化肥減施對(duì)日光溫室芹菜生長(zhǎng)及土壤性質(zhì)的影響

岳露，田秀平，通信作者，譚英愛，董家僖，房恩翰，張慶，趙秋

化肥減施對(duì)日光溫室芹菜生長(zhǎng)及土壤性質(zhì)的影響

岳露1，田秀平1，通信作者，譚英愛1，董家僖1，房恩翰1，張慶1，趙秋2

（1. 天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300384，2. 天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津 300192）

為探討化肥減施對(duì)日光溫室芹菜生長(zhǎng)及土壤性質(zhì)的影響，在施用有機(jī)肥的基礎(chǔ)上，采用傳統(tǒng)施肥方式，設(shè)100%施化肥、減施10%化肥、減施25%化肥、減施35%化肥4種處理，研究了日光溫室芹菜生長(zhǎng)、生理和土壤養(yǎng)分等指標(biāo)的變化。結(jié)果表明：在施用有機(jī)肥情況下，與傳統(tǒng)施肥方式相比，化肥減施35%對(duì)土壤全量養(yǎng)分影響不大，全氮、全磷、全鉀和有機(jī)質(zhì)含量在不同處理間差異均不顯著；芹菜收獲后不同施肥處理土壤硝態(tài)氮、有效磷仍處于較高水平，化肥減施25%和減施35%處理土壤速效鉀含量顯著低于化肥100%處理；化肥減施對(duì)土壤容重和pH影響不大，但高量化肥可顯著增加土壤EC值；在芹菜株高、葉片氮素和葉綠素含量及產(chǎn)量方面，100%化肥施用與化肥減量施用各處理之間差異不顯著。

化肥減施；芹菜；生長(zhǎng)；土壤性質(zhì)

化肥作為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料之一，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中具有不可或缺的作用，但過量施肥不僅不能增產(chǎn)，還會(huì)造成資源浪費(fèi)，污染環(huán)境[1-4]。隨著綠色發(fā)展理念的深入，糧食綠色高產(chǎn)高效備受關(guān)注[5]。根據(jù)第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)，我國(guó)農(nóng)業(yè)面源氮、磷流失量占總面源污染的1/3[6]。2014年底召開的全國(guó)農(nóng)業(yè)工作會(huì)議，明確提出農(nóng)業(yè)面源污染治理“一控兩減三基本”，兩減就是減少化肥、農(nóng)藥施用量；2015年2月農(nóng)業(yè)部制定《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》，力爭(zhēng)2020年主要農(nóng)作物化肥使用量實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng)；2016年國(guó)家“十三五”規(guī)劃綱要指出了“要控制化肥施用量”，努力在新的一年里實(shí)現(xiàn)化肥使用量零增長(zhǎng)目標(biāo)；2018年中央一號(hào)文件提出，推進(jìn)有機(jī)肥替代化肥，減少化學(xué)產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)中的投入。由此可見，防治化肥造成的面源污染刻不容緩。化肥減量、增施有機(jī)肥，是發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵，對(duì)確保糧食安全意義重大[7-10]。應(yīng)國(guó)家相關(guān)規(guī)定的號(hào)召，實(shí)現(xiàn)化肥使用量零增長(zhǎng)的目標(biāo)，課題組在天津市西青區(qū)小沙窩村，研究化肥減施對(duì)日光溫室芹菜生長(zhǎng)生理和土壤養(yǎng)分等指標(biāo)的影響，以協(xié)調(diào)芹菜產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分之間的平衡，解決化肥過量施用的問題，為可持續(xù)生產(chǎn)無(wú)污染優(yōu)質(zhì)蔬菜提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)在天津市西青區(qū)小沙窩村日光溫室進(jìn)行，試驗(yàn)田土壤為潮土，0～30 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量36.13 g/kg；全氮1.55 g/kg；硝態(tài)氮29.20 mg/kg；全磷（P）2.87 g/kg；有效磷（P）216.85 mg/kg；全鉀（K）0.81g/kg；速效鉀（K）150.45 mg/kg；pH（H2O）8.40；EC 173.67 μs/cm；供試芹菜品種為‘雅士’，供試商品有機(jī)肥為恒潤(rùn)（天津）生物科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的精制有機(jī)肥，N＋P2O5＋K2O≥5%，有機(jī)質(zhì)≥45%；供試化肥：基肥為立德牌16-16-16復(fù)合肥，追肥為芭田15-10-23復(fù)合肥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試日光溫室面積456 m2，采用小區(qū)試驗(yàn)，每小區(qū)面積約38 m2，在有機(jī)肥一定量的情況下，設(shè)4種基肥化肥處理，以常規(guī)施100%化肥（CK）為對(duì)照，依次為DH處理（比CK化肥減少10%）、ZH處理（比CK化肥減少25%）和GH處理（比CK化肥減少35%），化肥和有機(jī)肥用量見表1，重復(fù)3次。2017 年12 月中旬開始育苗，2018年1月18日整地，一次性施入基肥，移栽定植。追肥是在芹菜生長(zhǎng)過程中分2次施到土壤中，每小區(qū)每次用量為0.9 kg。

