什邡市蔬菜氮肥總量控制試驗報告

秦 鳳,張雅婷

(1.四川省什邡市植保植檢站,四川 什邡 618400;2.四川省什邡市科教信息站,四川 什邡 618400)

什邡市蔬菜種植歷史悠久,常年種植面積近1.47×104hm2,蔬菜規模和產值位居全省前列,與廣漢、彭州構成了西南冬春外銷蔬菜金三角,蔬菜產品遠銷全國各地,是全省重要蔬菜生產基地。萵筍、白菜和蘿卜作為我市典型蔬菜品種,在生產過程中以小農戶個體生產為主,普遍存在管理粗放、化肥用量偏大的問題,不僅導致肥料成本高,生產效益低下,還造成土壤酸化和農業面源污染風險。因此,開展什邡市萵筍、白菜和蘿卜氮肥總量控制試驗,分析不同施氮量對其產量、肥料利用率的影響,以期為當地蔬菜生產合理施氮提供依據,也為改善土壤酸化、降低氮流失污染風險提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗田位于什邡市馬祖鎮雙盛社區,104°15′E,31°17′N,地勢平坦,屬于中亞熱帶濕潤氣候,平均海拔507m,年平均氣溫15.2 ℃,年降水量944.6mm,年日照時數777.8h。土壤類型為潴育型水稻土。萵筍試驗田土壤基本理化性狀為：全氮1.85g/kg,堿解氮144mg/kg,有機質38.8g/kg,有效磷20.7mg/kg,速效鉀182mg/kg,土壤養分屬豐富水平,pH 5.32,屬強酸性。白菜試驗田土壤基本理化性狀為：全氮2.01g/kg,堿解氮150mg/kg,有機質37.9g/kg,有效磷27.3mg/kg,速效鉀188mg/kg,土壤養分屬豐富水平,pH 5.8,屬酸性。蘿卜試驗田土壤基本理化性狀為：全氮1.94g/kg,堿解氮148mg/kg,有機質39.0g/kg,有效磷27.1mg/kg,速效鉀168mg/kg,土壤養分屬豐富水平,pH 5.92,屬酸性。

1.2 供試材料

供試品種：萵筍品種為“小葉竹筒青”,白菜品種為“山東90”,蘿卜品種為“半頭紅”。

供試肥料：氮肥為尿素(N≥46%)、磷肥為過磷酸鈣(P2O5≥12%)、鉀肥為硫酸鉀(K2O≥52%)。

1.3 試驗設計與處理

試驗設5個處理,3次重復,共15個小區。采用隨機區組設計,每個小區20m2(長5m×寬4m),小區間、區組間均設埂,防串肥水,試驗地周圍設置1.5m 保護行。

根據農戶施肥調查,萵筍和白菜施肥量和施肥方法相同：處理1為常規施肥區,亦稱習慣施肥,每667m2施N 14.73kg、P2O56.6kg、K2O 9.36kg。處理2為無氮區,不施氮肥,每667m2施P2O55.28kg、K2O 7.98kg。處理3為70%的優化氮區,每667m2施N 8.4kg、P2O55.28kg、K2O 7.98kg。處理4為優化氮區,每667m2施N 12kg、P2O55.28kg、K2O 7.98kg。處理5為130%的優化氮區,每667m2施N 15.6kg、P2O55.28kg、K2O 7.98kg(試驗設計詳見表1)。肥料分基肥和追肥2次施用,各小區肥料用量見表2。

表1 試驗設計

表2 萵筍、白菜不同處理肥料用量 (kg)

蘿卜采用一次性底肥方式施肥,處理1為常規施肥區,亦稱習慣施肥,每667m2施N 8kg、P2O54.08kg、K2O 6.24kg;處理2為無氮區,不施氮肥,每667m2施P2O53kg、K2O 5.04kg;處理3為70%的優化氮區,每667m2施N 4.2kg、P2O53kg、K2O 5.04kg;處理4為優化氮區,每667m2施N 6kg、P2O53kg、K2O 5.04kg;處理5為130%的優化氮區,每667m2施N 7.8kg、P2O53kg、K2O 5.04kg,各小區肥料用量見表3。

表3 蘿卜不同處理肥料用量 (kg)

1.4 田間管理

萵筍于2022年8月10日播種育苗,白菜于8月23日播種育苗,9月19日施底肥,9月20日進行人工移栽,10月18日施追肥,施肥方式均為沖施。蘿卜于2022年9月20日直播,9月19日一次性施足底肥。萵筍和白菜病蟲害防治方面,分別于2022年9月27日和10月23日噴施殺菌劑烯酰嗎啉(總有效成分含量50%)預防霜霉病、噴施殺菌劑嘧霉胺(總有效成分含量40%)預防灰霉病,噴施殺蟲劑高效氯氟氰菊酯(總有效成分含量10%)和阿維·吡蟲啉(總有效成分含量1.8%)預防菜青蟲和蚜蟲。蘿卜病蟲害防治方面,分別于2022年9月27日和10月23日噴施殺菌劑烯酰嗎啉(總有效成分含量50%)預防霜霉病、對殺菌劑敵磺鈉(總有效成分含量70%)通過潑澆或噴霧方式預防根腐病,噴施殺蟲劑阿維·吡蟲啉(總有效成分含量1.8%)預防蚜蟲。試驗田均于2022年9月21日和10月19日對試驗作物進行灌溉,共計灌溉2次。

