山東省設施蔬菜施肥現狀調查研究

江麗華 李妮 徐鈺 石璟 楊巖 王梅 陳永智 張立聯(lián) 郭洪軍 宋東濤 張洪啟 姜新 劉延生

摘要：為明確設施蔬菜施肥現狀、存在主要問題和科學指導農民施肥，對山東省2016—2017年度6個縣（市、區(qū)）的設施蔬菜（番茄、黃瓜、茄子和芹菜）產量及施肥情況進行調查分析。結果顯示，設施蔬菜中，茄子和芹菜的產量水平變異較小，變異系數在7.18%～27.63%;番茄和黃瓜的產量水平變異較大，變異系數在33.84%～65.15%。施肥方面，黃瓜上N、P2O5、K2O養(yǎng)分投入量差異最大，投入量最大值分別是最小值的7.95、8.54、8.77倍;番茄、黃瓜和茄子的N、P2O5、K2O投入量分別是需求量的1.47～2.68、3.93～7.50、1.09～1.51倍;芹菜的N、P2O5養(yǎng)分投入量分別超出需求量32.0%和79.0%，而K2O投入量僅為需求量的48.69%。設施蔬菜總施肥量、有機肥、基施化肥、追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例分別為1∶ 0.84∶ 1.02、1∶ 0.84∶ 0.80、1∶ 0.99∶ 1.05、1∶ 0.77∶ 1.25，其中P2O5投入量占比過高，有機肥中K2O投入量占比不足。N、P2O5、K2O三種主要養(yǎng)分投入量中有機肥占比平均分別為43.96%、43.72%、36.99%，N和P2O5的投入量中有機肥占比較合理，K2O占比較低。不同蔬菜主要養(yǎng)分投入量中來源于有機肥的養(yǎng)分所占比例黃瓜較合理，茄子較高，番茄和芹菜偏低。建議農戶今后減少氮肥和磷肥的投入，增加鉀肥和有機肥的施用;肥料類型上選擇低磷高鉀的品種。

關鍵詞：設施蔬菜;施肥;調查;山東

中圖分類號：S14-31 ?文獻標識號：A ?文章編號：1001-4942（2020）02-0090-07

Abstract In order to determine the current status and main problems of facility vegetable fertilization so as to guide farmers to apply fertilizer scientifically， an investigation on the yield and fertilization of facility vegetables （tomato， cucumber， eggplant and celery） was carried out in six districts and counties in Shandong Province from 2016 to 2017. The results showed that the yield level of eggplant and celery varied slightly with the coefficients of variation between 7.18% and 27.63%， while that of tomato and cucumber varied more greatly with the coefficients of variation between 33.84% and 65.15%. In terms of fertilization， the differences between N， P2O5 and K2O inputs in cucumber was the largest， and the maximum values were 7.95， 8.54 and 8.77 times of the minimum values respectively. The input amount of N， P2O5 and K2O in tomato， cucumber and eggplant was 1.47～2.68， 3.93～7.50 and 1.09～1.51 times of the demand amount respectively. The N and P2O5 input of celery exceeded the demand by 32.00% and 79.00% respectively， while that of K2O was only 48.69%. The ratio of N∶ P2O5∶ K2O in the application amount of total fertilization， organic fertilizer， basal chemical fertilizer and top-dressing chemical fertilizer of facility vegetables was 1∶ 0.84∶ 1.02， 1∶ 0.84∶ 0.80， 1∶ 0.99∶ 1.05 and 1∶ 0.77∶ 1.25 respectively. The proportion of P2O5 input was too high， while that of K2O from organic fertilizer was insufficient. The average proportion of organic fertilizer in N， P2O5 and K2O inputs was 43.96%， 43.72% and 36.99% respectively. The proportion of organic fertilizer in N and P2O5 input was reasonable， while that in K2O was lower. Among N， P2O5 and K2O inputs of different vegetables， the proportion of organic fertilizer was reasonable in cucumber， higher in eggplant and lower in tomato and celery. The recommendations were presented in this paper that the input of N and P2O5 should be reduced， and the input of K2O and organic fertilizer should be increased; farmers should choose fertilizers with lower P2O5 and higher K2O.

