有機(jī)氮替代部分無機(jī)氮對菜心產(chǎn)量及土壤有機(jī)碳組分的影響

土壤有機(jī)碳含量是反映農(nóng)田土壤肥力的重要指標(biāo)，根據(jù)土壤有機(jī)碳的易分解性可分為活性有機(jī)碳和穩(wěn)定性有機(jī)碳。活性有機(jī)碳穩(wěn)定性較差，容易被土壤微生物分解利用，可以作為反映土壤質(zhì)量改變的指標(biāo)。穩(wěn)定性有機(jī)碳則有利于土壤碳的積累。因此，了解土壤有機(jī)碳組分對探討不同農(nóng)田管理措施提高土壤質(zhì)量及土壤固碳具有重要意義。施用有機(jī)肥是提高土壤有機(jī)碳的重要措施。研究表明，有機(jī)氮替代部分無機(jī)氮可以在提高產(chǎn)量和品質(zhì)的同時，減少肥料損失導(dǎo)致的環(huán)境污染問題。然而，有關(guān)土壤有機(jī)碳組分的相關(guān)研究較少。因此，相關(guān)部門開展有機(jī)氮替代部分無機(jī)氮對設(shè)施菜心產(chǎn)量及土壤有機(jī)碳組分的影響，探討適宜的有機(jī)肥替代比例，為當(dāng)?shù)卦O(shè)施蔬菜有機(jī)肥施用提供數(shù)據(jù)支撐和科學(xué)依據(jù)。

一、材料與方法

（一）試驗地點與材料

試驗地選擇在鹽城市鹽都區(qū)樓王鎮(zhèn)隆順現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。供試品種為廣東菜心。供試肥料為尿素N46%，磷酸二氫鉀（P2O5 52%；K2O 34%）、硫酸鉀K2O 52%、商品有機(jī)肥（乾寶源豐 N-P2O5-K2O=1.6%-1.5%-1.4%）。試驗田基礎(chǔ)土壤理化性狀為：pH為5.23、容重1.25 g·cm-3、有機(jī)質(zhì)16.92 g·kg-1、全氮1.21 g·kg-1、堿解氮110.84 mg·kg-1、速效磷67.37 mg·kg-1、速效鉀110.92 mg·kg-1。

（二）試驗設(shè)計

試驗設(shè)6個處理，處理1為常規(guī)施肥，處理2為配方施肥，處理3為80%化肥氮+20%有機(jī)氮，處理4為70%化肥氮+30%有機(jī)氮，處理5為60%化肥氮+40%有機(jī)氮，處理6為50%化肥氮+50%有機(jī)氮。有機(jī)肥替代化肥氮與配方施肥處理的氮磷鉀保持一致，不足的部分用單質(zhì)磷鉀肥補(bǔ)充。各個處理的具體施肥情況見表1。所有肥料于播種前一次性基施。每個小區(qū)面積為48 m2，長8 m，寬6 m，隨機(jī)排列，重復(fù)3次。2023年9月20日整地，施用基肥、整地、播種。9月30日間苗，行距為16.0～16.5 cm，10月30日收獲。田間管理同常規(guī)。

（三）樣品采集與指標(biāo)測定

1.菜心商品產(chǎn)量與品質(zhì)。收獲期，采收小區(qū)全部可食部分菜心產(chǎn)量。每小區(qū)選長勢均勻10棵整株地上部，將菜心與其他部分分離，分別計重，計算商品重量占比。用于計算商品重量占比樣品時測量菜心莖粗。同時取菜心部分植株鮮樣用于測定維生素C（Vc）含量（2，6—二氯靛酚滴定法）、硝酸鹽含量（紫外分光光度法），用蒽酮法測定菜心地上部可溶性糖含量。

2.土壤樣品。試驗前后用不銹鋼土鉆按“S”法采集0～20 cm的混合土樣，按照《土壤檢測》（NY/T 1121）系列標(biāo)準(zhǔn)測定土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、土壤有機(jī)碳組分等指標(biāo)。

