不同施肥結(jié)構(gòu)對兩種葉菜類蔬菜的產(chǎn)量及肥料養(yǎng)分吸收與利用的影響

張楊珠，龍懷玉，湯 宏，顏 雄 ，盛 浩 ，黃運(yùn)湘 ，廖超林

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

蔬菜是人們必需的植物性食品，也是經(jīng)濟(jì)效益較高的經(jīng)濟(jì)作物。近年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和城市人口快速增長，我國的蔬菜生產(chǎn)逐年遞增，蔬菜播種面積和產(chǎn)量的年均增長率均在10%以上[1]。根據(jù)對研究區(qū)菜農(nóng)的實(shí)地調(diào)查[2]，菜農(nóng)為獲得較高的蔬菜產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，往往過量投入化學(xué)肥料，施肥結(jié)構(gòu)極不合理，不施或很少施用有機(jī)肥，過量施用化學(xué)氮肥和磷肥，這不僅使化肥的當(dāng)季利用率低、土壤養(yǎng)分過量積累和次生鹽漬化[3-4]、肥料資源的巨大浪費(fèi)[5-6]，還導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染等問題[7-10]，已經(jīng)成為影響農(nóng)產(chǎn)品（蔬菜）質(zhì)量安全[11-13]的重大問題。目前，有關(guān)有機(jī)無機(jī)肥配施對菜地土壤肥力、蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)等的影響研究較多[14-17]。但關(guān)于不同施肥結(jié)構(gòu)對蔬菜養(yǎng)分吸收量和養(yǎng)分利用率的研究少見報(bào)道[18-19]。通過田間小區(qū)試驗(yàn)和室內(nèi)測定，研究在湖南洞庭湖平原地區(qū)土壤和氣候條件下，不同施肥結(jié)構(gòu)對白菜、甘藍(lán)兩種蔬菜的產(chǎn)量以及養(yǎng)分吸收和利用的影響，以探明白菜、甘藍(lán)的養(yǎng)分吸收規(guī)律，為優(yōu)化施肥技術(shù)，實(shí)現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)的精準(zhǔn)施肥和研制蔬菜專用配方肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤及蔬菜品種

試驗(yàn)在湖南洞庭湖平原地區(qū)的岳陽市廣興洲鎮(zhèn)合興村的蔬菜生產(chǎn)基地進(jìn)行。供試土壤是由洞庭湖沉積物發(fā)育而成的紫潮砂土。供試土壤的基本理化性狀見表1。供試甘藍(lán)品種為紫薇一號，大白菜品種為青雜一號。

表1 試驗(yàn)地土壤的基本肥力性狀

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與施肥方法

于2009年秋、冬季分別設(shè)立白菜、甘藍(lán)田間小區(qū)試驗(yàn)。試驗(yàn)均設(shè)置6個(gè)施肥處理：1、空白對照（CK1），不施任何肥；2、當(dāng)?shù)夭宿r(nóng)習(xí)慣施肥（CK2），碳銨1 500 kg/hm2，過磷酸鈣1 500 kg/hm2，高濃度復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）750 kg/hm2（CK2），其N、P2O5、K2O 施用量分別為 369.0、292.5、112.5 kg/hm2；3、化肥處理（NPK），其 N、P2O5、K2O 施用量分別為 225、112.5、225 kg/hm2，分別用尿素、過磷酸鈣和氯化鉀作肥源；4、糞肥（當(dāng)?shù)馗斓呐＜S）與無機(jī)化肥配合施用（NPKM1），施肥量與處理3相同，以施氮量為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算有機(jī)與無機(jī)肥料配施比例，有機(jī)無機(jī)氮各占50%，除去有機(jī)肥料中磷、鉀含量，不足的磷、鉀養(yǎng)分分別以過磷酸鈣和氯化鉀補(bǔ)足；5、菜餅肥與無機(jī)化肥配合施用（NPKM2），施肥量同處理3；6、施用蔬菜有機(jī)專用肥（VSF），施肥量同處理3，配比方式同處理4。試驗(yàn)均設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為24 m2。試驗(yàn)中所用化學(xué)肥料及養(yǎng)分含量：氮肥為尿素（含N 46.4%）和碳酸氫銨（含N 17.1%），磷肥為過磷酸鈣（含P2O512%），鉀肥為氯化鉀（含K2O 60%）。所用有機(jī)肥料：牛糞中 N、P2O5和 K2O質(zhì)量百分含量分別為1.19%、0.85%和2.35%，菜餅肥的N、P2O5和K2O質(zhì)量百分含量分別為5.52%、2.60%和1.51%，蔬菜專用肥的N、P2O5和K2O質(zhì)量百分含量分別為18%、6%和5%，有機(jī)質(zhì)含量為20%。其中處理3、4、5、6為平衡施肥處理，處理的有機(jī)肥和磷、鉀肥作為基肥，于播種時(shí)一次性施入土壤。氮肥按基追比為6∶4施用，追肥于旺長期施用。

