不同施肥模式對(duì)珠江三角洲豆角產(chǎn)量的影響

張祥會(huì)，馬曉曉，董 斌，常娟霞，張孝芹，王 冰，林映吟，孫建強(qiáng)

（1.廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州 510507；2.湛江市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，廣東 湛江 524043）

豆角又稱為豇豆，因其營(yíng)養(yǎng)豐富，深受人們的喜愛(ài)，被廣泛種植于中國(guó)南方和北方地區(qū)，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值［1，2］；Iseki等［3］研究表明，在不同土壤環(huán)境相同的土壤含水量情況下，豆角產(chǎn)量主要與土壤中的全氮和有效磷有很大關(guān)系。李賽慧等［4］研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)豇豆對(duì)于施肥的依賴性較大，其對(duì)土壤肥力的依存率為66.5%，配施有機(jī)肥以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，緩解土壤酸化。平衡的氮磷鉀可使長(zhǎng)豇豆達(dá)到增產(chǎn)的目的，并提高長(zhǎng)豇豆品質(zhì)。氮、磷、鉀元素作物主要營(yíng)養(yǎng)元素，在豆角生產(chǎn)中被大量需求，其投入的比例和數(shù)量對(duì)豆角的品質(zhì)、產(chǎn)量等具有重要的影響［5-9］。中國(guó)耕地面積不到世界耕地面積的1/10，每年氮肥施用量為3 360萬(wàn)t，占全球的33%，導(dǎo)致農(nóng)田氮盈余量已達(dá)到175 kg/hm2［10］，不合理的化肥施用往往不利于作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的形成［11-16］，同時(shí)易導(dǎo)致氮素?fù)p失加劇，大量的廢氮污染地下水、湖泊、河海，環(huán)境負(fù)擔(dān)加重，也造成資源浪費(fèi)［17］。磷、鉀元素的使用，同樣會(huì)對(duì)氮肥利用率和豆角產(chǎn)量產(chǎn)生重要的影響。李盟軍等［18］研究表明施鉀顯著增加菜地鉀的流失負(fù)荷，而蔬菜實(shí)際生產(chǎn)中，氮、鉀合理配施有利于降低鉀的流失。不同養(yǎng)分管理措施下總磷流失負(fù)荷無(wú)明顯差異。為了摸清珠三角地區(qū)豆角的需肥規(guī)律，優(yōu)化豆角栽培技術(shù)，筆者在江門市進(jìn)行了豆角田間肥效試驗(yàn)，以期獲得最佳的豆角氮、磷、鉀肥投入比例，提高豆角產(chǎn)量并減少農(nóng)業(yè)面源污染。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)地在江門市長(zhǎng)沙區(qū)某農(nóng)戶專業(yè)合作社農(nóng)田進(jìn)行，前茬種植水稻，為潴育型水稻土，寬谷沖積土，試驗(yàn)田地塊方正，面積為803 m2。試驗(yàn)前取樣層次為0～20 cm，土壤理化性質(zhì)如下：pH 7.2，有機(jī)質(zhì)22.669 g/kg，全 氮 含 量 為1.391 9 mg/kg，堿 解 氮148.9 mg/kg，有效磷108.25 mg/kg，速效鉀187 mg/kg。

1.2 供試肥料

試驗(yàn)的供試肥料為單質(zhì)肥料，氮肥為尿素（含氮量46%），磷肥（含P2O513%），鉀肥為氯化鉀（K2O含量為50%），供試豆角為麻花豆角。

1.3 方法

試驗(yàn)分有機(jī)肥+無(wú)機(jī)肥、無(wú)機(jī)肥等11個(gè)組合處理，進(jìn)行氮磷鉀3個(gè)因素試驗(yàn)。其中N的施肥水平分別是：0水平指不施氮肥（N0），2水平指最佳施肥量180 kg/hm2（N2）；0.5水平為45 kg/hm2（N0.5），1水平為90 kg/hm2（N1），1.5水平為135 kg/hm2（N1.5）；2.5水平指N最佳施肥量225 kg/hm2（N2.5）；3水平指N最佳施肥量270 kg/hm2（N3）。P的2個(gè)水平為：0水平指不施磷肥（P0），P2O52水平施肥量為105 kg/hm2（P2）。K2O兩個(gè)水平為：0水平指不施鉀肥（K0），2水平施肥量為127.5 kg/hm2（K2）。有機(jī)肥+無(wú)機(jī)肥配施（MN2P2K2）施加基肥有機(jī)肥500 kg/667 m2，無(wú)機(jī)肥按照N2P2K2施下。以上11個(gè)處理每個(gè)處理重復(fù)3次，按照隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)開(kāi)展，株行距按照50 cm×60 cm栽植，小區(qū)周圍設(shè)保護(hù)行，各小區(qū)單獨(dú)記產(chǎn)。

