下,有機肥中氮的占比分別設為100%、70%、50%、30%、20%、10%,磷鉀肥總量以單施有機肥養分量為準,有機養分不足部分以化肥代替。小區面積15 m2,每小區30 株,間距60 cm。

1.3 田間管理

商品有機肥和磷鉀肥作為底肥施入,注意商品有機肥不要和化肥一起混施。肥料撒施后翻耕;氮肥20%作基肥,追肥分3 次進行,分別為移栽后10 d、初花期和開花中期,追肥用量為總施氮量的20%、30%、30%;鉀肥50%作基肥,50%于初花期追施,追肥均為溶水后單株定點穴施。田間其他管理措施按照當地農戶習慣進行。

1.4 田間調查分析

每處理隨機選擇5 株長勢相近的花椰菜進行苗情、生育期觀察記載。收獲時隨機選擇5 株長勢相近的植株進行考種,測定株高、莖粗、開展度、最大葉、球徑、球高、單球重等等。各小區單收,分別稱重計產。

1.5 數據分析

采用Excel 2016 軟件進行數據處理,用SPSS 22.0 進行統計分析和皮爾森相關關系分析。

2 結果與分析

2.1 配施有機肥對花椰菜農藝性狀的影響

表1 表明,相比CK,施肥能增加花椰菜的各項農藝性狀。CF 處理的施肥量遠高于100%T+2.5B 處理,但是CF 處理的株高、最大葉、葉片數、單球重等農藝性狀小于100%T+2.5B 處理。施用化肥能提高花椰菜的農藝性狀。其中,100%T+2.5B 處理為推薦施肥量,肥料的施用效果較好,而化肥施用量過大,反而對花椰菜農藝性狀影響不顯著。相比純化肥處理 (100%T+2.5B),50%M可改善花椰菜的農藝性狀,但較高的有機肥替代比例 (100%M 和70%M) 反而會降低花椰菜的農藝性狀,如株高、單球重等。同樣,相較于單施化肥,較低的有機肥替代比例也會降低花椰菜單球重。

表1 不同施肥處理對花椰菜農藝性狀的影響

2.2 配施有機肥對花椰菜產量的影響

由圖1 可知,相比CK,施肥明顯提高了花椰菜產量,增產110.2%～174.5%。相較于當地農戶習慣施肥 (CF),100%T+2.5B 處理減少了化肥用量,但可以使花椰菜產量增產8.8%。不過,100%T+0B 處理的花椰菜產量與當地農戶習慣施肥(CF) 處理相近。在各有機肥替代處理中,50%M的花椰菜667 m2產量最高,為1 175 kg,略高于當地農戶習慣施肥 (CF) 處理,且與100%T+2.5B處理無顯著差異。較低占比的有機替代處理 (30%M、20%M 和10%M) 的花椰菜667 m2產量為978～1 055 kg,略低于當地農戶習慣施肥 (CF)處理。從各有機替代處理看,隨有機肥替代量的增加,花椰菜產量呈先增加后降低的趨勢,其中50%替代量時最高 (圖2)。

圖1 不同施肥處理對花椰菜產量的影響

圖2 不同有機肥替代比例對花椰菜產量的影響

2.3 花椰菜農藝性狀與產量之間的相關關系

從表2 可以得出,花椰菜產量與株高、莖粗、開展度、最大葉、球徑、球高、單球重等農藝性狀都有顯著的相關關系。在各花椰菜農藝性狀中,葉片數與其他農藝性狀指標間均無顯著相關關系。莖粗與開展度、最大葉、球高、單球重等農藝性狀均有顯著相關關系。花椰菜開展度與最大葉、球徑、球高、單球重等具有顯著相關關系。球徑、球高、單球重之間均具有顯著的相關關系。

表2 不同施肥處理對花椰菜農藝性狀的影響

3 小結與討論

研究結果表明,采用推薦施肥方式,同時增施硼肥,可以減少化肥施用量,提高花椰菜產量,從而減少花椰菜肥料成本,提高經濟效益。這與前人的結果一致[10]。過量的施用化肥不僅會引起作物減產及降低作物品質,同時還會對生態環境造成負面影響[1,11]。筆者之前的研究發現[2],與農戶常規施肥相比,測土配方施肥667 m2減少化肥用量51 kg,還可提高花椰菜產量,667 m2增收1 331 元。

有研究顯示,在化肥減量的同時配施有機肥能改善土壤結構,提升土壤肥力,從而提高作物產量和品質[7-12]。本研究中,適當的有機肥替代比例(50%M) 能夠提升花椰菜農藝性狀,最終提高其產量,但過高或過低的有機肥替代均會造成花椰菜產量的下降。究其原因,可能是有機肥中的養分釋放慢、作物利用率較低,在高比例有機肥替代化肥后造成花椰菜無法吸收足夠的養分,降低了產量;而低的替代比例對于土壤的改良效果并不明顯,反而影響了花椰菜的養分吸收,最終導致產量下降[13]。

花椰菜各農藝性狀的表現是基因型與環境共同作用的結果,性狀間存在一定程度的相關性[14]。本研究采用了皮爾森相關關系研究方法,初步研究了花椰菜各性狀之間、各性狀與產量之間的相關關系。研究發現,多數農藝性狀間,與產量均有顯著的相關關系,但葉片數與其他農藝性狀和產量均沒有顯著相關關系。肖瑜等[15]研究也發現,花椰菜總葉數與多數農藝性狀無顯著相關性。在后期研究中,可選擇主要的農藝性狀進行考察,提高科學研究的效率與準確性。

綜上所述,在采用推薦施肥用量的基礎上,配施50%的有機肥不僅可以減少化肥用量,還可以改善花椰菜農藝性狀,提高其產量,本研究結果對當地花椰菜科學施肥具有重要的指導意義。