氮磷鉀肥用量對(duì)矮生菜豆86-1產(chǎn)量的影響

王冬群，成美玲，王立，王明湖

(1.慈溪市農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)中心，浙江 慈溪 315300； 2.慈溪市周巷鎮(zhèn)人民政府，浙江 慈溪 315324;3.寧波市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 寧波 315012)

慈溪市地處杭州灣南岸，春菜豆常年種植面積0.1萬(wàn)hm2左右。菜豆生長(zhǎng)周期短，2個(gè)多月就可上市，種植簡(jiǎn)單，可多次收獲。同時(shí)菜豆可鮮食、可加工，營(yíng)養(yǎng)豐富，是重要的出口創(chuàng)匯蔬菜品種。當(dāng)?shù)胤N植戶(hù)在蔬菜種植過(guò)程中習(xí)慣使用45%復(fù)合肥(N 15%、P2O515%、K2O 15%)，以致形成了土壤中有效磷和速效鉀含量較高，全氮含量相對(duì)較低的地力特點(diǎn)。

為了解在土壤中全氮含量相對(duì)較低、有效磷和速效鉀含量較高情況下的氮磷鉀肥施用量對(duì)菜豆產(chǎn)量的影響，我們通過(guò)缺素試驗(yàn)和不同施肥量試驗(yàn)，研究氮、磷、鉀施肥量大小對(duì)菜豆產(chǎn)量的影響，為當(dāng)?shù)夭硕够蕼p量增效和化肥定額制提供可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2019年4月在慈溪市坎墩街道玉蘭果蔬農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。土壤為潮土類(lèi)、灰潮土亞類(lèi)、淡涂泥土屬、夜陰土土種[1]。0～20 cm土壤的pH 8.04，全氮1.30 g·kg-1，水解性氮108 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)16.6 g·kg-1，有效磷78.2 mg·kg-1，速效鉀為26 mg·kg-1，水溶性鹽分0.650 g·kg-1。

試驗(yàn)用的氮肥為河南心連心化肥有限公司產(chǎn)的尿素(N 46.4%)，磷肥為寧波市甬豐農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料股份有限公司產(chǎn)的高濃度磷肥(P2O540%)，鉀肥為武漢華盛豐農(nóng)生態(tài)工程有限公司產(chǎn)的硫酸鉀(K2O 52%)。菜豆品種為矮生菜豆86-1(杭州科豐種子有限公司供種)，露地種植，前茬為青菜。播種、施肥一天完成，不追施。采用穴施法，每四穴菜豆中間施一穴肥料。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分缺素試驗(yàn)和不同施肥量試驗(yàn)2組進(jìn)行。

缺素試驗(yàn)設(shè)缺氮(N0PK)，缺鉀(NPK0)，缺磷(NP0K)和全肥(NPK)4個(gè)處理，N，P，K的施肥量分別為N 63 kg·hm-2、P2O545 kg·hm-2、K2O 54 kg·hm-2。不同施肥量試驗(yàn)設(shè)N0P0K0(不施肥對(duì)照)，N1P1K1，N2P2K2，N3P3K3，N4P4K4等5個(gè)處理，5個(gè)處理N、P2O5、K2O 的施用量均分別為 0，22.5，45，67.5，90 kg·hm-2。2個(gè)試驗(yàn)均小區(qū)面積20 m2，重復(fù)3次。小區(qū)間用30 cm寬、25 cm深的溝隔離。每個(gè)小區(qū)種160穴菜豆，每穴3株。試驗(yàn)在自然降水條件下進(jìn)行，無(wú)補(bǔ)充灌溉。各處理所用肥料在實(shí)驗(yàn)室采用精度為0.01 g電子天平稱(chēng)量。

1.3 樣品采集與測(cè)定

菜豆在成熟期分2次采收。第2次采收時(shí)，同時(shí)采收菜豆秸桿，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每個(gè)小區(qū)的全部菜豆和秸桿稱(chēng)重、記錄。豆莢、秸桿樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后，切碎、混勻分別稱(chēng)取豆莢、秸桿各300 g，先用105 ℃殺青30 min，再用60 ℃烘干至恒重。干樣磨細(xì)后用硫酸-過(guò)氧化氫消煮，然后分別以擴(kuò)散法測(cè)定氮含量，紫外分光光度法測(cè)定磷含量，火焰光度計(jì)法測(cè)定鉀含量。調(diào)查肥料和菜豆收購(gòu)價(jià)格，計(jì)算肥料投入成本及獲得的經(jīng)濟(jì)效益。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 缺素試驗(yàn)

