大棚青菜生產上磷肥減施試驗研究

張桂萍

（南京市江寧區農業農村局，南京 211100）

磷是作物生長發育必需的大量元素，合理施用磷肥是作物優質高產的重要保障。但是，在我國目前的農業生產中，一直存在過量施用磷肥的現象，魯如坤[1]指出，20世紀80年代到20世紀末，我國農田磷素平衡的盈余以每年11%的速度在增加。同時，在蔬菜設施栽培中，過量施用磷肥的現象更為普遍，有研究表明，設施栽培蔬菜的磷肥用量是露地種植蔬菜必需磷肥用量的2.3～33.5倍[2]。然而，許多研究表明，大量施用磷肥，會使土壤中有效鋅和有效鐵的含量降低，會因磷肥中的重金屬元素等而使土壤產生污染，會因土壤中的磷素過量積累而對附近水域安全造成嚴重影響，且不僅不會增加作物產量，反而還會造成作物氮磷吸收失衡，導致作物產量和品質下降。

鑒于此，筆者于2017年對江蘇省南京市江寧區大棚青菜生產中的磷肥適宜用量進行了試驗研究，以期在保證大棚青菜穩產的同時，減少磷肥用量，提高磷肥利用率，降低環境污染風險，確保大棚青菜生產能取得較好的生態效益、經濟效益和社會效益。現將相關試驗結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年11月在南京市江寧區谷里街道蔬菜生產基地內的塑料大棚（面積為400 m2，規格8 m×50 m）進行。供試田塊的土壤類型為馬肝土，2017年10月初對試驗蔬菜大棚的土壤進行取樣，測定土壤基本理化性狀：有機質含量為18.68 g/kg、堿解氮含量為129.3 mg/kg、全磷含量為1.046 g/kg、有效磷含量為149.3 mg/kg、速效鉀含量為237.0 mg/kg、pH 為6.24。

1.2 試驗材料

供試青菜品種為“矮腳黃”。供試肥料為復合肥（N-P-K=14-16-5）、尿素、硫酸鉀、過磷酸鈣等。

1.3 試驗設計與實施

本試驗以當地大棚青菜生產中的主推配方（N 100 kg/hm2、P2O580 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2）為基礎，設置了4個不同磷肥施用量處理，分別為：（1）主推配方（P2O580 kg/hm2），（2）減磷20%（P2O564 kg/hm2），（3）減磷40%（P2O548 kg/hm2），（4）增磷20%（P2O596 kg/hm2）。其中，減磷40%的處理（3）施用的磷肥為復合肥，不足的氮和鉀用尿素和硫酸鉀進行補充，其他處理施用的磷肥均為過磷酸鈣。試驗所用肥料均作基肥一次性施用，具體的肥料用量見表1。每處理重復3次，隨機區組排列。將8 m寬的大棚平均分成3壟，每壟劃分成4個小區，每小區面積20 m2（2 m×10 m），小區兩邊設置0.5 m寬的保護行，大棚入口和尾部各設2 m寬的保護行。

表1 各處理的氮、磷、鉀肥用量（折純量）

1.4 測定方法

在青菜收獲時，各小區單獨稱量測鮮重，計算青菜產量。同時，隨機取部分青菜樣品在烘箱內于105℃下殺青，再于70 ℃下烘干稱重后，經磨樣機粉碎，采用硫酸-過氧化氫消煮，然后測定其全氮、全磷和全鉀含量，其中，全氮含量采用凱氏定氮法測定，全磷含量采用鉬銻抗比色法測定，全鉀含量采用火焰光度計法測定。

每小區用土鉆采取20 cm深的耕層土壤，經風干、粉碎、過篩后測定土壤各基本理化性狀指標，其中，有機質含量采用低溫外熱重鉻酸鉀氧化-比色法測定，pH采用電位法（水土比2.5∶1）測定，全氮含量采用氏定氮法測定，全磷含量采用鉬銻抗比色法測定，全鉀含量采用高氯酸消煮法測定，有效磷含量采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定，有效氮含量采取堿解擴散法測定。

2 結果與分析

2.1 不同磷肥用量對青菜產量的影響

由表2可知，在主推配方的基礎上，處理（2）雖然減施20%磷肥，但其青菜產量較主推配方的處理（1）并沒有降低；減施40%磷肥的處理（3）的青菜產量僅較主推配方的處理（1）減產7.6%；增施20%磷肥的處理（4）的青菜產量較主推配方的處理（1）降低6.8%。采用SPSS 18.0對各處理的青菜產量進行Turkey分析，結果顯示，各處理間青菜產量差異不顯著。由此可見，江寧區大棚青菜生產上主推配方中的施磷量偏高，減施20%磷肥并不會顯著影響青菜產量。

表2 不同磷肥用量處理的青菜產量比較

2.2 不同磷肥用量對磷肥偏生產力的影響

肥料偏生產力[PFP，PFP=Y÷F，其中，PFP的單位為kg/kg；Y是指施用某一特定肥料的作物產量，單位為kg/hm2；F是指某一特定肥料的純養分投入量，單位為kg/hm2]是反映當地土壤基礎養分水平和化肥施用量綜合效應的重要指標，是施用某一特定肥料的作物產量與施肥量的比值。

