生物有機(jī)肥替代化肥對作物產(chǎn)量品質(zhì)的影響分析

宋銀桂

摘 要：生物有機(jī)肥替代化肥是我國深入開展化肥零增長行動，加快發(fā)展綠色、環(huán)保農(nóng)業(yè)的必然舉措。研究生物有機(jī)肥的適宜替代率是當(dāng)下首要考慮的問題。據(jù)此，本文通過以“番茄1304”為研究對象，施放不同比例的有機(jī)肥料替代化學(xué)肥料進(jìn)行分組試驗(yàn)，采用觀察、記錄、分析等手段，研究其對產(chǎn)量、質(zhì)量、土壤相關(guān)性和生物特性等方面的影響，從而提供理論依據(jù)并為農(nóng)作物合理施肥提供可參考文獻(xiàn)和技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：有機(jī)肥替代化肥;產(chǎn)量;品質(zhì);土壤養(yǎng)分;生物學(xué)特性

中圖分類號：S-3 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200330011

近年來，許多學(xué)者、科研機(jī)構(gòu)、農(nóng)業(yè)工作者等在土壤的肥力、谷物收獲量產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量等方面不斷地進(jìn)行深入研究，也取得了不少成就。尤其是在執(zhí)行對生物有機(jī)肥料代替化學(xué)肥料的作用的廣泛應(yīng)用和詳細(xì)研究。肥料的應(yīng)用是保證谷物收獲量的重要舉措，并且在莊稼成長過程中十分重要，一直以來化肥的使用量都被誤認(rèn)為是增產(chǎn)法碼，然而事實(shí)并非如此。濫用不但會得不到增產(chǎn)，反而會給食用者帶來危害，以及周圍的生態(tài)環(huán)境帶來破壞性影響。所以需要進(jìn)一步研究生物有機(jī)肥替代化肥，通過定位試驗(yàn)，一定的生物有機(jī)肥替代量的應(yīng)用不但不會減少農(nóng)作物的收獲量和質(zhì)量，而且能夠改進(jìn)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量、土壤養(yǎng)分和生物學(xué)特性等。

1 研究目的和意義

肥料在促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、改進(jìn)谷物收獲量和質(zhì)量中十分重要，但不科學(xué)地應(yīng)用肥料的問題也成為了越來越明顯的跡象，造成生產(chǎn)成本的上升，耕種的土地板結(jié)、土壤酸化等問題，而且導(dǎo)致環(huán)境污染。濫用化學(xué)肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已成為習(xí)慣，對有機(jī)肥料和生物有機(jī)肥等其它肥料不重視等，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本費(fèi)用不斷上升，生態(tài)效率低等問題暴露，從而減弱農(nóng)業(yè)競爭性。2015年，我國農(nóng)業(yè)部提出了化肥零增長行動，并在《到2020年化肥使用量零增長行動方案》中提出了“精、調(diào)、改、替”4條技術(shù)路徑，其中的“替”就是生物有機(jī)肥替代化肥。具體是指通過合理利用有機(jī)養(yǎng)分資源，用生物有機(jī)肥替代部分化肥，實(shí)現(xiàn)有機(jī)無機(jī)相結(jié)合，提升耕地基礎(chǔ)地力[2]。2017年初農(nóng)業(yè)部又制定了《開展果菜茶生物有機(jī)肥替代化肥行動方案》，深入開展化肥使用量零增長行動，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展[1]。

有機(jī)無機(jī)肥料的種植占比一直作為指導(dǎo)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)方針。研究表明，1980—2019年，我國生物有機(jī)肥施用比例從總施肥的80%下降到10%，化肥長期單一或過度施用將導(dǎo)致SOM含量降低，土地質(zhì)量降低，土壤生物特性越來越不穩(wěn)定。所以，合理利用生物有機(jī)肥料資源，提高農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的利用率，對提高農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的利用率和如何優(yōu)質(zhì)高效種植農(nóng)作物具有重要意義[2]。