1.5 樣品采集與處理

于蔬菜苗移栽前,采集0～30cm耕層土樣風干,測定基礎土樣pH、有機質、全氮、有效磷、速效鉀。于收獲時采集植株樣品,每小區采集五株,測定全氮、全磷、全鉀。收獲時,按小區實收測產,考種測定各小區667m2株數、每株單重和小區總重。

1.6 數據處理

采用Microsoft Excel 2016和DPS 6.55進行數據處理。通過LSD法檢驗差異顯著性 (P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 萵筍試驗結果分析

2.1.1 不同施氮量處理對萵筍產量的影響 表4看出,不同施氮量處理下,萵筍產量有一定差異。所有處理中,常規施肥產量最低,僅為2225.79kg/667m2。與常規施肥相比,各施氮量處理下的萵筍產量均有所提高,增產幅度為4.63%～8.79%,其中優化氮處理下產量達到2421.35kg/667m2,其產量增長幅度最大,其次為70%的優化氮處理,單產為2339.57kg/667m2。與不施氮肥處理對比,雖然70%的優化氮、優化氮、130%的優化氮處理萵筍產量略有提高,但增產幅度僅在0.15%～3.97%之間,而常規施肥處理較不施氮肥處理產量降低了4.43%,表明在土壤肥力較高的情況下,增施氮肥對萵筍的產量影響較小。

表4 不同施肥處理萵筍產量

2.1.2 不同施氮量處理對萵筍植株養分吸收量的影響 由表5看出,不施氮處理下,萵筍植株吸氮量、吸磷量和吸鉀量最低,優化氮區植株吸氮量和吸鉀量最高,130%的優化氮區植株吸磷量最大。雖然施氮處理下植株吸氮量、吸磷量和吸鉀量較不施氮處理有所提高,但均未達到顯著性差異。表明施用氮肥后能提高作物對氮、磷、鉀素的吸收,但綜合來看,不同施肥對出對萵筍吸氮量、吸磷量和吸鉀量影響不大,這可能和地力水平較高有關。

表5 不同處理對萵筍植株養分吸收量的影響

2.1.3 不同施氮量處理對萵筍肥料利用率的影響 從表6看出,就氮肥利用率而言,優化氮肥處理下利用率最高,但也僅有4.85%。其他幾個處理肥料利用率更低,為1.19 %～4.1 %。主要原因是田塊基礎地力較高,土壤供給的氮已可以滿足作物的生長需求,導致施用氮肥后作物產量增加有限,進而導致氮肥利用率較低。氮肥農學效率反映了施肥增產效應,優化氮區氮肥農學效率最高,為7.7kg/kg,常規施肥的氮肥農學效率最低,為-6.97kg/kg,總體而言,各處理氮肥農學效率均很低,表明施用氮肥對作物增產沒有效果。從氮肥偏生產力看,由于該地塊基礎地力較高,氮肥減量施用處理下氮肥偏生產力效應較大,70%的優化氮處理最高,為278.52kg/kg,其次為優化氮處理,達201.78kg/kg,而常規施肥和130%的優化氮處理僅為150.39kg/kg和149.52kg/kg,氮肥用量越大,其偏生產力越低,表明施肥效益較差。

表6 不同處理對萵筍氮肥利用率、農學效率和偏生產力的影響

2.2 白菜試驗結果分析

2.2.1 不同施氮量處理對白菜產量的影響 表7反映了不同施氮處理下白菜的產量情況。表中看出,不施氮處理下白菜產量最低,僅為2399.96kg/667m2,施氮后白菜產量顯著提高,增產幅度達到104.15%～146.37%,其中優化氮區產量最高,達到了5912.86kg/667m2。與農民常規施肥處理對比,只有優化氮處理下白菜產量有所提高,增產幅度為14.15%,其余處理產量均有所降低,其中不施氮區產量降低了53.67%,70%優化氮區產量降低了4.53%,130%的優化氮處理產量降低了5.41%。表明優化施氮處理有助于提高白菜產量。

表7 不同施肥處理白菜產量

2.2.2 不同施氮量處理對白菜植株養分吸收量的影響 從表8中可知,白菜植株吸氮量、吸磷量和吸鉀量在優化氮處理下達到最高,分別為8.1、1.72和16.33kg/667m2,在不施氮處理下最低,分別為4.41、1.05和7.63kg/667m2。各施肥處理間植株吸氮量和吸磷量無顯著差異。綜合來看,優化氮肥處理下植株氮磷鉀吸收量較為平衡。

