大棚青菜生产上磷肥减施试验研究

张桂萍

（南京市江宁区农业农村局，南京 211100）

磷是作物生长发育必需的大量元素，合理施用磷肥是作物优质高产的重要保障。但是，在我国目前的农业生产中，一直存在过量施用磷肥的现象，鲁如坤[1]指出，20世纪80年代到20世纪末，我国农田磷素平衡的盈余以每年11%的速度在增加。同时，在蔬菜设施栽培中，过量施用磷肥的现象更为普遍，有研究表明，设施栽培蔬菜的磷肥用量是露地种植蔬菜必需磷肥用量的2.3～33.5倍[2]。然而，许多研究表明，大量施用磷肥，会使土壤中有效锌和有效铁的含量降低，会因磷肥中的重金属元素等而使土壤产生污染，会因土壤中的磷素过量积累而对附近水域安全造成严重影响，且不仅不会增加作物产量，反而还会造成作物氮磷吸收失衡，导致作物产量和品质下降。

鉴于此，笔者于2017年对江苏省南京市江宁区大棚青菜生产中的磷肥适宜用量进行了试验研究，以期在保证大棚青菜稳产的同时，减少磷肥用量，提高磷肥利用率，降低环境污染风险，确保大棚青菜生产能取得较好的生态效益、经济效益和社会效益。现将相关试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年11月在南京市江宁区谷里街道蔬菜生产基地内的塑料大棚（面积为400 m2，规格8 m×50 m）进行。供试田块的土壤类型为马肝土，2017年10月初对试验蔬菜大棚的土壤进行取样，测定土壤基本理化性状：有机质含量为18.68 g/kg、碱解氮含量为129.3 mg/kg、全磷含量为1.046 g/kg、有效磷含量为149.3 mg/kg、速效钾含量为237.0 mg/kg、pH 为6.24。

1.2 试验材料

供试青菜品种为“矮脚黄”。供试肥料为复合肥（N-P-K=14-16-5）、尿素、硫酸钾、过磷酸钙等。

1.3 试验设计与实施

本试验以当地大棚青菜生产中的主推配方（N 100 kg/hm2、P2O580 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2）为基础，设置了4个不同磷肥施用量处理，分别为：（1）主推配方（P2O580 kg/hm2），（2）减磷20%（P2O564 kg/hm2），（3）减磷40%（P2O548 kg/hm2），（4）增磷20%（P2O596 kg/hm2）。其中，减磷40%的处理（3）施用的磷肥为复合肥，不足的氮和钾用尿素和硫酸钾进行补充，其他处理施用的磷肥均为过磷酸钙。试验所用肥料均作基肥一次性施用，具体的肥料用量见表1。每处理重复3次，随机区组排列。将8 m宽的大棚平均分成3垄，每垄划分成4个小区，每小区面积20 m2（2 m×10 m），小区两边设置0.5 m宽的保护行，大棚入口和尾部各设2 m宽的保护行。

表1 各处理的氮、磷、钾肥用量（折纯量）

1.4 测定方法

在青菜收获时，各小区单独称量测鲜重，计算青菜产量。同时，随机取部分青菜样品在烘箱内于105℃下杀青，再于70 ℃下烘干称重后，经磨样机粉碎，采用硫酸-过氧化氢消煮，然后测定其全氮、全磷和全钾含量，其中，全氮含量采用凯氏定氮法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定，全钾含量采用火焰光度计法测定。

每小区用土钻采取20 cm深的耕层土壤，经风干、粉碎、过筛后测定土壤各基本理化性状指标，其中，有机质含量采用低温外热重铬酸钾氧化-比色法测定，pH采用电位法（水土比2.5∶1）测定，全氮含量采用氏定氮法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定，全钾含量采用高氯酸消煮法测定，有效磷含量采用碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定，有效氮含量采取碱解扩散法测定。

2 结果与分析

2.1 不同磷肥用量对青菜产量的影响

由表2可知，在主推配方的基础上，处理（2）虽然减施20%磷肥，但其青菜产量较主推配方的处理（1）并没有降低；减施40%磷肥的处理（3）的青菜产量仅较主推配方的处理（1）减产7.6%；增施20%磷肥的处理（4）的青菜产量较主推配方的处理（1）降低6.8%。采用SPSS 18.0对各处理的青菜产量进行Turkey分析，结果显示，各处理间青菜产量差异不显著。由此可见，江宁区大棚青菜生产上主推配方中的施磷量偏高，减施20%磷肥并不会显著影响青菜产量。

表2 不同磷肥用量处理的青菜产量比较

2.2 不同磷肥用量对磷肥偏生产力的影响

肥料偏生产力[PFP，PFP=Y÷F，其中，PFP的单位为kg/kg；Y是指施用某一特定肥料的作物产量，单位为kg/hm2；F是指某一特定肥料的纯养分投入量，单位为kg/hm2]是反映当地土壤基础养分水平和化肥施用量综合效应的重要指标，是施用某一特定肥料的作物产量与施肥量的比值。

