李萍 郭永祥 王慶安 韓秀英
蔬菜是我國(guó)種植業(yè)中僅次于糧食的第二大農(nóng)作物,為農(nóng)民增收提供了有力保障。蔬菜的生長(zhǎng)期短、產(chǎn)值和效益高,但根系淺,養(yǎng)分吸收的能力弱,需要大量的養(yǎng)分滿足生長(zhǎng)需求。我國(guó)蔬菜肥料中 N、P2O5和K2O用量均大幅超出各自推薦量,養(yǎng)分投入總量和化肥養(yǎng)分用量普遍過(guò)高。過(guò)量施肥會(huì)造成肥料利用率低、污染生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題,對(duì)蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。
蔬菜施肥具有地域性和時(shí)效性。黃紹文等對(duì)全國(guó)蔬菜施肥進(jìn)行調(diào)查研究,結(jié)果表明露地蔬菜化肥養(yǎng)分用量平均為859.5 kg·hm-2,約是全國(guó)農(nóng)作物化肥養(yǎng)分用量328.5 kg·hm-2的2.6倍,華北地區(qū)化肥養(yǎng)分用量顯著低于華中和華南地區(qū);劉衎等研究發(fā)現(xiàn)北京市設(shè)施蔬菜N、P2O5和K2O平均投入量分別為725 kg·hm-2、363 kg·hm-2、505 kg·hm-2,養(yǎng)分投入量普遍超過(guò)推薦施肥量,磷肥比例過(guò)高,鉀肥施用比例相對(duì)不足;江麗華等對(duì)山東省近3年蔬菜生產(chǎn)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),番茄、黃瓜和茄子的N、P2O5、K2O投入量分別是需求量的1.47~2.68倍、3.93~7.50倍、1.09~1.51倍,設(shè)施蔬菜總施肥量的比例為N:P2O5:K2O=1:0.84:1.02,P2O5的投入量占比過(guò)高;程泰鴻等研究發(fā)現(xiàn)重慶市銅梁區(qū)露地蔬菜N、P2O5、K2O平均用量分別為483 kg·hm-2、321 kg·hm-2、369 kg·hm-2,普遍超過(guò)作物自身養(yǎng)分需求,且重基肥、輕追肥。目前,關(guān)于蔬菜的施肥問(wèn)題有較多研究,主要包括蔬菜生產(chǎn)養(yǎng)分投入量大,氮肥和磷肥施用量偏高,鉀肥施用量普遍偏低,氮磷鉀肥施用比例不平衡等。合理的施肥技術(shù)體系是蔬菜產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。但是,關(guān)于豫北地區(qū)蔬菜施肥現(xiàn)狀調(diào)查研究較少,厘清施肥現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題對(duì)于當(dāng)?shù)厥卟朔N植有重要意義。本研究通過(guò)調(diào)查獲嘉縣菜地施肥現(xiàn)狀,明確蔬菜種植的施肥特征及存在的問(wèn)題,估算主要蔬菜肥料總養(yǎng)分和化肥養(yǎng)分的減施潛力,為當(dāng)?shù)厥卟朔N植的合理施肥和減肥增效方案提供科學(xué)依據(jù)。
一、材料和方法
(一)調(diào)查區(qū)域概況
獲嘉縣位于河南省北部,新鄉(xiāng)市西部,北依太行,南臨黃河,地處黃河沁河沖積平原,是“中原農(nóng)谷”的西區(qū)和國(guó)家商品糧基地縣。獲嘉大白菜和黑豆已獲得國(guó)家地理標(biāo)志認(rèn)證。該區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,全縣年均無(wú)霜期221.2 d,年均氣溫14.96℃,年均降雨量557.2 mm,年均日照2 058.4 h。土壤主要類型為潮土,0~30 cm土壤的有機(jī)質(zhì)含量為23.40 g·kg-1,pH為8.5,全氮含量為1.20 g·kg-1,有效磷為15.40 mg·kg-1,速效鉀為142.00 mg·kg-1。
