江苏泗洪县有机肥部分替代化肥对蔬菜地土壤肥力的提升效果

丁晓娟

（江苏省宿迁市泗洪县农业技术推广中心，江苏，泗洪 223900）

肥料在粮食丰产丰收、保障国家粮食安全等方面发挥了巨大作用，然而长期大量低效使用化肥带来了生产成本增加、农业生态环境劣变、土壤功能降低等一系列负面问题。化学肥料减量提效已成为农业生产中肥料的发展方向。2017 年全国农用化肥施用量较2015 年下降2.71%，科学施肥工作取得了积极进展。然而，全国化肥总量基数依然高达5859.41 万t，单位耕地肥料施用量为434.46 kg/hm2，是国际公认施肥量上限的1.93 倍。2015 年全国果菜茶化肥施用总量是理论需求量的2 倍左右，过量施用化肥情况较为严重[1]。因此，有效实现化肥减量替代是当前农业产业发展需要关注的重点和难点问题[2]。

土壤氮磷钾含量过高是当前蔬菜耕地的现状，适量减施肥料对农产品产量不会造成显著不利影响，同时能够有效提升农产品品质。西瓜种植中，化肥减量33.3%，同时配施稻壳及鸡粪，对西瓜果实产量影响不显著，但西瓜植株干物质积累增加，西瓜风味品质得到改善[3]。

适量有机肥替代化肥对农产品产量不会造成显著性不利影响，同时能够有效提升农产品品质。研究表明，商品有机肥替代部分化肥既可以实现西兰花增产增收，又减少化学肥料流失对环境的不利影响，当商品有机肥施用量达30 t/hm2时，西兰花单球重较单施化肥处理增重37.15%，产值增收6.67%[4]。与单施化肥相比，有机肥部分替代化肥有利于棉花氮磷钾养分吸收，提高了棉花氮素表观利用率、偏生产力、肥料氮贡献率和农学效率，有机肥氮替代10%化肥氮是中等肥力棉田增产稳产、氮肥增效的合理施肥方式。赤红壤常年菜地系统化肥减量使用35%-44%可保障蔬菜产量不降低，同时有效降低土壤氮盈余及潜在面源污染风险。化肥氮有机替代有利于进一步降低化肥氮投入量，实现菜地系统化肥深度减施。

泗洪县蔬菜种植常年存在不合理、不科学施肥的问题，化学肥料尤其是化学氮肥过量施用现象较为普遍，本试验以等氮替换为原则，以普通商品有机肥替代尿素，探讨有机替代对土壤肥力的影响，以期为蔬菜科学施肥、土壤质量提升和可持续利用提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验设计

试验材料为尿素和普通商品有机肥。尿素的N 含量为46%，普通商品有机肥养分含量为：N 含量1.4%、P2O5含量1.6%、K2O 含量1.2%、有机质含量32%。

以当地农户习惯施肥量为基准，以等氮替代为原则，30%有机氮替代无机氮，作为基肥一次性施入土壤。试验在泗洪县四河乡雪二村、迎淮村、淮丰村（样点1-3），石集乡新汴村、张圩村（样点4-6），孙园镇崔集村、刘德村（样点7-8），金锁镇双湖村（样点9），归仁镇江桥村（样点10）等蔬菜生产基地实施。蔬菜种植前（T1，2018 年11 月）和蔬菜采收后（T2，2019 年4 月）采集耕层土壤样品测定，室内风干，研磨备用。

1.2 测定项目及方法

测定土壤pH 值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、容重等指标。土壤pH 值采用1：5 水土比浸提，pH 计直接测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，钼锑抗比色法测定；速效钾含量测定采用1.0 mol/L NH4OAc 浸提，火焰光度法测定；有机质含量测定采用重铬酸钾容量法测定；容重采用环刀法原位采样测定。

以分段打分的方法评价土壤单项指标，分值越大说明耕地指标质量越好。土壤有机质（g/kg）含量划分为5 个等级，分别为＜5、5-10、10-15、15-20、＞20，分别打分20、40、60、80、100；碱解氮（mg/kg）、有效磷（mg/kg）、速效钾（mg/kg）均划分为5 个等级，分别为＜50、50-100、100-150、150-200、＞200，分别打分20、40、60、80、100；pH 值划分为5 个等级，分别为＜4、4-5、5-6、6-6.5、6.5-8，分别打分20、40、60、80、100；容重（g/cm3）分为5 个等级，分别为＞1.5、1.4-1.5、1.3-1.4、1.2-1.3、＜1.2，分别打分20、40、60、80、100。土壤评价的6 个单项指标权重系数均设为1/6，综合得分由各单项指标得分乘以权重系数后求和得到。土壤综合评价等级划分为：Ⅰ级（好）、Ⅱ级（中等）、Ⅲ级（较差）和Ⅳ级（很差），对应综合得分为75-100、50-75、25-50 和0-25。