二、結(jié)果與分析

（一）菜心商品的產(chǎn)量與品質(zhì)

由上頁表2可知，常規(guī)施肥菜心商品產(chǎn)量為22 552.65 kg·hm-2 ，配方施肥產(chǎn)量略少，但是差異不顯著。處理3至處理6，隨著有機(jī)氮比例的增加產(chǎn)量先增加后下降，其中，有機(jī)氮替代30%的產(chǎn)量最高為22 836 kg·hm-2 。各個處理的菜心質(zhì)量占比平均為69%，配方施肥處理為69.9%，略高于常規(guī)施肥，有機(jī)氮替代30%處理菜心重占比最高為71.7%。

由表3可知，常規(guī)施肥菜薹莖粗為24.66 mm，配方施肥為24.37 mm，但是差異不顯著。隨著有機(jī)氮比例的增加菜薹莖粗、Vc含量呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，硝酸鹽逐漸下降、可溶性糖含量逐漸上升。

（二）土壤理化性質(zhì)及有機(jī)碳組分

與常規(guī)施肥相比，配方施肥收獲期表層土壤pH、容重、有機(jī)質(zhì)、全氮含量無較大變化，堿解氮較低，有效磷和速效鉀略高。隨著有機(jī)肥替代量增加，pH、有機(jī)質(zhì)和全氮含量有增加趨勢，容重、堿解氮、有效磷和速效鉀有下降趨勢。如表4所示。

由表1可知，與常規(guī)施肥相比，配方施肥的土壤有機(jī)碳組分變化不明顯，SOC、ROC、DOC、MBC、POC和MAOC含量分別平均為9.9 g·kg-1、1.7 g·kg-1、81.2 mg·kg-1、79.1 mg·kg-1、4.2 g·kg-1和6.3 mg·kg-1。有機(jī)肥替代化肥可明顯增加土壤有機(jī)碳各組分，且隨著有機(jī)肥替代比例的增加而逐漸增加。

三、結(jié)論與討論

與常規(guī)施肥相比，配方施肥處理菜心商品產(chǎn)量無顯著變化，平均產(chǎn)量為22 469.55 kg·hm-2 ，有機(jī)氮替代30%的產(chǎn)量最高為22 836 kg·hm-2 。隨著有機(jī)肥替代量的增加，菜心商品產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后下降趨勢，其主要原因可能是有機(jī)肥含有促進(jìn)植株生長的中微量元素及有益生長素，適量替代化肥施用有機(jī)肥可促進(jìn)植株生長；但是過多的有機(jī)肥替代，導(dǎo)致有機(jī)養(yǎng)分礦化緩慢，不能及時滿足作物對養(yǎng)分的需求。有機(jī)氮替代部分無機(jī)氮處理的硝酸鹽及可溶性糖含量逐漸增加，菜心品質(zhì)得以提高；收獲期表層土壤有效態(tài)養(yǎng)分逐漸下降，其原因如下：一方面，可能是有機(jī)質(zhì)的增加減少了化肥的投入，減少速效養(yǎng)分的殘留；另一方面，有機(jī)肥施入改善了土壤微生物環(huán)境，促進(jìn)土壤速效養(yǎng)分的固定，從而減少速效養(yǎng)分含量。

隨著有機(jī)肥的施用量增加，土壤有機(jī)碳含量隨之增加，同時土壤活性有機(jī)碳及顆粒有機(jī)碳的比例也隨之增加，而這部分有機(jī)碳穩(wěn)定性較差、周轉(zhuǎn)速率快且活性較強(qiáng)，易被微生物分解利用。因此，在提高土壤有機(jī)碳總量的同時如何提高土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性，促進(jìn)土壤固碳和培肥協(xié)同發(fā)展有待進(jìn)一步研究。

作者簡介：徐洪勝（1969—），男，江蘇鹽城人，本科，高級農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)研究與推廣工作。