關(guān)鍵詞:磷肥減量;有機(jī)肥替代;露地辣椒;產(chǎn)量品質(zhì);土壤肥力
辣椒在全國(guó)各地均有生產(chǎn),是我國(guó)種植面積最大的蔬菜之一。2022年,我國(guó)辣椒種植面積約223萬(wàn)hm2,總產(chǎn)量約6400萬(wàn)t,年產(chǎn)值超2700億元。浙江省臺(tái)州市天臺(tái)縣是典型的露地辣椒高產(chǎn)區(qū),近年來(lái),由于蔬菜產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化不斷擴(kuò)大,氮磷等化學(xué)肥料的投入也越來(lái)越高。根據(jù)對(duì)浙江省天臺(tái)縣蔬菜施肥情況調(diào)查結(jié)果,過(guò)量施肥已經(jīng)造成土壤磷富集,導(dǎo)致土壤酸化、病蟲(chóng)害加劇等一系列問(wèn)題,故目前迫切需要一種可大面積推廣的綠色施肥技術(shù)。事實(shí)上,我國(guó)蔬菜地普遍存在過(guò)量施用化肥的問(wèn)題,根據(jù)黃紹文等調(diào)查研究,我國(guó)蔬菜化肥總養(yǎng)分用量平均為1092.0kg·hm-2,是全國(guó)農(nóng)作物化肥養(yǎng)分用量的3.3倍;蔬菜N和P205施用量分別是各自推薦量的1.9~2.7倍和5.4~5.9倍。Yan等研究發(fā)現(xiàn),過(guò)量磷輸入導(dǎo)致土壤有效磷(Olsen-P)顯著富集,全國(guó)溫室和露地蔬菜地表層土壤(0~20cm) Olsen-P含量平均為179.0mg·kg-1和100.0mg·kg-1,遠(yuǎn)超菜地推薦水平(46.0~58.0mg·kg-1)。
目前,圍繞辣椒減肥增效措施的研究已經(jīng)有諸多報(bào)道。其中,氮肥減量是最主要的措施,如張帆等研究表明,減施40%氮肥,辣椒果實(shí)產(chǎn)量顯著提高19.93%,更有利于促進(jìn)辣椒果實(shí)中可溶性糖、還原糖、可溶性蛋白、維生素C含量的提高。也有研究關(guān)注了有機(jī)肥替代的效果,如江波等研究表明相較于全量化肥,有機(jī)肥替代處理的辣椒產(chǎn)量增加2.3%~13.1%。有機(jī)氮替代50%時(shí)最有利于提高辣椒產(chǎn)量、品質(zhì)以及減少土壤礦質(zhì)態(tài)氮積累。近年來(lái),氮肥減量與有機(jī)替代的結(jié)合成為熱門(mén)研究方向,如徐大兵等研究表明在高山露地辣椒300kg·hm-2施氮量的基礎(chǔ)上,有機(jī)肥氮替代30%化肥氮或者減少20%化肥氮處理能夠獲得與300kg·hm-2施氮量略高或者相當(dāng)?shù)睦苯樊a(chǎn)量;有機(jī)肥氮替代30%化肥氮和減氮處理(10%、20%、30%)均能夠降低辣椒果實(shí)中硝酸鹽和總酸含量,而有機(jī)肥氮替代30%化肥氮處理辣椒品質(zhì)要高于減氮處理。
總的來(lái)看,前人關(guān)于辣椒減肥增效措施的研究,主要還是集中在氮肥減量與有機(jī)肥替代方面。遺憾的是,針對(duì)辣椒化學(xué)磷肥減量的研究較少,尤其對(duì)露地辣椒體系的研究還鮮有報(bào)道。因此,探究化學(xué)磷肥減量和有機(jī)肥替代模式對(duì)于提高露地蔬菜地質(zhì)量,維持露地蔬菜產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展具有重要意義。本研究在浙江省臺(tái)州市天臺(tái)縣石梁鎮(zhèn)開(kāi)展露地辣椒施肥試驗(yàn),探究磷肥減量與不同比例有機(jī)肥替代對(duì)露地辣椒產(chǎn)量品質(zhì)及土壤肥力的影響,以期為浙江省乃至全國(guó)的露地辣椒減肥增效方案制定提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1.1研究區(qū)概況
田間試驗(yàn)于2022年6-9月在天臺(tái)縣石梁鎮(zhèn)察嶺腳龍皇堂村進(jìn)行。試驗(yàn)田海拔748m,土壤類(lèi)型為山地黃泥砂田,土壤質(zhì)地屬砂壤土。該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),冬季平均氣溫為6.5℃,春季平均氣溫16.0℃,夏季平均氣溫27.1℃,秋季平均氣溫18.8℃。多年平均降雨量1587.3mm。該區(qū)域自1983年高山蔬菜開(kāi)發(fā)成功以來(lái),常年種植辣椒、茄子、黃瓜等露地蔬菜,前作為茄子。試驗(yàn)前土壤(0~20cm)pH值5.90,有機(jī)質(zhì)29.30g·kg-1,全氮1.83g·kg-1,全磷0.95g·kg-1,全鉀15.31g·kg-1,堿解氮125.0mg·kg-1,有效磷122.40mg·kg-1,速效鉀67.50mg·kg-1,陽(yáng)離子交換量7.95cmol·kg-1,容重1.23g·cm-3。
