氮磷钾肥用量对矮生菜豆86-1产量的影响

王冬群，成美玲，王立，王明湖

(1.慈溪市农业监测中心，浙江 慈溪 315300； 2.慈溪市周巷镇人民政府，浙江 慈溪 315324;3.宁波市农业技术推广总站，浙江 宁波 315012)

慈溪市地处杭州湾南岸，春菜豆常年种植面积0.1万hm2左右。菜豆生长周期短，2个多月就可上市，种植简单，可多次收获。同时菜豆可鲜食、可加工，营养丰富，是重要的出口创汇蔬菜品种。当地种植户在蔬菜种植过程中习惯使用45%复合肥(N 15%、P2O515%、K2O 15%)，以致形成了土壤中有效磷和速效钾含量较高，全氮含量相对较低的地力特点。

为了解在土壤中全氮含量相对较低、有效磷和速效钾含量较高情况下的氮磷钾肥施用量对菜豆产量的影响，我们通过缺素试验和不同施肥量试验，研究氮、磷、钾施肥量大小对菜豆产量的影响，为当地菜豆化肥减量增效和化肥定额制提供可靠依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2019年4月在慈溪市坎墩街道玉兰果蔬农场进行。土壤为潮土类、灰潮土亚类、淡涂泥土属、夜阴土土种[1]。0～20 cm土壤的pH 8.04，全氮1.30 g·kg-1，水解性氮108 mg·kg-1，有机质16.6 g·kg-1，有效磷78.2 mg·kg-1，速效钾为26 mg·kg-1，水溶性盐分0.650 g·kg-1。

试验用的氮肥为河南心连心化肥有限公司产的尿素(N 46.4%)，磷肥为宁波市甬丰农业生产资料股份有限公司产的高浓度磷肥(P2O540%)，钾肥为武汉华盛丰农生态工程有限公司产的硫酸钾(K2O 52%)。菜豆品种为矮生菜豆86-1(杭州科丰种子有限公司供种)，露地种植，前茬为青菜。播种、施肥一天完成，不追施。采用穴施法，每四穴菜豆中间施一穴肥料。

1.2 处理设计

试验分缺素试验和不同施肥量试验2组进行。

缺素试验设缺氮(N0PK)，缺钾(NPK0)，缺磷(NP0K)和全肥(NPK)4个处理，N，P，K的施肥量分别为N 63 kg·hm-2、P2O545 kg·hm-2、K2O 54 kg·hm-2。不同施肥量试验设N0P0K0(不施肥对照)，N1P1K1，N2P2K2，N3P3K3，N4P4K4等5个处理，5个处理N、P2O5、K2O 的施用量均分别为 0，22.5，45，67.5，90 kg·hm-2。2个试验均小区面积20 m2，重复3次。小区间用30 cm宽、25 cm深的沟隔离。每个小区种160穴菜豆，每穴3株。试验在自然降水条件下进行，无补充灌溉。各处理所用肥料在实验室采用精度为0.01 g电子天平称量。

1.3 样品采集与测定

菜豆在成熟期分2次采收。第2次采收时，同时采收菜豆秸杆，在现场对每个小区的全部菜豆和秸杆称重、记录。豆荚、秸杆样品带回实验室后，切碎、混匀分别称取豆荚、秸杆各300 g，先用105 ℃杀青30 min，再用60 ℃烘干至恒重。干样磨细后用硫酸-过氧化氢消煮，然后分别以扩散法测定氮含量，紫外分光光度法测定磷含量，火焰光度计法测定钾含量。调查肥料和菜豆收购价格，计算肥料投入成本及获得的经济效益。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 缺素试验

表1表明，无论是菜豆豆荚产量还是秸杆产量都是缺磷处理最大；其次是缺钾和全肥处理，三者秸杆产量非常接近，但豆荚产量缺钾处理要大于全肥组；缺氮处理的豆荚和秸杆产量都要明显小于其他处理。由此可见，氮元素对露地菜豆豆荚或秸杆产量的影响都非常大，缺氮会使菜豆明显减产；其次在土壤中有效磷、速效钾含量较高的情况下再施磷肥或钾肥对菜豆产量的提高没有益处。

表1 露地菜豆缺素试验豆荚和秸杆的产量表现

从前后2次收获的豆荚产量比较来看，除缺氮处理外，各处理第2次收获的豆荚产量都要明显小于第1次；缺氮处理则第2次高于其他处理，这可能是由于缺氮造成菜豆结荚时间延后。从全肥和缺氮处理产量的比较，推断在缺氮的土壤中通过施氮肥可增加第1次收获的产量。

2.2 施肥量试验

表2表明，无论是豆荚产量还是秸杆产量都表现为随着施肥量增加而增加的趋势，但从N2P2K2到N4P4K4增加幅度逐渐减缓。豆荚产量，第1次收获N3P3K3处理最高，N2P2K2处理次之，N1P1K1、N4P4K4处理产量较低，且两者接近，不施肥对照的产量明显比其他处理低；但也不是施肥越多产量就越高。第2次收获，N4P4K4处理产量最高，不施肥对照、N1P1K1明显比其他处理低，N2P2K2、N3P3K3处理比较高。可见前期施肥量大，第2次收获的产量就高；到第2次收获时，低水平的施肥量已满足不了豆荚生长的需要，如果要提高产量应在后期追加肥料，满足生长需要。从试验结果来看，过量施用基肥，并不能提高菜豆第1次收获的产量，但能提高第2次收获的产量。