Keywords Facility vegetable; Fertilization; Investigation; Shandong Province

受傳統(tǒng)種植習慣和飲食文化的影響，蔬菜在我國農業(yè)生產和居民膳食結構中占有重要地位[1]。傳統(tǒng)的蔬菜種植受氣候影響，存在品種單一、季節(jié)性與消費連續(xù)性相矛盾問題。隨著種植技術的發(fā)展，設施栽培成為我國蔬菜生產的重要方式[2，3]，通過調控設施內部的土壤環(huán)境和氣候環(huán)境，打破季節(jié)變化和氣溫變化對蔬菜生產的限制，創(chuàng)造出一種適宜蔬菜生長的小氣候，實現蔬菜的多茬種植、周年供應[4]。蔬菜生長期間需肥量大，但產值和效益遠大于其它作物，種植戶普遍認為施肥越多產量越高[5]。目前，蔬菜尤其是設施蔬菜種植上普遍存在的過量施肥（尤其是氮磷肥）和不合理施用，不僅對蔬菜生長造成一系列的負面影響，還導致養(yǎng)分流失、土壤和地下水環(huán)境的污染[1，3，6，7]。查明蔬菜化肥使用本底及施肥中存在的主要問題是蔬菜化肥科學施用的基礎[8]。黃紹文等[8]對2013—2015年我國主要菜區(qū)設施蔬菜養(yǎng)分投入量及設施栽培下主要蔬菜品種的肥料使用情況進行問卷式調查，結果顯示我國主要菜區(qū)設施蔬菜化肥養(yǎng)分（N+ P2O5+ K2O）用量平均1 354.5 kg/hm2，華北和華東地區(qū)用量顯著高于東北、華中和西南地區(qū)，設施黃瓜化肥養(yǎng)分用量>番茄>辣椒和茄子。另外，有關各個地區(qū)的蔬菜施肥調查也有許多報道，例如北京[9，10]、天津[11，12]、河北[11，13]、陜西[6，14，15]、山西[7]及山東省部分地區(qū)[2，3，16-19]。

山東是我國蔬菜生產和出口大省，是“世界三大菜園”之一，近10年來，種植面積穩(wěn)定在200萬公頃左右，約占全國的十分之一;設施蔬菜栽培面積保持在86.7萬公頃以上，約占全國的四分之一[5]。2014年調查顯示，山東省設施番茄化肥用量903.75 kg/hm2，位居全國第六位;設施黃瓜化肥用量1 458.6 kg/hm2，位居全國第二位[1]。為明確設施蔬菜施肥現狀及存在的主要問題，繼而科學地指導農民施肥，本研究對山東省2016—2017年度6個縣（市、區(qū)）的設施蔬菜（番茄、黃瓜、茄子和芹菜）產量及施肥情況進行調研，以期為設施蔬菜化肥減施提供依據，實現設施蔬菜生產的優(yōu)質、高產、高效，到2020年化肥零增長[1，11]。

1 材料與方法

1.1 調查區(qū)域

本次調查選擇具有一定種植規(guī)模和典型蔬菜種類的6個縣（市、區(qū)），包括聊城市莘縣、東阿縣和東昌府區(qū)，濰坊市壽光和安丘，濟南市濟陽區(qū)，作為本次設施蔬菜施肥現狀的調查地點。

1.2 調查方法

本次調查安排專門調查員現場填寫調查問卷，調查種植期為2016—2017年，調查內容包括種植蔬菜類型和品種、定植/拉秧時間、產量、施肥日期、施肥量、肥料品種和養(yǎng)分含量、施肥方式等。共計收到調查問卷236份，種植方式包括輪作和單作，去除樣本數較少的蔬菜品種，整理后得出4種主要蔬菜，樣本數共計151份。其中番茄54份（包括冬春茬、夏秋茬、越冬長茬）、黃瓜46份（包括春茬、秋冬茬和越冬長茬）、茄子34份（包括春茬和越冬長茬）、芹菜17份（秋茬）。

番茄冬春茬生育期為2016年12月至2017年6月，夏秋茬生育期為2016年6月至2016年11月，越冬長茬生育期為2016年10月至2017年6月;黃瓜春茬生育期為2016年2月至2016年6月，秋冬茬生育期為2016年8月至2017年2月，越冬長茬生育期為2016年9月至2017年6月;茄子春茬生育期為2016年2月至2016年6月，越冬長茬生育期為2016年8月至2017年6月;芹菜秋茬生育期為2016年8月至2016年12月。