1.2試驗(yàn)處理
試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理,具體處理設(shè)置見(jiàn)表l。處理l為不施肥對(duì)照(CK),處理2為農(nóng)戶常規(guī)施肥(CF),處理3為化學(xué)磷肥減量施肥,常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減施30%化學(xué)磷肥(OF),處理4為化學(xué)磷肥減量施肥基礎(chǔ)上,有機(jī)肥替代15%化肥氮(OF-15N),處理5為化學(xué)磷肥減量施肥基礎(chǔ)上,有機(jī)肥替代30%化肥氮(OF-30N),在OF-15N和OF-30N處理中,P和K不足部分用磷鉀肥補(bǔ)齊。試驗(yàn)用的有機(jī)肥為腐熟雞糞肥(產(chǎn)自天臺(tái)縣億順牧業(yè)有限公司,含9.32%水分,3.85%N,3.27% P20s. 3.37% K20. Ca 31.55mg·g-1, Mg 20.72mg·g-1, Fe 1040.08 mggkg-1, Mn146.06mg·kg-1, Cu12.45mg·kg-1,Zn55.91mg·kg-1),氮肥為尿素(含N46%),磷肥為過(guò)磷酸鈣(含P205 12%),鉀肥為硫酸鉀(含K20 52%)。試驗(yàn)辣椒品種為蕭新系列。雞糞和過(guò)磷酸鈣全部作基肥施用,尿素和硫酸鉀作追肥,分別在移栽時(shí)和開(kāi)花期時(shí),按照30%和70%比例進(jìn)行施用。小區(qū)面積20m2,重復(fù)3次,隨機(jī)區(qū)組排列。露地辣椒于2022年5月中旬進(jìn)行育種和施基肥,6月5日進(jìn)行辣椒移栽,6月5日至7月5日為辣椒幼苗期,7月5日至10月5日辣椒開(kāi)花成熟期,進(jìn)行分批次辣椒采摘并追肥。按照本區(qū)域常規(guī)方案進(jìn)行辣椒移植和水分管理。
1.3樣品采集與測(cè)試方法
土壤樣品的采集與分析:土樣于整地前和收獲期,隨機(jī)采用5點(diǎn)采樣法采集耕作層(0~20cm)土壤,將土樣進(jìn)行自然風(fēng)干,參照《土壤農(nóng)化分析》中的方法測(cè)定土壤理化性質(zhì):土壤pH值用pH計(jì)測(cè)定(土水比為1:10);有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀容量法(外加熱法)測(cè)定;土壤全氮用半微量凱氏定氮法測(cè)定;土壤全磷用氫氧化鈉堿熔一鉬銻抗比色法測(cè)定;土壤全鉀用氫氧化鈉熔融一火焰光度計(jì)測(cè)定;堿解氮用堿解擴(kuò)散法測(cè)定;有效磷用Olsen浸提一鉬銻抗比色法測(cè)定;速效鉀用NH4Ac浸提一火焰光度計(jì)法測(cè)定。
植株樣品的采集與分析:在露地辣椒盛果期調(diào)查辣椒經(jīng)濟(jì)性狀(單果長(zhǎng)和單果質(zhì)量),分批采摘累計(jì)總產(chǎn)量(Yield)。辣椒可溶性糖(Soluble sugar,SS)用銅還原碘量滴定法測(cè)定,總酸(Total acid,TA)用酸堿滴定法測(cè)定,可溶性蛋白(Soluble protein,SP)用Brand-ford法測(cè)定,維生素C(Vitamin C.VC)用2,6-_氯靛酚滴定法測(cè)定。辣椒經(jīng)105℃殺青30min后,60℃烘干至質(zhì)量恒定,經(jīng)H2S04-H202消煮完全后,用0.45um濾膜過(guò)濾,最后用ICP-OES測(cè)定Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn含量。
1.4土壤綜合肥力評(píng)價(jià)
1.4.1參評(píng)指標(biāo)的選取
