有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)設(shè)施菜地蔬菜產(chǎn)量及土壤質(zhì)量的影響

摘要： 為探明有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)設(shè)施菜地蔬菜產(chǎn)量及土壤質(zhì)量的影響，明確最佳有機(jī)肥替代化肥比例，依托昆山設(shè)施蔬菜長期施肥試驗(yàn)，設(shè)置7個(gè)處理：不施肥對(duì)照（CK）、有機(jī)肥替代化肥比例0（T1）、20%（T2）、30%（T3）、40%（T4）、50%（T5）和60%（T6），研究不同施肥處理對(duì)設(shè)施不結(jié)球白菜及下茬芹菜株高、產(chǎn)量、種植后土壤理化性質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響。結(jié)果表明：（1）有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)設(shè)施不結(jié)球白菜、芹菜的生長及產(chǎn)量提升均表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)作用（T6處理除外）；相較于CK，T3處理設(shè)施不結(jié)球白菜及芹菜的1 hm2平均產(chǎn)量分別增加37.1%及30.4%，顯著高于其他處理。（2）與單施化肥處理（T1）相比，T6處理土壤pH顯著升高，而電導(dǎo)率顯著降低；土壤養(yǎng)分方面，T3處理對(duì)設(shè)施菜地土壤養(yǎng)分（有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷）含量的提升效果最為明顯；主成分分析結(jié)果顯示，有機(jī)肥部分替代化肥處理，T3處理土壤理化性質(zhì)明顯區(qū)別于其他處理，且電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)含量、總氮含量可能是影響有機(jī)肥部分替代化肥處理設(shè)施菜地土壤質(zhì)量的關(guān)鍵因素；方差分解分析結(jié)果顯示，土壤pH及電導(dǎo)率對(duì)不結(jié)球白菜產(chǎn)量的解釋度為26.3%，是有機(jī)肥部分替代化肥處理影響設(shè)施不結(jié)球白菜產(chǎn)量的主效應(yīng)因素；土壤養(yǎng)分（有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷）含量是影響下茬芹菜產(chǎn)量的主要因子，其對(duì)有機(jī)肥部分替代化肥處理設(shè)施芹菜產(chǎn)量變化的解釋度達(dá)22.6%。（3）有機(jī)肥部分替代化肥處理對(duì)設(shè)施蔬菜凈收益提升效果明顯，其中T3處理設(shè)施不結(jié)球白菜及芹菜凈收益最高，較CK分別增加36.8%及29.0%。綜上所述，有機(jī)肥部分替代化肥是一項(xiàng)具有緩解設(shè)施菜地土壤酸化及次生鹽漬化，培肥改良土壤，促進(jìn)設(shè)施蔬菜增產(chǎn)、增收潛力的農(nóng)業(yè)措施。其中，有機(jī)肥替代化肥比例30%對(duì)設(shè)施蔬菜產(chǎn)量及土壤質(zhì)量提升的綜合效果最佳，可能是保障昆山地區(qū)設(shè)施蔬菜豐產(chǎn)，并有效降低化肥施用量的最佳有機(jī)肥-化肥配施比例。

關(guān)鍵詞： 有機(jī)肥；化肥；設(shè)施蔬菜；產(chǎn)量；土壤質(zhì)量

中圖分類號(hào)： S365"" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A"" 文章編號(hào)： 1000-4440（2024）06-1004-08

Effects of partial substitution of chemical fertilizers with organic fertilizers on vegetable yield and soil quality in greenhouse vegetable fields

ZHU Nan1， QIU Meihua2， FAN Xinhui2， YAN Shimin2， ZHOU Yuanyuan3， LI Yunlong1， LIANG Yonghong2， BAI Yanchao1

（1.College of Environmental Science and Engineering， Yangzhou University， Yangzhou 225127， China；2.Jiangsu Farmland Quality and Agricultural Environmental Protection Station， Nanjing 210029， China；3.Kunshan Youlai Gucheng Science and Technology Innovation Center， Kunshan 215300， China）

