大棚青菜生產(chǎn)上磷肥減施試驗(yàn)研究

張桂萍

（南京市江寧區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，南京 211100）

磷是作物生長(zhǎng)發(fā)育必需的大量元素，合理施用磷肥是作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要保障。但是，在我國(guó)目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，一直存在過量施用磷肥的現(xiàn)象，魯如坤[1]指出，20世紀(jì)80年代到20世紀(jì)末，我國(guó)農(nóng)田磷素平衡的盈余以每年11%的速度在增加。同時(shí)，在蔬菜設(shè)施栽培中，過量施用磷肥的現(xiàn)象更為普遍，有研究表明，設(shè)施栽培蔬菜的磷肥用量是露地種植蔬菜必需磷肥用量的2.3～33.5倍[2]。然而，許多研究表明，大量施用磷肥，會(huì)使土壤中有效鋅和有效鐵的含量降低，會(huì)因磷肥中的重金屬元素等而使土壤產(chǎn)生污染，會(huì)因土壤中的磷素過量積累而對(duì)附近水域安全造成嚴(yán)重影響，且不僅不會(huì)增加作物產(chǎn)量，反而還會(huì)造成作物氮磷吸收失衡，導(dǎo)致作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。

鑒于此，筆者于2017年對(duì)江蘇省南京市江寧區(qū)大棚青菜生產(chǎn)中的磷肥適宜用量進(jìn)行了試驗(yàn)研究，以期在保證大棚青菜穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)，減少磷肥用量，提高磷肥利用率，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，確保大棚青菜生產(chǎn)能取得較好的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?，F(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年11月在南京市江寧區(qū)谷里街道蔬菜生產(chǎn)基地內(nèi)的塑料大棚（面積為400 m2，規(guī)格8 m×50 m）進(jìn)行。供試田塊的土壤類型為馬肝土，2017年10月初對(duì)試驗(yàn)蔬菜大棚的土壤進(jìn)行取樣，測(cè)定土壤基本理化性狀：有機(jī)質(zhì)含量為18.68 g/kg、堿解氮含量為129.3 mg/kg、全磷含量為1.046 g/kg、有效磷含量為149.3 mg/kg、速效鉀含量為237.0 mg/kg、pH 為6.24。

1.2 試驗(yàn)材料

供試青菜品種為“矮腳黃”。供試肥料為復(fù)合肥（N-P-K=14-16-5）、尿素、硫酸鉀、過磷酸鈣等。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

本試驗(yàn)以當(dāng)?shù)卮笈锴嗖松a(chǎn)中的主推配方（N 100 kg/hm2、P2O580 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2）為基礎(chǔ)，設(shè)置了4個(gè)不同磷肥施用量處理，分別為：（1）主推配方（P2O580 kg/hm2），（2）減磷20%（P2O564 kg/hm2），（3）減磷40%（P2O548 kg/hm2），（4）增磷20%（P2O596 kg/hm2）。其中，減磷40%的處理（3）施用的磷肥為復(fù)合肥，不足的氮和鉀用尿素和硫酸鉀進(jìn)行補(bǔ)充，其他處理施用的磷肥均為過磷酸鈣。試驗(yàn)所用肥料均作基肥一次性施用，具體的肥料用量見表1。每處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。將8 m寬的大棚平均分成3壟，每壟劃分成4個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積20 m2（2 m×10 m），小區(qū)兩邊設(shè)置0.5 m寬的保護(hù)行，大棚入口和尾部各設(shè)2 m寬的保護(hù)行。

表1 各處理的氮、磷、鉀肥用量（折純量）

1.4 測(cè)定方法

在青菜收獲時(shí)，各小區(qū)單獨(dú)稱量測(cè)鮮重，計(jì)算青菜產(chǎn)量。同時(shí)，隨機(jī)取部分青菜樣品在烘箱內(nèi)于105℃下殺青，再于70 ℃下烘干稱重后，經(jīng)磨樣機(jī)粉碎，采用硫酸-過氧化氫消煮，然后測(cè)定其全氮、全磷和全鉀含量，其中，全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定，全磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定，全鉀含量采用火焰光度計(jì)法測(cè)定。

