不同化肥減施技術對設施黃瓜產量和品質的影響

杜 雷，陳 紅，張貴友，王素萍，姜 利，黃 翔，程維舜，羅 茜，孫雄軍，陳麗萍，劉 鑫，洪 娟

（1.武漢市農業科學院環境與安全研究所，武漢 430046；2.武漢市東西湖區農業綜合服務總站，武漢 430040；3.武漢生物智造投資管理有限公司，武漢 430345）

中國是世界上最大的蔬菜生產國和消費國，蔬菜總產量占全世界蔬菜總產量的51%［1］。化肥作為農業生產的基礎，在保證蔬菜高產方面起到了不可替代的作用。為了追求蔬菜高產，農民不惜投入遠超蔬菜需求的化肥量［2］。據統計，中國單位面積蔬菜的單季總養分投入量是糧食作物的2倍［3］。化肥過量和不合理施用不僅導致化肥利用率和生產效益低下，還導致土壤有機質含量降低、重金屬積累、次生鹽漬化、酸化和水體富營養化等一系列較為嚴重的問題，嚴重制約著中國蔬菜產業的可持續發展［4-7］。2015年農業部出臺了《到2020年化肥使用零增長行動方案》，要求全國范圍內地推廣減量增效技術。目前已有多個研究從不同方面對中國化肥減量增效技術進行探索，其中，有機肥部分替代化肥，測土配方施肥、緩控釋肥施用、有機肥部分替代化肥及水肥一體化技術都可以在一定程度上減少化肥用量，增加作物產量和品質，這些技術是實現農業綠色發展的重要途徑［8-11］。黃瓜作為重要的高產設施蔬菜已成為夏季主要菜蔬之一。本試驗通過對武漢市設施瓜果類蔬菜主產區施肥習慣進行調查，在農民習慣施肥的基礎上，選擇測土配方、有機肥替代、有機小分子水溶肥水肥一體化3種化肥減量技術，研究不同化肥減量技術在黃瓜上的應用效果，旨在找出適宜的化肥減量手段，提高肥料利用率，增加黃瓜的產量和品質，為黃瓜減肥增效提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗基本情況

試驗設在湖北省武漢市東西湖區柏泉街道武漢市強鑫蔬菜產銷專業合作社基地（114°4′9″E，30°42′48″N）。前茬作物為白菜，土壤為灰潮土，土壤有機質含量24.45 g/kg，堿解氮含量121.10 mg/kg，有效磷含量107.28 mg/kg，速效鉀含量403.79 mg/kg，pH為7.21。

1.2 供試作物

名稱：黃瓜，品種：奧士亞水果黃瓜。

1.3 供試肥料

農民習慣施肥為復合肥（16-16-16）和水溶性肥料（15-5-25），配方肥為尿素（含46%N）、過磷酸鈣（含16%P2O5）、硫酸鉀（含52%K2O），均購于市場；有機小分子水溶肥料（4-2-3，有機質6.5%）由深圳中宜環境實業有限公司提供；有機肥為固體商品有機肥，購于市場。

1.4 試驗時間

2021年7月29日整地、施肥，8月6日栽苗，9月2日第1次采收，以后每隔2 d采收1次果實，9月10日追肥，9月27日試驗結束。

1.5 試驗設計

試驗在武漢市強鑫蔬菜產銷專業合作社基地大棚內進行。試驗采用田間小區設計，共設5個處理，各處理采取隨機區組排列，3次重復，小區面積30 m2，其他田間管理一致。

1）空白對照（CK）。不施肥。

2）農民習慣施肥（T1）。按照當地農民的施肥習慣和施肥用量施肥，具體為復合肥料（16-16-16）75 kg/667 m2，一次性基施；水溶性肥料（13-0-40）15 kg/667 m2，分2次追施。

3）測土配方施肥（T2）。種植前檢測土壤養分，根據實地調查情況，結合目標產量，計算出合理的施肥配方，綜合肥料利用率，具體施肥量如下，基肥：尿素20.82 kg/667 m2、過磷 酸鈣13.86 kg/667 m2、硫酸鉀19.27 kg/667 m2；追肥：尿素8.89 kg/667 m2、硫酸鉀8.23 kg/667 m2，分2次追施。

4）有機肥替代（T3）。在測土配方施肥的基礎上，減少30%的化肥施入量，用商品有機肥替代，具體施入量：尿素14.60 kg/667 m2、過磷酸鈣9.71 kg/667 m2、硫酸鉀13.49 kg/667 m2，有機肥500 kg/667 m2，一次性基施；尿素6.22 kg/667m2、硫酸鉀5.78 kg/667 m2。

5）有機小分子水溶肥料水肥一體化（T4）。在測土配方施肥的基礎上，減少30%的化肥施入量，具體施入量：尿素14.60 kg/667 m2、過磷酸鈣9.71 kg/667 m2、硫酸鉀13.49 kg/667 m2，一次性基施；有機小分子水溶肥料120 L/667 m2，結合澆水多次施入。

1.6 測試項目與方法

農藝性狀：在黃瓜結瓜盛期，每個小區采6根黃瓜，測量瓜長、瓜橫徑、單瓜質量。

產量和品質：各小區掛牌6棵黃瓜植株，每次采收統計產量。在黃瓜盛果期，取部分鮮樣帶回實驗室測定其品質，采樣蒽酮比色法測定可溶性糖含量，2，6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C（VC）含量，紫外分光光度法測定硝酸鹽含量，考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白質含量［12］。

養分積累量：在黃瓜最后收獲時，取整個植株帶回，測定植株的氮、磷、鉀等養分元素含量［13］。

1.7 數據處理

采用Excel 2020和SPSS 17.0軟件處理分析，采用最小顯著法（LSD）進行檢驗（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同處理對黃瓜農藝性狀的影響

