不同化肥減施技術(shù)對設(shè)施莧菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

杜 雷，孫雄軍，陳麗萍，王素萍，張貴友，黃 翔，姜 利，程維舜，羅 茜，劉 鑫，洪 娟，陳 紅

（1.武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與安全研究所，武漢 430000；2.武漢市東西湖區(qū)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)總站，武漢 430040；3.武漢生物智造投資管理有限公司，武漢 430000）

隨著中國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策的不斷推進(jìn)，中國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。目前，蔬菜產(chǎn)業(yè)已成為各地農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的一大重要支柱［1］?；首鳛檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，在保證蔬菜高產(chǎn)方面起到了不可替代的作用。為了追求蔬菜高產(chǎn)，農(nóng)民不惜投入遠(yuǎn)超蔬菜需求的化肥量［2］。據(jù)統(tǒng)計，中國單位面積蔬菜的單季總養(yǎng)分投入量是糧食作物需求的2 倍［3］?；蔬^量和不合理施用不僅導(dǎo)致化肥利用率和生產(chǎn)效益低下，還導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量降低、重金屬積累、次生鹽漬化、酸化和水體富營養(yǎng)化等一系列較為嚴(yán)重的問題，嚴(yán)重制約著中國蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［4-7］。2015 年原農(nóng)業(yè)部出臺了《到2020 年化肥使用零增長行動方案》，要求中國農(nóng)業(yè)全國范圍性的推廣減量增效技術(shù)。目前，已有多個研究從不同方面對中國化肥減量增效技術(shù)進(jìn)行探索，其中，有機(jī)肥部分替代化肥、測土配方施肥、緩控釋肥施用及水肥一體化技術(shù)都可以在一定程度上減少化肥用量，增加作物產(chǎn)量和品質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要途徑［8-11］。莧菜是一種新型的希特蔬菜，在長江流域以南地區(qū)栽培較多，營養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特，并且具有特殊的藥用保健功效，逐漸為大多數(shù)人所喜食［12，13］。本試驗(yàn)通過對武漢市設(shè)施莧菜主產(chǎn)區(qū)施肥習(xí)慣進(jìn)行調(diào)查，在農(nóng)民習(xí)慣施肥的基礎(chǔ)上，選擇測土配方、有機(jī)肥替代、有機(jī)小分子水溶肥替代和有機(jī)小分子水溶肥水肥一體化4 種化肥減量技術(shù)，研究不同化肥減量技術(shù)在莧菜上的應(yīng)用效果，旨在找出適宜的化肥減量手段，提高肥料利用率，增加莧菜產(chǎn)量和品質(zhì)，為莧菜減肥增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)基本情況

試驗(yàn)設(shè)在湖北省武漢市東西湖區(qū)柏泉街道武漢市強(qiáng)鑫蔬菜產(chǎn)銷專業(yè)合作社基地。前茬作物為小白菜，土壤為灰潮土，土壤有機(jī)質(zhì)含量24.60 g/kg，硝態(tài)氮41.26 mg/kg，有效磷47.98 mg/kg，速效鉀67.23 mg/kg，pH 為4.51。

1.2 供試作物

供試作物為莧菜，品種為常豐紅莧菜。

1.3 供試肥料

農(nóng)民習(xí)慣施肥為復(fù)合肥（16-16-16），配方肥為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O516%）、硫酸鉀（含K2O 52%），都購于市場；水溶肥為有機(jī)小分子水溶肥料（N-P2O5-K2O 4-2-3，有機(jī)質(zhì)6.5%）由深圳中宜環(huán)境實(shí)業(yè)有限公司提供；有機(jī)肥為固體商品有機(jī)肥，購于市場。

1.4 試驗(yàn)時間

2021 年5 月10 日進(jìn)行整地、施肥、播種，5 月28日追肥，6 月8 號收獲測產(chǎn)。

1.5 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)在大棚內(nèi)進(jìn)行，采用田間小區(qū)設(shè)計，共設(shè)6個處理，各處理采取隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2，其他田間管理一致。各處理分別為：

1）空白對照（CK），不施肥。

2）農(nóng)民習(xí)慣施肥（T1），按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的施肥習(xí)慣和施肥用量施肥，具體為復(fù)合肥料（16-16-16）600 kg/hm2，一次性基施。

3）測土配方施肥（T2），種植前檢測土壤養(yǎng)分，根據(jù)實(shí)地調(diào)查情況，結(jié)合目標(biāo)產(chǎn)量，計算出合理的施肥配方，具體施肥量為尿素100 kg/hm2、過磷酸鈣285 kg/hm2、硫酸鉀125 kg/hm2，一次性基施。