Abstract： In order to explore the effects of partial replacement of chemical fertilizers by organic fertilizers on vegetable yield and soil quality in facility vegetable fields， and to determine the optimal proportion of organic fertilizers replacing chemical fertilizers， this study relied on the long-term fertilization experiment of facility vegetables in Kunshan， and set up seven treatments： no fertilization control （CK）， organic fertilizers replacing chemical fertilizers at proportions of 0 （T1）， 20% （T2）， 30% （T3）， 40% （T4）， 50% （T5） and 60% （T6）. The effects of different fertilization treatments on plant height and yield of non-heading Chinese cabbage and celery， soil physical and chemical properties and economic benefits were studied. The results showed that the partial replacement of chemical fertilizer by organic fertilizer significantly promoted the growth and yield of non-heading Chinese cabbage and celery （except T6 treatment）. Compared with CK， the average yield per hectare of non-heading Chinese cabbage and celery in T3 treatment increased by 37.1% and 30.4%， respectively， and was significantly higher than that in other treatments. Compared with T1 treatment， the soil pH of T6 treatment increased significantly， while EC decreased significantly. In terms of soil nutrients， T3 treatment had the most obvious effect on the improvement of soil nutrients （organic matter， total nitrogen， total phosphorus） in greenhouse vegetable fields. The results of principal component analysis showed that the soil physical and chemical properties of T3 treatment were significantly different from those of other treatments， and the electrical conductivity， organic matter content and total nitrogen content might be the key factors affecting the soil quality of greenhouse vegetable field under the treatments of partial replacement of chemical fertilizers by organic fertilizers. The results of variance decomposition analysis showed that soil pH and electrical conductivity explained 26.3% of the yield of non-heading Chinese cabbage. Soil pH and electrical conductivity were the main factors affecting the yield of non-heading Chinese cabbage under the treatments of partial replacement of chemical fertilizers by organic fertilizers. The content of soil nutrients （organic matter， total nitrogen， total phosphorus） was the main factor affecting the yield of celery， and its explanation for the change of celery yield under the treatments of partial replacement of chemical fertilizers by organic fertilizers was 22.6%. The treatments of partial replacement of chemical fertilizers by organic fertilizers had a significant effect on the net income of facility vegetables. The net income of non-heading Chinese cabbage and celery in T3 treatment was the highest， which was 36.8% and 29.0% higher than that in CK， respectively. In summary， the partial replacement of chemical fertilizers by organic fertilizers was an agricultural measure that had the potential to alleviate soil acidification and secondary salinization in greenhouse vegetable fields， improve soil fertility， and promote the yield and income of greenhouse vegetables. The treatment of replacing 30% chemical fertilizers with organic fertilizers had the best comprehensive effect on the improvement of facility vegetables yield and soil quality. It might be the best combination of organic fertilizers and chemical fertilizers to ensure the high yield of facility vegetables in Kunshan area and effectively reduce the amount of chemical fertilizers.

Key words： organic fertilizer;chemical fertilizer；facility vegetable;yield;soil quality

中國是世界上最大的蔬菜生產(chǎn)國和消費(fèi)國[1]。為提高蔬菜生產(chǎn)效率，化肥施用逐漸成為生產(chǎn)上緩解蔬菜供需矛盾、保障農(nóng)戶增產(chǎn)增收的重要技術(shù)手段。然而，長期過量施用化肥極易引起土壤養(yǎng)分失調(diào)，土壤酸化、次生鹽漬化加劇，進(jìn)而導(dǎo)致土壤肥力和生產(chǎn)力水平大幅下降，成為制約設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸[2]。因此，開展化肥減量增效，推進(jìn)蔬菜高產(chǎn)肥料運(yùn)籌是設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。