由表3可知，在大棚青菜生產中，磷肥投入量越多，其磷肥偏生產力越低。其中，兩個減磷處理的磷肥偏生產力均顯著高于主推配方的處理（1）和增施20%磷肥的處理（4），且以減施40%磷肥的處理（3）的磷肥偏生產力為最高。由此可見，江寧區大棚青菜的土壤磷素水平較高，主推配方施肥的磷素用量也偏高，從而導致施用磷肥不能發揮其應有的作用。

表3 不同磷肥用量處理的磷肥偏生產力比較

2.3 不同磷肥用量對土壤基本理化性狀的影響

由表4可知，各處理的土壤有效磷含量為133.8～182.5 mg/kg，均超過青菜生長的需磷量（60～100 mg/kg）；隨著磷肥施用量的減少，土壤有效磷含量逐漸下降，但兩個減磷處理的土壤有效磷含量與主推配方的處理（1）間差異不顯著，而增施20%磷肥的處理（4）的土壤有效磷含量高達182.5 mg/kg，顯著高于減施40%磷肥的處理（3）。各處理的土壤堿解氮含量為116.4～127.2 mg/kg，且各處理間的堿解氮含量差異均不顯著。增施20%磷肥的處理（4）的土壤速效鉀含量顯著低于其他處理。由此可見，在主推配方施肥的基礎上，減施磷肥，可增加土壤速效鉀含量、降低土壤有效磷含量；增施磷肥，會顯著降低土壤速效鉀含量、增加土壤有效磷含量，從而增加環境污染風險。

表4 不同磷肥用量對土壤pH和土壤速效養分含量的影響

2.4 不同磷肥用量對青菜氮、磷、鉀養分吸收的影響

由表5可知，在主推配方的基礎上，減少磷肥施用量，可降低青菜植株中的磷含量、增加青菜植株中的鉀含量，增加磷肥施用量，可增加青菜植株中的磷含量、降低青菜植株中的鉀含量，但各處理間青菜植株中的磷含量、鉀含量差異均不顯著。由此可見，增施或減施磷肥對青菜植株中的氮、磷和鉀含量均無顯著影響，這可能是因為試驗大棚的土壤有效磷含量充足，能夠滿足青菜生長所需。

表5 不同磷肥用量對青菜植株中氮、磷和鉀含量的影響

2.5 不同磷肥用量對青菜吸磷量和磷素盈余量的影響

青菜吸磷量為每1 hm2青菜干物質量與青菜含磷量的積，而磷素盈余量為每1 hm2施磷量（P2O5）與青菜吸磷量（P2O5）的差值。由圖1可知，各處理的青菜吸磷量差異不顯著；但主推配方的處理（1）和增施20%磷肥的處理（4）的青菜磷素盈余量極顯著高于兩個減磷處理，其中，增施20%磷肥的處理（4）的青菜磷素盈余量高達58 kg/hm2，減施40%磷肥的處理（3）的青菜磷素盈余量為16 kg/hm2。由此可見，江寧區大棚土壤磷素水平較高，主推配方施肥的磷素用量偏高，為過量水平，過量施用磷肥導致大量磷素殘留在土壤中，對環境存在潛在威脅。

圖1 不同磷肥用量對青菜吸磷量和磷素盈余量的影響

3 結論與討論

研究表明，土壤磷素的積累可以增加土壤的供磷能力，促進作物高產優質，但當土壤磷素積累增加到一定限度后，磷素會隨地表徑流由陸地生態系統向水體生態系統遷移，當土壤有效磷含量超過60 mg/kg時，磷素會隨滲漏水的損失而逐漸增加，從而加速了水體的富營養化；對于多數作物來說，當土壤有效磷含量達20 mg/kg時，已基本可滿足作物的高產要求，但蔬菜生產的需磷量較高，例如，蔬菜采用大田栽培時，要求土壤有效磷含量在60 mg/kg以上；若蔬菜采用大棚或溫室等保護地栽培，則對土壤有效磷的需求量更大[1]，同時這也為菜地的磷素管理帶來了很大困難。

本試驗結果表明，供試大棚土壤的磷素本底值偏高（有效磷含量為149.3 mg/kg），種植一季青菜后，減施40%磷肥處理（P2O548 kg/hm2）的土壤有效磷含量為133.8 mg/kg，增施20%磷肥處理（P2O596 kg/hm2）的土壤有效磷含量為182.5 mg/kg[這兩個處理的土壤有效磷含量分別達環境允許值（60 mg/kg）的2倍和3倍以上]，表明增加磷肥施用量，會導致土壤有效磷含量大幅增加；同時，增施20%磷肥處理的青菜磷素盈余量高達58 kg/hm2，減施40%磷肥處理的青菜磷素盈余量也有16 kg/hm2。因此，對于江寧區大棚青菜生產，主推配方的施磷量仍屬過量，過量施用磷肥不僅會降低青菜產量，還會大幅增加土壤有效磷含量，對環境存在潛在威脅。

綜上，在南京市江寧區主推配方施肥的基礎上，大棚青菜減施20%～40%磷肥，不僅青菜產量不會顯著降低，而且磷肥偏生產力還會大幅升高，雖然投入的磷素仍有一定盈余，但是土壤有效磷含量有所降低。在綜合考慮土壤本底值和試驗結果的基礎上，推薦江寧區大棚青菜生產中的磷肥（P2O5）適宜施用量為在主推配方的基礎上減施40%磷肥，即以48 kg/hm2為宜。