1.3 数据分析

试验数据采用Microsoft Excel(2010)软件处理数据和作图，SPSS 17.0 统计软件进行统计分析，差异显著性检验用配对样品T 检验法（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 pH 值变化特征

土壤pH 值是土壤酸碱性的反映，影响土壤结构形成和矿质营养元素的释放、固定和迁移等。试验表明，有机肥等氮量替代化学氮肥能降低偏碱性土壤pH 值，效果达到极显著水平。试验前后，土壤pH 平均值由7.74 降低到7.46，土壤更接近中性。有研究在枇杷种植中连续5 年用商品有机肥替代部分化肥，土壤pH 值上升0.3。研究结果与本研究相反，其原因可能是其土壤呈酸性，而本研究的土壤呈碱性。长期有机肥部分替代化肥是否能够使酸性和碱性土壤的pH 值都向中性演替的现象需要进一步研究确定。

2.2 碱解氮变化特征

碱解氮又叫水解氮，包括无机态氮和结构简单能被作物直接吸收利用的有机态氮。碱解氮在土壤中的含量不够稳定，易受土壤水热条件和生物活动的影响而发生变化，但它能反映近期土壤的氮素供应能力和供应水平。试验表明，试验前后，土壤碱解氮含量平均值从101.10 mg/kg 提高到107.03 mg/kg，提高幅度为5.93 mg/kg。可见，有机肥等氮量替代化学氮肥能提高土壤碱解氮含量，但效果不显著。有研究发现新疆伊宁县玉米种植中商品有机肥替代部分化肥施用能够增加13.08%-39.29%的土壤碱解氮。有机肥替代化肥具有增加土壤碱解氮的潜力，有机替代量、土壤类型、蔬菜种植结构等是土壤中碱解氮累积的重要影响因素。

2.3 有效磷变化特征

土壤有效磷能直接被作物吸收，是评价土壤供磷能力的重要指标。试验表明，土壤有效磷含量平均值由58.60 mg/kg 提高到90.59 mg/kg，提高幅度为31.99 mg/kg。可见，有机肥等氮量替代化学氮肥能提高极显著提高土壤有效磷含量。

2.4 速效钾变化特征

土壤速效钾包括水溶性钾和交换性钾，是生物有效性很高的钾素形式，土壤速效钾含量的高低直接影响植物钾素营养。试验表明，土壤速效钾含量平均值由283.90 mg/kg 上升到345.70 mg/kg，提高幅度为61.80 mg/kg。有机肥等氮量替代化学氮肥能够提高土壤速效钾含量，但样点间变异较大，整体上提升土壤速效钾含量差异不显著。无机肥配施有机肥或秸秆还田使土壤中速效钾含量大幅度增加，施肥量越高，速效钾含量增加越快。有机无机配施是改良土壤、培肥地力最有效的施肥方式。

2.5 有机质变化特征

土壤有机质是土壤微生物能量和植物矿物养分的重要来源，不仅可提高土壤保水、保肥和缓冲性、改善土壤结构，而且可促进土壤养分有效化，对水、肥、气、热的协调及其供应起支配作用。土壤有机质土壤肥力的标志性物质，是衡量土壤养分的重要指标。试验表明，土壤有机质含量平均值由15.39 g/kg 提高到17.48 g/kg，增幅11.95%，效果显著。可见，有机肥等氮量替代化学氮肥能显著增加土壤有机质含量。已有研究结果也表明，有机肥的施用可增加土壤中有机质的含量，增强土壤保肥供肥的能力。

2.6 土壤容重变化

土壤容重是反映土壤结构、透气性、透水性能以及保水能力的重要指标，土壤容重越小说明土壤结构、透气透水性能越好。试验表明，项目实施后10 个样点的土壤容重平均值由1.42 g/cm3极显著降低到1.18 g/cm3，降幅0.24 g/cm3。可见，有机肥等氮量替代化学氮肥能极显著降低土壤容重，有利于土壤结构改善。

2.7 耕地质量等级变化

通过耕地质量等级的评定能够综合反映土壤肥力水平。由表1 可以看出，蔬菜种植前（T1）泗洪县供试蔬菜地全部为Ⅱ等，质量属于较好等级。蔬菜采收后（T2）供试蔬菜地中有80%的综合评定等级跃升到Ⅰ等。可见，在泗洪县蔬菜田肥料运筹中，有机肥等氮量替代化学氮肥能明显提升耕地质量等级。

表1 耕地质量综合评定情况

3 结论

有机肥部分替代化肥（30% 有机氮替代无机氮）能够显著提升泗洪蔬菜地土壤有效磷和有机质含量，显著降低土壤pH 值和容重。能够明显增加蔬菜地土壤肥力，提升耕地质量等级。