有機(jī)肥部分替代化肥可以有效緩解化肥過量施用誘發(fā)的土壤障礙和農(nóng)業(yè)面源污染問題，是實(shí)現(xiàn)資源綠色循環(huán)利用、蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要農(nóng)業(yè)實(shí)踐[3]。相關(guān)研究結(jié)果表明，有機(jī)肥部分替代化肥可以有效改善土壤理化性狀，提升土壤肥力水平，保障土壤養(yǎng)分供應(yīng)，從而提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量[4-6]。然而，多茬種植條件下，有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)設(shè)施蔬菜的供肥時(shí)效及其對(duì)設(shè)施菜地土壤質(zhì)量的影響程度等尚不清楚。鑒于此，本研究依托設(shè)施蔬菜長期施肥試驗(yàn)，研究在等氮量條件下，不同的有機(jī)肥替代化肥比例對(duì)設(shè)施蔬菜（不結(jié)球白菜及下茬芹菜）產(chǎn)量及土壤質(zhì)量的影響，以期探明最佳的有機(jī)肥替代化肥比例，為設(shè)施蔬菜的化肥減量增效及設(shè)施菜地土壤質(zhì)量提升提供理論和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)為江蘇省昆山市玉葉智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園（120°51′E，31°20′N），該地屬北亞熱帶南部季風(fēng)氣候區(qū)。年平均氣溫17.6 ℃，年平均降水量1 200.4 mm，全年無霜期239 d。本研究有機(jī)肥部分替代化肥小區(qū)試驗(yàn)于產(chǎn)業(yè)園A9號(hào)新建大棚內(nèi)進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

供試化肥購自昆山農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料有限公司（N含量15%，P2O5含量15%，K2O含量15%）；供試有機(jī)肥購自南通爾康生物有機(jī)肥有限公司（有機(jī)質(zhì)含量42.35%，N含量2.00%，P2O5含量1.43%，K2O含量1.61%）。供試作物：不結(jié)球白菜，品種為金品28；芹菜，品種為玉香1號(hào)。供試不結(jié)球白菜和芹菜種子供種單位均為昆山市優(yōu)來谷成科創(chuàng)中心。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在等氮量條件下，開展不同比例的有機(jī)肥替代化肥試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)置3組共7個(gè)處理，分別為：（1）不施肥空白對(duì)照（CK）；（2）單施化肥處理（T1）；（3）有機(jī)肥部分替代化肥處理組：替代比例分別為20%（T2）、30%（T3）、40%（T4）、50%（T5）和60%（T6）。各處理分別設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù)區(qū)，各小區(qū)面積為8 m2（2 m×4 m），完全隨機(jī)區(qū)組排列。各小區(qū)間設(shè)置隔離行，防止竄水竄肥。有機(jī)肥和化肥分別按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)用量以基施和追施方式一次性施入土壤（表1）。分別于2021年4月和2021年7月進(jìn)行不結(jié)球白菜和芹菜種子撒播，其他管理措施執(zhí)行當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的高產(chǎn)設(shè)施蔬菜技術(shù)規(guī)范。

1.4 樣品采集及測定

1.4.1 植株樣品采集及測產(chǎn) 不結(jié)球白菜和芹菜成熟后，采集代表性植株樣品測定株高；各小區(qū)實(shí)收測產(chǎn)，并根據(jù)小區(qū)面積和小區(qū)產(chǎn)量折算每公頃產(chǎn)量（t/hm2）。

1.4.2 土壤樣品采集及測定 待作物收獲后，按照“五點(diǎn)取樣法”分別采集各小區(qū)耕層土壤。土壤樣品過2 mm篩混勻后測定其pH、電導(dǎo)率（EC）及有機(jī)質(zhì)（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）含量。分別采用電極法和電導(dǎo)法對(duì)土壤pH（土水比1.0∶2.5，重量比）和EC（土水比1∶5，重量比）進(jìn)行測定，采用H2SO4-K2Cr2O7濕燒法、凱氏定氮法、鉬藍(lán)比色法對(duì)土壤SOM、TN、TP含量進(jìn)行測定。試驗(yàn)前棚內(nèi)耕層（0～20 cm）土壤基本理化性質(zhì)：pH 5.93；EC 358 μS/cm；SOM含量23.97 g/kg；TN含量及TP含量分別為1.24 g/kg和1.84 g/kg。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016和SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及統(tǒng)計(jì)分析：本研究為單因素試驗(yàn)，采用單因素方差（One-way ANOVA）結(jié)合鄧肯氏多重比較檢驗(yàn)（Duncan’s）對(duì)不同處理組間土壤理化性質(zhì)、設(shè)施蔬菜株高、產(chǎn)量及收益情況等進(jìn)行差異顯著性分析（Plt;0.05）；采用主成分分析（PCA）方法對(duì)不同處理的土壤理化性質(zhì)差異進(jìn)行可視化分析，并利用置換多元方差分析（PERMANOVA）對(duì)PCA分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。采用方差分解分析（VPA）解析有機(jī)肥部分替代化肥處理后設(shè)施不結(jié)球白菜及芹菜產(chǎn)量變化的主效應(yīng)因素。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)設(shè)施蔬菜生長及產(chǎn)量的影響