由表1可以看出，與對照相比各施肥處理都顯著提高了黃瓜的農藝性狀。各施肥處理黃瓜的果長和瓜橫莖均無顯著差異；T2處理的黃瓜單果重顯著高于T1處理，T3、T4處理的單果重與T1處理無顯著差異。

表1 不同處理對黃瓜農藝性狀的影響

2.2 不同處理對黃瓜產量的影響

由表2可知，各施肥處理的3棵黃瓜實際產量都顯著高于對照，T2、T3處理的3棵黃瓜實際產量顯著高于其他處理，T4處理的3棵黃瓜實際產量與T1處理無顯著差異。與對照相比，T2處理每667 m2增產49.92%，T3處理每667 m2增產46.96%，T1處理每667 m2增產34.89%，T4處理每667 m2增產34.35%。與T1處理相比，T2處理每667 m2增產11.14%，T3處理每667 m2增產8.95%，T4處理每667 m2減產0.41%。

表2 不同處理對黃瓜產量的影響

2.3 不同處理對黃瓜營養品質的影響

由表3可知，對照處理的黃瓜可溶性糖、蛋白質、VC含量均顯著低于其他施肥處理，而硝酸鹽含量顯著高于其他處理。各施肥處理的黃瓜可溶性糖含量T3處理顯著高于T1處理，T2、T4處理與T1處理無顯著差異。各施肥處理的黃瓜蛋白質含量T3處理和T4處理無顯著差異，但兩者顯著高于其他處理，T2處理也顯著高于T1處理。各施肥處理的黃瓜VC含量為T4＞T3＞T2＞T1，都呈顯著差異。各施肥處理的黃瓜硝酸鹽含量T1、T2處理顯著高于其他處理，T4處理硝酸鹽含量最低，顯著低于T3處理。

表3 不同處理對黃瓜營養品質的影響

2.4 不同處理的養分吸收利用情況

由表4可知，不施肥處理的各元素吸收量都顯著低于其他處理。各施肥處理之間，T3處理的氮素吸收量顯著高于其他處理，T2、T4處理的氮素吸收量與T1處理無顯著差異。T3處理的磷素吸收量最大，顯著高于其他處理，T2處理的磷素吸收量與T1處理無顯著差異，T4處理的磷素吸收量顯著低于T1處理。T2處理的鉀素吸收量最大，顯著高于其他處理，T3處理次之，T4處理的鉀素吸收量與T1處理無顯著差異。各處理的累計養分吸收量表現為T3＞T2＞T4＞T1＞CK，T4處理與T1處理無顯著差異，其他處理間呈顯著差異。

表4 不同處理的養分吸收利用情況（單位：kg/667 m2）

3 小結

黃瓜是中國溫室栽培面積較大的瓜果類蔬菜，生長期短、產量高、需肥量大［14］。由于種植黃瓜經濟效益高，種植戶過量用肥現象非常普遍。長期過量施肥造成土壤酸化、鹽漬化，嚴重限制了黃瓜的產量，并且還造成環境污染風險［15］。為了優化目前設施黃瓜的化肥過量施用以及化肥的施用時期等問題，本試驗以農戶習慣施肥為基礎，設計了測土配方施肥、有機肥替代30%化肥、有機小分子水溶肥替代30%化肥水肥一體化應用3種不同減量優化施肥方案。測土配方施肥是根據對農民施肥用量的調查，黃瓜產量的摸底以及土壤養分的測試，科學測算出施肥配方。農民習慣施肥的施肥量為75 kg/667 m2復合肥料（16-16-16），15 kg/667 m2水溶性肥料（13-0-40），各種養分施入量為N 13.95 kg/667 m2、P2O512.00 kg/667 m2、K2O 18.00 kg/667 m2。測 土 配 方 施肥化肥施入量為尿素29.71 kg/667m2、過磷酸鈣13.86 kg/667m2、硫酸鉀27.50 kg/667m2，各種養分施入 量 為N 13.66 kg/667 m2、P2O52.22 kg/667 m2、K2O 14 kg/667 m2，測土配方施肥處理的化肥總施入量比農民習慣施肥的化肥總施入量減少了32%。有機肥替代是指在測土配方施肥的基礎上減少30%的化肥用量，與農民習慣施肥相比，化肥總施入量減少了52.33%。

本試驗結果表明，各施肥處理對黃瓜的果長和瓜橫莖影響差異不顯著，T2處理的黃瓜單果重顯著高于T1處理，T3、T4處理的單果重與T1處理無顯著差異。3種減肥技術對黃瓜的產量影響各異，與T1處理相比，T2處理每667 m2增產11.14%，T3處理每667 m2增產8.95%，T4處理每667 m2減產0.41%。各施肥處理都顯著提高了黃瓜的營養品質，T4處理效果最佳，顯著提高了黃瓜的可溶性糖、蛋白質和VC含量，降低了硝酸鹽含量。這與黃慶等［16］的研究一致，增施有機肥可以提高蔬菜的營養品質。T3處理的累計養分吸收量最高，說明該施肥方式更有利于黃瓜對氮、磷、鉀元素的吸收利用。

本試驗3種減肥技術都大大地降低了化肥的投入量，雖然有機小分子水溶肥替代化肥水肥一體化技術造成了黃瓜產量小幅度下降，但3種技術均顯著提高了黃瓜的營養品質，增加了黃瓜對氮、磷、鉀元素的吸收利用，其中有機肥替代化肥技術效果最佳，后期可以大面積推廣應用。