不同施肥结构对两种叶菜类蔬菜的产量及肥料养分吸收与利用的影响

张杨珠，龙怀玉，汤 宏，颜 雄 ，盛 浩 ，黄运湘 ，廖超林

（1.湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 410128；2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081）

蔬菜是人们必需的植物性食品，也是经济效益较高的经济作物。近年来，随着城镇化进程加快和城市人口快速增长，我国的蔬菜生产逐年递增，蔬菜播种面积和产量的年均增长率均在10%以上[1]。根据对研究区菜农的实地调查[2]，菜农为获得较高的蔬菜产量和经济效益，往往过量投入化学肥料，施肥结构极不合理，不施或很少施用有机肥，过量施用化学氮肥和磷肥，这不仅使化肥的当季利用率低、土壤养分过量积累和次生盐渍化[3-4]、肥料资源的巨大浪费[5-6]，还导致严重的环境污染等问题[7-10]，已经成为影响农产品（蔬菜）质量安全[11-13]的重大问题。目前，有关有机无机肥配施对菜地土壤肥力、蔬菜产量和品质等的影响研究较多[14-17]。但关于不同施肥结构对蔬菜养分吸收量和养分利用率的研究少见报道[18-19]。通过田间小区试验和室内测定，研究在湖南洞庭湖平原地区土壤和气候条件下，不同施肥结构对白菜、甘蓝两种蔬菜的产量以及养分吸收和利用的影响，以探明白菜、甘蓝的养分吸收规律，为优化施肥技术，实现蔬菜生产的精准施肥和研制蔬菜专用配方肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤及蔬菜品种

试验在湖南洞庭湖平原地区的岳阳市广兴洲镇合兴村的蔬菜生产基地进行。供试土壤是由洞庭湖沉积物发育而成的紫潮砂土。供试土壤的基本理化性状见表1。供试甘蓝品种为紫薇一号，大白菜品种为青杂一号。

表1 试验地土壤的基本肥力性状

1.2 试验设计与施肥方法

于2009年秋、冬季分别设立白菜、甘蓝田间小区试验。试验均设置6个施肥处理：1、空白对照（CK1），不施任何肥；2、当地菜农习惯施肥（CK2），碳铵1 500 kg/hm2，过磷酸钙1 500 kg/hm2，高浓度复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）750 kg/hm2（CK2），其N、P2O5、K2O 施用量分别为 369.0、292.5、112.5 kg/hm2；3、化肥处理（NPK），其 N、P2O5、K2O 施用量分别为 225、112.5、225 kg/hm2，分别用尿素、过磷酸钙和氯化钾作肥源；4、粪肥（当地腐熟的牛粪）与无机化肥配合施用（NPKM1），施肥量与处理3相同，以施氮量为标准计算有机与无机肥料配施比例，有机无机氮各占50%，除去有机肥料中磷、钾含量，不足的磷、钾养分分别以过磷酸钙和氯化钾补足；5、菜饼肥与无机化肥配合施用（NPKM2），施肥量同处理3；6、施用蔬菜有机专用肥（VSF），施肥量同处理3，配比方式同处理4。试验均设3次重复，随机区组排列，小区面积为24 m2。试验中所用化学肥料及养分含量：氮肥为尿素（含N 46.4%）和碳酸氢铵（含N 17.1%），磷肥为过磷酸钙（含P2O512%），钾肥为氯化钾（含K2O 60%）。所用有机肥料：牛粪中 N、P2O5和 K2O质量百分含量分别为1.19%、0.85%和2.35%，菜饼肥的N、P2O5和K2O质量百分含量分别为5.52%、2.60%和1.51%，蔬菜专用肥的N、P2O5和K2O质量百分含量分别为18%、6%和5%，有机质含量为20%。其中处理3、4、5、6为平衡施肥处理，处理的有机肥和磷、钾肥作为基肥，于播种时一次性施入土壤。氮肥按基追比为6∶4施用，追肥于旺长期施用。