針對減少化學(xué)肥料使用數(shù)量，增加生物有機(jī)肥的施用，是提高農(nóng)業(yè)作物品質(zhì)的重要措施。然而，生物有機(jī)肥和無機(jī)肥的比例理論基礎(chǔ)不多，僅是有限的參考文獻(xiàn)，所以研究生物有機(jī)肥施放占比已成為當(dāng)下農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要科技問題。為了提高肥料利用率，達(dá)到減重效率的目的，減少化肥投入過多造成的地表污染等問題，建議對生物有機(jī)肥進(jìn)行施肥試驗(yàn)。本試驗(yàn)旨在研究生物有機(jī)肥部分替代化肥后，對番茄產(chǎn)量的影響，初步探索生物有機(jī)肥替代化肥下的番茄種植，最合適施用的生物有機(jī)肥占比，為下一步生物有機(jī)肥替代化肥種植番茄提供初步理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)安排在合德鎮(zhèn)鳳凰園區(qū)鹽城中農(nóng)國業(yè)農(nóng)業(yè)科技股份有限公司7號蔬菜大棚內(nèi)，田塊平整，肥力均勻，本試驗(yàn)從2018年12月底—2019年7月[3]。

2.2 供試作物

番茄，品種為1304。

2.3 供試肥料

市售化肥，商品生物有機(jī)肥由縣耕地質(zhì)量保護(hù)站提供。

2.4 試驗(yàn)設(shè)計

生物有機(jī)肥做基肥全層撒施，翻耕入土，追肥使用（20-20-20）水溶肥。生物有機(jī)肥中氮磷鉀總養(yǎng)分含量按5%計。肥料折純見表1。

2.5 小區(qū)劃分

每個小區(qū)面積24m2，每4個不同的處理為1組，進(jìn)行3個重復(fù)。每個處理種植2行，行距在50cm左右，株距40cm左右，每行種植20顆左右，同一處理中的2行由同一根輸液管道進(jìn)行肥料釋放，保證處理施肥的準(zhǔn)確性[4] 。

2.6 試驗(yàn)記載

2.6.1 追肥時間

第1次追肥在4月20日;第2次追肥在4月30日;第3次追肥在5月15日;第4次追肥在5月30日;第5次追肥在6月15日。

2.6.2 定植時間

2019年3月12日定植，株距40cm，行距50cm，每個處理2壟，每壟種植2行，每行20～21株[5]。

3 結(jié)果分析

3.1 果重、含糖量

通過對4組：不施肥、100%化肥、30%代替、60%代替的番茄作物，每組8株進(jìn)行培植，并作詳細(xì)的2次果重、含糖量記錄統(tǒng)籌分析。不施肥組，掛果上限8個，平均果重249.73g，縱徑5.490～7.424cm，橫徑7.160～9.986cm，縱橫比總平均值0.789，含糖量總平均值3.6。100%化肥組，掛果上限8個，平均果重270.40g，縱徑5.520～7.770cm，橫徑6.982～9.860cm，縱橫比總平均值0.796，含糖量總平均值4.3。30%替代組，掛果上限8個，平均果重243.23g，縱徑5.280～6.930cm，橫徑7.150～9.352cm，縱橫比總平均值0.785，含糖量總平均值4.3。60%替代組，掛果上限9個，平均果重236.35g，縱徑5.500～7.240cm，橫徑7.158～8.670cm，縱橫比總平均值0.799，含糖量總平均值4.5。所有數(shù)值類比后表明，60%替代的果形、果重和含糖量是最高的，不施肥區(qū)最低。結(jié)果表明生物有機(jī)肥料替代化學(xué)肥料的可行性，在沒有明顯收獲差異產(chǎn)生下，選用生物有機(jī)肥料以一定的配比替代常規(guī)化學(xué)肥料，能大大減少種植的成本。可以看出，生物有機(jī)肥料替代化學(xué)肥料在改善農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益方面有不可忽視作用。

3.2 土壤相關(guān)性分析

綜合分析土壤養(yǎng)分之間的相關(guān)性，土壤微生物數(shù)量、微生物生物量和土壤酶活性的發(fā)現(xiàn)，SOM與AK、MBC、MBN、ACT、NAG及PER活性呈顯著或極著正相關(guān)關(guān)系，與AN呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;AP與PPO和AKP呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;AK與MBC、MBN、BAC、PER存在極顯著相關(guān)關(guān)系;MBC、MBN與ACT、NAG、PER之間存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系;NAG、PER、PPO、AKP、pG之間也有顯著的正相關(guān)關(guān)系。經(jīng)過深入的研究得知，土層中的養(yǎng)分存量、微生物的數(shù)量、土壤微生物生物量和土壤酶活性相互促進(jìn)和協(xié)調(diào)，致使土層不斷地進(jìn)行生化。生物有機(jī)肥料替代化學(xué)肥料的應(yīng)用提高了土壤養(yǎng)分的含量，為微生物的分解提供了能量和基質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)了土壤酶活性的提高，從而提供了良好的土壤酶活性。環(huán)境為土壤微生物的繁殖和生長提供了條件，為有機(jī)物的礦化和分解以及腐殖質(zhì)的形成提供了條件，從而為農(nóng)作物的土層生態(tài)系統(tǒng)提供了不可或缺的發(fā)展基礎(chǔ)[6]。