1.4 田間管理

豆角于2019年4月21日播種。施肥方法：有機(jī)肥、磷肥、鉀肥全部作基肥施用，氮肥20%作基肥，剩余80%作追肥，分3次施用。4月21日施基肥（20%氮肥，100%磷肥和100%鉀肥），5月11日追施30%氮肥，6月7日追施30%氮肥，6月15日追施20%氮肥。病蟲(chóng)防治時(shí)間分別為5月13日、5月17日、5月23日、5月31日、6月3日、6月9日、6月17日、6月24日；6月13日開(kāi)始采收豆角，8月1日采收結(jié)束，共采收20批次。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPSv7.05版軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用鄧肯氏新復(fù)極差多重比較進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料在豆角上的增產(chǎn)效應(yīng)

試驗(yàn)結(jié)果表明（表1），豆角基礎(chǔ)地力產(chǎn)量（處理1 N0P0K0）為39 799.95 kg/hm2，有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥配施（處理11 MN2P2K2）對(duì)于豆角產(chǎn)量增加最顯著，產(chǎn)量最高，為51 516.45 kg/hm2；氮、磷、鉀3種無(wú)機(jī)肥對(duì)于豆角產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大的為氮肥，其次是磷肥、鉀肥。在本試驗(yàn)中，N2P2K0水平豆角的產(chǎn)量48 241.95 kg/hm2，顯著高于N2P2K2水平豆角的產(chǎn)量43 282.95 kg/hm2。

表1 豆角肥效試驗(yàn)設(shè)計(jì)及產(chǎn)量

2.2 氮磷鉀肥在豆角上的增產(chǎn)效應(yīng)

對(duì)產(chǎn)量結(jié)果（表1）進(jìn)行分析，用處理6（即全肥區(qū)）的產(chǎn)量分別與處理2（無(wú)N區(qū)）、處理9（無(wú)P區(qū)）及處理10（無(wú)K區(qū)）比較，得出氮磷鉀肥在豆角上的增產(chǎn)效應(yīng)（表2）。由表2可知，增產(chǎn)效果居于首位的是氮肥，相較于全肥區(qū)N2P2K2，平均增產(chǎn)3 399.90 kg/hm2，增幅為8.52%；磷肥平均增產(chǎn)量為-2 192.55 kg/hm2，增幅-4.82%；鉀肥平均增產(chǎn)量為-4 959.00 kg/hm2，增幅-10.28%；故氮磷鉀肥對(duì)豆角的增產(chǎn)效應(yīng)為氮肥>磷肥>鉀肥。相較于磷、鉀缺素區(qū)，磷肥、鉀肥的投入，造成豆角產(chǎn)量降低。

表2 氮磷?鉀肥在豆角上的增產(chǎn)效應(yīng)

2.3 不同施氮水平對(duì)豆角的影響

2.3.1 不同施氮水平對(duì)豆角產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響 對(duì)不同施氮水平處理（處理2至處理8、處理11）產(chǎn)量和效益進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)（表3），在施用等量磷鉀肥的基礎(chǔ)上，隨著施氮水平的提高，以1.5水平的氮肥水平為分界點(diǎn)，產(chǎn)量和凈收益呈現(xiàn)兩段式遞增趨勢(shì)，以處理11（MN2P2K2）的產(chǎn)量最高，效益最好。

2.3.2 不同施氮水平對(duì)豆角氮素利用率及生理指標(biāo)的影響 由表4可知，隨著無(wú)機(jī)氮投入增加，氮肥農(nóng)學(xué)利用率逐漸降低，處理11 MN2P2K2的氮肥農(nóng)學(xué)利用率最高，說(shuō)明有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥配施可以提高氮的農(nóng)學(xué)利用率。隨著氮投入量的增加，氮肥偏生產(chǎn)力逐漸降低，處理11 MN2P2K2氮肥偏生產(chǎn)力略有提高，但差異不顯著。

表3 不同施氮水平對(duì)豆角產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

表4 不同施氮水平對(duì)豆角氮素利用率的影響

由圖1可知，以N1.5為分界點(diǎn)，隨著施氮量的增加，豆角/地表植株逐漸增大；當(dāng)N∈（1.5，2.5），隨著施氮量的增加，豆角/地表植株逐漸降低，N2.5P2K2時(shí)豆角/地表植株值最低，表明此時(shí)豆角產(chǎn)量隨著氮投入的增加而增大，但氮素豆角生產(chǎn)率最低，表明此時(shí)氮流失比較嚴(yán)重；當(dāng)N∈（2.5，3］，隨著施氮量的增加，豆角/地表植株逐漸增大；MN2P2K2時(shí)，豆角/地表植株達(dá)到最大。