在選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí),土壤的物理性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,生物肥力變化太快,一般不用來(lái)評(píng)價(jià)土壤綜合肥力,通常選用土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等養(yǎng)分指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)土壤綜合肥力?;诖罅刻镩g試驗(yàn)研究結(jié)果,本研究選取收獲期的土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀8項(xiàng)指標(biāo),作為參評(píng)指標(biāo)綜合反映土壤肥力狀況。
1.4.2土壤綜合肥力的計(jì)算
土壤肥力評(píng)價(jià)方法:根據(jù)全國(guó)土壤第二次普查標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土壤進(jìn)行分級(jí)(表2),參考郭成士等計(jì)算方法,計(jì)算出土壤單一指標(biāo)養(yǎng)分分肥力系數(shù)IFI,再采用修正后的在土壤肥力評(píng)價(jià)中廣泛應(yīng)用的內(nèi)梅羅指數(shù)法計(jì)算土壤的綜合肥力。
(1)土壤單一指標(biāo)養(yǎng)分分肥力系數(shù)IFI的計(jì)算:的綜合肥力越高。
1.5數(shù)據(jù)處理與分析
利用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與整理,采用單因素方差分析(ANOVA)和LSD法進(jìn)行多重比較(Plt;0.05)。采用主成分分析法(PCA),計(jì)算土壤各分肥力系數(shù)的權(quán)重和貢獻(xiàn)率并提取主成分。采用冗余分析法(RDA)計(jì)算土壤肥力與產(chǎn)量品質(zhì)各指標(biāo)相互之間的相關(guān)性和貢獻(xiàn)率。利用Pearson相關(guān)分析檢驗(yàn)產(chǎn)量品質(zhì)和土壤肥力指標(biāo)之間的關(guān)系。主成分和相關(guān)性分析均在SPSS 19.0軟件完成,冗余分析和繪圖在Canoco 5軟件上完成,柱狀圖、箱線圖和熱圖在Orig-inPro 2021中完成。
2結(jié)果與分析
2.1磷肥減量與有機(jī)肥替代對(duì)露地辣椒產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)性狀的影響
試驗(yàn)結(jié)果表明,常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減施30%化學(xué)磷肥,露地辣椒產(chǎn)量并沒(méi)有出現(xiàn)下降,反而增產(chǎn)3.20%;在減施30%化學(xué)磷肥的基礎(chǔ)上,有機(jī)肥替代化肥能顯著提高露地辣椒的產(chǎn)量(圖1),OF-15N和OF-30N處理產(chǎn)量較CF處理分別提高14.59%和12.21%(Plt;0.05)。相較于CF處理,OF-15N和OF-30N處理扣除肥料成本的效益分別提高15.21%和12.84%,增收效果顯著(Plt;0.05)。從露地辣椒的經(jīng)濟(jì)性狀分析,相較于CF處理,OF處理、OF-15N處理和OF-30N處理的單果長(zhǎng)和單果質(zhì)量略有增加,但是整體差異不顯著(如圖2所示)。綜合增產(chǎn)增收效果來(lái)看,磷肥減量+有機(jī)肥替代模式gt;磷肥減量模式z常規(guī)施肥模式。
2.2磷肥減量與有機(jī)肥替代對(duì)露地辣椒品質(zhì)的影響
在減施30%化學(xué)磷肥的基礎(chǔ)上,有機(jī)肥替代化肥能顯著改善辣椒品質(zhì)(表3)。OF-15N處理和OF-30N處理較CF處理,可溶性糖含量分別顯著提高0.46個(gè)和0.26個(gè)百分點(diǎn)(Plt;0.05);OF處理較CF處理可溶性糖含量提高0.1個(gè)百分點(diǎn),但是差異不顯著。相較于CF處理,OF-15N處理和OF-30N處理總酸含量差異較小,但是明顯改善糖酸比,糖酸比從10.95分別提高到13.23和12.31。較CF處理,0F-15N處理和0F-30N處理可溶性蛋白含量提高0.09和0.04個(gè)百分點(diǎn),但是差異不顯著,而0F處理則顯著提高0.41個(gè)百分點(diǎn)。相較于CF處理,0F處理、OF-15N處理和0F-30N處理維生素C含量均有提高,但效果不顯著。就中微量營(yíng)養(yǎng)元素含量來(lái)看,相較于CF處理,OF處理、OF-15N處理和OF-30N處理均能夠提高露地辣椒的Ca、Mg、Zn、Fe含量,且0F-30N處理提升效果要優(yōu)于0F-15N和OF處理(表4)。綜上,磷肥減量+有機(jī)肥替代模式明顯提高露地辣椒的糖酸比,改善辣椒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),同時(shí)促進(jìn)對(duì)鈣、鎂、鐵、鋅等中微量營(yíng)養(yǎng)元素的吸收。