4）有機(jī)肥（T3），在測土配方施肥的基礎(chǔ)上，減少30%的化肥施入量，用商品有機(jī)肥替代，具體施入量為尿素70 kg/hm2、過磷酸鈣200 kg/hm2、硫酸鉀85 kg/hm2，有機(jī)肥7 500 kg/hm2，一次性基施。

5）有機(jī)小分子水溶肥料（T4），在測土配方施肥的基礎(chǔ)上，減少30%的化肥施入量，用有機(jī)小分子水溶肥料替代，具體施入量為尿素70 kg/hm2、過磷酸鈣200 kg/hm2、硫酸鉀85 kg/hm2，一次性基施；有機(jī)小分子水溶肥料1 200 L/hm2，莧菜出苗后一周左右追肥噴施。

6）水肥一體化（T5），結(jié)合葉菜類生長周期短、肥料用量少的特點(diǎn)，采用有機(jī)小分子水溶肥料替代全部化肥，在莧菜出苗后與水稀釋多次噴淋，施肥量為有機(jī)小分子水溶肥料2 400 L/hm2。

1.6 測試項(xiàng)目及方法

農(nóng)藝性狀：在紅莧菜收獲前3 d，每小區(qū)隨機(jī)選取6 株測定莧菜的株高、莖粗和單株重量。

產(chǎn)量和品質(zhì)：各小區(qū)單獨(dú)收，記錄實(shí)際產(chǎn)量。在莧菜收獲時，取部分鮮樣帶回實(shí)驗(yàn)室測定其品質(zhì)，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，2，6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C（VC）含量，紫外分光光度法測定硝酸鹽含量，考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白質(zhì)含量［14］。

養(yǎng)分吸收量：在莧菜收獲時，采用H2SO4-H2O2消解法測定植株的氮、磷、鉀等養(yǎng)分元素含量［15］。

1.7 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2020 和SPSS 17.0 軟件處理分析，采用最小顯著法（LSD）進(jìn)行檢驗(yàn)，差異顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對莧菜農(nóng)藝性狀的影響

由表1 可以看出，與不施肥處理相比，各施肥處理都明顯提高了莧菜的農(nóng)藝性狀。各施肥處理之間，T1 處理的株高顯著高于T3 處理，其他處理間的株高無顯著差異；各施肥處理莧菜的莖粗也無顯著差異；T4 處理的莧菜單株重量最大，顯著高于其他處理，各處理的單株重量大小順序?yàn)門4＞T3＞T1＞T2＞T5＞CK，T3 處理與T1 處理的單株重量無顯著差異，T5 處理與CK 處理的單株重也無顯著差異。

表1 不同處理對莧菜農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同處理對莧菜產(chǎn)量的影響

由表2 可以看出，各施肥處理的小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量都顯著高于CK 處理，T4 處理的小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量最高，其次是T3 處理，再次是T1 處理，3 個處理間的小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量呈顯著差異。T2 處理的產(chǎn)量略低于T1 處理，兩者之間的小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量無顯著差異，T5 處理的莧菜產(chǎn)量最低，顯著低于T1 處理。與CK 處理相比，T4、T3、T1、T2、T5 處理每公頃分別增產(chǎn)29.77%、22.12%、17.35%、14.57%、11.42%。與T1 處理相比，T4、T3 處理分別增產(chǎn)10.59%、4.07%，T2、T5 處理分別減產(chǎn)2.36%、5.06%。

表2 不同處理對莧菜產(chǎn)量的影響

2.3 不同處理對莧菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

隨著人們環(huán)保和健康意識的提高，研究和生產(chǎn)者的注意力由提高產(chǎn)量向改善品質(zhì)上轉(zhuǎn)移，營養(yǎng)品質(zhì)也就構(gòu)成了蔬菜品質(zhì)的內(nèi)在因素。由表3 可以看出，T4 處理和T5 處理莧菜的可溶性糖含量較高，顯著高于T2 處理和T3 處理，T1 處理和CK 處理莧菜的可溶性糖含量較低，顯著低于其他處理。各處理莧菜的蛋白質(zhì)含量大小順序?yàn)門4＞T3＞T5＞T2＞T1＞CK，T3 處理和T4 處理之間無顯著差異，二者與其他處理莧菜的蛋白質(zhì)含量呈顯著差異。莧菜的維生素C 含量最高的為T3 處理，最低的為CK 處理，T4 和T5處理維生素C 含量顯著低于T3 處理，但顯著高于其他處理，T1 處理和T2 處理維生素C 含量無顯著差異，但顯著低于其他施肥處理。各處理莧菜的硝酸鹽含量大小順序?yàn)镃K＞T1＞T2＞T3＞T4＞T5，T4 處理和T5 處理之間無顯著差異，其他處理之間莧菜的硝酸鹽含量呈顯著差異。

表3 不同處理對莧菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.4 不同處理對莧菜氮、磷、鉀吸收量的影響

