不同化肥减施技术对设施苋菜产量和品质的影响

杜 雷，孙雄军，陈丽萍，王素萍，张贵友，黄 翔，姜 利，程维舜，罗 茜，刘 鑫，洪 娟，陈 红

（1.武汉市农业科学院环境与安全研究所，武汉 430000；2.武汉市东西湖区农业综合服务总站，武汉 430040；3.武汉生物智造投资管理有限公司，武汉 430000）

随着中国农业结构调整政策的不断推进，中国蔬菜产业发展迅猛。目前，蔬菜产业已成为各地农业和农村经济的一大重要支柱［1］。化肥作为农业生产的基础，在保证蔬菜高产方面起到了不可替代的作用。为了追求蔬菜高产，农民不惜投入远超蔬菜需求的化肥量［2］。据统计，中国单位面积蔬菜的单季总养分投入量是粮食作物需求的2 倍［3］。化肥过量和不合理施用不仅导致化肥利用率和生产效益低下，还导致土壤有机质含量降低、重金属积累、次生盐渍化、酸化和水体富营养化等一系列较为严重的问题，严重制约着中国蔬菜产业的可持续发展［4-7］。2015 年原农业部出台了《到2020 年化肥使用零增长行动方案》，要求中国农业全国范围性的推广减量增效技术。目前，已有多个研究从不同方面对中国化肥减量增效技术进行探索，其中，有机肥部分替代化肥、测土配方施肥、缓控释肥施用及水肥一体化技术都可以在一定程度上减少化肥用量，增加作物产量和品质，是实现农业绿色发展的重要途径［8-11］。苋菜是一种新型的希特蔬菜，在长江流域以南地区栽培较多，营养丰富，风味独特，并且具有特殊的药用保健功效，逐渐为大多数人所喜食［12，13］。本试验通过对武汉市设施苋菜主产区施肥习惯进行调查，在农民习惯施肥的基础上，选择测土配方、有机肥替代、有机小分子水溶肥替代和有机小分子水溶肥水肥一体化4 种化肥减量技术，研究不同化肥减量技术在苋菜上的应用效果，旨在找出适宜的化肥减量手段，提高肥料利用率，增加苋菜产量和品质，为苋菜减肥增效提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验基本情况

试验设在湖北省武汉市东西湖区柏泉街道武汉市强鑫蔬菜产销专业合作社基地。前茬作物为小白菜，土壤为灰潮土，土壤有机质含量24.60 g/kg，硝态氮41.26 mg/kg，有效磷47.98 mg/kg，速效钾67.23 mg/kg，pH 为4.51。

1.2 供试作物

供试作物为苋菜，品种为常丰红苋菜。

1.3 供试肥料

农民习惯施肥为复合肥（16-16-16），配方肥为尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O516%）、硫酸钾（含K2O 52%），都购于市场；水溶肥为有机小分子水溶肥料（N-P2O5-K2O 4-2-3，有机质6.5%）由深圳中宜环境实业有限公司提供；有机肥为固体商品有机肥，购于市场。

1.4 试验时间

2021 年5 月10 日进行整地、施肥、播种，5 月28日追肥，6 月8 号收获测产。

1.5 试验设计

试验在大棚内进行，采用田间小区设计，共设6个处理，各处理采取随机区组排列，3 次重复，小区面积20 m2，其他田间管理一致。各处理分别为：

1）空白对照（CK），不施肥。

2）农民习惯施肥（T1），按照当地农民的施肥习惯和施肥用量施肥，具体为复合肥料（16-16-16）600 kg/hm2，一次性基施。

3）测土配方施肥（T2），种植前检测土壤养分，根据实地调查情况，结合目标产量，计算出合理的施肥配方，具体施肥量为尿素100 kg/hm2、过磷酸钙285 kg/hm2、硫酸钾125 kg/hm2，一次性基施。

4）有机肥（T3），在测土配方施肥的基础上，减少30%的化肥施入量，用商品有机肥替代，具体施入量为尿素70 kg/hm2、过磷酸钙200 kg/hm2、硫酸钾85 kg/hm2，有机肥7 500 kg/hm2，一次性基施。

