設(shè)施蔬菜肥料施用現(xiàn)狀調(diào)查分析及減施潛力估算

烏仁圖雅 王 巖榮 迪 鄧 宇 陳 琪 王盛男 娜日娜 曲穎超

（赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古赤峰 024031）

隨著集約型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)已成為赤峰市的支柱和優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，設(shè)施蔬菜在赤峰市蔬菜產(chǎn)業(yè)中占有相當(dāng)大的比重，在調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中起著舉足輕重的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，赤峰市設(shè)施農(nóng)業(yè)面積達(dá)14萬hm2以上，年產(chǎn)蔬菜近1 000萬t。種植蔬菜種類主要為番茄、辣椒、黃瓜、茄子等。土壤是蔬菜生產(chǎn)的基礎(chǔ)，人類生產(chǎn)活動對菜田土壤肥力影響較大[1]。隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高強(qiáng)度生產(chǎn)模式帶來的弊端不斷暴露出來[2]。隨著種植年限增加，設(shè)施菜地綜合肥力顯著高于露地菜田[3]，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，pH值呈現(xiàn)升高的趨勢，土壤速效養(yǎng)分累積趨勢明顯[4]。

肥料是蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。科學(xué)合理施肥是設(shè)施蔬菜優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的重要措施。然而，蔬菜尤其是設(shè)施蔬菜栽培中化肥過量和不合理施用現(xiàn)象普遍存在，不僅導(dǎo)致化肥利用率和蔬菜生產(chǎn)效益低下，還導(dǎo)致養(yǎng)分流失、土壤有機(jī)質(zhì)含量降低、速效養(yǎng)分大量富集、次生鹽漬化、重金屬積累、蔬菜可食部分和地下水硝酸鹽含量超標(biāo)等一系列較為嚴(yán)重的問題，嚴(yán)重制約著設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[5-6]。

為明確赤峰市設(shè)施蔬菜施肥現(xiàn)狀，開展了設(shè)施番茄、黃瓜、辣椒施肥現(xiàn)狀調(diào)查，揭示赤峰市設(shè)施蔬菜肥料投入現(xiàn)狀，厘清設(shè)施蔬菜施肥方面存在的問題，估算調(diào)查區(qū)蔬菜肥料總養(yǎng)分和化肥養(yǎng)分的減施潛力，以期為赤峰市化肥減施、科學(xué)合理精準(zhǔn)施肥、推動設(shè)施蔬菜優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約、提高經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)人體健康和生態(tài)環(huán)境提供參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)概況

所選調(diào)查區(qū)域?yàn)槌喾迨兴缮絽^(qū)、寧城縣、林西縣等規(guī)?；N植基地。調(diào)查區(qū)域日光溫室在2003—2018年建棚，為新型鋼梁結(jié)構(gòu)的日光溫室，單個日光溫室面積平均在1 435 m2左右。種植制度為一年兩茬，主要種植作物為番茄、黃瓜、辣椒。調(diào)查區(qū)域日光溫室均施用有機(jī)肥，施用的種類主要為羊糞和牛糞，少數(shù)施用商品有機(jī)肥、雞糞等，均作基肥施入土壤。調(diào)查區(qū)域化肥施用種類繁多，主要包括復(fù)合平衡肥、磷酸二銨、微量元素水溶肥、過磷酸鈣和硫酸鉀等。

1.2 調(diào)查內(nèi)容及方法

本調(diào)查采用田間調(diào)研和室內(nèi)檢測相結(jié)合的方法，2020年5月至2021年3月，實(shí)地調(diào)查了松山區(qū)大廟鎮(zhèn)、松山區(qū)初頭朗鎮(zhèn)、林西縣、寧城縣等規(guī)?；N植基地20棟日光溫室，對施肥量、肥料品種、施肥方法、建棚基本情況、溫室面積、種植作物、定植時間、灌溉方式和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量等進(jìn)行了調(diào)研。在調(diào)查的基礎(chǔ)上采集溫室土壤樣品20份、有機(jī)肥樣品10份（測定有機(jī)肥總氮、總磷和總鉀含量），研究日光溫室施肥現(xiàn)狀、估算減肥潛力、分析施肥中存在的主要問題。