由表4 可以看出，CK 處理的氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量都低于其他處理。各施肥處理之間，T1 處理、T3處理和T4 處理的氮素吸收量較大，其次是T2 處理，再次是T5 處理；T4 處理的磷素吸收量最大，顯著高于其他處理，T3 處理的磷素吸收量次之，也顯著高于其他處理，T1 處理、T2 處理和T5 處理的磷素吸收量較小，三者之間無顯著差異；T4 處理的鉀素吸收量最大，顯著高于其他處理，T1 處理和T3 處理的鉀素吸收量次之，T5 處理的鉀素吸收量最小，顯著低于其他處理。各處理的累計氮磷鉀養(yǎng)分吸收量大小順序?yàn)門4＞T3＞T1＞T2＞T5＞CK，T4 處理的氮磷鉀養(yǎng)分吸收量顯著高于其他處理。

表4 不同處理對莧菜氮、磷、鉀吸收量的影響（單位：kg/hm2）

3 小結(jié)

化肥減量增效技術(shù)改變了過量施肥、養(yǎng)分失衡的現(xiàn)狀，降低了肥料投入成本，根據(jù)蔬菜目標(biāo)產(chǎn)量、土壤肥力水平進(jìn)行推薦施肥，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥，提高了蔬菜產(chǎn)量和效益，同時改善土壤的理化性狀，提高耕地質(zhì)量，減少對土壤、地下水的污染，是保證農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的必要手段。本試驗(yàn)采用了測土配方施肥、有機(jī)肥替代30%化肥、有機(jī)小分子水溶肥替代30%化肥和全部施用有機(jī)小分子水溶肥水肥一體化應(yīng)用4 種不同技術(shù)來減少化肥的使用量。測土配方施肥是根據(jù)對農(nóng)民施肥用量的調(diào)查，對莧菜產(chǎn)量進(jìn)行摸底，以及土壤養(yǎng)分的測試，科學(xué)測算出施肥配方。農(nóng)民習(xí)慣施肥的施肥量為600 kg/hm2復(fù)合肥料（16-16-16），具體為N-P2O5-K2O 96 kg/hm2。通過測試土壤的速效養(yǎng)分，土壤硝態(tài)氮含量為41.26 mg/kg，有效磷含量為47.98 mg/kg，速效鉀含量為67.23 mg/kg，計算出配方肥施入量為尿素100 kg/hm2、過磷酸鈣285 kg/hm2、硫酸鉀125 kg/hm2，各種養(yǎng)分施入量為N 46 kg/hm2、P2O545.6 kg/hm2、K2O 63.75 kg/hm2，測土配方施肥處理的化肥總施入量比農(nóng)民習(xí)慣施肥的化肥總施入量減少了46%。30%的有機(jī)肥替代是指在測土配方施肥的基礎(chǔ)上，減少30%的化肥用量，與農(nóng)民習(xí)慣施肥相比化肥總施入量減少了62.23%。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，各種施肥處理對莧菜的株高和莖粗影響差異不大，但對莧菜的單株重量影響差異顯著，T4 處理的單株重量最大，顯著高于T1 處理，說明采用有機(jī)小分子水溶肥替代30%的化肥能顯著改變莧菜的單株重量。各施肥處理對莧菜的小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量影響顯著，與農(nóng)民習(xí)慣施肥處理（T1 處理）相比，T4、T3、T2、T5 處理每公頃分別增產(chǎn)10.59%、4.07%、2.36%、5.06%，說明4 種減肥技術(shù)對莧菜的產(chǎn)量影響各異，全施有機(jī)小分子水溶肥水肥一體化技術(shù)降低了莧菜的產(chǎn)量，但30%有機(jī)小分子水溶肥替代化肥技術(shù)大幅度增加了莧菜的產(chǎn)量。各種減肥技術(shù)都顯著提高了莧菜的營養(yǎng)品質(zhì)，30%有機(jī)小分子水溶肥替代化肥處理效果最佳，顯著提高了莧菜的可溶性糖、蛋白質(zhì)和維生素C 含量，降低了硝酸鹽含量，并且該處理的莧菜植株養(yǎng)分吸收總量也顯著高于其他處理。這與任科宇等［16］研究結(jié)果一致，增加有機(jī)肥投入可以顯著增加蔬菜產(chǎn)量，提高蔬菜品質(zhì)。

本試驗(yàn)4 種減肥技術(shù)大大降低了化肥的投入量，雖然測土配方施肥和水肥一體化技術(shù)造成莧菜產(chǎn)量小幅度下降，但4 種技術(shù)都顯著提高了莧菜的營養(yǎng)品質(zhì)，其中30%有機(jī)小分子水溶肥替代化肥技術(shù)效果最佳，后期可以大面積推廣應(yīng)用。