增施有机肥减施化肥对露地白菜产量和养分利用率的影响

钱荣青， 沐 婵， 黄翠菊， 姚照兵， 杨绍聪*， 王海波， 李家有， 普光发， 李 俊

(1.玉溪市农业科学院，云南 玉溪 653100； 2.通海县土壤肥料工作站， 云南 通海 652700； 3.玉溪市特色作物工程技术研究中心， 云南 玉溪 653100； 4.通海县河西镇农业综合服务中心， 云南 通海 652701； 5.通海县秀山镇农业农村综合服务中心， 云南 通海 652700)

多年来，通海县蔬菜种植面积均稳定在2万hm2左右，且主要分布在杞麓湖流域，2017年蔬菜累计种植面积2.31万hm2(含复种)，总产值达19.75亿元，蔬菜产业已是当地广大农民增收的主导产业，通海县也成为国内有名的蔬菜之乡，西南地区重要的蔬菜集散地[1]。然而由于通海县长期的蔬菜连作及不合理施肥，导致农田N、P等养分富集，对蔬菜产业可持续发展与湖泊治理保护产生不良影响。氮肥是对叶菜类作物产量影响最大的肥料种类之一，因此在叶菜类蔬菜生产中过量施用氮肥的现象非常普遍。近年来，由于盲目大量使用化学肥料，导致了化肥利用率低、蔬菜产出下降，而且带来严重的生态问题[2]。有研究表明，氮肥的当季利用率为30%～35%，磷肥为10%～25%，钾肥为35%～50%[3]。加之蔬菜作物具有根系浅、吸收能力弱、喜高肥水等营养特点[4]，因此如何将肥料施用的产量效益和环境效应进行有机结合，仍然是摆在蔬菜工作者面前的一道难题[5]。对大白菜肥料利用率的研究虽然有报道[2,6-8]，但只涉及施用化肥方面，而对于有机肥与化肥施用对露地白菜养分吸收利用方面的研究很少报道。为此，针对通海县露地白菜生产上肥料施用不合理问题，开展增施有机肥减施化肥对白菜产量和肥料利用率影响的相关试验研究，以期为露地白菜生产中肥料的合理施用及削减农业面源污染提供技术支撑。

1材料与方法

1.1试验材料

1.1.1供试肥料有机肥为思创格精制有机肥及思创格全水溶性有机肥，精制有机肥的生产原料为菜籽粕、作物秸秆和腐植酸，总养分(N+P2O5+K2O)≥5.0%，有机质(以烘干基计)≥50%，水溶性有机质(以烘干基计)≥3.0，生态指标、重金属符合NY525-2012标准；全水溶性有机肥(粉剂)是采用油枯、秸秆及腐殖酸充分发酵后提取有效成分精制而成，总养分(N+P2O5+K2O)≥10.0%，全水溶性有机质≥60%、全水溶性腐殖酸≥30%，均为云南思创格科技有限公司生产。化肥为尿素(含N 46%)、普钙(含P2O516%)、磷酸一铵(含N 12%、P2O552%)、硫酸钾(含K2O 50%)。

1.1.2白菜品种大白菜品种为胜春，小白菜品种为金娃娃，均为当地主栽品种，其种子为云南王记彩云种业有限公司提供。

1.2试验设计

以露地大、小白菜施用不同肥料处理为试验对象，考察增施有机肥减施化肥对大、小白菜产量与肥料养分利用率的影响。以当地常规施肥(施肥结构和施肥量)为对照，化肥减量处理为常规施肥基础上减N 10%～20%和减P 25%～50%，增施有机肥处理为化肥减量基础上增施有机肥，试验共设8个施肥处理(表1)。由于研究是基于杞麓湖保护与农业生产的协调发展而开展的，N、P对湖水的污染影响较大，试验特别设置不施氮、不施磷处理，考察N、P养分利用率差异；另外，基于通海县土壤有效P含量较高的现状，试验设置大幅度减磷处理，即减磷50%处理，考察大量减磷甚至不施磷对露地白菜的影响。有机肥用量为3 000 kg/hm2+全水溶性有机肥60 kg/hm2，各处理N、P2O5及K2O施用量包含有机肥的养分含量。小区面积15 m2，3次重复，随机区组排列。