2.3磷肥減量與有機(jī)肥替代對(duì)土壤肥力的影響
2.3.1磷肥減量與有機(jī)肥替代對(duì)土壤理化指標(biāo)的影響
從表5可見(jiàn),與CF處理相比,OF-15N與OF-30N處理的土壤pH值從5.85分別提高到5.95和6.OI(Plt;0.05),土壤全氮分別提高0.04g·kg-1和0.08g·kg-1,其中OF-30N處理提升效果顯著(Plt;0.05),土壤有機(jī)質(zhì)提高0.56~1.64g·kg-1.但是效果不顯著。與CF處理相比,OF處理、OF-15N處理和OF-30N處理土壤全磷分別顯著下降0.08、0.12g·kg-1和0.10g·kg-1(Plt;0.05),有效磷分別顯著下降22.32%、32.93%和29.88%(Plt;0.05)。除CK處理外,各處理土壤堿解氮和速效鉀含量差異不大,而土壤全鉀、陽(yáng)離子交換量和容重在所有處理之間均沒(méi)有顯著差異??偟膩?lái)看,與常規(guī)處理相比,磷肥減量與有機(jī)肥替代處理在減磷30%的基礎(chǔ)上能夠保證土壤速效養(yǎng)分的供應(yīng),還能緩解土壤酸化和提升土壤有機(jī)質(zhì)和全氮,具有較好的土壤培肥、地力提升潛力。
2.3.2土壤肥力綜合評(píng)價(jià)
采用修正的內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀共8個(gè)肥力指標(biāo)進(jìn)行土壤綜合肥力計(jì)算,結(jié)果如圖3所示。各處理土壤肥力綜合指數(shù)值(IFI)從大到小依次為:OF-30N處理(1.750》OF-15N處理(1.733》OF處理(1.724》CF處理(1.718》CK處理(1.639),但各施肥處理之間差異不顯著。與試驗(yàn)前土壤肥力綜合指數(shù)值(1.731)相比,OF、CF和CK處理土壤肥力均有所下降,而OF-15N和OF-30N處理土壤肥力有所提升。土壤單項(xiàng)肥力與土壤肥力綜合指數(shù)值(IFI)的相關(guān)性分析表明,土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮和速效鉀均與土壤肥力綜合指數(shù)值(IFI)之間存在顯著(Plt;0.05)或極顯著(Plt;0.01)相關(guān)關(guān)系(圖4)。同時(shí),運(yùn)用主成分分析法進(jìn)一步探究8個(gè)土壤單項(xiàng)肥力指標(biāo)對(duì)土壤肥力綜合指數(shù)值(IFI)的貢獻(xiàn)率(表6)。按照貢獻(xiàn)率≥85%的提取原則,提取到3個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率達(dá)到95.11%。土壤單項(xiàng)肥力指標(biāo)權(quán)重從高到低分別為:有機(jī)質(zhì)gt;全氮gt;速效鉀gt;堿解氮gt;pH值gt;全鉀gt;全磷gt;有效磷。由此可知,磷肥減量和有機(jī)肥部分替代化肥后,土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量的提升使得土壤肥力綜合指數(shù)值(IFI)提高,但是土壤速效鉀的相對(duì)不足限制了土壤綜合肥力的進(jìn)一步提升。
