楊金燕,李季,吳平蘭,何方國,任錫毅,劉輝,胡崗
(1.貴陽市花溪區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,貴州 貴陽 550025;2.貴陽市花溪區(qū)燕樓鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心,貴州 貴陽 550027;3.貴州茂云農(nóng)業(yè)科技有限公司,貴州 貴陽 550029;4.貴州省生物技術(shù)研究所,貴州 貴陽 550006;5.貴州省土壤肥料研究所,貴州 貴陽 550006)
蔬菜是在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后的第二大農(nóng)作物。據(jù)統(tǒng)計,2022年全國蔬菜在田生產(chǎn)面積約為707萬hm2,蔬菜產(chǎn)量在7月中旬達(dá)3 000萬t[1]。根據(jù)國家統(tǒng)計局公布的CPI數(shù)據(jù),2022年8月蔬菜平均價格為4.61元/kg,按此計算,7—8月蔬菜產(chǎn)值近1 400億元,蔬菜的經(jīng)濟(jì)效益較高,對促進(jìn)鄉(xiāng)村振興具有重要作用。但蔬菜亦是一種需肥量較大的農(nóng)作物,為維持蔬菜的高效益,種植戶大多情況下采取施用化學(xué)肥料的方法。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,我國蔬菜化肥用量達(dá)1 092.0 kg/hm2,是農(nóng)作物平均化肥用量的3.3倍[2]。氮肥用量過大、養(yǎng)分施用不科學(xué)亦是貴州省蔬菜產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中的常見現(xiàn)象。淺根系、生育期短、生長周期快是葉菜類蔬菜的特性,但該類蔬菜對氮肥、磷肥、鉀肥的利用率僅為18.4%、17.2%和24.8%,遠(yuǎn)低于糧食類作物[3]。非科學(xué)合理的化肥施用會導(dǎo)致肥料養(yǎng)分的流失,而這些未被利用的化學(xué)元素通過各種方式流入水體、土壤、空氣等環(huán)境中,不僅導(dǎo)致資源浪費(fèi),更對生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞。因此,蔬菜產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展勢在必行,探索與之相適應(yīng)的化肥減施增效模式是必要手段。
大量研究表明,化肥替代模式對蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分吸收有顯著影響,其中有機(jī)態(tài)氮替代化學(xué)硝態(tài)氮的模式,可顯著提升蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì),當(dāng)替代率為25%~50%時,增產(chǎn)增質(zhì)效果最佳,可有效降低硝態(tài)氮的環(huán)境風(fēng)險,是化肥減施增效的有效措施之一[1,3]。也有研究發(fā)現(xiàn),化肥控釋處理可降低肥料施用量,同時根據(jù)蔬菜生育期進(jìn)行精準(zhǔn)施肥,可滿足葉菜類蔬菜全生育期的營養(yǎng)需求,對增加蔬菜VC和還原糖含量的效果顯著,因而是一種較好的減肥增效措施[3]。
當(dāng)前,針對貴陽市蔬菜化肥減施增效模式的研究較多,如測土配方施肥、秸稈還田、有機(jī)肥+復(fù)合肥和新型水溶肥料配方等,理論研究方面則主要集中在對蔬菜生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響方面,但對化肥減施模式影響露地蔬菜養(yǎng)分吸收規(guī)律的研究鮮有報道。經(jīng)調(diào)研,紅油菜苔在貴陽市青巖鎮(zhèn)思潛壩區(qū)的經(jīng)濟(jì)價值較高,超市零售價在上市初期可達(dá)18元/kg以上,出田價格可達(dá)10元/kg以上,以產(chǎn)量1 000 kg/667m2計算,其產(chǎn)值可達(dá)1萬元以上,對增加種植戶收益和積極性的作用明顯。以紅油菜苔為研究對象,分析配施10%~30%有機(jī)肥對紅油菜苔產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分吸收的影響,以期為貴陽地區(qū)蔬菜產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展提供理論依據(jù)。