表1表明，無(wú)論是菜豆豆莢產(chǎn)量還是秸桿產(chǎn)量都是缺磷處理最大；其次是缺鉀和全肥處理，三者秸桿產(chǎn)量非常接近，但豆莢產(chǎn)量缺鉀處理要大于全肥組；缺氮處理的豆莢和秸桿產(chǎn)量都要明顯小于其他處理。由此可見(jiàn)，氮元素對(duì)露地菜豆豆莢或秸桿產(chǎn)量的影響都非常大，缺氮會(huì)使菜豆明顯減產(chǎn)；其次在土壤中有效磷、速效鉀含量較高的情況下再施磷肥或鉀肥對(duì)菜豆產(chǎn)量的提高沒(méi)有益處。

表1 露地菜豆缺素試驗(yàn)豆莢和秸桿的產(chǎn)量表現(xiàn)

從前后2次收獲的豆莢產(chǎn)量比較來(lái)看，除缺氮處理外，各處理第2次收獲的豆莢產(chǎn)量都要明顯小于第1次；缺氮處理則第2次高于其他處理，這可能是由于缺氮造成菜豆結(jié)莢時(shí)間延后。從全肥和缺氮處理產(chǎn)量的比較，推斷在缺氮的土壤中通過(guò)施氮肥可增加第1次收獲的產(chǎn)量。

2.2 施肥量試驗(yàn)

表2表明，無(wú)論是豆莢產(chǎn)量還是秸桿產(chǎn)量都表現(xiàn)為隨著施肥量增加而增加的趨勢(shì)，但從N2P2K2到N4P4K4增加幅度逐漸減緩。豆莢產(chǎn)量，第1次收獲N3P3K3處理最高，N2P2K2處理次之，N1P1K1、N4P4K4處理產(chǎn)量較低，且兩者接近，不施肥對(duì)照的產(chǎn)量明顯比其他處理低；但也不是施肥越多產(chǎn)量就越高。第2次收獲，N4P4K4處理產(chǎn)量最高，不施肥對(duì)照、N1P1K1明顯比其他處理低，N2P2K2、N3P3K3處理比較高。可見(jiàn)前期施肥量大，第2次收獲的產(chǎn)量就高；到第2次收獲時(shí)，低水平的施肥量已滿(mǎn)足不了豆莢生長(zhǎng)的需要，如果要提高產(chǎn)量應(yīng)在后期追加肥料，滿(mǎn)足生長(zhǎng)需要。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，過(guò)量施用基肥，并不能提高菜豆第1次收獲的產(chǎn)量，但能提高第2次收獲的產(chǎn)量。

表2 露地菜豆不同施肥水平豆莢和秸桿的產(chǎn)量表現(xiàn)

2.3 施鉀肥的效果

對(duì)缺素試驗(yàn)和不同施肥量試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行比較，按全肥處理豆莢產(chǎn)量9.675 t·hm-2，與N2P2K2處理的9.805 t·hm-2產(chǎn)量非常接近，N2P2K2處理氮磷鉀肥施入量為135 kg·hm-2，明顯小于全肥處理的162 kg·hm-2。這2個(gè)處理磷肥用量相等，全肥處理在鉀肥、氮肥施入量上大于N2P2K2處理，可見(jiàn)對(duì)試驗(yàn)地塊而言，可能是全肥處理過(guò)多的鉀肥施入量抑制了菜豆豆莢產(chǎn)量的提高。

2.4 土壤養(yǎng)分平衡情況

表3表明，土壤氮素(N)，除NP0K、NPK、N3P3K3、N4P4K4處理外，其余各處理都出現(xiàn)了不同程度的虧缺；土壤磷素(P2O5)，除NP0K、N0P0K02個(gè)沒(méi)有施磷肥的處理出現(xiàn)虧缺外，其余各個(gè)處理都出現(xiàn)了盈余；土壤鉀素(K2O)，除NPK0、N0P0K0、N1P1K1沒(méi)有施磷肥或施肥水平較低的3個(gè)處理，其余各處理都出現(xiàn)了不同程度的盈余?？梢?jiàn)試驗(yàn)中磷肥、鉀肥的施入量過(guò)多，菜豆吸收后土壤中有積累。根據(jù)魯如坤等[2]的研究，當(dāng)作物增產(chǎn)率為10%以上時(shí)，因磷肥利用率低，對(duì)當(dāng)季作物來(lái)說(shuō)需要保持足夠的磷濃度，磷平衡應(yīng)有適當(dāng)盈余。從各處理看，菜豆目標(biāo)產(chǎn)量在10 t·hm-2時(shí)，N、P2O5、K2O施入量分別為67.5～90.0、26.0～45.0、45.0～67.5 kg·hm-2，就可保持當(dāng)季土壤中養(yǎng)分平衡。