1.3 樣品采集、測定方法與數(shù)據(jù)處理

白菜、甘藍(lán)均于9月6日移栽，移栽株距均為0.43 m，每小區(qū)株數(shù)均為126株，移栽前采集每個(gè)試驗(yàn)地基礎(chǔ)土樣。白菜于11月19日收獲，甘藍(lán)于次年1月6日收獲，均分小區(qū)測產(chǎn)，產(chǎn)量為每小區(qū)蔬菜地上部分全部鮮重。并同時(shí)采集蔬菜分析樣品，測定N、P、K含量，根據(jù)測定結(jié)果計(jì)算甘藍(lán)和白菜植株對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收量。

植株樣品分析均采用常規(guī)方法[20]。植株全氮、全磷、全鉀采用H2SO4-H2O2消煮，凱氏定氮法測氮，釩鉬黃比色法測磷，火焰光度計(jì)法測鉀。數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2003處理后，應(yīng)用DPS v7.05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對白菜和甘藍(lán)產(chǎn)量的影響

由表2可以看出，無論甘藍(lán)還是白菜，各施肥處理的蔬菜產(chǎn)量都明顯高于不施肥對照（CK1），與CK1的產(chǎn)量比較均達(dá)顯著甚至極顯著差異；各施肥處理兩種蔬菜的產(chǎn)量均以NPK處理最低。這說明在蔬菜生產(chǎn)中，施肥可顯著提高蔬菜產(chǎn)量，尤以有機(jī)無機(jī)肥配合施用增產(chǎn)效果最好，當(dāng)?shù)夭宿r(nóng)的習(xí)慣施肥處理雖然產(chǎn)量也較高，但是其氮、磷肥施用量明顯偏高，容易造成肥料養(yǎng)分浪費(fèi)和環(huán)境污染。同時(shí)，在肥力水平相似的同一土壤條件下，兩種蔬菜的地力產(chǎn)量和施肥效應(yīng)存在一定的差異。白菜的地力產(chǎn)量平均占各施肥處理產(chǎn)量的78.6%，而甘藍(lán)占各施肥處理產(chǎn)量的65.1%；施肥對甘藍(lán)的增產(chǎn)效應(yīng)明顯大于白菜，平均來說，各施肥處理甘藍(lán)的增產(chǎn)率達(dá)53.6%，而各施肥處理白菜的增產(chǎn)率僅為27.2%。這可能與這兩種蔬菜的營養(yǎng)特性和需肥規(guī)律不同有關(guān)。

表2 不同施肥處理的白菜和甘藍(lán)的產(chǎn)量及增產(chǎn)效應(yīng)

2.2 不同施肥處理對蔬菜氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收總量的影響

2.2.1 吸氮總量 由表3可知，雖然兩塊試驗(yàn)地土壤類型和肥力水平相當(dāng)，施肥水平也相同，兩種蔬菜同一處理的吸氮總量卻相差明顯。6個(gè)處理甘藍(lán)的吸氮總量明顯高于相應(yīng)處理的白菜，說明甘藍(lán)的吸肥能力明顯強(qiáng)于白菜。無論白菜還是甘藍(lán)，VSF處理和2個(gè)有機(jī)無機(jī)肥配施處理的吸氮總量明顯高于NPK處理和當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理（CK2），當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理的施氮量雖然明顯高于4個(gè)平衡施肥處理，但其吸氮總量明顯低于VSF處理和2個(gè)有機(jī)無機(jī)肥配施處理。這說明當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理施氮量太大，明顯超過了蔬菜生長所需的量，而且施肥時(shí)間過于集中，將氮肥全部作基肥一次性施入土壤中，這樣容易引起氮素養(yǎng)分的流失，造成肥料養(yǎng)分浪費(fèi)和環(huán)境污染。配施有機(jī)肥能明顯提高白菜對氮素的吸收和利用率，減少施氮量，減少氮素?fù)p失，節(jié)約資源，是一種科學(xué)的施肥模式。

2.2.2 吸磷總量 表3表明，在同樣的條件下，白菜和甘藍(lán)兩種蔬菜同一處理的吸磷總量也相差明顯。對同一施肥處理，甘藍(lán)的吸磷總量明顯高于白菜，說明甘藍(lán)的吸磷能力明顯強(qiáng)于白菜。無論甘藍(lán)還是白菜，VSF處理和2個(gè)有機(jī)無機(jī)肥配施處理的吸磷總量明顯高于NPK處理，當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理（CK2）的施磷量雖然顯著高于4個(gè)平衡施肥處理，但白菜CK2處理的吸磷總量仍明顯低于VSF處理和2個(gè)有機(jī)無機(jī)肥配施處理。