由圖1可知，有機(jī)肥部分替代化肥顯著影響了設(shè)施蔬菜（不結(jié)球白菜、芹菜）的株高和產(chǎn)量。設(shè)施不結(jié)球白菜：株高方面，相較于不施肥對(duì)照（CK，14.14 cm），施肥處理對(duì)設(shè)施不結(jié)球白菜株高提升效果明顯。其中，T3處理（有機(jī)肥替代比例30%）不結(jié)球白菜平均株高達(dá)到25.43 cm，顯著（Plt;0.05）高于其他處理。產(chǎn)量方面，相較于CK（37.5 t/hm2），施肥處理不結(jié)球白菜產(chǎn)量均有顯著（Plt;0.05）提升，而有機(jī)肥部分替代化肥處理不結(jié)球白菜產(chǎn)量隨有機(jī)肥替代比例升高呈先升高后降低趨勢(shì)。其中，T3處理不結(jié)球白菜產(chǎn)量顯著（Plt;0.05）高于其他處理，達(dá)到51.4 t/hm2，較CK增產(chǎn)37.1%。

設(shè)施芹菜：株高方面，相較于不施肥對(duì)照（CK），有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)設(shè)施芹菜生長同樣表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)作用，不同施肥處理芹菜平均株高表現(xiàn)為T3gt;T1gt;T4gt;T5gt;T2gt;T6gt;CK，其中T3、T1、T4和T5對(duì)芹菜株高的促進(jìn)作用達(dá)到顯著水平。產(chǎn)量方面，相較于不施肥對(duì)照（CK，51.3 t/hm2），T1～T5處理芹菜產(chǎn)量均明顯提升，其中T3處理芹菜產(chǎn)量最高，達(dá)到66.9 t/hm2，較CK增產(chǎn)30.4%，且增產(chǎn)幅度顯著高于其他施肥處理。

2.2 不同施肥處理對(duì)設(shè)施菜地土壤理化性質(zhì)的影響

總體而言，不同施肥處理對(duì)設(shè)施菜地土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生了顯著影響（表2）。土壤pH方面，不結(jié)球白菜種植后，相較于CK（6.32），施肥處理土壤pH明顯升高，其中T6處理土壤pH最高（7.49），顯著（Plt;0.05）高于其他施肥處理。土壤EC方面，與CK（200.9 μS/cm）相比，單施化肥處理（T1，208.0 μS/cm）土壤EC升高（Pgt;0.05）；而相較于T1處理，有機(jī)肥替代化肥處理土壤EC明顯降低，且隨有機(jī)肥替代化肥比例升高，土壤EC呈降低趨勢(shì)。其中，T6處理土壤EC最低（111.9 μS/cm），顯著（Plt;0.05）低于不施肥對(duì)照（CK）和單施化肥處理。土壤養(yǎng)分方面，相較于CK，施肥處理設(shè)施菜地土壤肥力水平提升。不同施肥處理間，隨有機(jī)肥替代化肥比例升高，SOM、TN、TP含量先升高后降低，其中T2、T3處理對(duì)設(shè)施菜地土壤肥力水平提升效果最為明顯。

芹菜種植后，相較于CK（pH 6.62，EC 86.5 μS/cm），施肥處理土壤pH降低、EC升高，表明不結(jié)球白菜種植后續(xù)種芹菜，設(shè)施菜地土壤酸化及次生鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)加劇。然而，相較于單施化肥處理（T1：pH 5.69，EC 335.0 μS/cm），有的有機(jī)肥部分替代化肥處理土壤pH明顯升高，而EC明顯降低。土壤養(yǎng)分方面，芹菜種植后，施肥處理土壤肥力依然處于較高水平，相較于CK，T3、T6處理設(shè)施菜地土壤中SOM、TN、TP含量均顯著（Plt;0.05）提升。