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 肥料養(yǎng)分投入計(jì)算?；署B(yǎng)分含量根據(jù)農(nóng)戶描述和實(shí)際調(diào)查的蔬菜施肥量、各肥料產(chǎn)品中標(biāo)注的養(yǎng)分含量計(jì)算獲得。在調(diào)研過程中，種植戶描述有機(jī)肥投入量以體積單位“m3”為計(jì)量單位。選用畜禽糞便重量按400 kg/m3進(jìn)行計(jì)算[5]。有機(jī)肥養(yǎng)分含量為實(shí)際測定的純N、P2O5和K2O含量，對有機(jī)肥中養(yǎng)分投入總量進(jìn)行估算（表1）。

表1 調(diào)查區(qū)不同有機(jī)肥中養(yǎng)分含量測定結(jié)果（烘干基）

由于設(shè)施蔬菜地塊面積大小不一，需要統(tǒng)一折算為公頃計(jì)算。設(shè)施蔬菜氮、磷、鉀肥投入量均折算為純N、P2O5和K2O的量。商品化肥折算方法為：依據(jù)商品肥外包裝所記載質(zhì)量及純N、P2O5和K2O比例，結(jié)合種植戶施用數(shù)量，計(jì)算養(yǎng)分投入量。

化肥養(yǎng)分投入量（kg/hm2）=化肥投入總量（kg）×養(yǎng)分占肥料質(zhì)量百分比（%）/設(shè)施面積（hm2）；

有機(jī)肥養(yǎng)分投入量 （kg/hm2）=有機(jī)肥投入總量（kg）×有機(jī)肥養(yǎng)分含量（%）/設(shè)施面積（hm2）。

數(shù)據(jù)采用Excel 2013進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

1.3.2 減施潛力的估算。依據(jù)以往研究結(jié)果[6-7]，以設(shè)施蔬菜推薦施肥量為參照，估算赤峰市設(shè)施蔬菜的絕對減肥潛力和相對減肥潛力。

絕對減肥潛力（kg/hm2）=現(xiàn)狀施肥量（kg/hm2）-推薦施肥量（kg/hm2）；

相對減肥潛力（%）=[現(xiàn)狀施肥量（kg/hm2）-推薦施肥量（kg/hm2）]/現(xiàn)狀施肥量（kg/hm2）×100。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)查區(qū)設(shè)施蔬菜肥料養(yǎng)分投入現(xiàn)狀

2.1.1 有機(jī)肥。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查區(qū)域設(shè)施蔬菜均施用有機(jī)肥，施用種類主要為羊糞和牛糞，少數(shù)施用雞糞、商品有機(jī)肥和生物菌肥。調(diào)查區(qū)域設(shè)施農(nóng)業(yè)有機(jī)肥主要來源于農(nóng)戶養(yǎng)殖產(chǎn)生的羊糞、雞糞、牛糞等。由表2可知，番茄有機(jī)肥純N、P2O5、K2O養(yǎng)分施用量分別為 1 145、437、1 270 kg/hm2，黃瓜有機(jī)肥純 N、P2O5、K2O 養(yǎng)分施用量分別為 2 818、1 174、3 078 kg/hm2，辣椒有機(jī)肥純N、P2O5、K2O養(yǎng)分施用量分別為2 592、1 080、2 832 kg/hm2。

在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，純N、P2O5、K2O是養(yǎng)分總投入量的主要來源。其中，鉀含量最高，其次為氮含量，磷含量最少。有機(jī)肥施用量表現(xiàn)為黃瓜>辣椒>番茄。

