大白菜种植中有机肥替代化肥最佳比例筛选试验

2021-04-28王天一徐丽萍

农业工程技术 2021年5期

王天一，徐丽萍，胡娟

（1.南京市六合区农业技术推广中心耕地质量保护站，南京 211500；2.南京市六合区农业技术推广中心，南京 211500）

1 试验目的

与世界主要农业国家相比，国内化肥的施用强度偏高[1]。近年来，国家经济快速发展，人民生活水平不断提高，居民的饮食结构正在发生深刻变化，对于优质农产品的需求更加迫切[2]。同时，农业资源超强利用，化肥投入过量，特别是蔬菜生产中，盲目用肥、过量用肥导致蔬菜品质降低，耕地质量下降，农业面源污染加重。南京市六合区实施了江苏省农业科技自主创新资金项目-集约化菜地面源污染系统防控技术方案、设施蔬菜有机肥替代化肥示范县创建项目，建设了6470 亩有机肥替代化肥示范区。本试验改变传统的单一施用化肥模式，采取有机肥部分替代化肥配方施肥，探究不同替代比例对大白菜产量、品质以及土壤化学性质的影响，以期为大白菜种植中有机肥用量提供参考。

2 试验材料与方法

2.1 试验时间和地点

试验时间：2018 年10 月1 日至2019 年1 月4 日，地点设在江苏省农业科学院六合动物科学基地，试验为大棚地实施。

2.2 试验材料

2.2.1 供试土壤。大棚试验田土壤为马肝土，试验土壤pH 值5.6，有机质11.8 g/kg，总氮0.9 g/kg，硝态氮23.7 mg/kg，有效磷51.4 mg/kg，速效钾374.0 mg/kg。

2.2.2 供试肥料。猪粪稻草有机肥、尿素、过磷酸钙、硫酸钾。

2.2.3 供试作物。大白菜，品种为改良青杂三号。

2.3 试验设计

2.3.1 试验处理。处理1 为空白对照，不施肥。处理2 只施用化肥，基肥每亩施16.3 kg 尿素+62.5 kg 过磷酸钙+15 kg硫酸钾；莲座期追肥1 次，追施20 kg 尿素/亩，追肥方式为点施。处理3 在处理2 基础上减少20%化肥氮素，为80%化肥氮+20%有机肥氮。处理4 在处理2 基础上减少30%化肥氮素，为70%化肥氮+30%有机肥氮。处理5 在处理2 基础上减少40%化肥氮素，为 60%化肥氮+40%有机肥氮。

追肥采用条施，微喷浇水，处理2、3、4、5 的总氮量一致。

每个处理3 个小区，试验小区面积4.6 m×3.8 m=17.48 m2。

2.3.2 肥料运筹。所有施肥处理的氮肥基追比为4.5：5.5，各处理化肥施用量见表1。

表1 不同处理的化肥施用量

2.4 样品采集及测定方法

大白菜收获后，每个小区采集3 个土壤样品，采样深度为15-20 cm，每个样品均为多点混合，剔除植物残根，自然条件下风干。取过1 mm 筛的风干土样10 g，加超纯水50 mL，振荡5 min，静置30 min 后测定pH 值和电导率；风干土样过1 mm 筛后采用KCl 浸提-酚二磺酸比色法测定硝态氮；风干土样过1 mm 筛后采用NaHCO3浸提-钼蓝比色法测定有效磷；风干土样过1 mm筛后采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定速效钾。

大白菜收获后，每小区采集3 株代表性植株，然后在105℃杀青30 min 后60℃持续烘干称重。植株烘干样品粉碎后，用硫酸-过氧化氢法消煮，再用SMARTCHEM 全自动化学分析仪测定全氮和全磷含量，用火焰光度计测定全钾含量。

将大白菜鲜样研磨匀浆后，采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量；采用2，6-二氯靛酚滴定法测定还原型Vc 含量；采用紫外比色法测定硝酸盐含量；采用中和滴定法测定有机酸含量；采用茚三酮比色法测定氨基酸含量。

2.5 数据记录

2018 年10 月1 日按试验设计施基肥，10 月09 日进行移栽，11 月12 日进行莲座期追肥，追肥采用条施，采用微喷浇水。除施肥不同外各处理田间管理均一致，2019 年1 月4 日收获。

3 试验分析

3.1 大白菜生物量及产量

各处理的大白菜生物量和产量见表2。从表2 可知，80%化肥氮+20%有机氮处理的大白菜生物量、产量和商品果率都高于其它施肥处理，但差异不显著。

3.2 大白菜品质

各处理的大白菜品质见表3。从表3 可知，相比100%化肥处理，80%化肥氮+20%有机氮处理增加了大白菜氨基酸含量、可溶性糖含量。相比100%化肥处理，60%化肥氮+40%有机氮增加了大白菜有机酸含量，80%化肥氮+20%有机氮、70%化肥氮+30%有机氮和60%化肥氮+40%有机氮处理降低了大白菜硝酸盐含量。

表2 不同处理的大白菜生物量、产量和商品果率

表3 不同处理的大白菜品质

3.3 大白菜氮磷钾养分吸收

各处理的大白菜氮磷钾养分含量见表4。从表4 可知，相比100%化肥处理，70%化肥氮+30%有机氮和60%化肥氮+40%有机氮处理显著降低了大白菜氮含量，60%化肥氮+40%有机氮处理显著降低了大白菜钾含量。各施肥处理间的大白菜磷含量差异不显著。

表4 不同处理的大白菜氮磷钾含量

3.4 土壤化学性状

各处理的土壤化学性状见表5。从表5 可知，相比100%化肥处理，所有施肥处理均降低了土壤电导率，缓解了土壤盐渍化。各施肥处理间的土壤pH 值、硝态氮、有效磷和速效钾含量差异不显著。

表5 不同处理的土壤化学性状

4 讨论

4.1 有机肥部分替代化肥对大白菜品质的影响

蔬菜茎叶中氨基酸、可溶性糖、Vc、硝酸盐等均是评价蔬菜品质的重要指标。蔬菜是极易富集硝酸盐的作物，人体通过膳食摄入的硝酸盐中有80%以上来自蔬菜[3]。研究表明，偏施或过量施用氮肥是导致蔬菜中硝酸盐含量升高和品质下降的主要原因[4]。适量减少化肥用量和增施有机肥或有机/无机配施均可有效降低蔬菜茎叶中硝酸盐与粗纤维含量，增加可溶性糖、可溶性蛋白质和Vc 含量，进而提高蔬菜的品质与口感。本试验表明，在等量氮磷钾养分条件下，施用猪粪稻草有机肥部分替代化肥降低了大白菜中的硝酸盐含量。

4.2 有机肥部分替代化肥对菜地土壤化学性质的影响

研究表明，施用有机肥一定程度上能改善土壤容重等物理性状，提高土壤透气性及其保水保肥能力，还可增加作物根系生物量和根系分泌物的分泌量，进而显著提高土壤微生物生物量与碳氮含量。此外，施用有机肥还能有效增加土壤全磷、无机磷以及有机磷含量，改善土壤供磷水平。本试验条件下，有机肥部分替代化肥能显著降低土壤电导率，对土壤pH 值、硝态氮、有效磷和速效钾含量影响差异不显著，但硝态氮、有效磷含量都有所提高。