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设施蔬菜肥料施用现状调查分析及减施潜力估算

2022-08-17乌仁图雅岩荣王盛男娜日娜曲颖超

现代农业科技 2022年15期
关键词:投入量基施赤峰市

乌仁图雅 王 岩荣 迪 邓 宇 陈 琪 王盛男 娜日娜 曲颖超

(赤峰市农牧科学研究所,内蒙古赤峰 024031)

随着集约型现代农业的迅猛发展,设施农业已成为赤峰市的支柱和优势产业,设施蔬菜在赤峰市蔬菜产业中占有相当大的比重,在调整经济结构中起着举足轻重的作用。据统计,赤峰市设施农业面积达14万hm2以上,年产蔬菜近1 000万t。种植蔬菜种类主要为番茄、辣椒、黄瓜、茄子等。土壤是蔬菜生产的基础,人类生产活动对菜田土壤肥力影响较大[1]。随着生产规模的不断扩大,高强度生产模式带来的弊端不断暴露出来[2]。随着种植年限增加,设施菜地综合肥力显著高于露地菜田[3],土壤有机质含量降低,pH值呈现升高的趋势,土壤速效养分累积趋势明显[4]。

肥料是蔬菜优质高产的物质基础。科学合理施肥是设施蔬菜优质高效生产的重要措施。然而,蔬菜尤其是设施蔬菜栽培中化肥过量和不合理施用现象普遍存在,不仅导致化肥利用率和蔬菜生产效益低下,还导致养分流失、土壤有机质含量降低、速效养分大量富集、次生盐渍化、重金属积累、蔬菜可食部分和地下水硝酸盐含量超标等一系列较为严重的问题,严重制约着设施蔬菜产业的可持续发展[5-6]。

为明确赤峰市设施蔬菜施肥现状,开展了设施番茄、黄瓜、辣椒施肥现状调查,揭示赤峰市设施蔬菜肥料投入现状,厘清设施蔬菜施肥方面存在的问题,估算调查区蔬菜肥料总养分和化肥养分的减施潜力,以期为赤峰市化肥减施、科学合理精准施肥、推动设施蔬菜优质高效生产、实现资源节约、提高经济效益、保护人体健康和生态环境提供参考。

1 材料与方法

1.1 调查区概况

所选调查区域为赤峰市松山区、宁城县、林西县等规模化种植基地。调查区域日光温室在2003—2018年建棚,为新型钢梁结构的日光温室,单个日光温室面积平均在1 435 m2左右。种植制度为一年两茬,主要种植作物为番茄、黄瓜、辣椒。调查区域日光温室均施用有机肥,施用的种类主要为羊粪和牛粪,少数施用商品有机肥、鸡粪等,均作基肥施入土壤。调查区域化肥施用种类繁多,主要包括复合平衡肥、磷酸二铵、微量元素水溶肥、过磷酸钙和硫酸钾等。

1.2 调查内容及方法

本调查采用田间调研和室内检测相结合的方法,2020年5月至2021年3月,实地调查了松山区大庙镇、松山区初头朗镇、林西县、宁城县等规模化种植基地20栋日光温室,对施肥量、肥料品种、施肥方法、建棚基本情况、温室面积、种植作物、定植时间、灌溉方式和农产品产量等进行了调研。在调查的基础上采集温室土壤样品20份、有机肥样品10份(测定有机肥总氮、总磷和总钾含量),研究日光温室施肥现状、估算减肥潜力、分析施肥中存在的主要问题。

1.3 数据分析

1.3.1 肥料养分投入计算。化肥养分含量根据农户描述和实际调查的蔬菜施肥量、各肥料产品中标注的养分含量计算获得。在调研过程中,种植户描述有机肥投入量以体积单位“m3”为计量单位。选用畜禽粪便重量按400 kg/m3进行计算[5]。有机肥养分含量为实际测定的纯N、P2O5和K2O含量,对有机肥中养分投入总量进行估算(表1)。

表1 调查区不同有机肥中养分含量测定结果(烘干基)