2.1.2 化肥。調(diào)查結(jié)果表明，調(diào)查區(qū)域的化肥中純N、P2O5、K2O養(yǎng)分平均投入量為378 kg/hm2，高于全國農(nóng)作物化肥養(yǎng)分用量（328.5 kg/hm2）。設(shè)施蔬菜化肥施用種類主要包括復(fù)合肥、沖施肥、磷酸二銨、高鉀肥、微量元素肥等。3種主栽蔬菜化肥施用量均不相同（表2）。番茄化肥純N、P2O5、K2O養(yǎng)分投入量分別為 745、500、867 kg/hm2， 黃瓜化肥純 N、P2O5、K2O養(yǎng)分投入量分別為 151、240、109 kg/hm2，辣椒化肥純N、P2O5、K2O 養(yǎng)分投入量分別為 273、367、213 kg/hm2。綜上所述，調(diào)查區(qū)域中化肥施用量過高。3種作物化肥施用量不同，表現(xiàn)為番茄>辣椒>黃瓜。

表2 調(diào)查區(qū)設(shè)施蔬菜肥料使用情況

2.2 調(diào)查區(qū)設(shè)施蔬菜養(yǎng)分投入比例

設(shè)施蔬菜生育期對養(yǎng)分的需求規(guī)律基本是磷少鉀多，研究表明，蔬菜對純N、P2O5、K2O養(yǎng)分的吸收比例為 1.0∶0.3～0.5∶1.0～1.9[8-9]。 從表 3 可以看出，設(shè)施蔬菜基施化肥、追施化肥中P2O5的占比過高，遠(yuǎn)超蔬菜對磷的需求。養(yǎng)分總量純N、P2O5、K2O比例為1.00∶0.49∶1.09， 其中有機(jī)肥提供的純 N、P2O5、K2O 比例為1.00∶0.41∶1.10，基施化肥提供的純 N、P2O5、K2O 比例為 1.00∶0.92∶1.03， 追施化肥提供的純 N∶P2O5∶K2O 比例為 1.00∶1.84∶1.37。

表3 調(diào)查區(qū)設(shè)施蔬菜氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）施用比例

調(diào)查區(qū)域3種蔬菜施用的基施化肥、追施化肥中P2O5的比例過高，應(yīng)大幅降低；設(shè)施番茄追施化肥K2O比例應(yīng)適當(dāng)降低。

設(shè)施蔬菜有機(jī)肥養(yǎng)分投入量占養(yǎng)分總投入量的適宜比例一般為40%～50%[9]。從表4可以看出，番茄有機(jī)肥純N、P2O5、K2O養(yǎng)分投入量分別占養(yǎng)分總投入量的 61%、47%、59%， 黃瓜有機(jī)肥純 N、P2O5、K2O養(yǎng)分投入量分別占養(yǎng)分總投入量的95%、83%、97%，辣椒有機(jī)肥純N、P2O5、K2O養(yǎng)分投入量分別占養(yǎng)分總投入量的90%、75%、93%。因此，調(diào)查區(qū)域黃瓜、辣椒2種設(shè)施蔬菜有機(jī)肥養(yǎng)分投入比例遠(yuǎn)超過適宜比例，應(yīng)加以調(diào)控。

表4 調(diào)查區(qū)設(shè)施蔬菜有機(jī)肥養(yǎng)分投入量及其占總養(yǎng)分比例

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[9]，蔬菜基施養(yǎng)分用量占養(yǎng)分總用量的適宜比例一般為50%～60%。從表5可以看出，調(diào)查區(qū)域3種蔬菜基施養(yǎng)分投入量均普遍偏高，應(yīng)加以調(diào)控。

表5 調(diào)查區(qū)設(shè)施蔬菜基施養(yǎng)分投入量及其占總養(yǎng)分比例

設(shè)施蔬菜適宜的基施化肥養(yǎng)分用量占化肥養(yǎng)分總量的比例為15%～20%。從表6可以看出，調(diào)查區(qū)域3種蔬菜基施化肥養(yǎng)分比例均普遍過高，為43%～92%。