表1 白菜增施有机肥减施化肥试验处理设计

1.3试验方法

1.3.1试验过程试验于2015年11月至2016年4月进行。大白菜试验在通海县秀山街道万家社区九组进行，前茬作物结球甘蓝，2015年11月20日播种，2016年3月4日收获。小白菜试验安排在通海县河西镇戴文村委会四组进行，前茬作物莴笋，2015年12月24日播种，2016年3月29日收获。采用打塘播种，每塘定植1株。种植密度大白菜为78 945株/hm2，小白菜为208 010株/hm2。有机肥全田均匀撒施于墒面，并使有机肥与土壤混匀于表土0～10 cm内，化肥分3次对水浇施，全水溶性有机肥于第1次和第2次化肥浇施时一起施用。施肥时期、方法及其他田间管理与大田生产一致。

表2 试验地土壤基本理化性状

1.3.2测定指标种植前采集试验区内0～20 cm耕作层土壤样品用于检测pH、有机质、有效N、有效P及有效K指标(表2)。试验结束时每个处理采集5株白菜样品用于检测N、P、K含量指标。土壤有效 N 测定采用碱解扩散法，有效 P采用碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法，有效 K 采用乙酸铵提取-原子吸收法[9]。植株样品经酸法消化后，测定全N采用蒸馏法，全P 采用钼锑抗比色法，全 K 采用原子吸收分光光度计法[10]。试验结束时，分小区进行全田收获，计算白菜叶片的总产量及商品产量。

1.4数据处理

采用Excel 2003对试验数据进行统计分析，应用方差分析和最小显著法 (LSD)检验试验数据的差异显著性。

2结果与分析

2.1不同施肥处理露地白菜的产量

从表3看出，不施N对白菜产量影响较大，其他施肥处理间的白菜总产量差异不显著，均显著高于不施N处理。由于通海蔬菜基地土壤有效P含量很高，施P与不施P对白菜产量影响极小，不施P的大白菜总产量比常规施肥的总产量仅降低1.2%，而小白菜的总产量基本接近。但当配施有机肥且减N 10%和减P 50%的处理下(处理6)，大白菜及小白菜总产量比常规施肥分别增1.7%和2.1%。在不同化肥施用处理中，有机肥+化肥减量处理(处理7、处理8)白菜产量高于纯化肥处理(处理1、处理4、处理5)，其中，大、小白菜的产量均以处理7(有机肥+化肥减N 10%减P 25%)最高，总产量分别为170 121 kg/hm2和203 376 kg/hm2，商品菜产量分别为125 443 kg/hm2和151 515 kg/hm2。

总体看，单施化肥且在减氮10%～20%及减磷25%条件下(处理4、处理5)，白菜总产量比常规施肥处理仅减少0.3%～3.2%；而在化肥减量基础上增施有机肥处理(处理7、处理8)，白菜产量较常规施肥增产1.1%～2.3%。说明，在土壤有效态N、P、K养分较丰富的条件下，减氮10%～20%及减磷25%对白菜产量影响较小，而当无机肥与有机肥搭配施用时，不但实现削减N、P施用量，而且能有效提高白菜产量，对菜农增收及减少农业面源污染有促进作用。

表3 不同施肥处理白菜的产量

2.2不同施肥处理露地白菜植株的养分吸收量及养分利用率

从表4看出，不同施肥处理间白菜N、P、K养分吸收量及肥料利用率的变化。

2.2.1养分吸收量

1) N。大白菜处理6～处理8(有机肥+化肥减量)的N吸收量显著高于其余处理，各处理中以处理6最高(183.7 kg/hm2)，处理2(不施N)最低(54.1 kg/hm2)，常规施肥处理(CK)的N吸收量为157.5 kg/hm2，化肥减量施用的处理4、处理5略高于对照，但差异不显著。小白菜处理6～处理8显著高于常规施肥处理，各处理中以处理7最高(291.3 kg/hm2)，处理2(不施N)最低(79.4 kg/hm2)。

2) P。大白菜处理4～处理8(减氮10%～20%及减磷25%～50%)的P吸收量显著高于其余处理，各处理中以处理6～处理8(有机肥+化肥减量)较高，处理2(不施N)最低(23.3 kg/hm2)。小白菜处理6～处理8(有机肥+化肥减量)显著高于其余处理，各处理中以处理8最高(63.5 kg/hm2)，处理2(不施N)最低(38.0 kg/hm2)。