表3 種植菜豆對(duì)土壤氮磷鉀養(yǎng)分的影響

2.5 菜豆氮磷鉀吸收量比例

設(shè)菜豆P2O5的吸收量為1.00，計(jì)算2個(gè)試驗(yàn)各處理N、P2O5、K2O吸收量的比例關(guān)系，N0PK、NPK0、NP0K、NPK、N0P0K0、N1P1K1、N2P2K2、N3P3K3、N4P4K4處理分別為：2.65∶1∶1.89、2.72∶1∶1.90、2.52∶1∶1.97、2.44∶1∶2.16、2.57∶1∶1.74、2.68∶1∶1.87、2.48∶1∶1.67、2.28∶1∶1.70、2.80∶1∶2.09，范圍為2.28～2.80∶1∶1.67～2.16，平均值為2.57∶1∶1.89。各處理并沒(méi)有因?yàn)镹、P2O5、K2O施入量不同而吸收量比例出現(xiàn)明顯變化，三者保持了一個(gè)基本穩(wěn)定的比例關(guān)系。這個(gè)特點(diǎn)為設(shè)計(jì)菜豆肥料配比提供了重要依據(jù)。

2.6 經(jīng)濟(jì)效益

按2019年6月價(jià)格，尿素2.40元·kg-1，重過(guò)磷酸鈣2.95元·kg-1，硫酸鉀5.00元/·kg-1，菜豆4元·kg-1計(jì)算，產(chǎn)值與肥料成本的比值列于表4。產(chǎn)值與成本之比，除不施肥對(duì)照外，其余4個(gè)處理為21.08～66.34倍，肥料用得越多，增加的倍數(shù)就越小。由于肥料成本在產(chǎn)值中的占比不到5%，主要的成本為種植采收等人工成本，可預(yù)見(jiàn)種植戶(hù)有過(guò)量使用化肥，提高經(jīng)濟(jì)效益的內(nèi)在動(dòng)力。

表4 菜豆不同施肥量處理的經(jīng)濟(jì)效益

3 小結(jié)與討論

通過(guò)缺素試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在土壤中全氮含量相對(duì)較低、有效磷和速效鉀含量較高的情況下，再施磷肥或鉀肥都不利于菜豆產(chǎn)量的提高。同時(shí)發(fā)現(xiàn)氮含量不能滿(mǎn)足菜豆生長(zhǎng)需要對(duì)豆莢和秸桿產(chǎn)量影響都很大，會(huì)造成嚴(yán)重減產(chǎn)。磷、鉀肥相對(duì)氮肥而言，植物吸收量少，如果在蔬菜種植過(guò)程中長(zhǎng)期施用三要素含量均為15%的復(fù)合肥，會(huì)出現(xiàn)土壤中磷鉀含量偏高、氮含量偏低的現(xiàn)象。王明祖等[3]發(fā)現(xiàn)，高鉀處理產(chǎn)量有所下降，認(rèn)為在菜豆生產(chǎn)過(guò)程中鉀肥施用量要適宜，并非越多越好[3]。周藝敏等[4]結(jié)果，鉀肥過(guò)量供應(yīng)會(huì)破壞植株體內(nèi)離子間的平衡。過(guò)量使用磷肥和鉀肥一方面浪費(fèi)資源，另一方面污染土地。建議對(duì)該類(lèi)地塊前期少施磷、鉀肥，或僅施足夠多的氮肥。

通過(guò)不同施肥量試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是豆莢還是秸桿產(chǎn)量都出現(xiàn)了隨著施肥量增加而增加的趨勢(shì)，但增幅逐漸下降。從各處理養(yǎng)分平衡情況來(lái)看，發(fā)現(xiàn)各施肥水平處理都存在磷素鉀素盈余較多的現(xiàn)象。菜豆N、P2O5、K2O三者吸收量的比例為：2.28～2.80∶1∶1.67～2.16，平均值為2.57∶1∶1.89，制定菜豆配方肥時(shí)，可適當(dāng)減少磷肥鉀肥配比。菜豆目標(biāo)產(chǎn)量在10 t·hm-2， 施入N、P2O5、K2O分別為67.5～90.0、26.0～45.0、45.0～67.5 kg·hm-2，就可保持當(dāng)季土壤中養(yǎng)分平衡。

通過(guò)經(jīng)濟(jì)效益比較分析發(fā)現(xiàn)，肥料在菜豆生產(chǎn)中所占的成本很小。種植戶(hù)在不知道地塊肥力和作物肥料利用特點(diǎn)的情況下，普遍選擇了氮磷鉀養(yǎng)分含量相等的復(fù)合肥或摻混肥而過(guò)量施肥。因此，了解不同作物肥料利用情況，根據(jù)土壤中氮磷鉀含量，開(kāi)展配方施肥、合理施肥，對(duì)于化肥減量增效、化肥定額制、保護(hù)土壤環(huán)境都非常有必要。