表8 不同處理對白菜植株養分吸收量的影響

2.2.3 不同施氮量處理對白菜肥料利用率的影響 由表9中看出,不同處理下白菜氮肥利用率、氮肥農學效率和氮肥偏生產力差異明顯。就氮肥利用率而言, 70%的優化氮處理氮肥利用率最高,為32.68%,130%的優化氮區最低,僅為14.76%。從氮肥農學效率來看,70%的優化氮處理達到了302.99kg/kg,施肥增產效應最高,其次為優化氮處理,為292.74kg/kg,常規施肥處理較低,為187.83kg/kg,130%的優化氮處理增產效應最差,僅為160.23kg/kg。從氮肥偏生產力看,70%的優化氮處理最高,達588.70kg/kg,其次為優化氮處理,為492.74kg/kg,而常規施肥和130%的優化氮處理分別為349.99kg/kg和314.08kg/kg,表明在減量施用氮肥后,每公斤氮肥投入可產生更多產量,施肥效益最大。總體而言,隨施氮量的增加,氮肥利用率、氮肥農學效率和氮肥偏生產力均呈降低的趨勢。綜合來看,在地力水平偏高的地塊上,優化氮肥處理措施,能在保證產量、作物養分吸收和肥料利用率上達到平衡,因此可作為白菜優先推薦施肥用量。

表9 不同處理對白菜氮肥利用率、農學效率和偏生產力的影響

2.3 蘿卜試驗結果分析

2.3.1 不同施氮量處理對蘿卜產量的影響 如表10所示,與不施氮肥相比,施用氮肥后,蘿卜產量顯著提高,增產幅度為39.12%～55.32%,其中常規施肥產量最高,為4645.52kg/667m2,其次為優化氮區,為4484.02kg/667m2。與農民常規施肥處理對比,不施氮處理產量顯著降低,減幅達到35.62%,其余處理雖然產量均有所降低,但均未達到5%顯著性差異。表明施用氮肥有利于提高蘿卜產量,但不同施氮處理間產量差異不大。

2.3.2 不同施氮量處理對蘿卜植株養分吸收的影響 與不是氮肥處理相比,施用氮肥后,蘿卜的植株氮、磷、鉀吸收量均顯著提高(表11),表明施用氮肥后,不僅僅提高了蘿卜對氮素的吸收,同時也增強了作物對磷鉀的吸收能力。綜合來看,優化氮肥處理下,植株氮磷鉀吸收量最高,分別為7.41、1.24和12.39kg/667m2,但與其他施氮處理相比未達到顯著性差異。

2.3.3 不同施氮量處理對蘿卜肥料利用率的影響 不同處理對蘿卜氮肥利用率、氮肥農學效率和氮肥偏生產力的影響見表12。就肥料利用率而言,優化氮肥處理下最高,達到58.01%,其次是70%的優化氮處理,為49.26%,130%的優化氮區氮肥利用率最低,為39.76%。從氮肥農學效率來看,70%的優化氮處理達到了278.57kg/kg,施肥增產效應最高,其次為優化氮處理,達248.83kg/kg,常規施肥處理更低,130%的優化氮處理增產效應僅為157.12kg/kg。從氮肥偏生產力看,由于該地塊基礎地力較高,因此在氮肥減量施用中,其氮肥偏生產力效應較大,70%的優化氮處理最高,為990.72kg/kg,其次為優化氮處理,達747.34kg/kg,而常規施肥和130%的優化氮處理僅為580.69kg/kg和540.58kg/kg,表明70%的優化氮處理在減量施用氮肥后,氮肥投入可產生更多產量,施肥效益最大。綜上,在地力水平偏高的地塊上,當地推薦的優化氮肥處理措施,能在保證產量、作物養分吸收和肥料利用率上達到平衡,肥料利用效率顯著高于其他處理,且因此可以作為蘿卜優先推薦施肥用量。

表12 不同處理對蘿卜氮肥利用率、農學效率和偏生產力的影響

3 結論

在耕地肥力水平較高的條件下,增施氮肥對萵筍增產作用不大,土壤氮供給已可滿足萵筍生長需要,在實際生產上,應大幅減少氮肥用量或不施氮,以減少過量施氮帶來的農業面源污染風險,促進化肥減量增效,帶動農戶節本增收。在白菜種植上,優化氮肥處理措施既降低了氮肥施用量,又促進了白菜產量提升,施純氮12kg/667m2可作為白菜優先推薦施肥用量。在蘿卜種植上,采用施純氮6kg/667m2的優化氮肥措施,可在保證正常產量水平的前提下,大幅提高肥料利用率,達到化肥減量增效目的。