張掖市日光溫室主要蔬菜鉀素經濟效益最佳施用量研究

張 棟，趙 霞，李文偉

（張掖市耕地質量建設管理站，甘肅 張掖 734000）

張掖市溫室蔬菜產業已發展成為農業增效、農民增收的重要支柱產業之一，截至2017年已建成高標準日光節能溫室9.2×106hm2，形成了以甘州區、臨澤縣和高臺縣為主的茄子、辣椒、番茄、黃瓜、西葫蘆和芹菜為主的溫室蔬菜種植基地[1]。隨著溫室蔬菜產業的發展，菜農普遍超量施用氮肥和磷肥而不施鉀肥的問題日益凸顯。經社會實踐調查，張掖市的甘州區、臨澤縣和高臺縣菜戶種植的西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒、芹菜等6種蔬菜的氮素平均投入量為828 kg/hm2，磷素平均投入量為586 kg/hm2，鉀素平均投入量為112 kg/hm2，氮磷鉀素投入量比例為1∶0.71∶0.14。

張掖地區菜戶種植的番茄在果實膨大期葉緣黃化，果實蒂部周圍的果皮呈綠背病狀；芹菜生長中期老葉葉緣發黃，進而變褐呈焦枯狀，葉柄短而粗，小葉卷曲不舒展；黃瓜在果實膨大期，下部葉片黃化，葉脈呈綠色，老葉邊緣出現褐色枯邊，葉面有不規則的白斑，果實發育不良，易產生大肚瓜；辣椒在果實膨大期，下部老葉邊緣發黃，葉片呈焦枯狀或出現瘡痂癥狀；西葫蘆在坐瓜盛期，下部老葉邊緣發黃，形成褐色斑點，葉片呈焦枯狀。以上癥狀都是由缺鉀引起的生理性病害[2-4]。經室內化驗分析，張掖市日光溫室主要土壤耕作層速效鉀含量為117.33 mg/kg，按照土壤養分分級指標為速效鉀中等的土壤[5-10]。為了對張掖市溫室蔬菜鉀素適宜用量做出科學的評價，以張掖市溫室蔬菜和鉀素為研究材料，探索溫室蔬菜鉀素經濟效益最佳施用量，為張掖市溫室蔬菜合理施用鉀肥提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016—2018年在甘肅省張掖市甘州區、臨澤縣、高臺縣溫室蔬菜種植基地進行，試驗地基本情況見表1。

1.2 試驗材料

日光節能溫室（長度70～100 m，高度3.5～5.0 m，跨度7～10 m，墻體厚度1.8～2.0 m）；尿素（含N 46%）；磷酸二銨（含N 18%，P2O546%）；硫酸鉀（含K2O 50%）；西葫蘆（品種是冬玉，從法國引進）；黃瓜（品種是津優30，天津市黃瓜研究所選育）；茄子（品種是紫陽長茄，山東濰坊市農業科學研究所選育）；番茄（品種是中雜102號，中國農科院蔬菜花卉研究所選育）；辣椒（品種是華美1號，西安恒豐種苗有限公司選育）；芹菜（品種是文圖拉西芹，北京市特種蔬菜種苗公司選育）。

1.3 試驗處理

試驗于2016—2018年在甘肅省張掖市甘州區、臨澤縣、高臺縣日光溫室連續定點試驗3年，分別研究西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒、芹菜6種蔬菜的鉀素經濟效益最佳施用量，試驗小區四周筑埂，埂寬40 cm，埂高30 cm，每種蔬菜K2O施用量設計6個處理，每個處理重復3次，試驗處理見表2。

1.4 數據處理及分析方法

蔬菜收獲時每個小區單獨收獲，將小區產量折合成公頃產量進行統計分析。

鉀素投資效率＝施肥利潤/施肥成本；邊際施肥量按公式（邊際施肥量＝后一個處理施肥量-前一個處理施肥量）求得；邊際產量按公式（邊際產量＝每增加一個單位肥料用量時所得到的產量-前一個處理的產量）求得；邊際產值按公式（邊際產值＝邊際產量×產品價格）求得；邊際成本按公式（邊際成本＝邊際施肥量×肥料價格）求得；邊際利潤按公式（邊際利潤＝邊際產值-邊際成本）求得[12-14]。