2.3 不同施肥處理對(duì)設(shè)施菜地土壤質(zhì)量的影響

選取不同施肥處理下設(shè)施不結(jié)球白菜及芹菜種植后土壤理化性質(zhì)（pH、EC、SOM含量、TN含量及TP含量）的生物學(xué)平行數(shù)據(jù)用于主成分分析，可視化有機(jī)肥部分替代化肥處理對(duì)設(shè)施菜地土壤質(zhì)量的影響并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)（圖2）。PCA結(jié)果顯示，有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)設(shè)施菜地土壤質(zhì)量產(chǎn)生了顯著影響（PERMANOVA，Plt;0.05），PC1及PC2累計(jì)方差貢獻(xiàn)率分別達(dá)到92.4%（不結(jié)球白菜，圖2A）和92.2%（芹菜，圖2B），且PC1軸方差貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)大于PC2軸，表明PC1方向土樣分布可反映不同施肥處理間設(shè)施菜地土壤理化性質(zhì)差異的主要特征。沿PC1方向，T3處理土壤樣品分布距離不施肥對(duì)照（CK）土壤及單施化肥處理（T1）土壤最遠(yuǎn)，表明T3處理對(duì)設(shè)施菜地土壤理化性質(zhì)的影響最為明顯。此外，PCA結(jié)果顯示，SOM、TN含量在PC1軸上載荷較高，而EC在PC2軸上載荷較高（圖2），表明EC、SOM含量及TN含量可能是有機(jī)肥部分替代化肥處理影響設(shè)施菜地土壤質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

2.4 有機(jī)肥部分替代化肥處理設(shè)施蔬菜產(chǎn)量變化主效應(yīng)因素分析

VPA分析結(jié)果顯示，pH、EC、SOM含量、TN含量及TP含量對(duì)有機(jī)肥部分替代化肥處理設(shè)施不結(jié)球白菜產(chǎn)量變化的總解釋度為46.1%。其中，pH和EC是設(shè)施不結(jié)球白菜產(chǎn)量變化的主效應(yīng)因子，二者對(duì)不結(jié)球白菜產(chǎn)量變化的解釋度達(dá)到26.3%，遠(yuǎn)大于土壤養(yǎng)分（SOM含量+TN含量+TP含量）對(duì)設(shè)施不結(jié)球白菜產(chǎn)量的影響（12.7%）（圖3A）。

設(shè)施芹菜方面，pH、EC、SOM含量、TN含量及TP含量對(duì)有機(jī)肥部分替代化肥處理產(chǎn)量變化的總解釋度為39.9%。其中，土壤pH及EC對(duì)設(shè)施芹菜產(chǎn)量變化的解釋度為13.1%，而土壤養(yǎng)分（SOM含量+TN含量+TP含量）對(duì)芹菜產(chǎn)量變化的解釋度達(dá)到22.6%，是有機(jī)肥部分替代化肥處理設(shè)施芹菜產(chǎn)量變化的主效應(yīng)因子（圖3B）。

2.5 不同施肥處理對(duì)設(shè)施蔬菜經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表3可知，有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)設(shè)施不結(jié)球白菜及下茬芹菜經(jīng)濟(jì)效益的提升效果明顯。設(shè)施不結(jié)球白菜方面，各處理不結(jié)球白菜產(chǎn)值從高到低依次為T3gt;T1gt;T5gt;T4gt;T6gt;T2gt;CK。其中，T3處理不結(jié)球白菜產(chǎn)值顯著（Plt;0.05）高于其他處理，達(dá)到1 hm2 1.543×105元，凈收入為1 hm2 1.334×105元，1 hm2不結(jié)球白菜凈收入較CK增收3.59×104元，凈收益增幅達(dá)36.8%。

設(shè)施芹菜方面，相較于CK產(chǎn)值（1 hm2 1.026×105元），T1～T5處理芹菜增收效果明顯，其中T3處理芹菜產(chǎn)值最高，達(dá)到1 hm2 1.339×105元，凈收入達(dá)1 hm2 1.130×105元，1 hm2芹菜凈收入較CK增收2.54×104元，凈收益增幅達(dá)29.0%；T6處理設(shè)施芹菜產(chǎn)值明顯降低，1 hm2產(chǎn)值和凈收入分別為9.59×104元、7.06×104元，1 hm2凈收益較CK下降1.70×104元。

3 討論

3.1 有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)設(shè)施蔬菜生長及產(chǎn)量的影響

