不同化肥減施技術對設施莧菜產量和品質的影響

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

（1.武漢市農業科學院環境與安全研究所，武漢 430000；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 430000）

隨著中國農業結構調整政策的不斷推進，中國蔬菜產業發展迅猛。目前，蔬菜產業已成為各地農業和農村經濟的一大重要支柱［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需求的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 年原農業部出臺了《到2020 年化肥使用零增長行動方案》，要求中國農業全國范圍性的推廣減量增效技術。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，是實現農業綠色發展的重要途徑［8-11］。莧菜是一種新型的希特蔬菜，在長江流域以南地區栽培較多，營養豐富，風味獨特，并且具有特殊的藥用保健功效，逐漸為大多數人所喜食［12，13］。本試驗通過對武漢市設施莧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、有機小分子水溶肥替代和有機小分子水溶肥水肥一體化4 種化肥減量技術，研究不同化肥減量技術在莧菜上的應用效果，旨在找出適宜的化肥減量手段，提高肥料利用率，增加莧菜產量和品質，為莧菜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。前茬作物為小白菜，土壤為灰潮土，土壤有機質含量24.60 g/kg，硝態氮41.26 mg/kg，有效磷47.98 mg/kg，速效鉀67.23 mg/kg，pH 為4.51。

1.2 供試作物

供試作物為莧菜，品種為常豐紅莧菜。

1.3 供試肥料

農民習慣施肥為復合肥（16-16-16），配方肥為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O516%）、硫酸鉀（含K2O 52%），都購于市場；水溶肥為有機小分子水溶肥料（N-P2O5-K2O 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5 月10 日進行整地、施肥、播種，5 月28日追肥，6 月8 號收獲測產。

1.5 試驗設計

試驗在大棚內進行，采用田間小區設計，共設6個處理，各處理采取隨機區組排列，3 次重復，小區面積20 m2，其他田間管理一致。各處理分別為：

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）600 kg/hm2，一次性基施。

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，具體施肥量為尿素100 kg/hm2、過磷酸鈣285 kg/hm2、硫酸鉀125 kg/hm2，一次性基施。

4）有機肥（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，具體施入量為尿素70 kg/hm2、過磷酸鈣200 kg/hm2、硫酸鉀85 kg/hm2，有機肥7 500 kg/hm2，一次性基施。

5）有機小分子水溶肥料（T4），在測土配方施肥的基礎上，減少30%的化肥施入量，用有機小分子水溶肥料替代，具體施入量為尿素70 kg/hm2、過磷酸鈣200 kg/hm2、硫酸鉀85 kg/hm2，一次性基施；有機小分子水溶肥料1 200 L/hm2，莧菜出苗后一周左右追肥噴施。

6）水肥一體化（T5），結合葉菜類生長周期短、肥料用量少的特點，采用有機小分子水溶肥料替代全部化肥，在莧菜出苗后與水稀釋多次噴淋，施肥量為有機小分子水溶肥料2 400 L/hm2。

1.6 測試項目及方法

農藝性狀：在紅莧菜收獲前3 d，每小區隨機選取6 株測定莧菜的株高、莖粗和單株重量。

產量和品質：各小區單獨收，記錄實際產量。在莧菜收獲時，取部分鮮樣帶回實驗室測定其品質，采用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［14］。

養分吸收量：在莧菜收獲時，采用H2SO4-H2O2消解法測定植株的氮、磷、鉀等養分元素含量［15］。

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，差異顯著性水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 不同處理對莧菜農藝性狀的影響

由表1 可以看出，與不施肥處理相比，各施肥處理都明顯提高了莧菜的農藝性狀。各施肥處理之間，T1 處理的株高顯著高于T3 處理，其他處理間的株高無顯著差異；各施肥處理莧菜的莖粗也無顯著差異；T4 處理的莧菜單株重量最大，顯著高于其他處理，各處理的單株重量大小順序為T4＞T3＞T1＞T2＞T5＞CK，T3 處理與T1 處理的單株重量無顯著差異，T5 處理與CK 處理的單株重也無顯著差異。

表1 不同處理對莧菜農藝性狀的影響

2.2 不同處理對莧菜產量的影響

由表2 可以看出，各施肥處理的小區實際產量都顯著高于CK 處理，T4 處理的小區實際產量最高，其次是T3 處理，再次是T1 處理，3 個處理間的小區實際產量呈顯著差異。T2 處理的產量略低于T1 處理，兩者之間的小區實際產量無顯著差異，T5 處理的莧菜產量最低，顯著低于T1 處理。與CK 處理相比，T4、T3、T1、T2、T5 處理每公頃分別增產29.77%、22.12%、17.35%、14.57%、11.42%。與T1 處理相比，T4、T3 處理分別增產10.59%、4.07%，T2、T5 處理分別減產2.36%、5.06%。