差異顯著性采用DPS 10.0統計軟件分析，多重比較用LSR檢驗法。依據經濟效益最佳施肥量計算公式求得蔬菜經濟效益最佳施肥量(x0）[15]：

式中：Px——鉀素平均銷售價格（元/t）；Py——蔬菜平均收購價格（元/t）；b，c——回歸系數。

依據肥料效應函數方程[16]，求得蔬菜理論產量：

式中：a——不施肥的產量；b——開始階段產量增產趨勢；c——肥料效應曲線曲率；Y——理論產量。

2 結果與分析

2.1 鉀素不同施用量對蔬菜增產效應和經濟效益的影響

由表3知，西葫蘆、黃瓜、番茄、辣椒和芹菜鉀素最大施用量分別為160、200、300、325、250 kg/hm2時，與CK比較，產量分別增加3.83%、4.45%、5.93%、4.01%和5.96%，差異顯著；茄子鉀素最大施用量為50 kg/hm2時，與CK比較，產量增加0.85%，差異不顯著。采用經濟學原理進行增產效應及經濟效益分析可以看出，西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒和芹菜鉀素施用量分別為128、160、40、240、260、200 kg/hm2時，邊際產量分別為0.28、0.32、0.06、0.60、0.25、0.72 t/hm2，邊際產值分別為300、768、300、1 800、1 300、1 584元/hm2，邊際利潤分別為124.00、540.00、245.00、1 470.00、942.50、1 309.00元/hm2，施肥利潤分別為4 919.00、6 824.00、2 180.00、13 110.00、11 414.00、11 528.00元/hm2。當西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒和芹菜鉀素施用量超過128、160、40、240、260、200 kg/hm2時，施肥利潤開始遞減，邊際利潤出現負值。由此可見，西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒和芹菜鉀素適宜用量分別為128、160、40、240、260、200 kg/hm2。隨著鉀素施用量梯度的增加，鉀素投資效率在遞減，不同蔬菜施肥利潤由大到小的變化順序為：番茄＞芹菜＞辣椒＞黃瓜＞西葫蘆＞茄子。

表3 鉀素施用量對蔬菜經濟效益分析

2.2 不同蔬菜鉀素經濟效益最佳施肥量的確定

將鉀素不同施用量與西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒和芹菜產量兩者間的關系用SAS軟件統計分析，采用肥料效應函數方程（2）擬合，得到肥料效應回歸方程（表4）。鉀素2016—2018年市場平均銷售價格（Px）為5 500元/t，西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒和芹菜2016—2018年當地市場平均銷售價格（Py）分別為2 000、2 400、5 000、3 000、5 200、2 200元/t，將Px，Py，回歸方程的b和c代入公式（1），求得西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒和芹菜鉀素經濟效益最佳施肥量（x0）分別為128.60、161.15、40.30、239.42、258.91、199.47 kg/hm2；將x0代入肥料效應回歸方程，求得西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒和芹菜鉀素經濟效益最佳施肥量（x0）時的理論產量（y）分別為78.38、77.49、58.02、92.44、65.02、103.99 t/hm2。

表4 不同蔬菜鉀素經濟效益最佳施用量

3 小結

西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒和芹菜鉀素施用量分別為128、160、40、240、260、200 kg/hm2時，邊際產量、邊際產值、邊際利潤和施肥利潤隨著鉀素施用量梯度的增加而遞增，當鉀素施用量超過128、160、40、240、260、200 kg/hm2時，施肥利潤開始遞減，邊際利潤出現負值。隨著鉀素施用量梯度的增加，鉀素投資效率在遞減，不同蔬菜施肥利潤由大到小的變化順序為：番茄＞芹菜＞辣椒＞黃瓜＞西葫蘆＞茄子。西葫蘆、黃瓜、茄子、番茄、辣椒和芹菜鉀素經濟效益最佳施肥量分別為128.60、161.15、40.30、239.42、258.91、199.47 kg/hm2時，理論產量分別為78.38、77.49、58.02、92.44、65.02、103.99 t/hm2，回歸統計分析結果與田間試驗處理5基本吻合。