表3 不同施肥處理下白菜和甘藍(lán)的氮、磷、鉀吸收總量 （kg/hm2）

2.2.3 吸鉀總量 表3表明，白菜的吸鉀總量略高于吸氮總量；各施肥處理中，以VSF處理吸鉀總量最高，其次為NPKM1處理，NPK處理吸鉀總量在各施肥處理中最低。由于當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理中鉀的施用量較少，僅為4個(gè)平衡施肥處理施鉀量的50%，可見當(dāng)?shù)厥┓式Y(jié)構(gòu)中鉀素太少，連續(xù)種植可能導(dǎo)致土壤中鉀素虧缺。但是，甘藍(lán)的吸鉀總量卻明顯低于其吸氮總量，也明顯低于白菜的吸鉀總量；以NPKM2處理吸鉀總量最高。與不施肥處理比較，無論白菜還是甘藍(lán)，各施肥處理的吸鉀總量也都明顯高于無肥處理（CK1），而VSF、NPKM1和NPKM2處理的吸鉀總量又明顯高于NPK和CK2處理。

2.3 不同施肥處理對肥料養(yǎng)分利用率的影響

表4是通過差減法求得的白菜和甘藍(lán)對肥料氮、磷、鉀養(yǎng)分的當(dāng)季利用率結(jié)果。結(jié)果表明，除白菜的NPK處理外，兩種蔬菜對肥料養(yǎng)分的利用率均為鉀＞氮＞磷；不同施肥處理蔬菜對同一養(yǎng)分的利用率不同，這說明應(yīng)根據(jù)不同蔬菜的營養(yǎng)特點(diǎn)和吸肥規(guī)律制定施肥方案。在供試土壤條件下，白菜對氮的利用率在6.4%～35.9%之間，以NPKM2處理最高，而NPK處理最低；甘藍(lán)對氮的利用率在11.7%～37.8%之間，以NPKM2處理最高，CK2處理最低。這說明在相同施氮水平情況下，配施有機(jī)肥能明顯提高蔬菜對肥料氮的利用率。兩種蔬菜對肥料磷的利用率均較低，其中，白菜對肥料磷的利用率在6.3%~24.2%之間，甘藍(lán)對肥料磷的利用率在14.5%~25.2%之間，與CK2處理和NPK處理比較，配施有機(jī)肥也能提高蔬菜對肥料磷的利用率。兩種蔬菜對肥料鉀的利用率都較高，其中，白菜對鉀的利用率在15.7%～62.8%之間，以CK2處理最高，而NPK處理最低；甘藍(lán)對鉀的利用率介于24.2%～52.1%之間，以NPKM2處理最高，而NPK處理最低；說明配施有機(jī)肥能提高蔬菜對肥料鉀的利用率。兩種蔬菜相比，二者對肥料氮的利用率相近，但甘藍(lán)對肥料磷、鉀的利用率明顯高于白菜。所以，在蔬菜生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)充分考慮這兩種蔬菜的這一營養(yǎng)特點(diǎn)，適當(dāng)減少甘藍(lán)的磷、鉀肥施用量。根據(jù)上述結(jié)果，配施有機(jī)肥處理（處理4、5、6）的甘藍(lán)對氮、磷的利用率平均分別比當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理高21.6%和10.0%，對氮、磷、鉀的利用率平均分別比純化肥處理高17.2%、10.2%、17.9%；配施有機(jī)肥處理的白菜對肥料氮、磷的利用率平均分別比當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理高23.2%和16.1%，對氮、磷、鉀的利用率平均分別比純化肥處理高26.7%、13.6%和22.2%。

表4 不同施肥處理下白菜和甘藍(lán)對肥料養(yǎng)分的利用率（%）

2.4 白菜和甘藍(lán)施肥參數(shù)的求算

按照平衡施肥原理，以4個(gè)平衡施肥處理白菜的氮、磷、鉀吸收總量的平均值：194.49、20.18和231.30 kg/hm2，減去不施肥對照白菜的氮、磷、鉀吸收量：135.19、10.85 和 171.02 kg/hm2，兩者之差即為所需氮、磷、鉀的量分別為59.30、9.33和60.28 kg/hm2。假設(shè)在供試土壤條件下，白菜對肥料氮、磷、鉀的當(dāng)季利用率分別為35%、25%和40%，那么，所需 N、P2O5、K2O的施用量分別為 169.44、85.44、181.63 kg/hm2，則其 N∶P2O5∶K2O 值為 1.00∶0.50∶1.07。