(二)調(diào)查方法
蔬菜施肥現(xiàn)狀采用種植戶問(wèn)卷調(diào)查法,調(diào)查時(shí)間為2021年12月至2022年1月。蔬菜施肥調(diào)查表內(nèi)容包括蔬菜種類、種植時(shí)間、面積、土壤類型、施肥次數(shù)、肥料種類、數(shù)量、施肥時(shí)間、施肥方式,以及前3年平均產(chǎn)量等指標(biāo)參數(shù)。通過(guò)直接走訪,入戶調(diào)查,確保調(diào)查數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性和時(shí)效性。
對(duì)全縣土壤養(yǎng)分、類型、作物布局、耕作制度等生產(chǎn)情況進(jìn)行調(diào)查研究。采用等間距抽樣的方法選取3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)選取有代表性的2~3個(gè)行政村進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查的蔬菜品種主要為白菜、甘藍(lán)、黃瓜、芫荽、茄子、大蔥、番茄、南瓜、菠菜等18種蔬菜,基本涵蓋了獲嘉縣所有種植蔬菜類型。
(三)數(shù)據(jù)處理與分析
1.肥料養(yǎng)分投入計(jì)算?;手蠳、P2O5和K2O養(yǎng)分含量根據(jù)種植戶描述、實(shí)際調(diào)查的蔬菜施肥量、各肥料產(chǎn)品中標(biāo)注的養(yǎng)分含量計(jì)算獲得;在調(diào)查過(guò)程中,種植戶描述有機(jī)肥施用量以m3為計(jì)量單位,畜禽糞便質(zhì)量按400 kg·m-3進(jìn)行計(jì)算。
2.減施潛力的估算。養(yǎng)分推薦量選取中等肥力水平下最高產(chǎn)量肥料投入量為推薦施肥量,選取種植戶主要種植的蔬菜類型,包括白菜、甘藍(lán)、黃瓜、茄子和番茄5種常見蔬菜,估算總施肥量和化肥N、P2O5和K2O養(yǎng)分的絕對(duì)減施潛力和相對(duì)減施潛力。
絕對(duì)減施潛力=現(xiàn)狀施肥量-推薦施肥量
相對(duì)減施潛力=(現(xiàn)狀施肥量-推薦施肥量)/現(xiàn)狀施肥量
采用WPS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算整理,SPSS 22.0軟件中單因素方差分析 (ɑ= 0.05) 檢驗(yàn)不同蔬菜類型的施肥次數(shù)的差異顯著性,Origin 8.0軟件作圖。
二、結(jié)果與分析
(一)獲嘉縣蔬菜施肥特征
如圖1 所示,獲嘉縣菜地基施肥料采用有機(jī)肥配施復(fù)合肥的為35.42%,僅施用復(fù)合肥的為53.13%,僅施用有機(jī)肥和僅施用尿素的比例分別為2.08%和1.04%;用雞糞作有機(jī)肥的有52.38%,用鵪鶉糞和牛糞作有機(jī)肥的分別為21.43%和11.91%,三者占有機(jī)肥種類的85.72%?;驶┎捎脧?fù)合肥的比例為86.04%,采用磷酸二銨和鉀肥混施的比例為10.47%,施用尿素的比例僅占1.16%;而追肥主要采用復(fù)合肥,其比例達(dá)到46.12%,施用尿素和碳酸氫銨的比例分別是18.60%、23.26%,追施鉀肥的比例為6.59%,不追肥比例為5.04%。由此可知,蔬菜種植施用化肥以復(fù)混肥為主,施用有機(jī)肥以雞糞為主。
(二)不同種類蔬菜的氮磷鉀施用特征