由表3可知，在大棚青菜生产中，磷肥投入量越多，其磷肥偏生产力越低。其中，两个减磷处理的磷肥偏生产力均显著高于主推配方的处理（1）和增施20%磷肥的处理（4），且以减施40%磷肥的处理（3）的磷肥偏生产力为最高。由此可见，江宁区大棚青菜的土壤磷素水平较高，主推配方施肥的磷素用量也偏高，从而导致施用磷肥不能发挥其应有的作用。

表3 不同磷肥用量处理的磷肥偏生产力比较

2.3 不同磷肥用量对土壤基本理化性状的影响

由表4可知，各处理的土壤有效磷含量为133.8～182.5 mg/kg，均超过青菜生长的需磷量（60～100 mg/kg）；随着磷肥施用量的减少，土壤有效磷含量逐渐下降，但两个减磷处理的土壤有效磷含量与主推配方的处理（1）间差异不显著，而增施20%磷肥的处理（4）的土壤有效磷含量高达182.5 mg/kg，显著高于减施40%磷肥的处理（3）。各处理的土壤碱解氮含量为116.4～127.2 mg/kg，且各处理间的碱解氮含量差异均不显著。增施20%磷肥的处理（4）的土壤速效钾含量显著低于其他处理。由此可见，在主推配方施肥的基础上，减施磷肥，可增加土壤速效钾含量、降低土壤有效磷含量；增施磷肥，会显著降低土壤速效钾含量、增加土壤有效磷含量，从而增加环境污染风险。

表4 不同磷肥用量对土壤pH和土壤速效养分含量的影响

2.4 不同磷肥用量对青菜氮、磷、钾养分吸收的影响

由表5可知，在主推配方的基础上，减少磷肥施用量，可降低青菜植株中的磷含量、增加青菜植株中的钾含量，增加磷肥施用量，可增加青菜植株中的磷含量、降低青菜植株中的钾含量，但各处理间青菜植株中的磷含量、钾含量差异均不显著。由此可见，增施或减施磷肥对青菜植株中的氮、磷和钾含量均无显著影响，这可能是因为试验大棚的土壤有效磷含量充足，能够满足青菜生长所需。

表5 不同磷肥用量对青菜植株中氮、磷和钾含量的影响

2.5 不同磷肥用量对青菜吸磷量和磷素盈余量的影响

青菜吸磷量为每1 hm2青菜干物质量与青菜含磷量的积，而磷素盈余量为每1 hm2施磷量（P2O5）与青菜吸磷量（P2O5）的差值。由图1可知，各处理的青菜吸磷量差异不显著；但主推配方的处理（1）和增施20%磷肥的处理（4）的青菜磷素盈余量极显著高于两个减磷处理，其中，增施20%磷肥的处理（4）的青菜磷素盈余量高达58 kg/hm2，减施40%磷肥的处理（3）的青菜磷素盈余量为16 kg/hm2。由此可见，江宁区大棚土壤磷素水平较高，主推配方施肥的磷素用量偏高，为过量水平，过量施用磷肥导致大量磷素残留在土壤中，对环境存在潜在威胁。

图1 不同磷肥用量对青菜吸磷量和磷素盈余量的影响

3 结论与讨论

研究表明，土壤磷素的积累可以增加土壤的供磷能力，促进作物高产优质，但当土壤磷素积累增加到一定限度后，磷素会随地表径流由陆地生态系统向水体生态系统迁移，当土壤有效磷含量超过60 mg/kg时，磷素会随渗漏水的损失而逐渐增加，从而加速了水体的富营养化；对于多数作物来说，当土壤有效磷含量达20 mg/kg时，已基本可满足作物的高产要求，但蔬菜生产的需磷量较高，例如，蔬菜采用大田栽培时，要求土壤有效磷含量在60 mg/kg以上；若蔬菜采用大棚或温室等保护地栽培，则对土壤有效磷的需求量更大[1]，同时这也为菜地的磷素管理带来了很大困难。

本试验结果表明，供试大棚土壤的磷素本底值偏高（有效磷含量为149.3 mg/kg），种植一季青菜后，减施40%磷肥处理（P2O548 kg/hm2）的土壤有效磷含量为133.8 mg/kg，增施20%磷肥处理（P2O596 kg/hm2）的土壤有效磷含量为182.5 mg/kg[这两个处理的土壤有效磷含量分别达环境允许值（60 mg/kg）的2倍和3倍以上]，表明增加磷肥施用量，会导致土壤有效磷含量大幅增加；同时，增施20%磷肥处理的青菜磷素盈余量高达58 kg/hm2，减施40%磷肥处理的青菜磷素盈余量也有16 kg/hm2。因此，对于江宁区大棚青菜生产，主推配方的施磷量仍属过量，过量施用磷肥不仅会降低青菜产量，还会大幅增加土壤有效磷含量，对环境存在潜在威胁。

综上，在南京市江宁区主推配方施肥的基础上，大棚青菜减施20%～40%磷肥，不仅青菜产量不会显著降低，而且磷肥偏生产力还会大幅升高，虽然投入的磷素仍有一定盈余，但是土壤有效磷含量有所降低。在综合考虑土壤本底值和试验结果的基础上，推荐江宁区大棚青菜生产中的磷肥（P2O5）适宜施用量为在主推配方的基础上减施40%磷肥，即以48 kg/hm2为宜。