江蘇泗洪縣有機肥部分替代化肥對蔬菜地土壤肥力的提升效果

摘要：為明確有機肥替代化肥對泗洪縣蔬菜地土壤肥力的影響，使用商品有機肥部分替代尿素（30%有機氮替代無機氮）作為基肥施用，通過大田試驗探究蔬菜地土壤肥力變化特征。結果表明：有機肥部分替代無機肥后，80%的泗洪縣供試蔬菜地綜合評定等級由“中等”等級（Ⅱ級）躍升到“好”等級（Ⅰ級）。有機肥部分替代化肥能夠顯著提升泗洪蔬菜地土壤有效磷和有機質含量。

關鍵詞：有機肥;替代;化肥;土壤肥力;等氮替代

丁曉娟. 江蘇泗洪縣有機肥部分替代化肥對蔬菜地土壤肥力的提升效果[J]. 農業工程技術，2020，40（23）：21-22.

肥料在糧食豐產豐收、保障國家糧食安全等方面發揮了巨大作用，然而長期大量低效使用化肥帶來了生產成本增加、農業生態環境劣變、土壤功能降低等一系列負面問題。化學肥料減量提效已成為農業生產中肥料的發展方向。2017年全國農用化肥施用量較2015年下降2.71%，科學施肥工作取得了積極進展。然而，全國化肥總量基數依然高達5859.41萬t，單位耕地肥料施用量為434.46 kg/hm2，是國際公認施肥量上限的1.93倍。2015年全國果菜茶化肥施用總量是理論需求量的2倍左右，過量施用化肥情況較為嚴重[1]。因此，有效實現化肥減量替代是當前農業產業發展需要關注的重點和難點問題[2]。

土壤氮磷鉀含量過高是當前蔬菜耕地的現狀，適量減施肥料對農產品產量不會造成顯著不利影響，同時能夠有效提升農產品品質。西瓜種植中，化肥減量33.3%，同時配施稻殼及雞糞，對西瓜果實產量影響不顯著，但西瓜植株干物質積累增加，西瓜風味品質得到改善[3]。

適量有機肥替代化肥對農產品產量不會造成顯著性不利影響，同時能夠有效提升農產品品質。研究表明，商品有機肥替代部分化肥既可以實現西蘭花增產增收，又減少化學肥料流失對環境的不利影響，當商品有機肥施用量達30 t/hm2時，西蘭花單球重較單施化肥處理增重37.15%，產值增收6.67%[4]。與單施化肥相比，有機肥部分替代化肥有利于棉花氮磷鉀養分吸收，提高了棉花氮素表觀利用率、偏生產力、肥料氮貢獻率和農學效率，有機肥氮替代10%化肥氮是中等肥力棉田增產穩產、氮肥增效的合理施肥方式。赤紅壤常年菜地系統化肥減量使用35%-44%可保障蔬菜產量不降低，同時有效降低土壤氮盈余及潛在面源污染風險。化肥氮有機替代有利于進一步降低化肥氮投入量，實現菜地系統化肥深度減施。

泗洪縣蔬菜種植常年存在不合理、不科學施肥的問題，化學肥料尤其是化學氮肥過量施用現象較為普遍，本試驗以等氮替換為原則，以普通商品有機肥替代尿素，探討有機替代對土壤肥力的影響，以期為蔬菜科學施肥、土壤質量提升和可持續利用提供理論支撐。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料與試驗設計

試驗材料為尿素和普通商品有機肥。尿素的N含量為46%，普通商品有機肥養分含量為：N含量1.4%、P2O5含量1.6%、K2O含量1.2%、有機質含量32%。

以當地農戶習慣施肥量為基準，以等氮替代為原則，30%有機氮替代無機氮，作為基肥一次性施入土壤。試驗在泗洪縣四河鄉雪二村、迎淮村、淮豐村（樣點1-3），石集鄉新汴村、張圩村（樣點4-6），孫園鎮崔集村、劉德村（樣點7-8），金鎖鎮雙湖村（樣點9），歸仁鎮江橋村（樣點10）等蔬菜生產基地實施。蔬菜種植前（T1，2018年11月）和蔬菜采收后（T2，2019年4月）采集耕層土壤樣品測定，室內風干，研磨備用。

1.2? 測定項目及方法

測定土壤pH值、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀、容重等指標。土壤pH值采用1：5水土比浸提，pH計直接測定;堿解氮采用堿解擴散法測定;有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測定;速效鉀含量測定采用1.0 mol/L NH4OAc浸提，火焰光度法測定;有機質含量測定采用重鉻酸鉀容量法測定;容重采用環刀法原位采樣測定。

以分段打分的方法評價土壤單項指標，分值越大說明耕地指標質量越好。土壤有機質（g/kg）含量劃分為5個等級，分別為<5、5-10、10-15、15-20、>20，分別打分20、40、60、80、100;堿解氮（mg/kg）、有效磷（mg/kg）、速效鉀（mg/kg）均劃分為5個等級，分別為<50、50-100、100-150、150-200、>200，分別打分20、40、60、80、100;pH值劃分為5個等級，分別為<4、4-5、5-6、6-6.5、6.5-8，分別打分20、40、60、80、100;容重（g/cm3）分為5個等級，分別為>1.5、1.4-1.5、1.3-1.4、1.2-1.3、<1.2，分別打分20、40、60、80、100。土壤評價的6個單項指標權重系數均設為1/6，綜合得分由各單項指標得分乘以權重系數后求和得到。土壤綜合評價等級劃分為：Ⅰ級（好）、Ⅱ級（中等）、Ⅲ級（較差）和Ⅳ級（很差），對應綜合得分為75-100、50-75、25-50和0-25。