1.3 數據分析

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 22.0軟件進行數據處理和統(tǒng)計分析。化肥養(yǎng)分含量參照農戶所用的包裝袋，畜禽糞便養(yǎng)分含量參照中國有機肥料養(yǎng)分數據集（表1），商品有機肥按N 2%、P2O5 2%、K2O 1%，畜禽糞便重量按400 kg/m3進行計算。蔬菜養(yǎng)分需求量參照表2。

2 結果與分析

2.1 設施蔬菜產量水平

本次調查的4種設施蔬菜產量水平如表3所示，相同品種、相同茬口設施蔬菜產量水平不同。番茄冬春茬、夏秋茬、越冬長茬產量最大值分別是最小值的4.00、3.14、7.50倍，變異系數在33.84%～63.75%，平均產量冬春茬最高，夏秋茬最低，冬春茬平均產量是夏秋茬的1.18倍。黃瓜春茬、秋冬茬、越冬長茬產量最大值分別是最小值的4.80、7.33、7.00倍，變異系數在41.53%～65.15%，平均產量春茬最高，秋冬茬最低，春茬平均產量是秋冬茬的1.70倍。茄子春茬和越冬長茬產量最大值分別是最小值的3.00倍和1.25倍，變異系數在7.18%～27.63%，越冬長茬平均產量是春茬的2.67倍。芹菜產量最大值是最小值的1.78倍，變異系數為22.51%，平均產量為84.44 t/hm2。

2.2 設施蔬菜主要養(yǎng)分投入

2.2.1 N投入 由表4可見，不同類型蔬菜氮投入量存在差異。番茄、黃瓜、茄子、芹菜的氮投入量最大值分別是最小值的3.56、7.95、3.96、4.33倍，黃瓜的氮投入量差異最大。4種蔬菜氮投入量平均值分別為478.50、870.58、1 387.49、301.00 kg/hm2，投入量分別是需求量的1.47、1.58、2.68、1.32倍。

相同種類不同茬口蔬菜，氮投入量也存在差異。不同茬口番茄氮投入量均超過需求量，分別超出需求量18.53%、48.87%、72.18%，最大投入量分別是最小投入量的4.12、2.60、4.11倍。不同茬口黃瓜氮投入量最大值分別是最小值的3.40、7.95、13.64倍，秋冬茬和越冬長茬氮投入量是需求量的1.84倍和2.11倍，而春茬投入量不足，僅占需求量的79.66%。茄子春茬和越冬長茬氮投入量均超過需求量，分別超出需求量2.05倍和1.30倍，最大投入量分別是最小投入量的4.89倍和3.53倍。芹菜秋茬氮投入量最大值是最小值的4.33倍，是理論需求量的1.32倍。

2.2.2 P2O5投入 不同類型蔬菜P2O5投入量差異較大（表5）。番茄、黃瓜、茄子、芹菜的P2O5投入量最大值分別是最小值的6.33、8.54、4.06、5.13倍，黃瓜的P2O5投入量差異最大，其次是番茄、芹菜、茄子。番茄、黃瓜、茄子、芹菜4種蔬菜P2O5投入量平均值分別為383.77、795.26、1 290.69、176.16 kg/hm2，投入量分別是需求量的3.93、4.14、7.50、1.79倍。

相同類型不同茬口蔬菜，P2O5投入量也存在差異。不同茬口番茄P2O5投入量均超過需求量，分別超出需求量2.33、2.81、3.65倍，最大投入量分別是最小投入量的6.34、6.47、6.23倍。不同茬口黃瓜P2O5投入量最大值分別是最小值的5.43、9.27、10.29倍，投入量分別超出需求量1.00、3.79、4.62倍。茄子春茬和越冬長茬P2O5投入量均超過需求量，分別超出需求量7.62倍和5.37倍，最大投入量分別是最小投入量的5.83倍和3.37倍。芹菜秋茬P2O5投入量最大值是最小值的5.13倍，是理論需求量的1.79倍。