每小區(qū)用土鉆采取20 cm深的耕層土壤，經(jīng)風(fēng)干、粉碎、過篩后測(cè)定土壤各基本理化性狀指標(biāo)，其中，有機(jī)質(zhì)含量采用低溫外熱重鉻酸鉀氧化-比色法測(cè)定，pH采用電位法（水土比2.5∶1）測(cè)定，全氮含量采用氏定氮法測(cè)定，全磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定，全鉀含量采用高氯酸消煮法測(cè)定，有效磷含量采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定，有效氮含量采取堿解擴(kuò)散法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同磷肥用量對(duì)青菜產(chǎn)量的影響

由表2可知，在主推配方的基礎(chǔ)上，處理（2）雖然減施20%磷肥，但其青菜產(chǎn)量較主推配方的處理（1）并沒有降低；減施40%磷肥的處理（3）的青菜產(chǎn)量?jī)H較主推配方的處理（1）減產(chǎn)7.6%；增施20%磷肥的處理（4）的青菜產(chǎn)量較主推配方的處理（1）降低6.8%。采用SPSS 18.0對(duì)各處理的青菜產(chǎn)量進(jìn)行Turkey分析，結(jié)果顯示，各處理間青菜產(chǎn)量差異不顯著。由此可見，江寧區(qū)大棚青菜生產(chǎn)上主推配方中的施磷量偏高，減施20%磷肥并不會(huì)顯著影響青菜產(chǎn)量。

表2 不同磷肥用量處理的青菜產(chǎn)量比較

2.2 不同磷肥用量對(duì)磷肥偏生產(chǎn)力的影響

肥料偏生產(chǎn)力[PFP，PFP=Y÷F，其中，PFP的單位為kg/kg；Y是指施用某一特定肥料的作物產(chǎn)量，單位為kg/hm2；F是指某一特定肥料的純養(yǎng)分投入量，單位為kg/hm2]是反映當(dāng)?shù)赝寥阑A(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)的重要指標(biāo)，是施用某一特定肥料的作物產(chǎn)量與施肥量的比值。

由表3可知，在大棚青菜生產(chǎn)中，磷肥投入量越多，其磷肥偏生產(chǎn)力越低。其中，兩個(gè)減磷處理的磷肥偏生產(chǎn)力均顯著高于主推配方的處理（1）和增施20%磷肥的處理（4），且以減施40%磷肥的處理（3）的磷肥偏生產(chǎn)力為最高。由此可見，江寧區(qū)大棚青菜的土壤磷素水平較高，主推配方施肥的磷素用量也偏高，從而導(dǎo)致施用磷肥不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

表3 不同磷肥用量處理的磷肥偏生產(chǎn)力比較

2.3 不同磷肥用量對(duì)土壤基本理化性狀的影響

由表4可知，各處理的土壤有效磷含量為133.8～182.5 mg/kg，均超過青菜生長(zhǎng)的需磷量（60～100 mg/kg）；隨著磷肥施用量的減少，土壤有效磷含量逐漸下降，但兩個(gè)減磷處理的土壤有效磷含量與主推配方的處理（1）間差異不顯著，而增施20%磷肥的處理（4）的土壤有效磷含量高達(dá)182.5 mg/kg，顯著高于減施40%磷肥的處理（3）。各處理的土壤堿解氮含量為116.4～127.2 mg/kg，且各處理間的堿解氮含量差異均不顯著。增施20%磷肥的處理（4）的土壤速效鉀含量顯著低于其他處理。由此可見，在主推配方施肥的基礎(chǔ)上，減施磷肥，可增加土壤速效鉀含量、降低土壤有效磷含量；增施磷肥，會(huì)顯著降低土壤速效鉀含量、增加土壤有效磷含量，從而增加環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

表4 不同磷肥用量對(duì)土壤pH和土壤速效養(yǎng)分含量的影響

2.4 不同磷肥用量對(duì)青菜氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收的影響

由表5可知，在主推配方的基礎(chǔ)上，減少磷肥施用量，可降低青菜植株中的磷含量、增加青菜植株中的鉀含量，增加磷肥施用量，可增加青菜植株中的磷含量、降低青菜植株中的鉀含量，但各處理間青菜植株中的磷含量、鉀含量差異均不顯著。由此可見，增施或減施磷肥對(duì)青菜植株中的氮、磷和鉀含量均無顯著影響，這可能是因?yàn)樵囼?yàn)大棚的土壤有效磷含量充足，能夠滿足青菜生長(zhǎng)所需。