作物產(chǎn)量在一定程度上可以反映出土壤綜合肥力的高低,一般采用產(chǎn)量與綜合肥力指數(shù)的相關(guān)關(guān)系來(lái)驗(yàn)證評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。由圖4可知,土壤肥力綜合指數(shù)值(IFI)與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.871,二者呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(Plt;0.01),說(shuō)明土壤綜合肥力評(píng)價(jià)結(jié)果是可靠的。綜上,土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀顯著影響露地蔬菜地土壤肥力,而OF-15N和OF-30N處理均能夠提高土壤綜合肥力,且OF-30N處理效果更佳。此外,從長(zhǎng)期培肥效果來(lái)看,在OF-30N處理基礎(chǔ)上,還應(yīng)該注重鉀肥的補(bǔ)充。
2.4土壤肥力與露地辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)性分析
運(yùn)用冗余分析探究土壤肥力指標(biāo)對(duì)露地辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,結(jié)果(圖5)表明,土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀對(duì)露地辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響較大,其中土壤pH值、全氮和有機(jī)質(zhì)與產(chǎn)量、可溶性糖、總酸和鈣、鎂、鐵、鋅含量之間呈強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系??梢?jiàn),磷肥減量和有機(jī)肥部分替代化肥處理,通過(guò)緩解土壤酸化,提升土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量,從而提高了露地辣椒產(chǎn)量;同時(shí),通過(guò)改善糖酸比,促進(jìn)鈣、鎂、鐵、鋅等中微量營(yíng)養(yǎng)元素含量的吸收,最終提高辣椒的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。土壤速效鉀與產(chǎn)量、總酸和鈣、鎂、鐵、鋅含量之間也呈正相關(guān)關(guān)系,因此,在氮、磷含量相對(duì)較高的土壤條件下,土壤速效鉀會(huì)成為作物產(chǎn)量品質(zhì)的限制因子。此外,值得注意的是,土壤全磷和有效磷與辣椒產(chǎn)量、品質(zhì)之間均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。這說(shuō)明磷肥的用量并不是越高越好,過(guò)量的磷輸入可能會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量、品質(zhì)的下降。由此可見(jiàn),適當(dāng)減施磷肥對(duì)于露地辣椒產(chǎn)量、品質(zhì)的提高非常重要。
綜上分析,說(shuō)明過(guò)低和過(guò)高的化肥投入均不利于作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高,合理的有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料配施模式是維持作物高產(chǎn)、高質(zhì)的關(guān)鍵。綜合產(chǎn)量、品質(zhì)、土壤肥力和經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看,磷肥減量+有機(jī)肥替代模式均能夠有效培肥土壤,維持露地辣椒的高產(chǎn)和高品質(zhì),且OF-30N處理優(yōu)于OF-15N處理。
3討論
3.1磷肥減量與有機(jī)肥替代對(duì)辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響