適度減施化肥，以有機(jī)肥部分替代化肥，對(duì)蔬菜生長及產(chǎn)量提升具有促進(jìn)作用[7]。本研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥部分替代化肥處理（T6處理除外）均明顯促進(jìn)了設(shè)施不結(jié)球白菜及芹菜的生長發(fā)育，并提高了其產(chǎn)量，這與黎蘭獻(xiàn)等[8]、謝育利等[9]的研究結(jié)果一致，原因在于有機(jī)肥不僅可以為植物提供其生長所必須的C、N、P、K等營養(yǎng)成分，其富含的活性物質(zhì)、微量元素及功能微生物等也是作物豐產(chǎn)的重要因素[10]。值得注意的是，各有機(jī)肥替代化肥處理中不結(jié)球白菜、芹菜的株高及產(chǎn)量隨替代比例的增加均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，這意味著與單施化肥處理（T1）相比，T3處理（有機(jī)肥替代化肥比例30%）設(shè)施蔬菜生長及產(chǎn)量提升的促進(jìn)作用明顯增強(qiáng)，而T2處理（有機(jī)肥替代化肥比例20%）及T4～T6處理（有機(jī)肥替代化肥比例40%～60%）的促進(jìn)效果則明顯減弱。上述結(jié)果表明，合理的有機(jī)肥替代化肥比例是設(shè)施蔬菜豐產(chǎn)的關(guān)鍵，過低的有機(jī)肥替代比例不足以彌補(bǔ)化肥減量引起的土壤養(yǎng)分供應(yīng)虧缺，而過高的有機(jī)肥替代比例對(duì)作物的不利影響則可能與土壤中引入的大量有機(jī)物緩慢的礦化分解速率有關(guān)[11]。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)，相較于不施肥對(duì)照（CK），單施化肥處理（T1）頭茬不結(jié)球白菜產(chǎn)量顯著增加，而下茬芹菜產(chǎn)量增幅未達(dá)顯著水平；而與單施化肥處理相比，T3處理對(duì)不結(jié)球白菜產(chǎn)量的提升效果達(dá)到顯著水平。一方面，這可能是由于有機(jī)肥部分替代化肥處理對(duì)不同蔬菜作物的促生作用不盡相同[12]；另一方面，無機(jī)氮肥施用后養(yǎng)分迅速釋放，可以在作物生長前期保障其養(yǎng)分供應(yīng)。隨著前茬作物對(duì)土壤中養(yǎng)分的不斷消耗，土壤中殘余養(yǎng)分對(duì)后茬作物生長供應(yīng)乏力。而相較于化肥供肥的速效性，有機(jī)肥養(yǎng)分釋放慢、供肥時(shí)效長，更有利于后茬作物的生長及物質(zhì)積累[13-14]。本研究發(fā)現(xiàn)，相比于pH及EC對(duì)有機(jī)肥部分替代化肥頭茬不結(jié)球白菜產(chǎn)量變化的影響，土壤養(yǎng)分（SOM含量+TN含量+TP含量）成為后茬芹菜產(chǎn)量變化的主效應(yīng)因素，佐證了有機(jī)肥部分替代化肥相比單施化肥具有更長的養(yǎng)分供應(yīng)時(shí)效。綜上所述，合理配施有機(jī)肥與化肥，可以保障設(shè)施蔬菜生長過程中充足的養(yǎng)分供應(yīng)并延長肥料持效期，促進(jìn)設(shè)施蔬菜豐產(chǎn)，是一種具有實(shí)現(xiàn)“化肥減量增效”潛力的重要農(nóng)業(yè)措施。