表2 露地菜豆不同施肥水平豆荚和秸杆的产量表现

2.3 施钾肥的效果

对缺素试验和不同施肥量试验的结果进行比较，按全肥处理豆荚产量9.675 t·hm-2，与N2P2K2处理的9.805 t·hm-2产量非常接近，N2P2K2处理氮磷钾肥施入量为135 kg·hm-2，明显小于全肥处理的162 kg·hm-2。这2个处理磷肥用量相等，全肥处理在钾肥、氮肥施入量上大于N2P2K2处理，可见对试验地块而言，可能是全肥处理过多的钾肥施入量抑制了菜豆豆荚产量的提高。

2.4 土壤养分平衡情况

表3表明，土壤氮素(N)，除NP0K、NPK、N3P3K3、N4P4K4处理外，其余各处理都出现了不同程度的亏缺；土壤磷素(P2O5)，除NP0K、N0P0K02个没有施磷肥的处理出现亏缺外，其余各个处理都出现了盈余；土壤钾素(K2O)，除NPK0、N0P0K0、N1P1K1没有施磷肥或施肥水平较低的3个处理，其余各处理都出现了不同程度的盈余。可见试验中磷肥、钾肥的施入量过多，菜豆吸收后土壤中有积累。根据鲁如坤等[2]的研究，当作物增产率为10%以上时，因磷肥利用率低，对当季作物来说需要保持足够的磷浓度，磷平衡应有适当盈余。从各处理看，菜豆目标产量在10 t·hm-2时，N、P2O5、K2O施入量分别为67.5～90.0、26.0～45.0、45.0～67.5 kg·hm-2，就可保持当季土壤中养分平衡。

表3 种植菜豆对土壤氮磷钾养分的影响

2.5 菜豆氮磷钾吸收量比例

设菜豆P2O5的吸收量为1.00，计算2个试验各处理N、P2O5、K2O吸收量的比例关系，N0PK、NPK0、NP0K、NPK、N0P0K0、N1P1K1、N2P2K2、N3P3K3、N4P4K4处理分别为：2.65∶1∶1.89、2.72∶1∶1.90、2.52∶1∶1.97、2.44∶1∶2.16、2.57∶1∶1.74、2.68∶1∶1.87、2.48∶1∶1.67、2.28∶1∶1.70、2.80∶1∶2.09，范围为2.28～2.80∶1∶1.67～2.16，平均值为2.57∶1∶1.89。各处理并没有因为N、P2O5、K2O施入量不同而吸收量比例出现明显变化，三者保持了一个基本稳定的比例关系。这个特点为设计菜豆肥料配比提供了重要依据。

2.6 经济效益

按2019年6月价格，尿素2.40元·kg-1，重过磷酸钙2.95元·kg-1，硫酸钾5.00元/·kg-1，菜豆4元·kg-1计算，产值与肥料成本的比值列于表4。产值与成本之比，除不施肥对照外，其余4个处理为21.08～66.34倍，肥料用得越多，增加的倍数就越小。由于肥料成本在产值中的占比不到5%，主要的成本为种植采收等人工成本，可预见种植户有过量使用化肥，提高经济效益的内在动力。

表4 菜豆不同施肥量处理的经济效益

3 小结与讨论

通过缺素试验，发现在土壤中全氮含量相对较低、有效磷和速效钾含量较高的情况下，再施磷肥或钾肥都不利于菜豆产量的提高。同时发现氮含量不能满足菜豆生长需要对豆荚和秸杆产量影响都很大，会造成严重减产。磷、钾肥相对氮肥而言，植物吸收量少，如果在蔬菜种植过程中长期施用三要素含量均为15%的复合肥，会出现土壤中磷钾含量偏高、氮含量偏低的现象。王明祖等[3]发现，高钾处理产量有所下降，认为在菜豆生产过程中钾肥施用量要适宜，并非越多越好[3]。周艺敏等[4]结果，钾肥过量供应会破坏植株体内离子间的平衡。过量使用磷肥和钾肥一方面浪费资源，另一方面污染土地。建议对该类地块前期少施磷、钾肥，或仅施足够多的氮肥。

通过不同施肥量试验，发现无论是豆荚还是秸杆产量都出现了随着施肥量增加而增加的趋势，但增幅逐渐下降。从各处理养分平衡情况来看，发现各施肥水平处理都存在磷素钾素盈余较多的现象。菜豆N、P2O5、K2O三者吸收量的比例为：2.28～2.80∶1∶1.67～2.16，平均值为2.57∶1∶1.89，制定菜豆配方肥时，可适当减少磷肥钾肥配比。菜豆目标产量在10 t·hm-2， 施入N、P2O5、K2O分别为67.5～90.0、26.0～45.0、45.0～67.5 kg·hm-2，就可保持当季土壤中养分平衡。

通过经济效益比较分析发现，肥料在菜豆生产中所占的成本很小。种植户在不知道地块肥力和作物肥料利用特点的情况下，普遍选择了氮磷钾养分含量相等的复合肥或掺混肥而过量施肥。因此，了解不同作物肥料利用情况，根据土壤中氮磷钾含量，开展配方施肥、合理施肥，对于化肥减量增效、化肥定额制、保护土壤环境都非常有必要。