氮磷鉀肥用量對矮生菜豆86-1產量的影響

王冬群，成美玲，王立，王明湖

(1.慈溪市農業監測中心，浙江 慈溪 315300； 2.慈溪市周巷鎮人民政府，浙江 慈溪 315324;3.寧波市農業技術推廣總站，浙江 寧波 315012)

慈溪市地處杭州灣南岸，春菜豆常年種植面積0.1萬hm2左右。菜豆生長周期短，2個多月就可上市，種植簡單，可多次收獲。同時菜豆可鮮食、可加工，營養豐富，是重要的出口創匯蔬菜品種。當地種植戶在蔬菜種植過程中習慣使用45%復合肥(N 15%、P2O515%、K2O 15%)，以致形成了土壤中有效磷和速效鉀含量較高，全氮含量相對較低的地力特點。

為了解在土壤中全氮含量相對較低、有效磷和速效鉀含量較高情況下的氮磷鉀肥施用量對菜豆產量的影響，我們通過缺素試驗和不同施肥量試驗，研究氮、磷、鉀施肥量大小對菜豆產量的影響，為當地菜豆化肥減量增效和化肥定額制提供可靠依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2019年4月在慈溪市坎墩街道玉蘭果蔬農場進行。土壤為潮土類、灰潮土亞類、淡涂泥土屬、夜陰土土種[1]。0～20 cm土壤的pH 8.04，全氮1.30 g·kg-1，水解性氮108 mg·kg-1，有機質16.6 g·kg-1，有效磷78.2 mg·kg-1，速效鉀為26 mg·kg-1，水溶性鹽分0.650 g·kg-1。

試驗用的氮肥為河南心連心化肥有限公司產的尿素(N 46.4%)，磷肥為寧波市甬豐農業生產資料股份有限公司產的高濃度磷肥(P2O540%)，鉀肥為武漢華盛豐農生態工程有限公司產的硫酸鉀(K2O 52%)。菜豆品種為矮生菜豆86-1(杭州科豐種子有限公司供種)，露地種植，前茬為青菜。播種、施肥一天完成，不追施。采用穴施法，每四穴菜豆中間施一穴肥料。

1.2 處理設計

試驗分缺素試驗和不同施肥量試驗2組進行。

缺素試驗設缺氮(N0PK)，缺鉀(NPK0)，缺磷(NP0K)和全肥(NPK)4個處理，N，P，K的施肥量分別為N 63 kg·hm-2、P2O545 kg·hm-2、K2O 54 kg·hm-2。不同施肥量試驗設N0P0K0(不施肥對照)，N1P1K1，N2P2K2，N3P3K3，N4P4K4等5個處理，5個處理N、P2O5、K2O 的施用量均分別為 0，22.5，45，67.5，90 kg·hm-2。2個試驗均小區面積20 m2，重復3次。小區間用30 cm寬、25 cm深的溝隔離。每個小區種160穴菜豆，每穴3株。試驗在自然降水條件下進行，無補充灌溉。各處理所用肥料在實驗室采用精度為0.01 g電子天平稱量。

1.3 樣品采集與測定

菜豆在成熟期分2次采收。第2次采收時，同時采收菜豆秸桿，在現場對每個小區的全部菜豆和秸桿稱重、記錄。豆莢、秸桿樣品帶回實驗室后，切碎、混勻分別稱取豆莢、秸桿各300 g，先用105 ℃殺青30 min，再用60 ℃烘干至恒重。干樣磨細后用硫酸-過氧化氫消煮，然后分別以擴散法測定氮含量，紫外分光光度法測定磷含量，火焰光度計法測定鉀含量。調查肥料和菜豆收購價格，計算肥料投入成本及獲得的經濟效益。

1.4 數據分析

試驗數據采用Excel軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 缺素試驗

表1表明，無論是菜豆豆莢產量還是秸桿產量都是缺磷處理最大；其次是缺鉀和全肥處理，三者秸桿產量非常接近，但豆莢產量缺鉀處理要大于全肥組；缺氮處理的豆莢和秸桿產量都要明顯小于其他處理。由此可見，氮元素對露地菜豆豆莢或秸桿產量的影響都非常大，缺氮會使菜豆明顯減產；其次在土壤中有效磷、速效鉀含量較高的情況下再施磷肥或鉀肥對菜豆產量的提高沒有益處。

表1 露地菜豆缺素試驗豆莢和秸桿的產量表現

從前后2次收獲的豆莢產量比較來看，除缺氮處理外，各處理第2次收獲的豆莢產量都要明顯小于第1次；缺氮處理則第2次高于其他處理，這可能是由于缺氮造成菜豆結莢時間延后。從全肥和缺氮處理產量的比較，推斷在缺氮的土壤中通過施氮肥可增加第1次收獲的產量。

2.2 施肥量試驗

表2表明，無論是豆莢產量還是秸桿產量都表現為隨著施肥量增加而增加的趨勢，但從N2P2K2到N4P4K4增加幅度逐漸減緩。豆莢產量，第1次收獲N3P3K3處理最高，N2P2K2處理次之，N1P1K1、N4P4K4處理產量較低，且兩者接近，不施肥對照的產量明顯比其他處理低；但也不是施肥越多產量就越高。第2次收獲，N4P4K4處理產量最高，不施肥對照、N1P1K1明顯比其他處理低，N2P2K2、N3P3K3處理比較高。可見前期施肥量大，第2次收獲的產量就高；到第2次收獲時，低水平的施肥量已滿足不了豆莢生長的需要，如果要提高產量應在后期追加肥料，滿足生長需要。從試驗結果來看，過量施用基肥，并不能提高菜豆第1次收獲的產量，但能提高第2次收獲的產量。