高氮高磷肥投入是目前露地蔬菜體系普遍存在的問(wèn)題,尤其是磷素。磷肥過(guò)量施用會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分供給失衡,不利于蔬菜的生長(zhǎng),甚至可能造成減產(chǎn)。因此,探究適宜的磷肥施用量對(duì)于露地蔬菜的生產(chǎn)尤為重要。本研究表明,在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上減施30%化學(xué)磷肥,露地辣椒產(chǎn)量并沒(méi)有出現(xiàn)顯著下降,與陳謇等在茭白上的研究結(jié)果一致。推測(cè)可能是高氮磷投入條件下,鉀素表現(xiàn)相對(duì)不足,成為作物增產(chǎn)的限制因子,而減磷30%后,緩解了土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分失衡問(wèn)題,反而促進(jìn)了辣椒的生長(zhǎng)與養(yǎng)分吸收。諸多研究表明有機(jī)肥替代是作物增產(chǎn)的關(guān)鍵措施.適宜的有機(jī)肥替代比例可以保證蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中的養(yǎng)分供應(yīng),同時(shí)提高蔬菜光合作用,促進(jìn)植株干物質(zhì)累積,從而增加產(chǎn)量。本試驗(yàn)結(jié)果也表明,減施30%磷肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行有機(jī)肥替代后,辣椒呈現(xiàn)不同程度的增產(chǎn)。這可能是減磷30%的基礎(chǔ)上,進(jìn)行有機(jī)肥替代能夠改善土壤理化特性,協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分供應(yīng),同時(shí)有機(jī)肥帶來(lái)了大量的有機(jī)養(yǎng)分和有益微生物,改善了土壤碳氮比,土壤微生物群落代謝和土壤酶活性顯著提高,促進(jìn)了辣椒的生長(zhǎng)與發(fā)育。
不合理的氮、磷肥投入,土壤C/N和C/P比例失衡,不利于糖分、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的形成和積累,導(dǎo)致蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降。大量研究表明,化肥減量和有機(jī)肥替代是改善蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的有效措施,對(duì)菜心、白菜、茄子等蔬菜可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C的提升效果明顯,但在減磷的基礎(chǔ)上進(jìn)行有機(jī)肥替代對(duì)蔬菜品質(zhì)的影響鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,磷肥減量與有機(jī)肥替代結(jié)合,辣椒可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C含量均有不同程度的提高。推測(cè)磷肥減量與有機(jī)肥替代結(jié)合條件下,土壤C/N和C/P比例更加協(xié)調(diào),有利于辣椒生長(zhǎng);同時(shí)土壤可溶性有機(jī)物、微量元素等供應(yīng)充足,有利于可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成,并向果實(shí)等儲(chǔ)藏器官轉(zhuǎn)運(yùn)。本研究中,磷肥減量與有機(jī)肥替代結(jié)合條件下,辣椒中鈣、鎂、鐵、鋅等中微量元素含量也有所提高,進(jìn)一步證實(shí)了上述推測(cè)。
3.2磷肥減量與有機(jī)肥替代對(duì)土壤肥力的影響
氮、磷肥的過(guò)量施用可能會(huì)導(dǎo)致土壤酸化、土壤板結(jié)等問(wèn)題,導(dǎo)致土壤肥力下降,不利于蔬菜的生長(zhǎng)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)減施30%磷肥,辣椒產(chǎn)量變化不大,土壤供磷水平仍處于豐富水平,且土壤酸化有所緩解,該結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了在磷素過(guò)量積累的土壤中,尤其是蔬菜地土壤減施磷肥的可行性。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果推算,土壤有效磷每年約下降20%,將在3~4a后達(dá)到推薦水平(46.0~58.0mg·kg-1)。理論上,減施30%磷肥的基礎(chǔ)上,仍然存在進(jìn)一步減施磷肥的可能性,這也有待我們進(jìn)一步的試驗(yàn)探究。