1.3? 數據分析

試驗數據采用Microsoft Excel（2010）軟件處理數據和作圖，SPSS 17.0統計軟件進行統計分析，差異顯著性檢驗用配對樣品T檢驗法（α=0.05）。

2? 結果與分析

2.1? pH值變化特征

土壤pH值是土壤酸堿性的反映，影響土壤結構形成和礦質營養元素的釋放、固定和遷移等。試驗表明，有機肥等氮量替代化學氮肥能降低偏堿性土壤pH值，效果達到極顯著水平。試驗前后，土壤pH平均值由7.74降低到7.46，土壤更接近中性。有研究在枇杷種植中連續5年用商品有機肥替代部分化肥，土壤pH值上升0.3。研究結果與本研究相反，其原因可能是其土壤呈酸性，而本研究的土壤呈堿性。長期有機肥部分替代化肥是否能夠使酸性和堿性土壤的pH值都向中性演替的現象需要進一步研究確定。

2.2? 堿解氮變化特征

堿解氮又叫水解氮，包括無機態氮和結構簡單能被作物直接吸收利用的有機態氮。堿解氮在土壤中的含量不夠穩定，易受土壤水熱條件和生物活動的影響而發生變化，但它能反映近期土壤的氮素供應能力和供應水平。試驗表明，試驗前后，土壤堿解氮含量平均值從101.10 mg/kg提高到107.03 mg/kg，提高幅度為5.93 mg/kg。可見，有機肥等氮量替代化學氮肥能提高土壤堿解氮含量，但效果不顯著。有研究發現新疆伊寧縣玉米種植中商品有機肥替代部分化肥施用能夠增加13.08%-39.29%的土壤堿解氮。有機肥替代化肥具有增加土壤堿解氮的潛力，有機替代量、土壤類型、蔬菜種植結構等是土壤中堿解氮累積的重要影響因素。

2.3? 有效磷變化特征

土壤有效磷能直接被作物吸收，是評價土壤供磷能力的重要指標。試驗表明，土壤有效磷含量平均值由58.60 mg/kg提高到90.59 mg/kg，提高幅度為31.99 mg/kg。可見，有機肥等氮量替代化學氮肥能提高極顯著提高土壤有效磷含量。

2.4? 速效鉀變化特征

土壤速效鉀包括水溶性鉀和交換性鉀，是生物有效性很高的鉀素形式，土壤速效鉀含量的高低直接影響植物鉀素營養。試驗表明，土壤速效鉀含量平均值由283.90 mg/kg上升到345.70 mg/kg，提高幅度為61.80 mg/kg。有機肥等氮量替代化學氮肥能夠提高土壤速效鉀含量，但樣點間變異較大，整體上提升土壤速效鉀含量差異不顯著。無機肥配施有機肥或秸稈還田使土壤中速效鉀含量大幅度增加，施肥量越高，速效鉀含量增加越快。有機無機配施是改良土壤、培肥地力最有效的施肥方式。

2.5? 有機質變化特征

土壤有機質是土壤微生物能量和植物礦物養分的重要來源，不僅可提高土壤保水、保肥和緩沖性、改善土壤結構，而且可促進土壤養分有效化，對水、肥、氣、熱的協調及其供應起支配作用。土壤有機質土壤肥力的標志性物質，是衡量土壤養分的重要指標。試驗表明，土壤有機質含量平均值由15.39 g/kg提高到17.48 g/kg，增幅11.95%，效果顯著。可見，有機肥等氮量替代化學氮肥能顯著增加土壤有機質含量。已有研究結果也表明，有機肥的施用可增加土壤中有機質的含量，增強土壤保肥供肥的能力。

2.6? 土壤容重變化

土壤容重是反映土壤結構、透氣性、透水性能以及保水能力的重要指標，土壤容重越小說明土壤結構、透氣透水性能越好。試驗表明，項目實施后10個樣點的土壤容重平均值由1.42 g/cm3極顯著降低到1.18 g/cm3，降幅0.24 g/cm3。可見，有機肥等氮量替代化學氮肥能極顯著降低土壤容重，有利于土壤結構改善。

2.7? 耕地質量等級變化

通過耕地質量等級的評定能夠綜合反映土壤肥力水平。由表1可以看出，蔬菜種植前（T1）泗洪縣供試蔬菜地全部為Ⅱ等，質量屬于較好等級。蔬菜采收后（T2）供試蔬菜地中有80%的綜合評定等級躍升到Ⅰ等。可見，在泗洪縣蔬菜田肥料運籌中，有機肥等氮量替代化學氮肥能明顯提升耕地質量等級。

3? 結論

有機肥部分替代化肥（30%有機氮替代無機氮）能夠顯著提升泗洪蔬菜地土壤有效磷和有機質含量，顯著降低土壤pH值和容重。能夠明顯增加蔬菜地土壤肥力，提升耕地質量等級。

參考文獻

[1] 安思羽，李艷霞，張雪蓮，等. 我國果菜茶中畜禽糞便有機肥替代化肥潛力[J]. 農業環境科學學報，2019，38 （8）： 1712-1722.

[2] 黃炎忠，羅小鋒. 化肥減量替代：農戶的策略選擇及影響因素[J]. 南農業大學學報（社會科學版），2020，19 （1）：77-87.

[3] 谷端銀，焦 娟，劉中良，等. 減施化肥配施有機肥對大拱棚早春西瓜生長及品質的影響[J]. 北方園藝，2019（23）： 48-56.

[4] 姚一峰，唐鐵華，繆桂紅，等. 商品有機肥替代部分化肥技術在大棚西蘭花生產上的應用研究[J]. 上海農業科技，2019（1）： 104-105.