表2 不同處理對莧菜產量的影響

2.3 不同處理對莧菜營養品質的影響

隨著人們環保和健康意識的提高，研究和生產者的注意力由提高產量向改善品質上轉移，營養品質也就構成了蔬菜品質的內在因素。由表3 可以看出，T4 處理和T5 處理莧菜的可溶性糖含量較高，顯著高于T2 處理和T3 處理，T1 處理和CK 處理莧菜的可溶性糖含量較低，顯著低于其他處理。各處理莧菜的蛋白質含量大小順序為T4＞T3＞T5＞T2＞T1＞CK，T3 處理和T4 處理之間無顯著差異，二者與其他處理莧菜的蛋白質含量呈顯著差異。莧菜的維生素C 含量最高的為T3 處理，最低的為CK 處理，T4 和T5處理維生素C 含量顯著低于T3 處理，但顯著高于其他處理，T1 處理和T2 處理維生素C 含量無顯著差異，但顯著低于其他施肥處理。各處理莧菜的硝酸鹽含量大小順序為CK＞T1＞T2＞T3＞T4＞T5，T4 處理和T5 處理之間無顯著差異，其他處理之間莧菜的硝酸鹽含量呈顯著差異。

表3 不同處理對莧菜營養品質的影響

2.4 不同處理對莧菜氮、磷、鉀吸收量的影響

由表4 可以看出，CK 處理的氮、磷、鉀養分吸收量都低于其他處理。各施肥處理之間，T1 處理、T3處理和T4 處理的氮素吸收量較大，其次是T2 處理，再次是T5 處理；T4 處理的磷素吸收量最大，顯著高于其他處理，T3 處理的磷素吸收量次之，也顯著高于其他處理，T1 處理、T2 處理和T5 處理的磷素吸收量較小，三者之間無顯著差異；T4 處理的鉀素吸收量最大，顯著高于其他處理，T1 處理和T3 處理的鉀素吸收量次之，T5 處理的鉀素吸收量最小，顯著低于其他處理。各處理的累計氮磷鉀養分吸收量大小順序為T4＞T3＞T1＞T2＞T5＞CK，T4 處理的氮磷鉀養分吸收量顯著高于其他處理。

表4 不同處理對莧菜氮、磷、鉀吸收量的影響（單位：kg/hm2）

3 小結

化肥減量增效技術改變了過量施肥、養分失衡的現狀，降低了肥料投入成本，根據蔬菜目標產量、土壤肥力水平進行推薦施肥，實現精準施肥，提高了蔬菜產量和效益，同時改善土壤的理化性狀，提高耕地質量，減少對土壤、地下水的污染，是保證農業綠色可持續發展的必要手段。本試驗采用了測土配方施肥、有機肥替代30%化肥、有機小分子水溶肥替代30%化肥和全部施用有機小分子水溶肥水肥一體化應用4 種不同技術來減少化肥的使用量。測土配方施肥是根據對農民施肥用量的調查，對莧菜產量進行摸底，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600 kg/hm2復合肥料（16-16-16），具體為N-P2O5-K2O 96 kg/hm2。通過測試土壤的速效養分，土壤硝態氮含量為41.26 mg/kg，有效磷含量為47.98 mg/kg，速效鉀含量為67.23 mg/kg，計算出配方肥施入量為尿素100 kg/hm2、過磷酸鈣285 kg/hm2、硫酸鉀125 kg/hm2，各種養分施入量為N 46 kg/hm2、P2O545.6 kg/hm2、K2O 63.75 kg/hm2，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46%。30%的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62.23%。

本試驗結果表明，各種施肥處理對莧菜的株高和莖粗影響差異不大，但對莧菜的單株重量影響差異顯著，T4 處理的單株重量最大，顯著高于T1 處理，說明采用有機小分子水溶肥替代30%的化肥能顯著改變莧菜的單株重量。各施肥處理對莧菜的小區實際產量影響顯著，與農民習慣施肥處理（T1 處理）相比，T4、T3、T2、T5 處理每公頃分別增產10.59%、4.07%、2.36%、5.06%，說明4 種減肥技術對莧菜的產量影響各異，全施有機小分子水溶肥水肥一體化技術降低了莧菜的產量，但30%有機小分子水溶肥替代化肥技術大幅度增加了莧菜的產量。各種減肥技術都顯著提高了莧菜的營養品質，30%有機小分子水溶肥替代化肥處理效果最佳，顯著提高了莧菜的可溶性糖、蛋白質和維生素C 含量，降低了硝酸鹽含量，并且該處理的莧菜植株養分吸收總量也顯著高于其他處理。這與任科宇等［16］研究結果一致，增加有機肥投入可以顯著增加蔬菜產量，提高蔬菜品質。

本試驗4 種減肥技術大大降低了化肥的投入量，雖然測土配方施肥和水肥一體化技術造成莧菜產量小幅度下降，但4 種技術都顯著提高了莧菜的營養品質，其中30%有機小分子水溶肥替代化肥技術效果最佳，后期可以大面積推廣應用。