有機(jī)肥替代是近年發(fā)展起來(lái)的作物減肥增效的有效途徑,在小麥、玉米、番茄等大量作物的研究上表明適宜比例的有機(jī)肥替代不僅可以保證土壤速效養(yǎng)分的供應(yīng),還能夠緩解土壤酸化,增加土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量,改善土壤容重、孔隙度等理化性質(zhì),提升土壤肥力。本研究中,相較于化學(xué)磷肥減量處理,化學(xué)磷肥減量30%基礎(chǔ)上進(jìn)行有機(jī)肥替代,土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量沒(méi)有顯著變化,而土壤pH值、有機(jī)質(zhì)和全氮含量均有不同程度的提高。通過(guò)土壤綜合肥力評(píng)價(jià)分析發(fā)現(xiàn),磷肥減量30%的土壤肥力沒(méi)有顯著下降,而磷肥減量30%基礎(chǔ)上進(jìn)行有機(jī)肥替代處理,土壤肥力有所提高,這一結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)磷肥減量與有機(jī)肥替代結(jié)合在土壤培肥改良中的作用,其改良機(jī)制可能是:一方面,氮磷肥減施緩解土壤酸化,有利于土壤C、N、P等轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性的提高,能有效協(xié)調(diào)養(yǎng)分的供應(yīng);另一方面,前人大量研究表明增施有機(jī)肥能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,進(jìn)而提高水穩(wěn)性大團(tuán)聚體(gt;0.25mm)含量,改善土壤結(jié)構(gòu),提高保水保肥能力。
相關(guān)性分析結(jié)果表明,土壤肥力與產(chǎn)量之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;主成分分析結(jié)果表明,土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀是引起露地蔬菜地土壤肥力差異的三大關(guān)鍵因子。該結(jié)果印證了有機(jī)肥替代對(duì)作物增產(chǎn)的重要作用,正是因?yàn)橛袡C(jī)肥替代土壤有機(jī)質(zhì)和供氮能力的提高,使得土壤肥力穩(wěn)中有升,露地辣椒顯著增產(chǎn)。另外,值得注意的是,土壤速效鉀也成為露地蔬菜地土壤肥力差異的關(guān)鍵因子之一,說(shuō)明長(zhǎng)期偏施氮、磷肥,土壤速效鉀含量過(guò)低,蔬菜收獲帶走的鉀素一部分來(lái)自于鉀肥,而另外不足部分鉀素則來(lái)源于土壤鉀素的釋放,長(zhǎng)此以往,會(huì)耗竭土壤鉀素,極大降低土壤的供鉀能力,使得土壤肥力下降;磷肥減量與有機(jī)肥替代結(jié)合協(xié)調(diào)了土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分供應(yīng),尤其是增施有機(jī)肥后提高了土壤的保水保肥能力,促進(jìn)土壤鉀素的礦化釋放與積累,提高作物對(duì)養(yǎng)分的吸收,實(shí)現(xiàn)露地蔬菜的增產(chǎn)。
4結(jié)論
(1)化學(xué)磷肥減量30%的基礎(chǔ)上,有機(jī)肥替代15%和30%化肥氮處理均能夠提高辣椒的產(chǎn)量和效益,同時(shí)改善可溶性糖、糖酸比等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo),促進(jìn)鈣、鎂、鐵、鋅等中微量元素的吸收。
(2)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀是影響露地辣椒地土壤肥力的關(guān)鍵因子。在化學(xué)磷肥減量30%的基礎(chǔ)上,有機(jī)肥替代15%和30%化肥氮處理均能提升露地辣椒土壤綜合肥力,且在化學(xué)磷肥減量30%基礎(chǔ)上,有機(jī)肥替代30%化肥氮處理提升效果優(yōu)于有機(jī)肥替代15%化肥氮處理。
(3)綜合產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力提升效果來(lái)看,結(jié)合當(dāng)前“減肥增效”的需求,推薦在將化學(xué)磷肥減量30%的基礎(chǔ)上,通過(guò)有機(jī)肥替代30%化肥氮處理作為露地辣椒的施肥方案。