3.2 有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)設(shè)施菜地土壤質(zhì)量的影響

相關(guān)研究結(jié)果表明，有機(jī)肥部分替代化肥可以有效降低土壤中鹽分積累，改善土壤物理結(jié)構(gòu)，提高土壤酸堿緩沖能力[15-16]。本試驗(yàn)中，相較于不施肥對(duì)照，單施化肥處理芹菜種植菜地土壤中電導(dǎo)率均顯著升高，這是由于無機(jī)化肥的大量施用，導(dǎo)致土壤耕層可溶性鹽和硝酸鹽等大量積累。然而，相較于單施化肥處理，有機(jī)肥部分替代化肥處理后土壤pH升高趨勢(shì)明顯，且電導(dǎo)率明顯降低，表明有機(jī)肥部分替代化肥具有緩解設(shè)施菜地土壤酸化及次生鹽漬化的潛力，這與唐繼偉等[17]的研究結(jié)果一致。土壤養(yǎng)分方面，張建軍等[18]發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥配施化肥處理11年的耕層土壤有機(jī)質(zhì)、全量氮磷鉀等養(yǎng)分含量顯著高于不施肥及單施化肥處理。本試驗(yàn)中，與不施肥對(duì)照相比，有機(jī)肥部分替代化肥處理土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量均呈現(xiàn)明顯提升，而相較于單施化肥，有機(jī)肥部分替代化肥處理對(duì)設(shè)施菜地土壤中有機(jī)質(zhì)含量提升效果最為明顯，該研究結(jié)果表明有機(jī)肥部分替代化肥可以保障和改善土壤養(yǎng)分供應(yīng)水平，有效培肥土壤[8]。

土壤質(zhì)量是影響作物生長、產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的重要因素[19-22]，對(duì)高度異質(zhì)的土壤中多樣且復(fù)雜的物理、化學(xué)及生物等指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)是探明有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)土壤質(zhì)量的影響，揭示最佳有機(jī)肥替代化肥比例的有效手段[12]。李司童等[23]通過主成分分析方法對(duì)有機(jī)肥部分替代化肥處理（30%、50%、70%）土壤質(zhì)量進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，相較于其他施肥處理（單施化肥、有機(jī)肥替代化肥比例30%、有機(jī)肥替代化肥比例50%），有機(jī)肥替代化肥比例70%對(duì)土壤質(zhì)量的影響最為顯著。本研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥替代化肥比例30%處理設(shè)施菜地土壤質(zhì)量明顯區(qū)別于其他施肥處理，這可能是由于受不同土壤類型、作物品種及施肥模式等因素影響，不同研究中有機(jī)肥替代比例對(duì)土壤質(zhì)量的影響差異明顯[17]。本試驗(yàn)研究結(jié)果與楊忠贊等[16]的研究結(jié)果類似，有機(jī)肥替代30%化肥是改善土壤質(zhì)量、提高肥料利用率、提升作物產(chǎn)量的最佳替代比例。綜上，有機(jī)肥部分替代化肥是一項(xiàng)具有緩解土壤酸化和次生鹽漬化，提升土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)設(shè)施蔬菜增產(chǎn)、增收潛力的農(nóng)業(yè)措施。

4 結(jié)論

有機(jī)肥部分替代化肥是一種推進(jìn)有效的“化肥減量增效”，保障設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要農(nóng)業(yè)措施，具有緩解設(shè)施菜地土壤酸化及次生鹽漬化，增強(qiáng)設(shè)施蔬菜種植過程中土壤碳、氮、磷等養(yǎng)分供應(yīng)，延長肥料持效期，提升設(shè)施蔬菜產(chǎn)量及收益的潛力。在等氮量條件下，綜合考慮不同施肥處理（有機(jī)肥替代化肥比例0～60%）對(duì)設(shè)施蔬菜產(chǎn)量、土壤質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響，有機(jī)肥替代30%化肥可能是保障昆山地區(qū)設(shè)施蔬菜穩(wěn)產(chǎn)、豐產(chǎn)的最佳有機(jī)肥-化肥配施比例。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王志丹，石鑫巖，張 慧. 我國蔬菜種業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問題及政策建議[J]. 中國瓜菜，2021，34（9）：120-123.

[2] 王艷群，彭正萍，薛世川，等. 過量施肥對(duì)設(shè)施農(nóng)田土壤生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2005（增刊1）：81-84.

[3] 黃紹文，唐繼偉，李春花，等. 我國蔬菜化肥減施潛力與科學(xué)施用對(duì)策[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2017，23（6）：1480-1493.

[4] 張迎春，頡建明，李 靜，等. 生物有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)萵筍及土壤理化性質(zhì)和微生物的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2019，33（4）：196-205.

[5] 武星魁，姜振萃，陸志新，等. 有機(jī)肥部分替代化肥氮對(duì)葉菜產(chǎn)量和環(huán)境效應(yīng)的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)（中英文），2020，28（3）：349-356.

