化肥减施对日光温室芹菜生长及土壤性质的影响

岳露，田秀平，通信作者，谭英爱，董家僖，房恩翰，张庆，赵秋

化肥减施对日光温室芹菜生长及土壤性质的影响

岳露1，田秀平1，通信作者，谭英爱1，董家僖1，房恩翰1，张庆1，赵秋2

（1. 天津农学院 农学与资源环境学院，天津 300384，2. 天津市农业资源与环境研究所，天津 300192）

为探讨化肥减施对日光温室芹菜生长及土壤性质的影响，在施用有机肥的基础上，采用传统施肥方式，设100%施化肥、减施10%化肥、减施25%化肥、减施35%化肥4种处理，研究了日光温室芹菜生长、生理和土壤养分等指标的变化。结果表明：在施用有机肥情况下，与传统施肥方式相比，化肥减施35%对土壤全量养分影响不大，全氮、全磷、全钾和有机质含量在不同处理间差异均不显著；芹菜收获后不同施肥处理土壤硝态氮、有效磷仍处于较高水平，化肥减施25%和减施35%处理土壤速效钾含量显著低于化肥100%处理；化肥减施对土壤容重和pH影响不大，但高量化肥可显著增加土壤EC值；在芹菜株高、叶片氮素和叶绿素含量及产量方面，100%化肥施用与化肥减量施用各处理之间差异不显著。

化肥减施；芹菜；生长；土壤性质

化肥作为重要的农业生产资料之一，在农业生产发展中具有不可或缺的作用，但过量施肥不仅不能增产，还会造成资源浪费，污染环境[1-4]。随着绿色发展理念的深入，粮食绿色高产高效备受关注[5]。根据第一次全国污染源普查公报，我国农业面源氮、磷流失量占总面源污染的1/3[6]。2014年底召开的全国农业工作会议，明确提出农业面源污染治理“一控两减三基本”，两减就是减少化肥、农药施用量；2015年2月农业部制定《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，力争2020年主要农作物化肥使用量实现零增长；2016年国家“十三五”规划纲要指出了“要控制化肥施用量”，努力在新的一年里实现化肥使用量零增长目标；2018年中央一号文件提出，推进有机肥替代化肥，减少化学产品在农业中的投入。由此可见，防治化肥造成的面源污染刻不容缓。化肥减量、增施有机肥，是发展绿色农业的关键，对确保粮食安全意义重大[7-10]。应国家相关规定的号召，实现化肥使用量零增长的目标，课题组在天津市西青区小沙窝村，研究化肥减施对日光温室芹菜生长生理和土壤养分等指标的影响，以协调芹菜产量和土壤养分之间的平衡，解决化肥过量施用的问题，为可持续生产无污染优质蔬菜提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验在天津市西青区小沙窝村日光温室进行，试验田土壤为潮土，0～30 cm土壤有机质含量36.13 g/kg；全氮1.55 g/kg；硝态氮29.20 mg/kg；全磷（P）2.87 g/kg；有效磷（P）216.85 mg/kg；全钾（K）0.81g/kg；速效钾（K）150.45 mg/kg；pH（H2O）8.40；EC 173.67 µs/cm；供试芹菜品种为‘雅士’，供试商品有机肥为恒润（天津）生物科技开发有限公司生产的精制有机肥，N＋P2O5＋K2O≥5%，有机质≥45%；供试化肥：基肥为立德牌16-16-16复合肥，追肥为芭田15-10-23复合肥。

1.2 试验设计

供试日光温室面积456 m2，采用小区试验，每小区面积约38 m2，在有机肥一定量的情况下，设4种基肥化肥处理，以常规施100%化肥（CK）为对照，依次为DH处理（比CK化肥减少10%）、ZH处理（比CK化肥减少25%）和GH处理（比CK化肥减少35%），化肥和有机肥用量见表1，重复3次。2017 年12 月中旬开始育苗，2018年1月18日整地，一次性施入基肥，移栽定植。追肥是在芹菜生长过程中分2次施到土壤中，每小区每次用量为0.9 kg。

表1 试验小区化肥和有机肥用量 kg

处理CKDHZHGH 化肥3.453.102.592.24 有机肥145145145145

1.3 取样和测定方法

在芹菜生长过程中，于2018年3月13日和4月7日上午用TYS-3N植物营养测定仪测定芹菜叶绿素和叶片氮含量，用卷尺测量芹菜株高。芹菜收获时按小区计产，折算666.7 m2产量。试验前和芹菜收获后分别在每小区采用梅花法取0～30 cm土壤，测定土壤养分等指标，测定方法见表2。