由于设施蔬菜地块面积大小不一,需要统一折算为公顷计算。设施蔬菜氮、磷、钾肥投入量均折算为纯N、P2O5和K2O的量。商品化肥折算方法为:依据商品肥外包装所记载质量及纯N、P2O5和K2O比例,结合种植户施用数量,计算养分投入量。

化肥养分投入量(kg/hm2)=化肥投入总量(kg)×养分占肥料质量百分比(%)/设施面积(hm2);

有机肥养分投入量 (kg/hm2)=有机肥投入总量(kg)×有机肥养分含量(%)/设施面积(hm2)。

数据采用Excel 2013进行处理和统计分析。

1.3.2 减施潜力的估算。依据以往研究结果[6-7],以设施蔬菜推荐施肥量为参照,估算赤峰市设施蔬菜的绝对减肥潜力和相对减肥潜力。

绝对减肥潜力(kg/hm2)=现状施肥量(kg/hm2)-推荐施肥量(kg/hm2);

相对减肥潜力(%)=[现状施肥量(kg/hm2)-推荐施肥量(kg/hm2)]/现状施肥量(kg/hm2)×100。

2 结果与分析

2.1 调查区设施蔬菜肥料养分投入现状

2.1.1 有机肥。调查发现,调查区域设施蔬菜均施用有机肥,施用种类主要为羊粪和牛粪,少数施用鸡粪、商品有机肥和生物菌肥。调查区域设施农业有机肥主要来源于农户养殖产生的羊粪、鸡粪、牛粪等。由表2可知,番茄有机肥纯N、P2O5、K2O养分施用量分别为 1 145、437、1 270 kg/hm2,黄瓜有机肥纯 N、P2O5、K2O 养分施用量分别为 2 818、1 174、3 078 kg/hm2,辣椒有机肥纯N、P2O5、K2O养分施用量分别为2 592、1 080、2 832 kg/hm2。

在设施农业生产过程中发现,纯N、P2O5、K2O是养分总投入量的主要来源。其中,钾含量最高,其次为氮含量,磷含量最少。有机肥施用量表现为黄瓜>辣椒>番茄。

2.1.2 化肥。调查结果表明,调查区域的化肥中纯N、P2O5、K2O养分平均投入量为378 kg/hm2,高于全国农作物化肥养分用量(328.5 kg/hm2)。设施蔬菜化肥施用种类主要包括复合肥、冲施肥、磷酸二铵、高钾肥、微量元素肥等。3种主栽蔬菜化肥施用量均不相同(表2)。番茄化肥纯N、P2O5、K2O养分投入量分别为 745、500、867 kg/hm2, 黄瓜化肥纯 N、P2O5、K2O养分投入量分别为 151、240、109 kg/hm2,辣椒化肥纯N、P2O5、K2O 养分投入量分别为 273、367、213 kg/hm2。综上所述,调查区域中化肥施用量过高。3种作物化肥施用量不同,表现为番茄>辣椒>黄瓜。

表2 调查区设施蔬菜肥料使用情况

2.2 调查区设施蔬菜养分投入比例

设施蔬菜生育期对养分的需求规律基本是磷少钾多,研究表明,蔬菜对纯N、P2O5、K2O养分的吸收比例为 1.0∶0.3~0.5∶1.0~1.9[8-9]。 从表 3 可以看出,设施蔬菜基施化肥、追施化肥中P2O5的占比过高,远超蔬菜对磷的需求。养分总量纯N、P2O5、K2O比例为1.00∶0.49∶1.09, 其中有机肥提供的纯 N、P2O5、K2O 比例为1.00∶0.41∶1.10,基施化肥提供的纯 N、P2O5、K2O 比例为 1.00∶0.92∶1.03, 追施化肥提供的纯 N∶P2O5∶K2O 比例为 1.00∶1.84∶1.37。