表1 試驗(yàn)小區(qū)化肥和有機(jī)肥用量 kg

處理CKDHZHGH 化肥3.453.102.592.24 有機(jī)肥145145145145

1.3 取樣和測(cè)定方法

在芹菜生長(zhǎng)過程中，于2018年3月13日和4月7日上午用TYS-3N植物營(yíng)養(yǎng)測(cè)定儀測(cè)定芹菜葉綠素和葉片氮含量，用卷尺測(cè)量芹菜株高。芹菜收獲時(shí)按小區(qū)計(jì)產(chǎn)，折算666.7 m2產(chǎn)量。試驗(yàn)前和芹菜收獲后分別在每小區(qū)采用梅花法取0～30 cm土壤，測(cè)定土壤養(yǎng)分等指標(biāo)，測(cè)定方法見表2。

表2 土壤指標(biāo)測(cè)定方法

測(cè)定指標(biāo)測(cè)定方法 有機(jī)質(zhì)丘林法 全氮濃硫酸消煮，半微量開氏法 全磷氫氧化鈉熔融，鉬銻抗顯色，分光光度計(jì)測(cè)定 全鉀硝酸和高氯酸消煮，火焰光度計(jì)測(cè)定 堿解氮堿解擴(kuò)散法 有效磷碳酸鈉浸提，鉬銻抗顯色，分光光度計(jì)測(cè)定 有效鉀醋酸鈉浸提，火焰光度計(jì)測(cè)定 容重環(huán)刀法 pH水浸提，酸度計(jì)測(cè)定 EC水浸提，電導(dǎo)率儀測(cè)定

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2007對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和作圖，并用DPS軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 化肥減施對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

2.1.1 化肥減施對(duì)土壤全量養(yǎng)分的影響

從表3看出，芹菜收獲后土壤中的全氮、全磷、全鉀和有機(jī)質(zhì)含量在不同處理之間差異均不顯著；全氮、全鉀和有機(jī)質(zhì)都以100%化肥（CK）處理最低，全磷以化肥減施10%處理（DH）最低；全磷、全鉀和有機(jī)質(zhì)都以化肥減施25%（ZH）最高，全氮以化肥減施35%（GH）最高。與原土相比，100%化肥（CK）施入土壤中，全氮、全鉀和有機(jī)質(zhì)含量均略有下降，DH和GH處理除全鉀略有下降外，其余指標(biāo)均有所增加，ZH處理土壤全量養(yǎng)分均有所增加。說明在現(xiàn)有肥力及基施有機(jī)肥條件下，化肥減施35%對(duì)土壤全量養(yǎng)分影響不大，能保證土壤全量養(yǎng)分的平衡。

表3 不同施肥處理土壤全量養(yǎng)分含量的差異 g/kg

處理全氮△全氮全磷△全磷全鉀△全鉀有機(jī)質(zhì)△有機(jī)質(zhì) CK1.48aA-0.073.09aA0.220.61aA-0.2035.68aA-0.45 DH1.68aA0.133.07aA0.200.78aA-0.0337.16aA 1.03 ZH1.65aA0.103.27aA0.400.81aA 0.0039.82aA 3.69 GH1.72aA0.173.10aA0.230.74aA-0.0737.66aA 1.53