1.3 样品采集、测定方法与数据处理

白菜、甘蓝均于9月6日移栽，移栽株距均为0.43 m，每小区株数均为126株，移栽前采集每个试验地基础土样。白菜于11月19日收获，甘蓝于次年1月6日收获，均分小区测产，产量为每小区蔬菜地上部分全部鲜重。并同时采集蔬菜分析样品，测定N、P、K含量，根据测定结果计算甘蓝和白菜植株对氮、磷、钾养分的吸收量。

植株样品分析均采用常规方法[20]。植株全氮、全磷、全钾采用H2SO4-H2O2消煮，凯氏定氮法测氮，钒钼黄比色法测磷，火焰光度计法测钾。数据经Excel 2003处理后，应用DPS v7.05统计软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对白菜和甘蓝产量的影响

由表2可以看出，无论甘蓝还是白菜，各施肥处理的蔬菜产量都明显高于不施肥对照（CK1），与CK1的产量比较均达显著甚至极显著差异；各施肥处理两种蔬菜的产量均以NPK处理最低。这说明在蔬菜生产中，施肥可显著提高蔬菜产量，尤以有机无机肥配合施用增产效果最好，当地菜农的习惯施肥处理虽然产量也较高，但是其氮、磷肥施用量明显偏高，容易造成肥料养分浪费和环境污染。同时，在肥力水平相似的同一土壤条件下，两种蔬菜的地力产量和施肥效应存在一定的差异。白菜的地力产量平均占各施肥处理产量的78.6%，而甘蓝占各施肥处理产量的65.1%；施肥对甘蓝的增产效应明显大于白菜，平均来说，各施肥处理甘蓝的增产率达53.6%，而各施肥处理白菜的增产率仅为27.2%。这可能与这两种蔬菜的营养特性和需肥规律不同有关。

表2 不同施肥处理的白菜和甘蓝的产量及增产效应

2.2 不同施肥处理对蔬菜氮、磷、钾养分吸收总量的影响

2.2.1 吸氮总量 由表3可知，虽然两块试验地土壤类型和肥力水平相当，施肥水平也相同，两种蔬菜同一处理的吸氮总量却相差明显。6个处理甘蓝的吸氮总量明显高于相应处理的白菜，说明甘蓝的吸肥能力明显强于白菜。无论白菜还是甘蓝，VSF处理和2个有机无机肥配施处理的吸氮总量明显高于NPK处理和当地习惯施肥处理（CK2），当地习惯施肥处理的施氮量虽然明显高于4个平衡施肥处理，但其吸氮总量明显低于VSF处理和2个有机无机肥配施处理。这说明当地习惯施肥处理施氮量太大，明显超过了蔬菜生长所需的量，而且施肥时间过于集中，将氮肥全部作基肥一次性施入土壤中，这样容易引起氮素养分的流失，造成肥料养分浪费和环境污染。配施有机肥能明显提高白菜对氮素的吸收和利用率，减少施氮量，减少氮素损失，节约资源，是一种科学的施肥模式。

2.2.2 吸磷总量 表3表明，在同样的条件下，白菜和甘蓝两种蔬菜同一处理的吸磷总量也相差明显。对同一施肥处理，甘蓝的吸磷总量明显高于白菜，说明甘蓝的吸磷能力明显强于白菜。无论甘蓝还是白菜，VSF处理和2个有机无机肥配施处理的吸磷总量明显高于NPK处理，当地习惯施肥处理（CK2）的施磷量虽然显著高于4个平衡施肥处理，但白菜CK2处理的吸磷总量仍明显低于VSF处理和2个有机无机肥配施处理。