試驗在貴州省花溪區(qū)青巖鎮(zhèn)思潛村的思潛壩區(qū)進(jìn)行(106.72°E,26.16°N)。思潛村所屬的思黔壩區(qū)是省級一般壩區(qū),總面積為48.38 hm2,是貴陽市的蔬菜供應(yīng)基地之一。該地區(qū)年均氣溫15.7℃、降雨量1 469.6 mm、日照時數(shù)1 004.4 h,屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,全年無霜期325 d。降雨集中在4—10月,以6月最多。常年的化肥施用導(dǎo)致土壤板結(jié),蔬菜產(chǎn)量嚴(yán)重降低。試驗地土壤有機(jī)質(zhì)為23.21 g/kg,堿解氮為102.33 mg/kg,有效磷為8.75 mg/kg,速效鉀為165.08 mg/kg,水解性氮為98.32 mg/kg,pH 7.68。
紅油菜苔:品種為鄂紅70,由貴州省園藝研究所提供。
肥料:商品有機(jī)肥(四川中土生物科技有限公司)、尿素(N≥46%)和普通復(fù)合肥(N∶P∶K為15∶15∶15)。
試驗以等氮原則進(jìn)行完全隨機(jī)設(shè)計,制定施肥方案,分別設(shè)置4個處理。CK,常規(guī)施肥處理(即農(nóng)民習(xí)慣施肥,N 230 kg/hm2、P2O580 kg/hm2、K2O55 kg/hm2);T1,10%有機(jī)肥替代化肥;T2,20%有機(jī)肥替代化肥;T3,30%有機(jī)肥替代化肥。每個處理設(shè)3個重復(fù),共12個小區(qū),每個小區(qū)面積30 m2,種植密度為3 600株/667m2,高廂四行單株定植,株距36.5 cm,行距36 cm,2021年9月13日移栽,10月10日開始采收,采用常規(guī)田間管理。
株高:在紅油菜苔開始進(jìn)入采收期時每個小區(qū)中連續(xù)選取5株紅油菜苔,用卷尺測定莖基部到葉頂端的距離即為紅油菜苔的株高。
產(chǎn)量:在紅油菜苔后期全株收割(包括各時期采收紅油菜苔產(chǎn)量),收集每個小區(qū)約20 m2范圍內(nèi)剪掉根部的紅油菜苔,進(jìn)行稱重,然后將稱重數(shù)據(jù)折算為667 m2產(chǎn)量。
常規(guī)營養(yǎng)成分測定:每小區(qū)隨機(jī)采集5株紅油菜苔,用鍘刀剁成1~2 cm的小塊,先用110℃烘箱殺青,然后將烘箱溫度調(diào)至70℃,烘干至恒重,用粉碎機(jī)將其粉碎,充分混勻后進(jìn)行養(yǎng)分含量和品質(zhì)指標(biāo)測定。紅菜苔中氮、磷、鉀含量測定分別采用凱氏定氮法、鉬銻抗比色法和火焰光度計法[4]??扇苄蕴?、Vc、總游離氨基酸含量的測定分別采用蒽酮法[5]、2,6-二氯靛酚滴定法[6]和茚三酮顯色法[7]。
采用Office 2019對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,使用SPSS 19.0進(jìn)行方差分析和多重比較。
由表1可知,不同配比有機(jī)肥均可顯著提升紅油菜苔株高、莖粗和生物量。T1、T2和T3處理的紅油菜苔株高較對照分別高26.83%、34.15%、19.51%;莖粗分別較對照高31.18%、48.39%、10.75%,生物量則分別較對照高39.44%、47.71%、20.49%。T2處理的紅油菜苔株高、莖粗和生物量分別為16.5 cm、13.8 mm和48.3 g/株,均顯著高于T3和CK處理,與T1處理差異不顯著。
表1 不同配比有機(jī)肥處理紅油菜苔的生長情況
由表2可知,有機(jī)肥替代化肥能顯著改善紅油菜苔品質(zhì)。T1、T2和T3處理紅油菜苔的可溶性糖分別較對照高7.59%、20.00%、15.86%;游離氨基酸分別較對照高18.18%、30.91%、21.82%,VC分別較對照高20.94%、29.43%、20.31%。表明,10%~30%配比的有機(jī)肥均可提高紅油菜苔品質(zhì),T2處理的紅油菜苔可溶性糖、游離氨基酸和VC含量的提升作用最明顯,顯著優(yōu)于其他處理。
表2 不同配比有機(jī)肥處理紅油菜苔的品質(zhì) mg/g