由圖2可知,不同蔬菜類型之間養(yǎng)分施用量有差異。茄果類蔬菜養(yǎng)分施用量最大, N、P2O5、K2O三種養(yǎng)分平均施用量分別為636.09 kg·hm-2、505.06 kg·hm-2、608.11 kg·hm-2,而葉類蔬菜養(yǎng)分施用量最小,是茄果類蔬菜的47.04%。在調(diào)查的蔬菜中,N、P2O5、K2O平均施肥用量分別是569.48 kg·hm-2、354.80 kg·hm-2、368.12 kg·hm-2?;┯袡C(jī)肥蔬菜的N、P2O5、K2O平均施用量分別為238.78 kg·hm-2、174.34 kg·hm-2、180.47 kg·hm-2,占總養(yǎng)分的45.93%;基施化肥蔬菜的N、P2O5、K2O平均施用量分別為108.75 kg·hm-2、127.86 kg·hm-2、110.11 kg·hm-2,而追施化肥蔬菜的N、P2O5、K2O平均施用量分別是221.95 kg·hm-2、52.61 kg·hm-2、77.55 kg·hm-2,分別占總養(yǎng)分的26.83%和27.24%。由此可知,蔬菜的基肥(包括有機(jī)肥和化肥)養(yǎng)分的比例是72.76%,基施比例偏高,追肥養(yǎng)分比例較低。
如圖2所示,不同蔬菜類型之間有機(jī)肥施用量、基施化肥量、追施化肥量差異較大。茄果類蔬菜的有機(jī)肥施用量最高,所施用有機(jī)肥中養(yǎng)分總量達(dá)831.33 kg·hm-2,是蔥蒜類蔬菜的1.80倍;茄果類蔬菜的基施化肥量最高,養(yǎng)分總量是417.69 kg·hm-2,是葉類蔬菜的2.28倍;蔥蒜類蔬菜的追施化肥量最高,養(yǎng)分總量是566.33 kg·hm-2,是葉類蔬菜的5.06倍。
(三)不同種類蔬菜的氮磷鉀來(lái)源比例
如表1 所示,化肥中N和P2O5的平均養(yǎng)分投入比例均超過(guò)50%,分別為55.78%和50.04%;有機(jī)肥中K2O的平均養(yǎng)分投入比例是51.92 %。不同種類蔬菜的養(yǎng)分來(lái)源差異較大。其中,葉類蔬菜的N、P2O5和K2O的有機(jī)肥養(yǎng)分投入占總養(yǎng)分的比例均在50%以上;而蔥蒜類的N、P2O5和K2O的化肥養(yǎng)分投入占總養(yǎng)分的比例均在50%以上。不同蔬菜種類化肥養(yǎng)分施用差異較大,化肥的N、P2O5和K2O養(yǎng)分主要通過(guò)基施供給,其比例分別是63.63%、86.57%和82.33%。甘藍(lán)類、葉類、茄果類和瓜類蔬菜的基肥對(duì)N、P2O5和K2O的養(yǎng)分貢獻(xiàn)率均在50%以上,由此可知,這些蔬菜的N、P2O5和K2O養(yǎng)分主要依靠基肥;葉類蔬菜追肥占比最小,追肥基本不施磷、鉀肥。有機(jī)肥、基施化肥和追施化肥對(duì)N養(yǎng)分總量的貢獻(xiàn)率分別為44.22%、19.41%和36.37%,對(duì)P2O5養(yǎng)分總量的貢獻(xiàn)率分別為49.96%、36.61%和13.43%,對(duì)K2O養(yǎng)分總量的貢獻(xiàn)率分別為51.92%、30.41% 和17.67%。由此可見,N、P2O5、K2O養(yǎng)分均主要來(lái)源于基肥,有機(jī)肥在基肥的占比較大,而追施磷肥、鉀肥的比例較低。
(四)不同蔬菜化肥施用特征
如圖3所示,不同蔬菜種類的施肥次數(shù)存在顯著差異,其中,土壤施肥和葉面施肥平均次數(shù)分別為3.66和3.01。茄果類蔬菜的土壤施肥和葉面施肥次數(shù)最多,施肥次數(shù)分別為4.90和4.82,顯著高于其他類蔬菜;葉類蔬菜的土壤施肥和葉面施肥的施肥次數(shù)最少,與茄果類、白菜類、瓜類和蔥蒜類有顯著性差異。對(duì)土壤施肥次數(shù)、葉面施肥次數(shù)與前3年的平均產(chǎn)量進(jìn)行偏相關(guān)分析可知,施肥次數(shù)與前3年的平均產(chǎn)量都有極顯著的相關(guān)性。
(五)獲嘉縣蔬菜養(yǎng)分施用比例
蔬菜施肥要求鉀多磷少,一般 N、P2O5和 K2O吸收比例為1.0:0.3:1.0至1:0.5:1.9。由表2可知,不同蔬菜類型養(yǎng)分施用比例差異較大。獲嘉縣蔬菜施用總養(yǎng)分中N、P2O5、K2O比例為1:0.62:0.65,有機(jī)肥、基施化肥和追施化肥中N、P2O5、K2O比例分別為1:0.73:0.76、