2.4 不同施磷、施鉀水平對(duì)豆角產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表5可知，處理6（N2P2K2）中豆角產(chǎn)量43 282.95 kg/hm2，在磷肥缺素區(qū)—處理9（N2P0K2）中豆角產(chǎn)量為45 475.50 kg/hm2，處理6減少收入7 093.65元/hm2；在鉀肥缺素區(qū)—處理10（N2P2K0）中豆角產(chǎn)量為48 241.95 kg/hm2，處理6減少收入8 463元/hm2。

表5 不同施磷、施鉀水平對(duì)豆角產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 討論

3.1 氮肥對(duì)豆角產(chǎn)量的影響

化肥與有機(jī)肥的配施具有實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)的潛力，配施有機(jī)肥能夠改善土壤理化性狀，提高土壤肥力，從而有利于作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。本研究表明，有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥配施（處理11 MN2P2K2）對(duì)于豆角產(chǎn)量增加最顯著，產(chǎn)量最高。化肥與一定量的生物有機(jī)肥或普通有機(jī)肥配施可一定程度上緩減肥料對(duì)土壤微生物區(qū)系的干擾作用，提高細(xì)菌和真菌群落的多樣性，促進(jìn)共營(yíng)養(yǎng)類群的生長(zhǎng)，促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)，提高土壤生產(chǎn)力［19］。這與本研究氮肥農(nóng)學(xué)利用率先降低再升高的研究結(jié)果一致。

3.2 磷鉀肥對(duì)豆角產(chǎn)量的影響

氮、磷、鉀肥對(duì)豆角的增產(chǎn)效應(yīng)：氮肥>磷肥>鉀肥。相較于磷、鉀缺素區(qū)，磷肥、鉀肥的投入，造成豆角產(chǎn)量降低。表明磷肥或鉀肥可能存在投入過(guò)量的現(xiàn)象。過(guò)量施用磷肥會(huì)導(dǎo)致植株因過(guò)度呼吸導(dǎo)致糖分和能量的過(guò)度消耗，因而出現(xiàn)產(chǎn)量降低的現(xiàn)象。氮肥和鉀肥之間存在正的相互作用效應(yīng)，在一定的鉀投入量下，隨著氮肥水平的提高，柑橘吸鉀量增大［20］。在其他幾個(gè)處理中，在磷肥、鉀肥投入一定的情況下，增加氮的投入量，也會(huì)增大豆角的產(chǎn)量，也說(shuō)明了磷肥或鉀肥過(guò)量。這可能由于水稻秸稈還田增鉀的緣故。

4 結(jié)論

有機(jī)肥+無(wú)機(jī)肥配施對(duì)于豆角增產(chǎn)效果顯著，有機(jī)肥+無(wú)機(jī)肥配施處理組比單純無(wú)機(jī)肥處理組（N2P2K2）增產(chǎn)8 233.5 kg/hm2，增幅19%；相較于無(wú)肥處理（N0P0K0）增產(chǎn)11 716.5 kg/hm2，增幅29.44%，對(duì)實(shí)踐生產(chǎn)具有重要意義，在豆角種植生產(chǎn)中，要注意有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥配施。

氮、磷、鉀肥對(duì)于豆角產(chǎn)量的貢獻(xiàn)而言，氮肥對(duì)豆角增產(chǎn)而言貢獻(xiàn)最大，效果最明顯；磷肥、鉀肥在本次試驗(yàn)中增產(chǎn)效果不明顯。如前造水稻秸稈還田，需要相應(yīng)降低鉀的投入量。

在不同氮肥處理組中，豆角產(chǎn)量總體隨著氮投入的增加而增加，N1.5P2K2處理組豆角的產(chǎn)量在低氮肥處理區(qū)達(dá)到最高值，隨著氮肥投入的增加，豆角的產(chǎn)量先降低，隨后增加。在氮肥處理組中，有機(jī)肥+無(wú)機(jī)肥MN2P2K2處理組與無(wú)機(jī)氮處理組中產(chǎn)量最高組（N3P2K2）相比，產(chǎn)量高6 216 kg/hm2；有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施可大幅度提高豆角對(duì)氮素的吸收，從而增加豆角產(chǎn)量。