2.2.3 K2O投入 由表6看出，番茄、黃瓜、茄子、芹菜4種蔬菜的K2O投入量最大值分別是最小值的4.16、8.77、3.56、6.42倍，黃瓜的K2O投入量差異最大，其次是芹菜。番茄、黃瓜、茄子和芹菜的K2O投入量平均值分別為584.27、893.38、1 259.08、200.41 kg/hm2。黃瓜和茄子的K2O投入量分別超出需求量20.33%和50.50%，番茄的K2O投入量與需求量基本持平，而芹菜的K2O投入量與需求量相比嚴重不足，僅占需求量的48.69%。

不同茬口番茄K2O投入量與需求量相比存在差異，越冬長茬番茄的K2O投入量超出需求量的23.00%，夏秋茬番茄的K2O投入量與需求量基本持平;3種茬口番茄K2O投入量最大值分別是最小值的5.80、3.20、4.20倍。秋冬茬和越冬長茬黃瓜K2O投入量分別是需求量的1.25倍和1.78倍，而春茬黃瓜K2O投入量僅占需求量的58.24%;3種茬口黃瓜K2O投入量最大值分別是最小值的3.58、9.98、12.23倍。茄子春茬和越冬長茬K2O投入量均超過需求量，分別超出需求量80.77%和19.64%，最大投入量分別是最小投入量的3.79倍和3.41倍。芹菜秋茬K2O投入量僅占理論需求量的48.69%，最大值是最小值的6.42倍。

2.3 設施蔬菜養(yǎng)分投入比例

研究和生產表明：蔬菜生育期間對養(yǎng)分的需求基本是磷少鉀多，整個生育期N∶ P2O5∶ K2O的吸收比例大約是1∶ 0.3～0.5∶ 1.0～1.5[10，16，21，22]。本次調查結果顯示，設施蔬菜總施肥量N∶ P2O5∶ K2O比例為1∶ 0.84∶ 1.02，其中有機肥提供的N∶ P2O5∶ K2O比例為1∶ 0.84∶ 0.80，基施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例為1∶ 0.99∶ 1.05，追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例為1∶ 0.77∶ 1.25。總體而言，P2O5的投入量占比過高，有機肥中K2O的投入量占比不足。

不同種類蔬菜養(yǎng)分投入量的N∶ P2O5∶ K2O比例存在差異（表7）。番茄總施肥量、有機肥、基施化肥、追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例分別為1∶ 0.80∶ 1.23、1∶ 0.82∶ 0.70、1∶ 0.98∶ 1.20、1∶ 0.68∶ 1.64。存在問題為：P2O5的投入量占比過高，有機肥投入K2O量占比不足，尤其是夏秋茬和越冬長茬栽培，有機肥投入的K2O量嚴重不足。黃瓜總施肥量、有機肥、基施化肥、追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例分別為1∶ 0.91∶ 1.00、1∶ 0.86∶ 0.90、1∶ 1.06∶ 1.12、1∶ 0.89∶ 1.07。存在問題為：P2O5的投入量占比過高，春茬和秋冬茬的總施肥量和有機肥投入量以及秋冬茬的基施化肥投入量中K2O占比不足。茄子總施肥量、有機肥、基施化肥、追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例分別為1∶ 0.93∶ 0.93、1∶ 0.93∶ 0.83、1∶ 1.17∶ 0.97、1∶ 0.81∶ 1.21。存在問題為：P2O5的投入量占比較高，K2O的投入量除了追施化肥外其余占比不足。芹菜養(yǎng)分投入量中P2O5占比略高，而K2O占比嚴重不足。

2.4 設施蔬菜投入養(yǎng)分來源

研究顯示設施蔬菜養(yǎng)分投入中有機肥占比40%～50%比較合理[5]。本次調查N、P2O5、K2O三種主要養(yǎng)分投入量中有機肥占比平均分別為43.96%、43.72%、36.99%，N和P2O5的投入量中，有機肥占比較合理，K2O占比較低。不同種類蔬菜三種主要養(yǎng)分投入量中有機肥占比分別在18.65%～80.19%、19.23%～79.99%、8.38%～77.17%，差異較大。其中，番茄為29.70%、30.14%、17.24%，黃瓜為46.76%、44.25%、42.02%，茄子為70.82%、70.29%、64.33%，芹菜為24.64%、29.68%、26.44%（表8）。黃瓜栽培中有機肥氮磷鉀養(yǎng)分投入量占比較合理，茄子占比較高，番茄和芹菜占比偏低。