[6] 宋永林，袁鋒明，姚造華. 化肥與有機(jī)物料配施對(duì)作物產(chǎn)量及土壤有機(jī)質(zhì)的影響[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2002（4）：73-76.

[7] 李 奇，陳禮鵬，郭正廳. 菌渣有機(jī)肥替代部分化肥對(duì)土壤肥力及玉米產(chǎn)量的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（1）：168-170，254.

[8] 黎蘭獻(xiàn)，張松山，趙定杰，等. 肥料“一減一增”對(duì)小白菜產(chǎn)量·品質(zhì)及土壤養(yǎng)分含量的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（24）：167-169.

[9] 謝育利，王吉平，蘇天明，等. 有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)生菜生長及土壤環(huán)境的影響[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，44（5）：41-49.

[10]萬連杰，何 滿，李俊杰，等. 有機(jī)肥替代部分化肥對(duì)椪柑生長、品質(zhì)及土壤特性的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，55（15）：2988-3001.

[11]余倩倩，李文濤，鄧 烈，等. 柑橘皮渣有機(jī)肥對(duì)特洛維塔甜橙樹體營養(yǎng)、果實(shí)品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的影響[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，39（10）：20-26.

[12]袁 奇，章 歡，鐘月華，等. 有機(jī)肥替代化肥對(duì)設(shè)施蔬菜土壤質(zhì)量提升的效果評(píng)價(jià)[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（12）：132-136.

[13]李嵐坤，吳 杰，常會(huì)慶，等. 有機(jī)肥替代無機(jī)氮對(duì)菠菜生長及氮利用效率的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（8）：139-144.

[14]萬連杰. 有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)柑橘生長生理及土壤性質(zhì)的影響[D/OL]. 重慶：西南大學(xué)，2022.

[15]董 文，張 青，羅 濤，等. 不同有機(jī)肥連續(xù)施用對(duì)土壤質(zhì)量的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2020，36（28）：106-110.

[16]楊忠贊，遲鳳琴，匡恩俊，等. 有機(jī)肥替代對(duì)土壤理化性狀及產(chǎn)量的綜合評(píng)價(jià)[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2019，34（S1）：153-160.

[17]唐繼偉，李 娟，車升國，等. 長期單施不同量化肥和有機(jī)肥后鹽化潮土pH和EC的變化[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2019，25（8）：1300-1307.

[18]張建軍，樊廷錄，趙 剛，等. 不同有機(jī)物料與部分化肥長期定位配合施用對(duì)土壤養(yǎng)分的調(diào)控效應(yīng)[J]. 中國土壤與肥料，2018（3）：85-91.

[19]任志超，穆耀輝，匡志豪，等. 哈茨木霉配施高碳基肥對(duì)植煙土壤理化性質(zhì)和細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（8）：223-231.

[20]何振嘉，賀 偉，李劉榮，等. 旱塬區(qū)新增耕地質(zhì)量和糧食產(chǎn)能影響因素分析——以占補(bǔ)平衡項(xiàng)目為例[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2022，40（11）：1151-1158，1166.

[21]趙 鵬，黃占斌，任忠秀，等. 中國主要退化土壤的改良劑研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2022，40（6）：618-625.

[22]張建鵬. 化肥減量配施微生物菌肥及土壤調(diào)理劑對(duì)重茬馬鈴薯生長發(fā)育和土壤質(zhì)量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（7）：205-212.

[23]李司童，毛凱倫，韋成才，等. 蚯蚓糞肥替代部分化肥對(duì)連作煙田土壤肥力的影響及評(píng)價(jià)[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2018，33（增刊1）：85-91.

（責(zé)任編輯：蔣永忠）

收稿日期：2023-06-20

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41977089）；江蘇現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（蔬菜）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系廢棄資源利用項(xiàng)目[JATS（2020）311、JATS（2021）348、JATS（2022）352]；揚(yáng)州市“綠揚(yáng)金鳳計(jì)劃”項(xiàng)目（YZLYJFJH2021YXBS134）

作者簡介：朱 楠（1999-），女，江蘇揚(yáng)州人，碩士研究生，研究方向?yàn)橥寥栏牧寂c利用。（E-mail）zZN0603@163.com

通訊作者：柏彥超，（E-mail）ycbai@yzu.edu.cn