有機肥替代部分化肥對花椰菜產量及經濟效益的影響

焦仁軍，婁 赟，張 俊，茍世新，段麗麗

(1.遵義市種植業發展服務中心，貴州 遵義 563000；2.遵義市農村發展服務中心，貴州 遵義 563000；3.貴州大學 學報編輯部/農學院，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展，種植區域廣、面積大，常年在2萬hm2以上(含復種面積)，逐漸發展成為社會經濟的重要產業支柱。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，嚴重影響作物的產量和品質[4-6]，成為制約花椰菜產業發展的重要因素。

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產品保供的矛盾依然突出，尤其是當前遵義地區許多種植大戶、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，追求高產出，而針對本地區特定土壤環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量、綜合經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比例，旨在為加快推進遵義地區化肥減量增效行動以及指導農業生產提供科學依據。

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金鼎鎮黃鐘村千丘園，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(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

試驗采取隨機區組設計，3次重復，以常規施肥量(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規劃，取基礎土樣進行化驗。3月29日覆膜移栽， 6月15日統計商品花椰菜產量并測產驗收。6月20日取土樣再次化驗。

1.5 數據統計和分析

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量、株高，小區產量由全部商品型花椰菜產量構成，土壤樣品肥力數據由第三方檢測機構提供，試驗數據采用Excel 2016進行處理分析。

花球商品等級根據《貴州省地方標準DB 52/T488.5-2005》規定劃分為一級、二級、三級以及不具備商品價值等外級花球，花椰菜商品率=(小區花球總產量-小區等外級花球產量)/小區花球總產量。土壤樣品肥力數據測定由遵義市產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出的目的。

表2 有機肥替代部分化肥后花椰菜經濟性狀統計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量影響

從表3可知，各處理間商品花椰菜平均產量在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產量1220.1 kg。各處理分別比對照每667 m2增產50%、37%、11%、3%。所有處理中，T2、T3、T4與對照T1相比，增產幅度達10%以上，而T5與T1相比，增產幅度不大，在5%以內。經方差分析和F檢驗，T2與T3產量差異不顯著，與T4、T5、T1差異極顯著。T3與T4、T5產量差異顯著，與T1產量差異極顯著。T4與T5、T1之間，產量差異不顯著。

表3 有機肥替代部分化肥試驗中不同處理間花椰菜的產量統計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。

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，從經濟收入來看，T2、T3、T4、T5處理的經濟效益均優于對照，每667 m2純收入分別增加1411元、1020元、238元、31元。從投入產出比來看，T2、T3、T4優于對照，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]、提高農作物產量、改善品質[15-17]、以及增加經濟效益[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生長期能夠提供更多的營養物質，為后期花球膨大獲得更多的產量奠定一定基礎，且在替代10%常規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，花椰菜產量和經濟效益逐漸降低，在替代30%常規化肥施用量時，經濟效益低于對照。通過分析土壤理化性質發現，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，并在花椰菜營養生長期和花蕾期提供更多有效形式的氮、鉀營養元素，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、鈣等營養元素的有效性，從而降低生產效益。

綜上所述，綜合經濟、生態效益因素，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，能取得較好的經濟效益和生態效益。