1:1.18:1.01和1:0.24:0.35。由此可知,投入的有機(jī)肥和基施化肥中P2O5占比超過(guò)需求,應(yīng)該適當(dāng)降
低,而K2O的施用不足。如表2所示,不同蔬菜品種之間有機(jī)肥養(yǎng)分比例差異較小,有機(jī)肥的N:P2O5:K2O養(yǎng)分比例范圍是1:0.58:0.71至1:0.84:0.80;不同蔬菜類型的基施化肥和追施化肥的養(yǎng)分比例差異較大。瓜類和葉類蔬菜基施化肥中P2O5施用比例較高,超出適宜比例需求;在追施化肥中,N:P2O5:K2O的養(yǎng)分比例范圍是
1:0.04:0至1:0.50:1.15,追施磷肥鉀肥較少。由此可知,基施化肥中磷肥比例較高,而追施化肥中磷肥鉀肥的比例較低。
(六)獲嘉縣蔬菜化肥養(yǎng)分減施潛力估算
由表3、表4可知,與推薦值相比,蔬菜生產(chǎn)中P2O5施用過(guò)量,其施用量是推薦量的2.17~4.86倍;化肥養(yǎng)分中P2O5和總養(yǎng)分均超過(guò)推薦量,分別是推薦量的2.50~4.02倍和1.16~2.29倍。相比于推薦施肥量,總養(yǎng)分的減施潛力范圍為11.36% ~56.97%,化肥養(yǎng)分減施潛力范圍為13.78%~56.32%。
不同蔬菜種類的減施潛力存在差異。如圖4所示,白菜的氮肥減施最大,其次為茄子;白菜的N施用總量和化肥N施用量的絕對(duì)減施潛力分別是為541.20 kg·hm-2和397.92 kg·hm-2,相對(duì)減施潛力為66.72%和72.82%(見上頁(yè)表3、表4)。由上頁(yè)表3、表4、圖4可知,5種蔬菜均存在過(guò)量施用磷肥的現(xiàn)象??傪B(yǎng)分中P2O5的絕對(duì)減施潛力是192.65~568.80 kg·hm-2,相對(duì)減施潛力為53.95%~79.43%;化肥中P2O5的絕對(duì)減施潛力是88.96~201.90 kg·hm-2,相對(duì)減施潛力為60.03%~75.11%;茄子的磷肥減施潛力最大,其P2O5施用總量和化肥中P2O5施用量的絕對(duì)減施潛力分別是568.80 kg·hm-2和201.90 kg·hm-2,相對(duì)減施潛力均在70%以上。不同蔬菜品種之間鉀肥減施潛力差異較大。其中,番茄和黃瓜的K2O施用總量和化肥施用量均低于推薦量,存在鉀肥施用不足的問(wèn)題。
三、結(jié)論與討論
在“國(guó)家測(cè)土配方施肥項(xiàng)目(2005)”和“化肥農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)(2015)”等政策的推動(dòng)下,蔬菜的施肥量有所減少,但是目前整體施肥量仍處于較高水平。本研究表明,獲嘉縣蔬菜N、P2O5、K2O平均施肥用量分別是569.48 kg·hm-2、354.80 kg·hm-2、368.12 kg·hm-2,分別是全國(guó)露地蔬菜施肥量的1.62倍、1.61倍、1.76倍,其中,白菜、甘藍(lán)、黃瓜、茄子和番茄施肥量全部過(guò)高。與推薦施肥量相比,總養(yǎng)分的減施潛力范圍為11.36%~56.97%,化肥養(yǎng)分減施潛力范圍為13.78%~56.32%。施肥量過(guò)高可能與種植戶施肥越多產(chǎn)量越高的錯(cuò)誤觀念有關(guān)。有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)蔬菜科學(xué)施肥的宣傳培訓(xùn)。茄果類蔬菜的施肥量最大,同時(shí)其土壤施肥量和葉面施肥量均顯著高于其他類蔬菜,特別是茄子的N、P2O5的減施潛力均在25%以上。這可能與茄果類蔬菜的經(jīng)濟(jì)效益好有關(guān),種植戶更愿意購(gòu)買硫酸鉀或者含鉀復(fù)合肥作為基肥或追肥,導(dǎo)致茄果類種植作物施肥過(guò)高,這也能從茄子的K2O養(yǎng)分減施潛力過(guò)高得出。