注：表中同列不同大寫字母表示0.01水平差異，不同小寫字母表示0.05水平差異；△為芹菜收獲后土壤與原土某養(yǎng)分含量差值。下同

2.1.2 化肥減施對(duì)土壤速效養(yǎng)分的影響

從表4看出，與原土相比，芹菜收獲后土壤中硝態(tài)氮、有效磷和速效鉀含量均有不同程度的提高，處于較高水平，尤其是有效磷含量，增量最大，處于非常高水平。不同施肥處理硝態(tài)氮含量以化肥減施35%（GH）處理最高，為37.49 mg/kg，化肥減施10%（DH）處理最少，為31.92 mg/kg；土壤有效磷含量以GH處理最高，為278.07 mg/kg，CK處理最低，為238.84 mg/kg，硝態(tài)氮和有效磷含量在各處理之間差異不顯著；土壤中速效鉀含量處于中等水平，不同施肥處理速效鉀含量由高到低排列順序是CK＞DH＞ZH＝GH，CK處理顯著高于ZH和GH處理，ZH和GH處理之間差異不顯著。說明在供試小區(qū)土壤肥力條件下，應(yīng)減少氮肥和磷肥使用量，尤其是減少磷肥施用量，甚至可以不施磷肥，但應(yīng)適當(dāng)增加鉀肥投入量。

表4 不同處理土壤有效養(yǎng)分含量的差異 mg/kg

處理硝態(tài)氮△硝態(tài)氮有效磷△有效磷速效鉀△速效鉀 CK35.93aA6.73238.34aA31.49167.93aA17.48 DH31.92aA2.72265.29aA48.44163.17abA12.72 ZH37.00aA7.80254.56aA37.71161.78bA11.33 GH37.49aA8.29278.07aA62.00161.78bA11.33

2.1.3 化肥減施對(duì)土壤容重、pH及EC的影響

與原土相比，芹菜收獲后不同施肥處理土壤容重和pH變化很小（表5），基本上都略有下降；不同施肥處理土壤容重為1.14～1.18 g/cm3，pH為8.24～8.42；與原土相比，芹菜收獲后，CK處理的土壤EC值增加了36.39 μs/cm，其余處理均有所下降；EC值隨化肥用量的減少逐漸降低，其中，CK處理的土壤EC值顯著高于GH處理，DH和ZH處理之間差異不顯著，說明高量施用化肥會(huì)增加土壤鹽分含量。

表5 不同施肥處理土壤容重、pH和EC的差異

處理容重△容重pH△pHEC△EC g?cm-3g?cm-3μs?cm-1μs?cm-1 CK1.15abA-0.098.39aA-0.01210.60aA36.39 DH1.14bA-0.108.24bA-0.16171.32abA-2.35 ZH1.18aA-0.068.42aA 0.02163.28abA-10.39 GH1.15abA-0.098.36aA-0.04158.93bA-14.74

2.2 化肥減施對(duì)芹菜生長(zhǎng)的影響

2.2.1 化肥減施對(duì)芹菜株高的影響

從圖1可以看出，2018年3月13日測(cè)定結(jié)果均為化肥用量減少35%處理（GH）芹菜株高最高，其次是化肥用量減少10%處理（DH），再次是化肥不減量處理（CK），化肥減少25%處理（ZH）株高最矮。但當(dāng)芹菜生長(zhǎng)至4月7日，DH和CK處理株高最高，其次是GH處理，ZH處理芹菜株高最矮。但兩次測(cè)定結(jié)果均表現(xiàn)為不同施肥處理之間差異不顯著，說明傳統(tǒng)施用高濃度化肥沒有顯著增加芹菜株高。

圖1 不同施肥處理芹菜的株高

2.2.2 化肥減施對(duì)芹菜生理指標(biāo)的影響

從圖2、圖3可以看出，不同施肥處理芹菜葉片葉綠素含量高低排列順序是ZH＞DH＞CK＞GH，且各施肥處理之間差異不顯著。兩次測(cè)定的葉片含氮量表現(xiàn)相同，不同施肥處理葉片含氮量高低排列順序是DH＞ZH＞CK＞GH，且各處理之間差異不顯著。說明傳統(tǒng)施用高氮高磷化肥并沒有促進(jìn)芹菜葉片氮素的積累和葉綠素的形成。