由表3可知,有機(jī)肥替代化肥后提高了紅油菜苔氮、磷、鉀含量。T1處理紅油菜苔的氮含量顯著高于其他處理,T2處理紅油菜苔的磷含量顯著高于對照,與其余處理間無顯著差異;T2處理紅油菜苔的鉀含量顯著高于對照和T3處理,與T1處理間無顯著差異。T1處理紅油菜苔的氮、磷、鉀含量與CK相比分別增長17.09%、20.83%、8.57%;T2處理紅油菜苔的氮、磷、鉀含量與CK相比分別增長6.96%、23.61%、14.29%;T3處理紅油菜苔的氮、磷、鉀含量與CK相比分別增長5.70%、16.67%、2.86%。
表3 不同配比有機(jī)肥處理紅油菜苔的養(yǎng)分含量
從表4可知,有機(jī)肥替代化肥降低了紅油菜 苔 的 生 產(chǎn) 投 入,T1~T3分 別 較CK低3.49 %、6.0 3%、8.57 %;有機(jī)肥替代化肥均不同程度提高紅油菜苔產(chǎn)量,其中T2處的產(chǎn)量最大,為20 310.15 kg/hm2,較CK顯著提高38.1%,T1處理其次,其產(chǎn)量為18 109.05 kg/hm2,較CK顯 著 提 高23.1%;T3處理產(chǎn)量為17 942.25 kg/hm2,較CK顯著提高22.0 %。T1處理與T3處理的產(chǎn)量間無顯著差異。同時受產(chǎn)量影響,各處理產(chǎn)值與產(chǎn)量變化一致;從凈產(chǎn)值來看,T2處理最高,為133 681.6元/hm2,T1和T3處理的凈產(chǎn)值分 別 為114 472.4元/hm2、114 738.5元/hm2,T1、T2、T3分 別 較CK顯 著 提 高32.86%、55.16%、33.17%。
表4 不同配比有機(jī)肥處理紅油菜苔的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益
科學(xué)的施肥管理是紅油菜苔高產(chǎn)高效栽培中最重要的措施。試驗研究發(fā)現(xiàn),與農(nóng)戶習(xí)慣施肥(CK)相比,化肥減量配施生物有機(jī)肥模式,10%~30%的紅油菜苔產(chǎn)量保持穩(wěn)定,且紅油菜苔采收高峰時市場收購價格最高,紅油菜苔的產(chǎn)值增加。試驗的化肥減量模式是通過降低氮肥用量,優(yōu)化了氮磷鉀的施用比例,有利于促進(jìn)紅油菜苔的生長發(fā)育,與史立東等[8]的研究結(jié)果一致。另有研究發(fā)現(xiàn),減施50%磷肥的紅油菜苔產(chǎn)量與常規(guī)施用磷肥無顯著差異,表明適當(dāng)減施磷肥對蔬菜產(chǎn)量影響不大[9]。此外,化肥減量模式中施用利用菇渣生產(chǎn)的有機(jī)生態(tài)型栽培基質(zhì)含有益微生物,可通過增強(qiáng)農(nóng)作物根系活力,加強(qiáng)作物對土壤各種養(yǎng)分的吸收和利用[10]。因此,生物有機(jī)肥對蔬菜栽培過程中增產(chǎn)的作用機(jī)理是多方面的,除降低對磷肥的需求,更能通過益生菌促進(jìn)蔬菜增產(chǎn)增收。但不同紅油菜苔品種對氮磷鉀需求比例存在較大差異。因此,還需繼續(xù)開展不同紅油菜苔品種養(yǎng)分需求特征和比例的研究,從而更科學(xué)地指導(dǎo)紅油菜苔生產(chǎn)。
化肥減量配施有機(jī)肥處理顯著提高了紅油菜苔的品質(zhì),10%~30%有機(jī)肥配施的紅油菜苔可溶性總糖和VC含量分別比CK增加7.59%~20.00%和20.31%~29.43%,表明有機(jī)肥和化肥配施不僅能減少化肥用量,且有利于紅油菜苔品質(zhì)的提升。試驗中,20%有機(jī)肥替代化肥處理(T2)的紅油菜苔產(chǎn)量最高,經(jīng)濟(jì)效益和品質(zhì)最好,其產(chǎn)量和凈產(chǎn)值分別為20 310.15 kg/hm2、133 681.6元/hm2,分別較對照高38.1%和55.16%;其可溶性糖含量、游離氨基酸含量、VC含量分別為17.4 mg/g、0.072 mg/g、43.01 mg/g,分別較對照高20.00%、30.91%、29.43%。減施增效的原因在于該商品有機(jī)肥含有豐富的硅、鎂、鈣等微量元素及有效菌數(shù)量,增加了紅油菜苔根系對營養(yǎng)元素的吸收利用,從而促進(jìn)了紅油菜苔品質(zhì)的提升。
綜上,用20%有機(jī)肥替代常規(guī)施肥中的化肥用量,一方面降低了紅油菜苔對化肥的需求量,另一方面增加了紅油菜苔產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益,起到了典型的化肥減施增效效應(yīng),建議在貴陽地區(qū)大面積推廣應(yīng)用。