岳煥芳,孟范玉,安順偉,徐厚成,胡瀟怡,王志平
(北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,北京 100029)
氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要元素,也是葉綠體、酶、核酸、纖維素、生物堿的主要成分。磷是核酸的組成成分,李銀水[1]研究表明磷可以影響糖代謝、蛋白質(zhì)代謝和脂肪代謝。設(shè)施蔬菜生產(chǎn)對于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義,而大水大肥的傳統(tǒng)種植模式已經(jīng)不符合社會發(fā)展的需求[2]。近年來,過量施用化肥,氮、磷、鉀比例不合理等現(xiàn)象嚴(yán)重,大大降低了肥料利用率,造成水體、土壤等污染嚴(yán)重[3-4];因此,研究篩選新型高效氮磷源肥料,以期提高化肥利用率,節(jié)約肥料用量,減輕因施肥而造成的環(huán)境污染,對于發(fā)展可持續(xù)高效農(nóng)業(yè)有重要意義[5-6]。
聚磷酸銨外觀為白色粉末,是一種含氮和磷的聚磷酸鹽,化學(xué)式為(NH4PO3)2,分子通式為(NH4)(n+2)PnO(3n+1),作為一種新型肥料,聚磷酸銨目前已開始越來越多地進(jìn)入化肥使用領(lǐng)域[7],其具有溶解度高、安全高效、對金屬微量元素有螯合作用等優(yōu)點,水解后既能提供正磷酸態(tài)磷素,又能提供銨態(tài)氮素[8-11]。史建碩等[12]研究表明,聚磷酸銨施氮量是116 kg/hm2時,可以提高設(shè)施番茄產(chǎn)量,改善品質(zhì)。陳日遠(yuǎn)等[13]在玉米上的試驗表明,添加聚磷酸銨后能明顯提高播種60 d的玉米幼苗株高、莖粗,同時提高了玉米地上部和根系的生物量以及根冠比。磷酸氫二銨(DAP)是一種重要的工業(yè)品,可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、食品添加劑、醫(yī)藥、電子、纖維加工和染料工業(yè)的分散劑等,也可用作高效氮磷復(fù)合肥料[14]。磷酸脲[CO(NH2)2·H3PO4]是由尿素與磷酸在一定條件下生成的復(fù)鹽,具有高濃度、速溶、全溶的特點,常作為新型高濃度復(fù)合肥料,與膜下滴灌技術(shù)配套使用,可有效減少氮磷損失,促進(jìn)作物增產(chǎn)[15-16],張莉等[17]在菠菜上的研究表明,磷酸脲可顯著降低土壤pH值。目前將新型元素的水溶性肥料進(jìn)行橫向試驗效果對比的研究尚欠缺,本試驗以聚磷酸銨、工業(yè)磷酸氫二銨、磷酸脲為配肥原料,研究不同的新型水溶性肥料對于番茄生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,以篩選出番茄上最適宜的配肥原料。
試驗地設(shè)在北京市順義區(qū)木林鎮(zhèn)王泮莊村綠富農(nóng)基地。東經(jīng)116°65',北緯40°13'。供試地塊土壤為中壤土,地勢平坦整齊,土壤肥力均勻一致。試驗前,于2016年1月20日依據(jù)“S”法取0~20 cm土樣,測定土壤養(yǎng)分含量,結(jié)果見表1。
供試番茄品種為“絕粉”。在番茄整個生育期,各個處理在氮、磷、鉀養(yǎng)分總量一致的前提下,氮、磷源共設(shè)置3個處理:T1(聚磷酸銨)、T2(工業(yè)磷酸氫二銨)、T3(磷酸脲),用硫酸鉀作為鉀源,以基地常規(guī)使用的商品水溶肥(16-8-34)作為對照(CK),采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,每個處理3次重復(fù)。每667 m2基施有機(jī)肥3 000~4 000 kg,具體施肥方案見表2。
番茄采用東西行向大小行種植模式,大行距、小行距、株距分別為80、50、30 cm。每個小區(qū)設(shè)置3個栽培畦(東西長8 m,南北寬4 m);每畦雙行種植,每行鋪設(shè)1條滴灌帶。2016年2月22日播種,2016年4月16日定植,667 m2定植約3 400株。
表1 試驗地土壤肥力狀況
表2 667 m2施肥方案 kg
在番茄定植后取樣,每個小區(qū)選擇3株番茄,測定從生長點往下數(shù)第4片真葉處莖粗,利用手持式葉綠素儀測定第4片真葉的SPAD值,產(chǎn)量為每個小區(qū)的實測產(chǎn)換算為667 m2產(chǎn)量,土壤養(yǎng)分狀況、VC、可溶性糖、可滴定酸和NO3-N數(shù)據(jù),由北京市農(nóng)林科學(xué)院測試提供。