表3 不同施肥处理下白菜和甘蓝的氮、磷、钾吸收总量 （kg/hm2）

2.2.3 吸钾总量 表3表明，白菜的吸钾总量略高于吸氮总量；各施肥处理中，以VSF处理吸钾总量最高，其次为NPKM1处理，NPK处理吸钾总量在各施肥处理中最低。由于当地习惯施肥处理中钾的施用量较少，仅为4个平衡施肥处理施钾量的50%，可见当地施肥结构中钾素太少，连续种植可能导致土壤中钾素亏缺。但是，甘蓝的吸钾总量却明显低于其吸氮总量，也明显低于白菜的吸钾总量；以NPKM2处理吸钾总量最高。与不施肥处理比较，无论白菜还是甘蓝，各施肥处理的吸钾总量也都明显高于无肥处理（CK1），而VSF、NPKM1和NPKM2处理的吸钾总量又明显高于NPK和CK2处理。

2.3 不同施肥处理对肥料养分利用率的影响

表4是通过差减法求得的白菜和甘蓝对肥料氮、磷、钾养分的当季利用率结果。结果表明，除白菜的NPK处理外，两种蔬菜对肥料养分的利用率均为钾＞氮＞磷；不同施肥处理蔬菜对同一养分的利用率不同，这说明应根据不同蔬菜的营养特点和吸肥规律制定施肥方案。在供试土壤条件下，白菜对氮的利用率在6.4%～35.9%之间，以NPKM2处理最高，而NPK处理最低；甘蓝对氮的利用率在11.7%～37.8%之间，以NPKM2处理最高，CK2处理最低。这说明在相同施氮水平情况下，配施有机肥能明显提高蔬菜对肥料氮的利用率。两种蔬菜对肥料磷的利用率均较低，其中，白菜对肥料磷的利用率在6.3%~24.2%之间，甘蓝对肥料磷的利用率在14.5%~25.2%之间，与CK2处理和NPK处理比较，配施有机肥也能提高蔬菜对肥料磷的利用率。两种蔬菜对肥料钾的利用率都较高，其中，白菜对钾的利用率在15.7%～62.8%之间，以CK2处理最高，而NPK处理最低；甘蓝对钾的利用率介于24.2%～52.1%之间，以NPKM2处理最高，而NPK处理最低；说明配施有机肥能提高蔬菜对肥料钾的利用率。两种蔬菜相比，二者对肥料氮的利用率相近，但甘蓝对肥料磷、钾的利用率明显高于白菜。所以，在蔬菜生产实践中，应充分考虑这两种蔬菜的这一营养特点，适当减少甘蓝的磷、钾肥施用量。根据上述结果，配施有机肥处理（处理4、5、6）的甘蓝对氮、磷的利用率平均分别比当地习惯施肥处理高21.6%和10.0%，对氮、磷、钾的利用率平均分别比纯化肥处理高17.2%、10.2%、17.9%；配施有机肥处理的白菜对肥料氮、磷的利用率平均分别比当地习惯施肥处理高23.2%和16.1%，对氮、磷、钾的利用率平均分别比纯化肥处理高26.7%、13.6%和22.2%。

表4 不同施肥处理下白菜和甘蓝对肥料养分的利用率（%）

2.4 白菜和甘蓝施肥参数的求算

按照平衡施肥原理，以4个平衡施肥处理白菜的氮、磷、钾吸收总量的平均值：194.49、20.18和231.30 kg/hm2，减去不施肥对照白菜的氮、磷、钾吸收量：135.19、10.85 和 171.02 kg/hm2，两者之差即为所需氮、磷、钾的量分别为59.30、9.33和60.28 kg/hm2。假设在供试土壤条件下，白菜对肥料氮、磷、钾的当季利用率分别为35%、25%和40%，那么，所需 N、P2O5、K2O的施用量分别为 169.44、85.44、181.63 kg/hm2，则其 N∶P2O5∶K2O 值为 1.00∶0.50∶1.07。