同樣，根據(jù)4個(gè)平衡施肥處理甘藍(lán)的養(yǎng)分吸收總量的平均值與不施肥對照白菜的氮、磷、鉀吸收量之差，可以得到白菜所需氮、磷、鉀的量分別為65.24、10.87、70.26 kg/hm2。假設(shè)在供試土壤條件下，白菜對肥料氮、磷、鉀的當(dāng)季利用率分別為35%、25%和40%，那么甘藍(lán)一季所需N、P2O5、K2O的施用量分別為 186.41、99.63、211.69 kg/hm2，則其 N∶P2O5∶K2O 值為 1.00∶0.53∶1.14。這一結(jié)果為當(dāng)?shù)厣a(chǎn)條件下確定白菜、甘藍(lán)施肥結(jié)構(gòu)和研制白菜、甘藍(lán)的專用配方肥提供了科學(xué)依據(jù)。

3 討論

研究表明，與單施化肥相比，在施用等養(yǎng)分肥料條件下，有機(jī)肥與化肥配施可顯著提高白菜、甘藍(lán)的產(chǎn)量，這與李淑儀等[11]在適宜范圍內(nèi)有機(jī)肥與化肥配施能提高茄子產(chǎn)量以及湯宏等[19-20]關(guān)于在施用等養(yǎng)分肥料條件下有機(jī)肥與化肥配施能提高辣椒和茄子產(chǎn)量的結(jié)論一致。有機(jī)肥與化肥配施實(shí)際上就是做到了均衡施肥，均衡施肥能提高茄子產(chǎn)量。此外，研究還表明，與施用等養(yǎng)分的純化肥處理相比，有機(jī)肥與化肥配施可明顯提高白菜和甘藍(lán)對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收量和對氮、磷、鉀肥的當(dāng)季利用率，這也與湯宏等[19-20]的研究結(jié)果相一致。這是因?yàn)榛适撬傩Х柿希B(yǎng)分釋放快，可以滿足蔬菜生育前期的養(yǎng)分需求，有機(jī)肥是緩效肥料，養(yǎng)分釋放慢，從而緩沖土壤的養(yǎng)分供應(yīng)強(qiáng)度，滿足蔬菜生育后期的養(yǎng)分需求。當(dāng)?shù)夭宿r(nóng)習(xí)慣施肥處理的氮、磷施用量顯然超過了白菜、甘藍(lán)的需求量，而鉀肥施用量遠(yuǎn)小于白菜、甘藍(lán)的需求量，這勢必造成蔬菜營養(yǎng)需求的不平衡，從而導(dǎo)致養(yǎng)分資源的浪費(fèi)以及對水體和地下水的富營養(yǎng)化[6-8]，還不利于蔬菜的高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)[21]。因此，為了實(shí)現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，必須開展不同作物的營養(yǎng)特性和需肥規(guī)律研究，根據(jù)不同種類蔬菜的營養(yǎng)特性和吸肥規(guī)律科學(xué)求算施肥參數(shù)，以真正實(shí)現(xiàn)蔬菜的平衡施肥和精準(zhǔn)施肥。

4 結(jié)論

（1）配施有機(jī)肥能明顯提高蔬菜產(chǎn)量。其中，配施有機(jī)肥處理白菜、甘藍(lán)比不施肥對照（CK1）和化肥處理（NPK）平均分別增產(chǎn)32.2%、53.3%和18.2%、7.8%。兩種蔬菜相比，白菜的地力產(chǎn)量明顯高于甘藍(lán)，前、后者平均分別占各施肥處理產(chǎn)量的78.6%和65.1%；但施肥對甘藍(lán)的增產(chǎn)效應(yīng)要明顯大于白菜，白菜、甘藍(lán)的施肥增產(chǎn)率平均分別為27.2%和53.6%。

（2）配施有機(jī)肥能明顯提高白菜和甘藍(lán)對養(yǎng)分的吸收量和利用率。其中，白菜配施有機(jī)肥的3個(gè)處理處理對肥料氮、磷的利用率平均分別比當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理（CK2）提高23.2%和16.1%，對氮、磷、鉀的利用率平均分別比化肥處理（NPK）提高26.7%、13.6%和22.2%；甘藍(lán)配施有機(jī)肥處理對肥料氮、磷的利用率平均分別比當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理（CK2）提高21.6%和10.0%，對氮、磷、鉀的利用率平均分別比純化肥處理（NPK）提高17.2%、10.2%和17.9%。

（3）根據(jù)平衡施肥原理，求得白菜全生育期的N、P2O5、K2O 最 適 施 用 量 分 別 為 169.44、85.44、181.63 kg/hm2，三者的配比為 1.00∶0.50∶1.07；甘藍(lán)全生育期的N、P2O5、K2O最適施用量分別為186.41、99.63、211.69 kg/hm2，三者的配比為 1.00∶0.53∶1.14。這一結(jié)果為蔬菜生產(chǎn)中白菜、甘藍(lán)平衡施肥和研制白菜、甘藍(lán)的專用配方肥提供了重要依據(jù)。

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