表2 土壤指标测定方法

测定指标测定方法 有机质丘林法 全氮浓硫酸消煮，半微量开氏法 全磷氢氧化钠熔融，钼锑抗显色，分光光度计测定 全钾硝酸和高氯酸消煮，火焰光度计测定 碱解氮碱解扩散法 有效磷碳酸钠浸提，钼锑抗显色，分光光度计测定 有效钾醋酸钠浸提，火焰光度计测定 容重环刀法 pH水浸提，酸度计测定 EC水浸提，电导率仪测定

1.4 数据处理

用Microsoft Excel 2007对原始数据进行统计和作图，并用DPS软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 化肥减施对土壤养分的影响

2.1.1 化肥减施对土壤全量养分的影响

从表3看出，芹菜收获后土壤中的全氮、全磷、全钾和有机质含量在不同处理之间差异均不显著；全氮、全钾和有机质都以100%化肥（CK）处理最低，全磷以化肥减施10%处理（DH）最低；全磷、全钾和有机质都以化肥减施25%（ZH）最高，全氮以化肥减施35%（GH）最高。与原土相比，100%化肥（CK）施入土壤中，全氮、全钾和有机质含量均略有下降，DH和GH处理除全钾略有下降外，其余指标均有所增加，ZH处理土壤全量养分均有所增加。说明在现有肥力及基施有机肥条件下，化肥减施35%对土壤全量养分影响不大，能保证土壤全量养分的平衡。

表3 不同施肥处理土壤全量养分含量的差异 g/kg

处理全氮△全氮全磷△全磷全钾△全钾有机质△有机质 CK1.48aA-0.073.09aA0.220.61aA-0.2035.68aA-0.45 DH1.68aA0.133.07aA0.200.78aA-0.0337.16aA 1.03 ZH1.65aA0.103.27aA0.400.81aA 0.0039.82aA 3.69 GH1.72aA0.173.10aA0.230.74aA-0.0737.66aA 1.53

注：表中同列不同大写字母表示0.01水平差异，不同小写字母表示0.05水平差异；△为芹菜收获后土壤与原土某养分含量差值。下同

2.1.2 化肥减施对土壤速效养分的影响

从表4看出，与原土相比，芹菜收获后土壤中硝态氮、有效磷和速效钾含量均有不同程度的提高，处于较高水平，尤其是有效磷含量，增量最大，处于非常高水平。不同施肥处理硝态氮含量以化肥减施35%（GH）处理最高，为37.49 mg/kg，化肥减施10%（DH）处理最少，为31.92 mg/kg；土壤有效磷含量以GH处理最高，为278.07 mg/kg，CK处理最低，为238.84 mg/kg，硝态氮和有效磷含量在各处理之间差异不显著；土壤中速效钾含量处于中等水平，不同施肥处理速效钾含量由高到低排列顺序是CK＞DH＞ZH＝GH，CK处理显著高于ZH和GH处理，ZH和GH处理之间差异不显著。说明在供试小区土壤肥力条件下，应减少氮肥和磷肥使用量，尤其是减少磷肥施用量，甚至可以不施磷肥，但应适当增加钾肥投入量。

表4 不同处理土壤有效养分含量的差异 mg/kg

处理硝态氮△硝态氮有效磷△有效磷速效钾△速效钾 CK35.93aA6.73238.34aA31.49167.93aA17.48 DH31.92aA2.72265.29aA48.44163.17abA12.72 ZH37.00aA7.80254.56aA37.71161.78bA11.33 GH37.49aA8.29278.07aA62.00161.78bA11.33

2.1.3 化肥减施对土壤容重、pH及EC的影响

与原土相比，芹菜收获后不同施肥处理土壤容重和pH变化很小（表5），基本上都略有下降；不同施肥处理土壤容重为1.14～1.18 g/cm3，pH为8.24～8.42；与原土相比，芹菜收获后，CK处理的土壤EC值增加了36.39 µs/cm，其余处理均有所下降；EC值随化肥用量的减少逐渐降低，其中，CK处理的土壤EC值显著高于GH处理，DH和ZH处理之间差异不显著，说明高量施用化肥会增加土壤盐分含量。

表5 不同施肥处理土壤容重、pH和EC的差异

处理容重△容重pH△pHEC△EC g∙cm-3g∙cm-3µs∙cm-1µs∙cm-1 CK1.15abA-0.098.39aA-0.01210.60aA36.39 DH1.14bA-0.108.24bA-0.16171.32abA-2.35 ZH1.18aA-0.068.42aA 0.02163.28abA-10.39 GH1.15abA-0.098.36aA-0.04158.93bA-14.74

2.2 化肥减施对芹菜生长的影响

2.2.1 化肥减施对芹菜株高的影响

从图1可以看出，2018年3月13日测定结果均为化肥用量减少35%处理（GH）芹菜株高最高，其次是化肥用量减少10%处理（DH），再次是化肥不减量处理（CK），化肥减少25%处理（ZH）株高最矮。但当芹菜生长至4月7日，DH和CK处理株高最高，其次是GH处理，ZH处理芹菜株高最矮。但两次测定结果均表现为不同施肥处理之间差异不显著，说明传统施用高浓度化肥没有显著增加芹菜株高。