蔬菜基肥養(yǎng)分用量占養(yǎng)分總用量的適宜比例一般為50%~60%,而有機(jī)肥養(yǎng)分用量占養(yǎng)分總用量的適宜比例一般為40%~50%,露地蔬菜適宜的基施化肥養(yǎng)分用量占化肥養(yǎng)分總量的比例為20%~30%。調(diào)查表明,蔬菜基肥、有機(jī)肥養(yǎng)分比例范圍分別為60.70%~86.39%和32.08%~64.17 %,基施化肥養(yǎng)分用量占化肥養(yǎng)分總量的比例范圍為41.87%~64.75%。由此可知,獲嘉縣蔬菜基肥養(yǎng)分過(guò)量,其中,基肥化肥施用過(guò)量,有機(jī)肥養(yǎng)分較適宜,追肥不足。重基肥輕追肥是許多種植戶的施肥誤區(qū),基肥養(yǎng)分比例過(guò)高不利于蔬菜苗期根系的發(fā)育,而追肥養(yǎng)分不足會(huì)影響蔬菜生育后期的生長(zhǎng)。因此,種植戶需要加強(qiáng)科學(xué)施肥觀念,降低基肥養(yǎng)分比例,適當(dāng)提高追肥養(yǎng)分,改善蔬菜施肥方案。
在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,蔬菜對(duì)鉀的需求量最高,其次是氮,然后是磷。N、P2O5、K2O的吸收比例范圍為1.0:0.3:1.0至1.0:0.5:1.9。研究發(fā)現(xiàn),獲嘉縣蔬菜施用總養(yǎng)分的 N、P2O5、K2O比例為1:0.62:0.65,有機(jī)肥、基施化肥和追施化肥中N、P2O5、K2O比例分別為
1:0.73:0.76、1:1.18:1.01和1:0.24:0.35,與推薦施肥量相比,番茄和黃瓜存在K2O施用不足的現(xiàn)象。由此可知,養(yǎng)分施肥比例不協(xié)調(diào),磷肥養(yǎng)分過(guò)量,鉀肥養(yǎng)分不足,尤其是追肥的鉀肥養(yǎng)分嚴(yán)重不足。養(yǎng)分中P2O5投入占比過(guò)高,這與種植戶選擇施用平衡性三元復(fù)合肥
(N:P2O5:K2O=15:15:15)或者含磷量較高的磷酸二銨
(N:P2O5:K2O=18:46:0)的過(guò)量施用有關(guān)。另外,部分有機(jī)肥中P2O5含量較高,這可能也是K2O占比不足的原因。有機(jī)肥養(yǎng)分的N、P2O5、K2O比例差異較小,調(diào)查顯示,有機(jī)肥的主要來(lái)源是雞糞、牛糞、豬糞等畜禽糞肥,而秸稈和其他形式的有機(jī)肥較少。種植戶在施用有機(jī)肥選擇畜禽糞肥和秸稈堆肥并重或者微生物菌肥,既可以提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量,又可以避免過(guò)量施用畜禽糞肥造成土壤酸化和次生鹽漬化等問(wèn)題。
針對(duì)獲嘉縣蔬菜施肥存在的問(wèn)題,在保證蔬菜產(chǎn)量不降低的前提下,建議種植戶在肥料總量和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行減量和優(yōu)化。一是加強(qiáng)蔬菜科學(xué)施肥宣傳培訓(xùn),推行蔬菜測(cè)土配方施肥;二是推廣有機(jī)肥替代化肥模式,培肥地力,提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,減輕環(huán)境污染;三是根據(jù)蔬菜種類和生育時(shí)期選擇適當(dāng)?shù)幕势贩N,建議基肥選擇平衡型復(fù)合肥和適量有機(jī)肥,早期追肥選擇平衡性水溶肥,中后期選擇低磷高鉀水溶肥;四是應(yīng)用水肥一體化技術(shù),提高肥料養(yǎng)分利用率。
(責(zé)任編輯 ?劉素芳)