青花菜定額制施肥方案的優(yōu)化及其對產(chǎn)量和效益的影響

葛超楠， 王先挺， 秦方錦， 劉榮杰， 張佳麗， 王 飛

(1.寧?？h農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站， 浙江 寧海 315600； 2.寧波市鄞州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站， 浙江 鄞州 315100； 3.寧波市種植業(yè)管理總站， 浙江 寧波 315012)

為應(yīng)對化肥過量施用引起的土壤酸化、次生鹽漬化、土壤板結(jié)、養(yǎng)分失衡及成本增加等一系列負(fù)面影響[1-2]，浙江省率先開展了化肥定額制研究，并印發(fā)《關(guān)于試行農(nóng)業(yè)投入化肥定額制的意見》[3]?；识~制，即通過制定主要農(nóng)作物化肥投入的最高限量標(biāo)準(zhǔn)，綜合采取免費(fèi)測土、科學(xué)配方、合理替代、精準(zhǔn)施肥等措施，實現(xiàn)減少農(nóng)田化肥投入、保障耕地綜合產(chǎn)能、優(yōu)化生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的目標(biāo)。從20世紀(jì)80年代開始，美國、英國等發(fā)達(dá)國家開展了化肥限量施用政策研究，并通過立法或者強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)等政策措施推進(jìn)化肥規(guī)范施用，減少環(huán)境污染[4]。定額制最高限量標(biāo)準(zhǔn)的制定，需要結(jié)合測土配方施肥成果，在合理減肥的情況下因地制宜地進(jìn)行確定。

青花菜別名西蘭花、綠花椰菜等，屬于十字花科蕓薹屬甘藍(lán)類蔬菜變種之一[5]。由于青花菜營養(yǎng)豐富，富含抗癌活性成分萊菔硫烷，能夠顯著降低癌癥及心腦血管等多種患病風(fēng)險[6]，被譽(yù)為“蔬菜皇冠”，近年來，越來越受到國內(nèi)外消費(fèi)者青睞，總需求量呈逐年增加趨勢。寧?？h位于浙江東部沿海，從2000年開始種植青花菜，已形成一定的種植規(guī)模，2019年全縣青花菜播種面積約800 hm2。據(jù)調(diào)查，目前寧海縣農(nóng)戶青花菜種植主要使用“15-15-15”(N-P2O5-K2O為15-15-15)均衡肥，長期施用已導(dǎo)致化肥利用率和生產(chǎn)效益低下等問題。在養(yǎng)分結(jié)構(gòu)失調(diào)情況下，為確保作物產(chǎn)量，農(nóng)戶勢必進(jìn)一步增加化肥施用量，進(jìn)而增加生產(chǎn)成本以及環(huán)境風(fēng)險?；蚀罅坎缓侠硎┯靡褔?yán)重制約當(dāng)?shù)厥卟水a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[7]。余海英等[8]對山東省壽光市溫室蔬菜種植情況的調(diào)查顯示，56%的溫室全部用高濃度復(fù)合肥(N-P2O5-K2O為15-15-15)，溫室栽培每年 N、P2O5和K2O的平均投入量分別達(dá) 4 088 kg/hm2、3 656 kg/hm2和3 438 kg/hm2，化肥養(yǎng)分用量過大、比例嚴(yán)重失衡。因此，優(yōu)化施肥方案，科學(xué)合理施用化肥已是青花菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須解決的問題。 鑒于此，基于化肥定額限量標(biāo)準(zhǔn)，充分應(yīng)用測土配方施肥技術(shù)成果，通過大田小區(qū)試驗研究養(yǎng)分減量條件下不同肥料及其運(yùn)籌對青花菜產(chǎn)量和效益的影響，以期為寧海及類似地區(qū)青花菜定額制施肥方案的優(yōu)化及應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2019年在寧波市寧?？h胡陳鄉(xiāng)立新特菜專業(yè)合作社(N29°15′25.81″，E121°39′17.46″)開展。試驗田塊為多年種植，地力均勻的中產(chǎn)田，前茬作物田間管理一致，無土傳病害。其土壤基本理化性狀為有機(jī)質(zhì)16.3 g/kg，全氮1.17 g/kg，堿解氮55.9 mg/kg，有效磷27.6 mg/kg，速效鉀369 mg/kg，緩效鉀991 mg/kg，pH 8.0。

1.2 材料

1.2.1 青花菜 品種為中青9號，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所選育。

1.2.2 肥料 農(nóng)戶常規(guī)均衡肥料(N-P2O5-K2O為15-15-15)，配方肥(N-P2O5-K2O為20-15-10和14-6-20)，緩釋肥好樂耕(N-P2O5-K2O為13-4-8)、惠多利(N-P2O5-K2O為13-5-7)和康普(N-P2O5-K2O為20-10-10)，及豬糞源商品有機(jī)肥。