图1 不同施肥处理芹菜的株高

2.2.2 化肥减施对芹菜生理指标的影响

从图2、图3可以看出，不同施肥处理芹菜叶片叶绿素含量高低排列顺序是ZH＞DH＞CK＞GH，且各施肥处理之间差异不显著。两次测定的叶片含氮量表现相同，不同施肥处理叶片含氮量高低排列顺序是DH＞ZH＞CK＞GH，且各处理之间差异不显著。说明传统施用高氮高磷化肥并没有促进芹菜叶片氮素的积累和叶绿素的形成。

图2 不同施肥处理芹菜叶片叶绿素含量

图3 不同施肥处理芹菜叶片氮含量

2.2.3 化肥减施对芹菜产量的影响

从表6看出，化肥减施对芹菜产量并未产生影响，不同施肥处理芹菜产量高低排序为：ZH＞GH＞DH＝CK，以化肥减施25%（ZH）处理最高，且不同施肥处理间芹菜产量差异不显著。因此，现有肥力及增施有机肥基础上，减少化肥用量不会影响芹菜产量。

表6 不同施肥处理芹菜产量的差异

处理小区产量产量5%显著水平1%极显著水平 kg∙38m-2kg∙666.7m-2 CK246.674 327.70aA DH246.674 327.70aA ZH473.334 795.56aA GH263.334 620.11aA

3 讨论与结论

一直以来，受传统施肥习惯的影响，我国农民在施肥方式上陷入“超量施肥必然带来超量回报”的施肥误区[11]，过量和不合理施用化肥成为目前中国农业面源污染最主要的原因之一[12]。因此，在保证作物产量的基础上，减少化肥施用量是农业可持续发展的必然趋势[13]。

本试验中日光温室土壤有机质含量处于中等水平，全氮、硝态氮、全磷含量较高，有效磷含量极其丰富，土壤全钾含量不高，但有效钾含量较高。在此养分水平及增施有机肥情况下，与传统施100%化肥相比，化肥减施35%对土壤全量养分影响不大，芹菜收获后不同处理土壤中硝态氮、有效磷含量仍处于较高水平，但化肥减施25%和减施35%处理土壤速效钾含量显著低于化肥不减量处理；化肥减施对土壤容重和pH影响不大，但高量化肥可显著增加土壤的盐分含量；化肥减量施用对芹菜株高、叶绿素含量和叶片氮素的积累没有影响，也未显著减少芹菜的产量。建议在补充有机肥的基础上，减少氮肥施用，大量减施或不施磷肥，适量增加钾肥的投入，并根据蔬菜种类合理施肥。

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Effects of chemical fertilizer reduction on growth and soil properties of celery in sunlight greenhouse

YUE Lu1, TIAN Xiu-ping1,Corresponding Author, TAN Ying-ai1, DONG Jia-xi1, FANG En-han1, ZHANG Qing1, ZHAO Qiu2

（1. College of Agronomy and Resources Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Institute of Agriculture Resources and Environment, Tianjin 300192, China）

In order to investigate the effects of chemical fertilizer reduction on the growth and soil properties of celery in greenhouse, the application of 100% chemical fertilizer, 10% chemical fertilizer reduction, 25% chemical fertilizer reduction and 35% chemical fertilizer reduction treatments were studied on the basis of organic fertilizer application. Changes in growth physiology and soil nutrients of celery in daylight greenhouses were studied. The test results showed that, in the case of applying organic fertilizer, compared with traditional fertilization, the reduction of chemical fertilizer to 35% had little effect on the total nutrient of the soil, and the difference between the treatments of total nitrogen, total phosphorus, total potassium and organic matter was not significant; soil nitrate nitrogen and available phosphorus were still at a high level after different fertilization treatments; in the fertilizer reduction of 25% and 35%treatments soil available potassium was significantly lower than that of 100% chemical fertilizer treatment; the effect of fertilizer reduction on soil bulk density and pH was not significant; large and high-quantity fertilizer significantly increased soil EC values; celery plant height, leaf nitrogen, chlorophyll content and yield between 100% chemical fertilizer application and chemical fertilizer reduction application were not significantly different.

reduction of chemical fertilizer; celery; growth; soil properties

1008-5394（2019）04-0001-04

10.19640/j.cnki.jtau.2019.04.001

S14

A

2019-04-09

国家重点研发计划项目（2018YFD0800405）

岳露（1993-），女，硕士在读，从事作物生长环境方向的研究。E-mail: 894177990@qq.com。

田秀平（1965-），女，教授，博士，主要从事植物营养学的教学与研究工作。E-mail: tian5918@sohu.com。

责任编辑：宗淑萍