有机肥替代化肥对土壤肥力的影响

徐丽萍，梁永红

（1.南京市六合区农业技术推广中心耕地质量保护站，南京 211500；2.江苏省耕地质量与农业环境保护站，南京 211500）

设施蔬菜已成为全国蔬菜产业支柱，与世界主要农业国家相比，国内蔬菜栽培中存在过量施用化肥、化肥结构不合理等问题[1]，导致土壤易发生盐渍化、酸化，土传病害严重，蔬菜品质不高，严重影响了全国设施蔬菜产业的可持续发展[2]。

施用有机肥可促进土壤中微生物的生长繁殖，提高其活性，促进土壤中有机质的降解转化，形成具有改善土壤结构、增加土壤保水保肥力和通透性的腐殖质[3～4]。

研究发现，施用有机肥可提高土壤有机质含量，从而增强土壤表层对硝态氮的吸附固持，最终减少土壤硝态氮的向下迁移淋洗[5]。陈志龙等发现，与常规施肥相比，施用有机肥替代20%～40%化肥，可显著提高土壤铵态氮、硝态氮和有效磷含量[6]。董文等发现，连续施用有机肥可显著改善土壤物理结构，提高土壤养分有效性，改善土壤微生物群落结构，提高土壤酸碱缓冲性能[7]。梁曼恬等发现，在甘蓝栽培中施用有机肥替代部分化肥在稳产前提下可提高土壤pH 值和土壤放线菌数量，并降低土壤真菌数量[8]。谢志坚等研究发现，在小白菜种植中施用猪粪沼渣有机肥替代部分化肥可提高土壤pH 值、有机质、碱解氮和有效磷含量，施用鸡粪有机肥替代部分化肥增加了土壤有机质含量，但降低了土壤碱解氮和速效钾含量，说明不同种类有机肥对土壤肥力的影响不同[9]。刘中良等发现在番茄栽培中施用有机肥替代15%～75%化肥在增产前提下可提高土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性，并增加土壤中＞0.25mm 水稳性团聚体含量和有机质含量[10]。

南京市六合区是江苏省设施蔬菜生产的重要区域之一，常年向南京市区供应蔬菜，过量施肥等原因导致该地区土壤质量下降、蔬菜品质降低。为解决此问题，南京市六合区建设了6470 亩设施蔬菜有机肥替代化肥示范区，以研究设施蔬菜栽培中有机肥替代化肥对土壤化学性状的影响，为南京市设施蔬菜生产建立合理的绿色施肥模式提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

结合生产实际情况和有机肥资源特点，在示范区推广应用“有机肥+配方肥”“有机肥+水肥一体化”2 种技术模式。

“有机肥+配方肥”模式：一是基施商品有机肥，每茬施用200～600 kg/亩，具体用量根据蔬菜品种和地力情况确定，结合蔬菜配方肥施用，减少化肥用量；二是在设施蔬菜集中产区，依托种植大户、专业合作社、农业企业、家庭农场，购买或自产畜禽粪便、作物秸秆、尾菜等原料堆沤发酵，制成有机肥，应用于蔬菜基地，结合施用配方肥。

“有机肥+水肥一体化”模式：基施商品有机肥，注肥器按比例将肥料罐中的肥料溶液注入灌溉系统的主管道中，应用本体传感器、环境感知传感器、以色列进口比例施肥器，精确、及时、均匀自动化施肥，提高水肥利用效率，减少化肥用量。

对示范区开展有机肥替代化肥实施前后效果监测，在6470亩示范区内共建立30 个效果监测点。

1.2 土壤样品采集

项目实施前后分别用土钻在每个示范点采集土壤样品。采样深度为15～20 cm，每个样品均为多点混合，剔除植物残根，自然条件下风干。测定容重的土壤样品单独用环刀采集，标记密封。

1.3 指标测定

在实验室测定土壤pH 值、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量。取过1 mm 筛的风干土样10 g，加超纯水50 mL，振荡5 min，静置30 min 后测定pH 值；风干土样过1 mm 筛后采用碱解扩散法测定碱解氮；风干土样过1 mm 筛后采用NaHCO3浸提-钼蓝比色法测定有效磷；风干土样过1 mm 筛后采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定速效钾；风干土样过0.1 mm 筛后用重铬酸钾外加热法测定有机质；采用环刀法测定容重。

1.4 数据分析

使用SPSS22.0 进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 土壤pH 值

从表1 可知，示范区30 个监测点的土壤pH 平均值从5.44升高到5.78。由此可见，施用有机肥替代部分化肥可有效提高土壤pH 值，缓解土壤酸化。

2.2 碱解氮

从表2 可知，示范区监测点在项目实施后碱解氮含量平均值从101.72 mg/kg 提高到115.90 mg/kg。由此可见，施用有机肥替代部分化肥可提高土壤的供氮能力。

表1 项目实施前后示范区采样点pH 值统计

表2 项目实施前后示范区采样点土壤碱解氮值统计

2.3 有效磷

从表3 可知，项目实施前，30 个监测点的有效磷含量平均值为58.37 mg/kg，项目实施后提高到77.79 mg/kg，变异系数则从86.60%降低到70.39%。由此可见，施用有机肥替代部分化肥可提高土壤磷的有效性。

表3 项目实施前后示范区采样点土壤有效磷数值统计

2.4 速效钾

从表4 可知，项目实施前，30 个样点的速效钾含量平均值为137.13 mg/kg，项目实施后，30 个样点的速效钾含量平均值为160.28 mg/kg。由此可见，施用有机肥替代部分化肥可提高土壤速效钾的供应能力。

表4 项目实施前后示范区采样点土壤速效钾数值统计

2.5 土壤有机质含量

从表5 可知，项目实施前，30 个监测点的土壤有机质含量平均值为13.54 g/kg，项目实施后提高到17.25 mg/kg，增幅27%。由此可见，施用有机肥替代部分化肥可提高土壤有机质含量。

表5 项目实施前后示范区采样点有机质数值统计

2.6 土壤容重

从表6 可知，项目实施前，30 个样点的土壤容重平均值为1.37 g/cm3，项目实施后，降低到1.19 g/cm3。由此可见，在该示范区内施用有机肥替代部分化肥后，表层土壤容重减小，土壤结构有明显改善。

表6 项目实施前后示范区采样点容重数值统计

3 结论

研究结果表明，该示范区土壤pH 值整体均以弱酸性为主，示范区整体pH 值水平较好且分布较为均匀。施用有机肥替代化肥，可提高示范区土壤pH 值，且更趋于稳定均衡。由此可见，有机肥替代化肥一定程度增加了示范区的土壤缓冲性能，这与其他学者的研究结果相似。

本次研究还发现，本次示范施用有机肥替代化肥可提高土壤有机质含量和有效养分含量。原因可能是施用有机肥可提高土壤养分的固持能力，减少养分损失，提高养分的有效性。同时还发现，在示范区施用有机肥降低了土壤容重，有效改善了土壤物理结构。这可能是由于施用有机肥增加了土壤大团聚体数量，提高了土壤孔隙度。