表2 露地菜豆不同施肥水平豆莢和秸桿的產量表現

2.3 施鉀肥的效果

對缺素試驗和不同施肥量試驗的結果進行比較，按全肥處理豆莢產量9.675 t·hm-2，與N2P2K2處理的9.805 t·hm-2產量非常接近，N2P2K2處理氮磷鉀肥施入量為135 kg·hm-2，明顯小于全肥處理的162 kg·hm-2。這2個處理磷肥用量相等，全肥處理在鉀肥、氮肥施入量上大于N2P2K2處理，可見對試驗地塊而言，可能是全肥處理過多的鉀肥施入量抑制了菜豆豆莢產量的提高。

2.4 土壤養分平衡情況

表3表明，土壤氮素(N)，除NP0K、NPK、N3P3K3、N4P4K4處理外，其余各處理都出現了不同程度的虧缺；土壤磷素(P2O5)，除NP0K、N0P0K02個沒有施磷肥的處理出現虧缺外，其余各個處理都出現了盈余；土壤鉀素(K2O)，除NPK0、N0P0K0、N1P1K1沒有施磷肥或施肥水平較低的3個處理，其余各處理都出現了不同程度的盈余。可見試驗中磷肥、鉀肥的施入量過多，菜豆吸收后土壤中有積累。根據魯如坤等[2]的研究，當作物增產率為10%以上時，因磷肥利用率低，對當季作物來說需要保持足夠的磷濃度，磷平衡應有適當盈余。從各處理看，菜豆目標產量在10 t·hm-2時，N、P2O5、K2O施入量分別為67.5～90.0、26.0～45.0、45.0～67.5 kg·hm-2，就可保持當季土壤中養分平衡。

表3 種植菜豆對土壤氮磷鉀養分的影響

2.5 菜豆氮磷鉀吸收量比例

設菜豆P2O5的吸收量為1.00，計算2個試驗各處理N、P2O5、K2O吸收量的比例關系，N0PK、NPK0、NP0K、NPK、N0P0K0、N1P1K1、N2P2K2、N3P3K3、N4P4K4處理分別為：2.65∶1∶1.89、2.72∶1∶1.90、2.52∶1∶1.97、2.44∶1∶2.16、2.57∶1∶1.74、2.68∶1∶1.87、2.48∶1∶1.67、2.28∶1∶1.70、2.80∶1∶2.09，范圍為2.28～2.80∶1∶1.67～2.16，平均值為2.57∶1∶1.89。各處理并沒有因為N、P2O5、K2O施入量不同而吸收量比例出現明顯變化，三者保持了一個基本穩定的比例關系。這個特點為設計菜豆肥料配比提供了重要依據。

2.6 經濟效益

按2019年6月價格，尿素2.40元·kg-1，重過磷酸鈣2.95元·kg-1，硫酸鉀5.00元/·kg-1，菜豆4元·kg-1計算，產值與肥料成本的比值列于表4。產值與成本之比，除不施肥對照外，其余4個處理為21.08～66.34倍，肥料用得越多，增加的倍數就越小。由于肥料成本在產值中的占比不到5%，主要的成本為種植采收等人工成本，可預見種植戶有過量使用化肥，提高經濟效益的內在動力。

表4 菜豆不同施肥量處理的經濟效益

3 小結與討論

通過缺素試驗，發現在土壤中全氮含量相對較低、有效磷和速效鉀含量較高的情況下，再施磷肥或鉀肥都不利于菜豆產量的提高。同時發現氮含量不能滿足菜豆生長需要對豆莢和秸桿產量影響都很大，會造成嚴重減產。磷、鉀肥相對氮肥而言，植物吸收量少，如果在蔬菜種植過程中長期施用三要素含量均為15%的復合肥，會出現土壤中磷鉀含量偏高、氮含量偏低的現象。王明祖等[3]發現，高鉀處理產量有所下降，認為在菜豆生產過程中鉀肥施用量要適宜，并非越多越好[3]。周藝敏等[4]結果，鉀肥過量供應會破壞植株體內離子間的平衡。過量使用磷肥和鉀肥一方面浪費資源，另一方面污染土地。建議對該類地塊前期少施磷、鉀肥，或僅施足夠多的氮肥。

通過不同施肥量試驗，發現無論是豆莢還是秸桿產量都出現了隨著施肥量增加而增加的趨勢，但增幅逐漸下降。從各處理養分平衡情況來看，發現各施肥水平處理都存在磷素鉀素盈余較多的現象。菜豆N、P2O5、K2O三者吸收量的比例為：2.28～2.80∶1∶1.67～2.16，平均值為2.57∶1∶1.89，制定菜豆配方肥時，可適當減少磷肥鉀肥配比。菜豆目標產量在10 t·hm-2， 施入N、P2O5、K2O分別為67.5～90.0、26.0～45.0、45.0～67.5 kg·hm-2，就可保持當季土壤中養分平衡。

通過經濟效益比較分析發現，肥料在菜豆生產中所占的成本很小。種植戶在不知道地塊肥力和作物肥料利用特點的情況下，普遍選擇了氮磷鉀養分含量相等的復合肥或摻混肥而過量施肥。因此，了解不同作物肥料利用情況，根據土壤中氮磷鉀含量，開展配方施肥、合理施肥，對于化肥減量增效、化肥定額制、保護土壤環境都非常有必要。