3.3 生物學(xué)特性分析

通過觀察MB、MBN表征土壤碳庫和氮庫。在這個實(shí)驗(yàn)中，單化學(xué)肥料處理MBC、MBN處于最低水平，因?yàn)殚L期單施肥一方面使土壤C/N比降低，加速了土壤中原有機(jī)碳的分解，使有機(jī)碳的總積累率降低了30%;而觀察發(fā)現(xiàn)以生物有機(jī)肥60%替代化肥時，MBC、MBN有顯著改善，其中替代率60%時，MBC增加最多，達(dá)到209.88%，替代率30%時，MBN增加幅度最大，達(dá)到56.49%;試驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)肥替代肥料施用土壤生物質(zhì)碳氮和微生物量有明顯提高[7]。

4 試驗(yàn)結(jié)論

4.1 促進(jìn)番茄生長

番茄使用生物有機(jī)肥替代化肥后，增加了土壤養(yǎng)分含量，滿足了番茄對養(yǎng)分的需求，生物有機(jī)肥替代化肥越高，番茄果重和果形數(shù)據(jù)越高，長勢較好。

4.2 改善品質(zhì)

番茄使用生物有機(jī)肥替代化肥后，口感好，商品性好，番茄品質(zhì)得到改善。

4.3 可適當(dāng)減少化肥用量，繼續(xù)試驗(yàn)

番茄使用生物有機(jī)肥替代60%化肥后，減少化肥使用量而不減產(chǎn)，施用生物有機(jī)肥可在適量的范圍內(nèi)替代化肥用量，建議繼續(xù)增加小區(qū)試驗(yàn)，增加替代量，驗(yàn)證是否替代量越高，產(chǎn)量和糖分越高。

5 結(jié)束語

化肥的使用一直以來為農(nóng)業(yè)創(chuàng)造了很高的社會聲譽(yù)，但其提供的產(chǎn)品質(zhì)量并不一定是最好的，而且如何因材施放，已成為學(xué)術(shù)屆研究的重點(diǎn)話題?；瘜W(xué)肥料在過度使用后會導(dǎo)致廣泛的地表土層污染，并且致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量衰落，當(dāng)合理使用生物有機(jī)肥料時，可改進(jìn)谷物等農(nóng)產(chǎn)品的收獲量和果品質(zhì)量，且有效、平穩(wěn)地改進(jìn)土壤的肥力，保障收獲。所以，有必要執(zhí)行生物有機(jī)肥料代替化學(xué)肥料的監(jiān)視和測試。

進(jìn)行番茄生物有機(jī)肥替代化肥試驗(yàn)表明，生物有機(jī)肥替代化肥在改善果實(shí)品質(zhì)的同時，并沒有過多影響產(chǎn)量，反而更加有效促進(jìn)果樹成長，改進(jìn)土壤微生物的數(shù)量，添增了微生物生物含量，并且土壤酶活性更強(qiáng)，是一項(xiàng)重要培肥土壤改方法，從而有效提升農(nóng)業(yè)作的增產(chǎn)和果品質(zhì)量等。試驗(yàn)表明，利用生物有機(jī)肥料按比例替換化學(xué)肥料量的60%，能夠起到穩(wěn)產(chǎn)能，增果品，改善土壤，減低成本的作用。所以，選擇生物有機(jī)肥和合理地應(yīng)用配施在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中特別重要。

針對生物有機(jī)化肥的參配量，并不是占比越高就越好，而需要區(qū)分不同的作物、土壤類型和土壤的生物強(qiáng)度等，進(jìn)行最佳的比例來對化學(xué)機(jī)肥料進(jìn)行替代。長期應(yīng)用生物有機(jī)肥料，進(jìn)一步改善土壤肥力、所占比例，合適的生物有機(jī)肥料的更換可能會發(fā)生效益變化，這有待更進(jìn)一步研究和觀察。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 李媛媛）