圖2 不同施肥處理芹菜葉片葉綠素含量

圖3 不同施肥處理芹菜葉片氮含量

2.2.3 化肥減施對(duì)芹菜產(chǎn)量的影響

從表6看出，化肥減施對(duì)芹菜產(chǎn)量并未產(chǎn)生影響，不同施肥處理芹菜產(chǎn)量高低排序?yàn)椋篫H＞GH＞DH＝CK，以化肥減施25%（ZH）處理最高，且不同施肥處理間芹菜產(chǎn)量差異不顯著。因此，現(xiàn)有肥力及增施有機(jī)肥基礎(chǔ)上，減少化肥用量不會(huì)影響芹菜產(chǎn)量。

表6 不同施肥處理芹菜產(chǎn)量的差異

處理小區(qū)產(chǎn)量產(chǎn)量5%顯著水平1%極顯著水平 kg?38m-2kg?666.7m-2 CK246.674 327.70aA DH246.674 327.70aA ZH473.334 795.56aA GH263.334 620.11aA

3 討論與結(jié)論

一直以來，受傳統(tǒng)施肥習(xí)慣的影響，我國(guó)農(nóng)民在施肥方式上陷入“超量施肥必然帶來超量回報(bào)”的施肥誤區(qū)[11]，過量和不合理施用化肥成為目前中國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染最主要的原因之一[12]。因此，在保證作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，減少化肥施用量是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)[13]。

本試驗(yàn)中日光溫室土壤有機(jī)質(zhì)含量處于中等水平，全氮、硝態(tài)氮、全磷含量較高，有效磷含量極其豐富，土壤全鉀含量不高，但有效鉀含量較高。在此養(yǎng)分水平及增施有機(jī)肥情況下，與傳統(tǒng)施100%化肥相比，化肥減施35%對(duì)土壤全量養(yǎng)分影響不大，芹菜收獲后不同處理土壤中硝態(tài)氮、有效磷含量仍處于較高水平，但化肥減施25%和減施35%處理土壤速效鉀含量顯著低于化肥不減量處理；化肥減施對(duì)土壤容重和pH影響不大，但高量化肥可顯著增加土壤的鹽分含量；化肥減量施用對(duì)芹菜株高、葉綠素含量和葉片氮素的積累沒有影響，也未顯著減少芹菜的產(chǎn)量。建議在補(bǔ)充有機(jī)肥的基礎(chǔ)上，減少氮肥施用，大量減施或不施磷肥，適量增加鉀肥的投入，并根據(jù)蔬菜種類合理施肥。

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Effects of chemical fertilizer reduction on growth and soil properties of celery in sunlight greenhouse

YUE Lu1, TIAN Xiu-ping1,Corresponding Author, TAN Ying-ai1, DONG Jia-xi1, FANG En-han1, ZHANG Qing1, ZHAO Qiu2

（1. College of Agronomy and Resources Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Institute of Agriculture Resources and Environment, Tianjin 300192, China）

In order to investigate the effects of chemical fertilizer reduction on the growth and soil properties of celery in greenhouse, the application of 100% chemical fertilizer, 10% chemical fertilizer reduction, 25% chemical fertilizer reduction and 35% chemical fertilizer reduction treatments were studied on the basis of organic fertilizer application. Changes in growth physiology and soil nutrients of celery in daylight greenhouses were studied. The test results showed that, in the case of applying organic fertilizer, compared with traditional fertilization, the reduction of chemical fertilizer to 35% had little effect on the total nutrient of the soil, and the difference between the treatments of total nitrogen, total phosphorus, total potassium and organic matter was not significant; soil nitrate nitrogen and available phosphorus were still at a high level after different fertilization treatments; in the fertilizer reduction of 25% and 35%treatments soil available potassium was significantly lower than that of 100% chemical fertilizer treatment; the effect of fertilizer reduction on soil bulk density and pH was not significant; large and high-quantity fertilizer significantly increased soil EC values; celery plant height, leaf nitrogen, chlorophyll content and yield between 100% chemical fertilizer application and chemical fertilizer reduction application were not significantly different.

reduction of chemical fertilizer; celery; growth; soil properties

1008-5394（2019）04-0001-04

10.19640/j.cnki.jtau.2019.04.001

S14

A

2019-04-09

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018YFD0800405）

岳露（1993-），女，碩士在讀，從事作物生長(zhǎng)環(huán)境方向的研究。E-mail: 894177990@qq.com。

田秀平（1965-），女，教授，博士，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的教學(xué)與研究工作。E-mail: tian5918@sohu.com。

責(zé)任編輯：宗淑萍