1.3 方法

1.3.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)9個處理(表1)，以常規(guī)均衡肥料(N-P2O5-K2O為15-15-15)為對照(CK)，分別在化肥總養(yǎng)分減量17.6%～29.4%的條件下，比較配方肥、有機(jī)肥及緩釋肥等肥料不同施肥運(yùn)籌方案對青花菜產(chǎn)量、生長特性及效益的影響。各小區(qū)面積30 m2(3 m×10 m)，種植密度150株，3次重復(fù)。整地時施基肥，定植時施緩苗肥(第1次追肥)，移栽后7～10 d第2次追肥，第18天花球期第3次追肥，其他農(nóng)藝措施一致。

表1 青花菜化肥定額制的施肥方案

1.3.2 指標(biāo)測定 青花菜花球商品性達(dá)到上市要求時分批采收，記錄各批次采收青花菜的個數(shù)及單球重，計算各小區(qū)產(chǎn)量及產(chǎn)值。青花菜不同上市時節(jié)價格存在差異，第1批現(xiàn)場收購價格為6.0元/kg，第2批為3.0元/kg。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2010和DPS 7.05(LSD多重比較法)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理青花菜的產(chǎn)量

由圖1可知，除T8外，各減肥處理青花菜的總產(chǎn)量與CK無顯著差異；各處理的總產(chǎn)量為T2>T5>CK>T1>T3>T6>T7>T4>T8。配方肥處理以T2最優(yōu)，總產(chǎn)量為1 271.1 kg/667m2；緩釋肥處理以T5最優(yōu)，為1 252.6 kg/667m2；以T8的總產(chǎn)量最低，為1 151.1 kg/667m2。對比不同配方肥處理(T1、T2和T3)，減肥量與產(chǎn)量相關(guān)性密切，隨著減肥量增大，產(chǎn)量呈遞減趨勢(線性相關(guān)性R=0.99)?？傮w看，在化肥總養(yǎng)分減量 17.6%～29.4%的條件下，不同減肥處理均實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)。

對比總產(chǎn)量構(gòu)成，不同批次的產(chǎn)量存在顯著差異，第2批的產(chǎn)量顯著高于相同處理第1批。第1批各處理產(chǎn)量為T7>CK>T1>T5>T2>T6>T8>T3>T4，第2批各處理產(chǎn)量為T4>T2>T3>T6>T5>T1>CK>T8>T7。對比不同批次產(chǎn)量，配方肥處理整體穩(wěn)定，并且產(chǎn)量與減肥關(guān)系密切；不同緩釋肥由于機(jī)理不同，產(chǎn)量表現(xiàn)不同，T5和T7前期產(chǎn)量優(yōu)于T6和T8，而T6后期優(yōu)于其他緩控釋肥；有機(jī)肥處理第1批產(chǎn)量顯著低于其余處理，但第2批產(chǎn)量顯著高于其余處理。

2.2 不同施肥處理青花菜的商品性

從圖2和圖3看出，不同施肥處理青花菜的單球重、結(jié)球數(shù)和商品率存在差異。

2.2.1 單球重 同一處理不同批次的青花菜單球重存在差異，其中，CK、T1～T4、T6第1批明顯高于第2批，T5的單球重2批次基本相當(dāng)，而T7和T8的單球重第1批明顯低于第2批。第1批青花菜單球重CK、T2及T3均顯著高于T8，但與其余處理差異不顯著，其余處理間差異不顯著；第2批青花菜單球重各處理差異均不顯著。其中，配方肥處理中T4單球重較小，商品性較差?？傮w上雖然各處理青花菜單球重差異不顯著(除T8外)，但配方肥處理的單球重高于緩釋肥處理。

2.2.2 結(jié)球數(shù) 第1批青花菜結(jié)球數(shù)不同處理間存在顯著差異(線性相關(guān)性R=0.94)，其中，T7的結(jié)球數(shù)顯著高于T2、T3、T4及T6，與其余處理差異不顯著；CK、T1、T5和T8的結(jié)球數(shù)顯著高于T4，但與其余處理差異不顯著；T2、T3和T6的結(jié)球數(shù)顯著高于T4。第2批青花菜結(jié)球數(shù)各處理間差異顯著，T4顯著高于其他處理，說明有機(jī)肥后期供肥優(yōu)于其他肥料處理。

2.2.3 商品率 各處理青花菜的商品率差異不顯著，具體表現(xiàn)為T6>T1>CK=T2>T5>T7>T4>T3>T8，其中，T6的商品率最高，為91.3%，其次是T1，為90.4%，T8最低，為86.0%。總體看，緩釋肥(除T6外)處理青花菜的商品率整體低于配方肥施用處理(除T3外)。表明，化肥配方施用青花菜更易早熟，商品率更高。