3) K。大白菜及小白菜处理3～处理8均显著高于处理2(不施N)和处理1(常规施肥，CK)。各处理中均以处理8最高(分别为284.4 kg/hm2和379.8 kg/hm2)，处理7和处理8(有机肥+化肥减量)略高于处理4和处理5(化肥减量)。

总上可知，减氮10%～20%及减磷25%的施肥处理白菜的N、P、K养分吸收量比常规施肥的明显提高(小白菜处理4除外)；当无机肥与有机肥搭配施用时，养分吸收量则显著提高。说明，施用有机肥可改善根际土壤环境，促进养分的吸收。

2.2.2养分利用率

1) N素。大白菜处理6～处理8(有机肥+化肥减量)的N素利用率显著高于处理1(常规施肥，CK)，各处理中以处理8最高(33.4%)，其次是处理6(30.9%)；处理5(化肥减N 20%减P 25%)也显著高于对照，处理4(化肥减N 10%减P 25%)也明显高于常规施肥处理。小白菜处理5～处理8显著高于其他处理，各处理中以处理8最高(70.5%)，其次是处理5(65.8%)；处理4也显著高于对照。

2) P素。大白菜处理6～处理8(有机肥+化肥减量)、处理4～处理5(化肥减量)均显著高于处理1(常规施肥，CK)。各处理中以处理6及处理8较高(分别为26.6%和25.0%)，均显著高于处理4～处理5(化肥减量)。小白菜处理6～处理8均显著高于其他处理，以处理6最高，其次是处理8,分别为104.6%和74.8%；处理2(不施N处理)为32.4%，也显著高于处理4、处理5及对照。

总上可知，减氮10%～20%及减磷25%的施肥处理白菜的N、P肥利用率比常规施肥处理明显提高，当无机肥与有机肥搭配施用时，肥料利用率则显著提高，说明施用有机肥改善根际土壤环境，促进养分的吸收，提高肥料利用率。同时也说明肥料施用量大，其肥料利用率低；单位面积的生物产量高，其肥料利用率也高。

表4 不同施肥处理白菜植株的养分吸收量及利用率

3结论与讨论

针对通海杞麓湖流域的露地蔬菜基地土壤养分较丰富、菜农施肥不合理问题，开展配施有机肥减施化肥对白菜产量及养分吸收量影响试验研究。结果表明，与常规施肥比较，纯施化肥且减氮 10%～20%及减磷25%条件下，大、小白菜总产量仅减少0.3%～3.2%；而增施有机肥+化肥减量处理则增产1.1%～2.3%。白菜植株对N、P、K养分的吸收量，以有机肥+化肥减量处理最高，大白菜平均比常规施肥分别提高11.0%、5.2%和5.0%，小白菜平均比常规施肥分别提高12.9%、19.2%和8.9%。白菜植株的肥料利用率，以有机肥+化肥减量处理最高，其中，大白菜N、P素利用率分别为30.3%～33.4%、16.5%～26.6%，平均分别比常规施肥提高9.4百分点和17.1百分点；小白菜N、P素利用率分别为62.9%～70.5%、67.4%～104.6%，平均分别比常规施肥提高17.9百分点和64.2百分点。白菜减少施N量，氮肥利用率提高，与闵炬等[11-13]研究一致。化肥配施有机肥能有效提高氮肥和磷肥利用率，与裘晓云等[14-15]的研究结果一致。

研究集成了通海露地白菜增施有机肥减施化肥技术：有机肥用量3 000 kg/hm2+全水溶性有机肥60 kg/hm2，大白菜施N 312.3 kg/hm2、P2O533.5 kg/hm2和K2O 59.4 kg/hm2，小白菜施N 235.5 kg/hm2、P2O50 kg/hm2和K2O 54.9 kg/hm2；有机肥作基肥一次性施入，化肥分3次对水浇施，全水溶性有机肥于第1次和第2次化肥浇施时一起施用。2016-2019年在通海县露地白菜生产上大面积推广白菜增施有机肥减施化肥技术，节本增效显著，对削减农业面源污染具有重要的现实意义。