表6 調(diào)查區(qū)基施化肥養(yǎng)分量及其占化肥養(yǎng)分總量比例

2.3 赤峰市調(diào)查區(qū)域設(shè)施蔬菜肥料減施潛力估算

根據(jù)專家研究得出的設(shè)施蔬菜施肥推薦量[8-10]，估算赤峰市設(shè)施蔬菜（番茄、黃瓜、辣椒）減肥潛力。結(jié)果表明，赤峰市設(shè)施蔬菜氮、磷、鉀肥施用量遠(yuǎn)高于各自推薦施用量（表7）。調(diào)查區(qū)域純N、P2O5和K2O投入量的養(yǎng)分超標(biāo)率分別為74%、85%和95%，以辣椒減施潛力最大。

表7 設(shè)施蔬菜養(yǎng)分推薦量及減施潛力估算

與推薦施肥量相比，番茄純N、P2O5、K2O的絕對減施潛力分別為1 415、781、1 458 kg/hm2，相對減施潛力分別為75%、83%、68%；黃瓜純N、P2O5、K2O的絕對減施潛力分別為 2 470、1 226、2 715 kg/hm2，相對減施潛力分別為83%、87%、85%；辣椒純N、P2O5、K2O的絕對減施潛力分別為2728、1392、2854kg/hm2，相對減施潛力分別為95%、96%、94%。

3 結(jié)論與討論

3.1 設(shè)施蔬菜有機(jī)肥投入量偏大

赤峰市設(shè)施蔬菜純N、P2O5、K2O養(yǎng)分投入量均超出各自推薦量。與北京、天津等城市相比，分別超出 3.5倍、3.6倍、5.4倍。 純 N、P2O5、K2O 養(yǎng)分投入量分別超出設(shè)施蔬菜施肥推薦量的6.9倍、9.5倍和6.2倍。經(jīng)調(diào)查，赤峰市設(shè)施蔬菜養(yǎng)分主要來源于有機(jī)肥。赤峰市設(shè)施蔬菜有機(jī)肥養(yǎng)分投入量占總養(yǎng)分投入量的47%～97%，有機(jī)肥養(yǎng)分投入量偏大。糞肥在分解過程中會產(chǎn)生氨揮發(fā)以及硝酸鹽污染地下水，對環(huán)境造成一定危害。因此，赤峰市設(shè)施蔬菜施肥需要關(guān)注有機(jī)肥環(huán)境安全施用量的問題。

3.2 設(shè)施蔬菜基施化肥施用比例不合理

調(diào)查表明，赤峰市設(shè)施蔬菜化肥以基施為主，基施化肥養(yǎng)分總量占化肥總養(yǎng)分的43%～92%。因此，生產(chǎn)實(shí)踐中，為提高化肥養(yǎng)分利用率，應(yīng)降低化肥養(yǎng)分基施比例，適當(dāng)提高追施比例。

調(diào)查表明，赤峰市設(shè)施蔬菜純N、P2O5、K2O的平均用量比例為1.00∶0.49∶1.09，設(shè)施蔬菜投入總養(yǎng)分比例適中。但是基施化肥和追施化肥的純N、P2O5、K2O的比例不合理。基施化肥P2O5占比過高，追施化肥P2O5、K2O占比均高。需要減少基施化肥P2O5投入量；減少番茄追施化肥P2O5、K2O投入量；減少黃瓜和辣椒P2O5投入量，適當(dāng)提高K2O的投入量。

3.3 赤峰市設(shè)施蔬菜肥料減施潛力大

赤峰市調(diào)查區(qū)域設(shè)施蔬菜肥料純N、P2O5、K2O養(yǎng)分投入量遠(yuǎn)高于各自推薦量。調(diào)查結(jié)果表明，農(nóng)戶不合理施肥現(xiàn)象嚴(yán)重，過量施肥問題突出，減量施肥潛力大。