表3 调查区设施蔬菜氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)施用比例

调查区域3种蔬菜施用的基施化肥、追施化肥中P2O5的比例过高,应大幅降低;设施番茄追施化肥K2O比例应适当降低。

设施蔬菜有机肥养分投入量占养分总投入量的适宜比例一般为40%~50%[9]。从表4可以看出,番茄有机肥纯N、P2O5、K2O养分投入量分别占养分总投入量的 61%、47%、59%, 黄瓜有机肥纯 N、P2O5、K2O养分投入量分别占养分总投入量的95%、83%、97%,辣椒有机肥纯N、P2O5、K2O养分投入量分别占养分总投入量的90%、75%、93%。因此,调查区域黄瓜、辣椒2种设施蔬菜有机肥养分投入比例远超过适宜比例,应加以调控。

表4 调查区设施蔬菜有机肥养分投入量及其占总养分比例

根据文献报道[9],蔬菜基施养分用量占养分总用量的适宜比例一般为50%~60%。从表5可以看出,调查区域3种蔬菜基施养分投入量均普遍偏高,应加以调控。

表5 调查区设施蔬菜基施养分投入量及其占总养分比例

设施蔬菜适宜的基施化肥养分用量占化肥养分总量的比例为15%~20%。从表6可以看出,调查区域3种蔬菜基施化肥养分比例均普遍过高,为43%~92%。

表6 调查区基施化肥养分量及其占化肥养分总量比例

2.3 赤峰市调查区域设施蔬菜肥料减施潜力估算

根据专家研究得出的设施蔬菜施肥推荐量[8-10],估算赤峰市设施蔬菜(番茄、黄瓜、辣椒)减肥潜力。结果表明,赤峰市设施蔬菜氮、磷、钾肥施用量远高于各自推荐施用量(表7)。调查区域纯N、P2O5和K2O投入量的养分超标率分别为74%、85%和95%,以辣椒减施潜力最大。

表7 设施蔬菜养分推荐量及减施潜力估算

与推荐施肥量相比,番茄纯N、P2O5、K2O的绝对减施潜力分别为1 415、781、1 458 kg/hm2,相对减施潜力分别为75%、83%、68%;黄瓜纯N、P2O5、K2O的绝对减施潜力分别为 2 470、1 226、2 715 kg/hm2,相对减施潜力分别为83%、87%、85%;辣椒纯N、P2O5、K2O的绝对减施潜力分别为2728、1392、2854kg/hm2,相对减施潜力分别为95%、96%、94%。

3 结论与讨论

3.1 设施蔬菜有机肥投入量偏大

赤峰市设施蔬菜纯N、P2O5、K2O养分投入量均超出各自推荐量。与北京、天津等城市相比,分别超出 3.5倍、3.6倍、5.4倍。 纯 N、P2O5、K2O 养分投入量分别超出设施蔬菜施肥推荐量的6.9倍、9.5倍和6.2倍。经调查,赤峰市设施蔬菜养分主要来源于有机肥。赤峰市设施蔬菜有机肥养分投入量占总养分投入量的47%~97%,有机肥养分投入量偏大。粪肥在分解过程中会产生氨挥发以及硝酸盐污染地下水,对环境造成一定危害。因此,赤峰市设施蔬菜施肥需要关注有机肥环境安全施用量的问题。

3.2 设施蔬菜基施化肥施用比例不合理

调查表明,赤峰市设施蔬菜化肥以基施为主,基施化肥养分总量占化肥总养分的43%~92%。因此,生产实践中,为提高化肥养分利用率,应降低化肥养分基施比例,适当提高追施比例。

调查表明,赤峰市设施蔬菜纯N、P2O5、K2O的平均用量比例为1.00∶0.49∶1.09,设施蔬菜投入总养分比例适中。但是基施化肥和追施化肥的纯N、P2O5、K2O的比例不合理。基施化肥P2O5占比过高,追施化肥P2O5、K2O占比均高。需要减少基施化肥P2O5投入量;减少番茄追施化肥P2O5、K2O投入量;减少黄瓜和辣椒P2O5投入量,适当提高K2O的投入量。

3.3 赤峰市设施蔬菜肥料减施潜力大

赤峰市调查区域设施蔬菜肥料纯N、P2O5、K2O养分投入量远高于各自推荐量。调查结果表明,农户不合理施肥现象严重,过量施肥问题突出,减量施肥潜力大。

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