表5 不同磷肥用量對(duì)青菜植株中氮、磷和鉀含量的影響

2.5 不同磷肥用量對(duì)青菜吸磷量和磷素盈余量的影響

青菜吸磷量為每1 hm2青菜干物質(zhì)量與青菜含磷量的積，而磷素盈余量為每1 hm2施磷量（P2O5）與青菜吸磷量（P2O5）的差值。由圖1可知，各處理的青菜吸磷量差異不顯著；但主推配方的處理（1）和增施20%磷肥的處理（4）的青菜磷素盈余量極顯著高于兩個(gè)減磷處理，其中，增施20%磷肥的處理（4）的青菜磷素盈余量高達(dá)58 kg/hm2，減施40%磷肥的處理（3）的青菜磷素盈余量為16 kg/hm2。由此可見，江寧區(qū)大棚土壤磷素水平較高，主推配方施肥的磷素用量偏高，為過量水平，過量施用磷肥導(dǎo)致大量磷素殘留在土壤中，對(duì)環(huán)境存在潛在威脅。

圖1 不同磷肥用量對(duì)青菜吸磷量和磷素盈余量的影響

3 結(jié)論與討論

研究表明，土壤磷素的積累可以增加土壤的供磷能力，促進(jìn)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，但當(dāng)土壤磷素積累增加到一定限度后，磷素會(huì)隨地表徑流由陸地生態(tài)系統(tǒng)向水體生態(tài)系統(tǒng)遷移，當(dāng)土壤有效磷含量超過60 mg/kg時(shí)，磷素會(huì)隨滲漏水的損失而逐漸增加，從而加速了水體的富營(yíng)養(yǎng)化；對(duì)于多數(shù)作物來說，當(dāng)土壤有效磷含量達(dá)20 mg/kg時(shí)，已基本可滿足作物的高產(chǎn)要求，但蔬菜生產(chǎn)的需磷量較高，例如，蔬菜采用大田栽培時(shí)，要求土壤有效磷含量在60 mg/kg以上；若蔬菜采用大棚或溫室等保護(hù)地栽培，則對(duì)土壤有效磷的需求量更大[1]，同時(shí)這也為菜地的磷素管理帶來了很大困難。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，供試大棚土壤的磷素本底值偏高（有效磷含量為149.3 mg/kg），種植一季青菜后，減施40%磷肥處理（P2O548 kg/hm2）的土壤有效磷含量為133.8 mg/kg，增施20%磷肥處理（P2O596 kg/hm2）的土壤有效磷含量為182.5 mg/kg[這兩個(gè)處理的土壤有效磷含量分別達(dá)環(huán)境允許值（60 mg/kg）的2倍和3倍以上]，表明增加磷肥施用量，會(huì)導(dǎo)致土壤有效磷含量大幅增加；同時(shí)，增施20%磷肥處理的青菜磷素盈余量高達(dá)58 kg/hm2，減施40%磷肥處理的青菜磷素盈余量也有16 kg/hm2。因此，對(duì)于江寧區(qū)大棚青菜生產(chǎn)，主推配方的施磷量仍屬過量，過量施用磷肥不僅會(huì)降低青菜產(chǎn)量，還會(huì)大幅增加土壤有效磷含量，對(duì)環(huán)境存在潛在威脅。

綜上，在南京市江寧區(qū)主推配方施肥的基礎(chǔ)上，大棚青菜減施20%～40%磷肥，不僅青菜產(chǎn)量不會(huì)顯著降低，而且磷肥偏生產(chǎn)力還會(huì)大幅升高，雖然投入的磷素仍有一定盈余，但是土壤有效磷含量有所降低。在綜合考慮土壤本底值和試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，推薦江寧區(qū)大棚青菜生產(chǎn)中的磷肥（P2O5）適宜施用量為在主推配方的基礎(chǔ)上減施40%磷肥，即以48 kg/hm2為宜。