采用SPSS 13.0進(jìn)行單因素方差分析,采用Excel 2010作圖。
圖1為不同的新型水溶性肥料對番茄株高和莖粗的影響。由圖1A可以看出,株高隨著生育期的推進(jìn)逐漸增高,T1處理的番茄株高表現(xiàn)較佳,在定植后80 d達(dá)到240.75 cm,比CK高1.37%。莖粗在整個生育期呈現(xiàn)先增大再減小的趨勢(圖1B),至定植后53 d,T1顯著大于其他處理,T1、T2以及T3分別比CK高23.79%、12.22%和1.61%。
圖1 新型水溶性肥料對番茄株高和莖粗的影響
從圖2可以看出,T1的葉綠素含量處于較高水平,為植物果實發(fā)育奠定了有利基礎(chǔ)。定植后93 d葉綠素含量達(dá)到最大值,其中T1為35.45,比CK高32.03%,T2、T3分別比CK高18.44%和20.36%。在定植后30 d,T1和T3葉綠素含量顯著高于其他處理。
圖3為新型水溶性肥料對番茄產(chǎn)量的影響,各處理產(chǎn)量高低順序為T1>T3>T2>CK,T1和T3分別比CK高出12.64%、4.74%,差異顯著,T2與CK之間差異不顯著,T1增產(chǎn)效果最明顯。
表3為新型水溶性肥料對番茄果實品質(zhì)的影響,從表中數(shù)據(jù)可以看出T1的可溶性糖含量比CK高9.17%,差異顯著;VC含量T1則低于CK,T2高于T1和T3;各處理間可滴定酸含量差異不顯著,糖酸比的高低順序為T1>CK>T2>T3,說明T1可提高番茄口感;3個處理中,T3的NO3-N含量較低,表明T3處理的番茄中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量均低于其他處理。
圖2 新型水溶性肥料對番茄葉綠素含量的影響
圖3 新型水溶性肥料對番茄產(chǎn)量的影響
表3 新型水溶性肥料對番茄果實品質(zhì)的影響
由表4可知,相比種植前的土壤性狀,施用新型肥料和商品水溶肥均可以改善土壤性狀,提高速效養(yǎng)分含量。其中,T1的全氮較CK高出2.5%,T2和T3則顯著低于CK;T1、T2、T3的有機(jī)質(zhì)分別比CK高13.7%、6.3%、4.2%;有效磷含量只有T3比CK高4.9%;3個處理的速效鉀含量T3最高,但是都顯著低于CK;T1、T3的EC比CK分別高81.1%、91.7%;新型水溶肥處理的土壤pH值有所下降,各處理高低順序為T2>CK>T1>T3,T1、T3與CK相比分別降低了0.07、0.08個單位。T1對土壤全氮和有機(jī)質(zhì)改善效果明顯,T3則明顯提高了土壤有效磷,降低了土壤pH值。
表4 新型水溶性肥料對土壤基本性狀的影響
施用氮肥和磷肥可以顯著影響番茄生長指標(biāo)[18-20],蔬菜種植中的純氮肥施用量是普通大田作物的數(shù)倍甚至數(shù)十倍,且氮素利用率低[21]。
本研究表明,施用新型水溶性肥料可以影響番茄的株高和莖粗,其中T1和T3處理的番茄株高表現(xiàn)較佳,T1的番茄莖粗至定植后53 d,比CK高23.79%,同時,定植后93 d其SPAD值為35.45,比CK高32.03%。SPAD與番茄葉綠素含量顯著相關(guān)[22],由此可知聚磷酸銨有利于番茄葉綠素的合成,促進(jìn)光合反應(yīng)發(fā)生,加速番茄生長,提高產(chǎn)量,T1和T3產(chǎn)量分別比CK高出12.64%、4.74%,與前人研究結(jié)果一致[6,19]。T1的可溶性糖含量比CK高9.17%,有效提高了糖酸比,但降低了VC含量,提高了NO3-N含量,這可能與銨態(tài)氮提供有關(guān)[23],T1的全氮比CK高出2.5%,T1、T2、T3的有機(jī)質(zhì)分別比CK高13.7%、6.3%、4.2%;T1、T3的EC比CK分別高81.1%、91.7%;T1、T3的pH值與CK相比分別降低了0.07、0.08個單位。近年來,由于化肥過量使用、不合理灌溉等因素,全球堿地面積日益擴(kuò)大、堿化程度日趨嚴(yán)重,高pH值的土壤會加重植物毒害,抑制其生長甚至導(dǎo)致死亡[21-22],通過調(diào)控肥料來降低土壤pH值,具有重要意義。
綜合來說,商品水溶肥和新型水溶性肥料均可以起到提高產(chǎn)量,改善土壤養(yǎng)分的功效,新型水溶性肥料在促進(jìn)作物葉綠素合成,提高可溶性糖含量,以及降低土壤pH值方面效果更佳,適合作為新型的氮磷源肥料施用,其中聚磷酸銨綜合表現(xiàn)最好。新型水溶性肥料和商品水溶肥相比價格較低[24],但是需要使用者根據(jù)配方自行配制,提高了工作量,且需要一定的技術(shù)水平。