同样，根据4个平衡施肥处理甘蓝的养分吸收总量的平均值与不施肥对照白菜的氮、磷、钾吸收量之差，可以得到白菜所需氮、磷、钾的量分别为65.24、10.87、70.26 kg/hm2。假设在供试土壤条件下，白菜对肥料氮、磷、钾的当季利用率分别为35%、25%和40%，那么甘蓝一季所需N、P2O5、K2O的施用量分别为 186.41、99.63、211.69 kg/hm2，则其 N∶P2O5∶K2O 值为 1.00∶0.53∶1.14。这一结果为当地生产条件下确定白菜、甘蓝施肥结构和研制白菜、甘蓝的专用配方肥提供了科学依据。

3 讨论

研究表明，与单施化肥相比，在施用等养分肥料条件下，有机肥与化肥配施可显著提高白菜、甘蓝的产量，这与李淑仪等[11]在适宜范围内有机肥与化肥配施能提高茄子产量以及汤宏等[19-20]关于在施用等养分肥料条件下有机肥与化肥配施能提高辣椒和茄子产量的结论一致。有机肥与化肥配施实际上就是做到了均衡施肥，均衡施肥能提高茄子产量。此外，研究还表明，与施用等养分的纯化肥处理相比，有机肥与化肥配施可明显提高白菜和甘蓝对氮、磷、钾养分的吸收量和对氮、磷、钾肥的当季利用率，这也与汤宏等[19-20]的研究结果相一致。这是因为化肥是速效肥料，养分释放快，可以满足蔬菜生育前期的养分需求，有机肥是缓效肥料，养分释放慢，从而缓冲土壤的养分供应强度，满足蔬菜生育后期的养分需求。当地菜农习惯施肥处理的氮、磷施用量显然超过了白菜、甘蓝的需求量，而钾肥施用量远小于白菜、甘蓝的需求量，这势必造成蔬菜营养需求的不平衡，从而导致养分资源的浪费以及对水体和地下水的富营养化[6-8]，还不利于蔬菜的高效优质生产[21]。因此，为了实现蔬菜生产的高产优质和保护农业生态环境，必须开展不同作物的营养特性和需肥规律研究，根据不同种类蔬菜的营养特性和吸肥规律科学求算施肥参数，以真正实现蔬菜的平衡施肥和精准施肥。

4 结论

（1）配施有机肥能明显提高蔬菜产量。其中，配施有机肥处理白菜、甘蓝比不施肥对照（CK1）和化肥处理（NPK）平均分别增产32.2%、53.3%和18.2%、7.8%。两种蔬菜相比，白菜的地力产量明显高于甘蓝，前、后者平均分别占各施肥处理产量的78.6%和65.1%；但施肥对甘蓝的增产效应要明显大于白菜，白菜、甘蓝的施肥增产率平均分别为27.2%和53.6%。

（2）配施有机肥能明显提高白菜和甘蓝对养分的吸收量和利用率。其中，白菜配施有机肥的3个处理处理对肥料氮、磷的利用率平均分别比当地习惯施肥处理（CK2）提高23.2%和16.1%，对氮、磷、钾的利用率平均分别比化肥处理（NPK）提高26.7%、13.6%和22.2%；甘蓝配施有机肥处理对肥料氮、磷的利用率平均分别比当地习惯施肥处理（CK2）提高21.6%和10.0%，对氮、磷、钾的利用率平均分别比纯化肥处理（NPK）提高17.2%、10.2%和17.9%。

（3）根据平衡施肥原理，求得白菜全生育期的N、P2O5、K2O 最 适 施 用 量 分 别 为 169.44、85.44、181.63 kg/hm2，三者的配比为 1.00∶0.50∶1.07；甘蓝全生育期的N、P2O5、K2O最适施用量分别为186.41、99.63、211.69 kg/hm2，三者的配比为 1.00∶0.53∶1.14。这一结果为蔬菜生产中白菜、甘蓝平衡施肥和研制白菜、甘蓝的专用配方肥提供了重要依据。

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