3 討論與結論

合理施肥是保證蔬菜高產優(yōu)質的前提。蔬菜產量水平受品種、茬口、生育期長短及施肥水平影響，但相同品種、相同茬口的蔬菜產量水平主要受施肥的影響。單從產量水平看，4種蔬菜產量水平越冬長茬茄子變異最小，變異系數為7.18%;其次是芹菜和春茬茄子，變異系數分別為22.51%、27.63%;越冬長茬番茄和秋冬茬、越冬長茬黃瓜產量水平變異最大，均大于60%。

蔬菜生育期短、復種指數高、需肥量大，尤其是對氮磷鉀肥的需求。近兩年農戶在蔬菜施肥的主要養(yǎng)分投入量方面差異較大，4種蔬菜N、P2O5和K2O投入量最大值分別是最小值的2.60～13.64、3.37～10.29、3.20～12.33倍，相比之下，黃瓜3種養(yǎng)分投入量差異最大。番茄、黃瓜和茄子的N、P2O5、K2O投入量分別是需求量的1.47～2.68、3.93～7.50、1.09～1.51倍;芹菜的N、P2O5投入量分別超出需求量32.0%和79.0%，而K2O投入量僅為需求量的48.69%。氮肥的過量施用會對蔬菜品質造成負面影響，尤其是硝酸鹽超標，另外還會造成土壤酸化、地下水污染等環(huán)境問題[5，16，22-24]。磷肥過量會導致蔬菜和土壤產生鐵、鋅等缺素癥[25]。今后還是要調整肥料使用結構，在保證蔬菜產量不降低的條件下，減少氮肥和磷肥的施用量，增加鉀肥的投入[26]。

養(yǎng)分投入比例方面，設施蔬菜總施肥量、有機肥、基施化肥、追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例分別為1∶ 0.84∶ 1.02、1∶ 0.84∶ 0.80、1∶ 0.99∶ 1.05、1∶ 0.77∶ 1.25，P2O5的投入量占比過高，有機肥中K2O投入量中占比不足。不同種類、不同茬口設施蔬菜存在的共性問題是P2O5的投入量占比高，有機肥中K2O投入量占比不足。P2O5投入量占比過高，一方面是由于農戶施用的化肥品種以平衡性三元復合肥或沖施肥為主，另外還有含磷量較高的磷酸二銨的過量施用;另一方面施用的堆肥和商品有機肥中P2O5含量也較高，這可能也是有機肥中K2O占比不足的原因。

養(yǎng)分投入來源方面，N、P2O5、K2O三種主要養(yǎng)分投入來源于有機肥的量，占比平均分別為43.96%、43.72%、36.99%，按照有機無機配施基本原則，N和P2O5的投入量中有機肥占比較合理，K2O占比偏低。不同種類蔬菜三種主要養(yǎng)分有機肥投入量，黃瓜占比較合理，茄子偏高，番茄和芹菜偏低。

根據調查結果，現階段設施蔬菜施肥存在的主要問題包括：一是化肥氮磷鉀施用量偏高，調查樣本氮磷鉀平均用量分別是需求量的1.76、4.55倍和1.15倍，三種養(yǎng)分都具有減施潛力，特別是磷肥的減施潛力較大;二是不同農戶間肥料施用量差別較大，氮磷鉀養(yǎng)分投入量之間差異均超過10倍以上，說明設施蔬菜科學施肥技術還需要進一步研發(fā)和推廣;三是氮磷鉀養(yǎng)分比例不合適，一方面表現為總養(yǎng)分比例與蔬菜吸收比例不協(xié)調，另一方面表現為與蔬菜生育階段的養(yǎng)分需求不協(xié)調;四是肥料結構還需優(yōu)化，包括有機肥與無機肥的配比、平衡性化肥與高氮高鉀水溶肥配比等方面。針對以上問題，建議農戶今后應根據蔬菜種類和產量水平，合理減少氮肥和磷肥的投入量，優(yōu)化鉀肥用量;根據蔬菜種類和生育時期選擇化肥品種，建議基肥選擇平衡型復合肥和適量有機肥，早期追肥選擇平衡性水溶肥，中后期選擇低磷高鉀水溶肥。

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