2.3 不同施肥處理青花菜的經(jīng)濟(jì)效益

由表2可知，不同施肥處理青花菜的產(chǎn)值和收益存在差異。

表2 不同施肥處理青花菜的經(jīng)濟(jì)效益

2.3.1 產(chǎn)值 各處理青花菜的產(chǎn)值在4 298～4 839元/667m2，處理間表現(xiàn)為CK>T7>T5>T1>T2>T6>T3>T8>T4，CK產(chǎn)值最高，T7次之，為4 830元/667m2；T4最低，為4 298元/667m2。CK和T7產(chǎn)值顯著高于其他處理，T4顯著低于其他處理，但CK和T7均非產(chǎn)量最高處理，T4也非產(chǎn)量最低處理。這是由于市場收購價格波動，早期上市，售價較高，后期價格低，說明非肥料運(yùn)籌研究必須考慮市場動態(tài)，否則會出現(xiàn)“增產(chǎn)不增效”的現(xiàn)象。

2.3.2 收益 各處理青花菜的收益在3 871～4 468元/667m2，處理間表現(xiàn)為T1>T7>T2>CK>T5>T3>T6>T8>T4，其中，T1效益最高，顯著高于其他處理；T7和T2次之，分別為4 447元/667m2和4 446元/667m2；T5與對照基本持平，T4最低，為3 871元/667m2，顯著低于其他處理。

2.3.3 節(jié)本增效 1) 減少成本。各處理的成本較CK增減不一，配方肥處理(T1、T2、T3)較CK減少化肥成本60.5～81.5元/667m2，除T7與CK基本持平外，緩控釋肥處理(T5、T6)均較CK高15元/667m2左右，而有機(jī)肥處理(T4)成本增加最高。2) 增效比例。綜合對比產(chǎn)值、成本，各處理較CK增效程度不同，其中，T1、T7和T2較CK呈正增效，分別增效0.7%、0.3%和0.2%，其余處理較CK呈負(fù)增效，增幅在-12.7%～-0.4%。3) 減肥比例。各處理較CK肥料施用減少比例存在差異，減幅在17.6%～29.4%，依次為T4>T3>T1>T7>T5=T6>T2=T8，其中，T4的減肥比例最高，為29.4%；T3次之，為26.8%；T2和T8最低，均為17.6%。

綜合看，T1效益最優(yōu)，在化肥減量23.4%條件下，實現(xiàn)效益增值0.7%；緩釋肥中T5和T7最優(yōu)，分別在減肥20.3%和21.6%條件下，實現(xiàn)減肥不減效益。

3 結(jié)論與討論

我國是世界上最大的化肥消費(fèi)國，在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的諸多因素中，化肥貢獻(xiàn)比例占50%左右[9]，但是對照發(fā)達(dá)國家施肥標(biāo)準(zhǔn)，我國的化肥施用強(qiáng)度遠(yuǎn)高于國際化肥使用安全上限[10]。大量研究表明，化肥過量施用現(xiàn)象普遍存在，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下具有一定的化肥減施潛力，其中蔬菜可減施15%[11]。研究結(jié)果表明，化肥總養(yǎng)分減量 17.6%～29.4%的條件下，配方肥和緩釋肥施用均能很好地實現(xiàn)化肥減量增效目的。CK(N-P2O5-K2O為15-15-15)產(chǎn)量最高，但是緩釋肥康普(比CK減肥21.6%)的產(chǎn)值最高，配方肥減肥20.3%的效益最高；緩釋肥處理中，康普緩釋肥和好樂耕緩釋肥施用青花菜的產(chǎn)量、產(chǎn)值和效益明顯優(yōu)于惠多利緩釋肥，在減肥20%條件下，二者均實現(xiàn)效益不減。配方肥處理產(chǎn)量和效益整體略高于緩釋肥，同時緩釋肥惠多利及有機(jī)肥替代的產(chǎn)值和效益最低，與緩釋肥是提升化肥利用率和青花菜等蔬菜產(chǎn)量的有效措施[12-14]的結(jié)果不一致，表明，緩釋肥和化肥有機(jī)肥替代的減肥運(yùn)籌方案有待進(jìn)一步優(yōu)化，推廣過程要注意緩釋肥的適應(yīng)性和商品有機(jī)肥的替代比例。綜上，不論是養(yǎng)分合理配施的配方肥方案還是新型高效肥料的緩釋肥方案，均可實現(xiàn)化肥減量而不影響作物產(chǎn)量；不同肥料養(yǎng)分釋放規(guī)律不同，有待優(yōu)化速效肥料和長效肥料供肥運(yùn)籌，進(jìn)一步提升產(chǎn)能。當(dāng)前，配方肥(基肥N-P2O5-K2O 20-15-10、追肥N-P2O5-K2O 14-6-20)施用方案為基于化肥定額制的優(yōu)化方案，能有效實現(xiàn)化肥減量增效的目標(biāo)，值得借鑒推廣。