5）有机小分子水溶肥料（T4），在测土配方施肥的基础上，减少30%的化肥施入量，用有机小分子水溶肥料替代，具体施入量为尿素70 kg/hm2、过磷酸钙200 kg/hm2、硫酸钾85 kg/hm2，一次性基施；有机小分子水溶肥料1 200 L/hm2，苋菜出苗后一周左右追肥喷施。

6）水肥一体化（T5），结合叶菜类生长周期短、肥料用量少的特点，采用有机小分子水溶肥料替代全部化肥，在苋菜出苗后与水稀释多次喷淋，施肥量为有机小分子水溶肥料2 400 L/hm2。

1.6 测试项目及方法

农艺性状：在红苋菜收获前3 d，每小区随机选取6 株测定苋菜的株高、茎粗和单株重量。

产量和品质：各小区单独收，记录实际产量。在苋菜收获时，取部分鲜样带回实验室测定其品质，采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量，2，6-二氯酚靛酚滴定法测定维生素C（VC）含量，紫外分光光度法测定硝酸盐含量，考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白质含量［14］。

养分吸收量：在苋菜收获时，采用H2SO4-H2O2消解法测定植株的氮、磷、钾等养分元素含量［15］。

1.7 数据处理

采用Excel 2020 和SPSS 17.0 软件处理分析，采用最小显著法（LSD）进行检验，差异显著性水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理对苋菜农艺性状的影响

由表1 可以看出，与不施肥处理相比，各施肥处理都明显提高了苋菜的农艺性状。各施肥处理之间，T1 处理的株高显著高于T3 处理，其他处理间的株高无显著差异；各施肥处理苋菜的茎粗也无显著差异；T4 处理的苋菜单株重量最大，显著高于其他处理，各处理的单株重量大小顺序为T4＞T3＞T1＞T2＞T5＞CK，T3 处理与T1 处理的单株重量无显著差异，T5 处理与CK 处理的单株重也无显著差异。

表1 不同处理对苋菜农艺性状的影响

2.2 不同处理对苋菜产量的影响

由表2 可以看出，各施肥处理的小区实际产量都显著高于CK 处理，T4 处理的小区实际产量最高，其次是T3 处理，再次是T1 处理，3 个处理间的小区实际产量呈显著差异。T2 处理的产量略低于T1 处理，两者之间的小区实际产量无显著差异，T5 处理的苋菜产量最低，显著低于T1 处理。与CK 处理相比，T4、T3、T1、T2、T5 处理每公顷分别增产29.77%、22.12%、17.35%、14.57%、11.42%。与T1 处理相比，T4、T3 处理分别增产10.59%、4.07%，T2、T5 处理分别减产2.36%、5.06%。

表2 不同处理对苋菜产量的影响

2.3 不同处理对苋菜营养品质的影响

随着人们环保和健康意识的提高，研究和生产者的注意力由提高产量向改善品质上转移，营养品质也就构成了蔬菜品质的内在因素。由表3 可以看出，T4 处理和T5 处理苋菜的可溶性糖含量较高，显著高于T2 处理和T3 处理，T1 处理和CK 处理苋菜的可溶性糖含量较低，显著低于其他处理。各处理苋菜的蛋白质含量大小顺序为T4＞T3＞T5＞T2＞T1＞CK，T3 处理和T4 处理之间无显著差异，二者与其他处理苋菜的蛋白质含量呈显著差异。苋菜的维生素C 含量最高的为T3 处理，最低的为CK 处理，T4 和T5处理维生素C 含量显著低于T3 处理，但显著高于其他处理，T1 处理和T2 处理维生素C 含量无显著差异，但显著低于其他施肥处理。各处理苋菜的硝酸盐含量大小顺序为CK＞T1＞T2＞T3＞T4＞T5，T4 处理和T5 处理之间无显著差异，其他处理之间苋菜的硝酸盐含量呈显著差异。

表3 不同处理对苋菜营养品质的影响

2.4 不同处理对苋菜氮、磷、钾吸收量的影响

由表4 可以看出，CK 处理的氮、磷、钾养分吸收量都低于其他处理。各施肥处理之间，T1 处理、T3处理和T4 处理的氮素吸收量较大，其次是T2 处理，再次是T5 处理；T4 处理的磷素吸收量最大，显著高于其他处理，T3 处理的磷素吸收量次之，也显著高于其他处理，T1 处理、T2 处理和T5 处理的磷素吸收量较小，三者之间无显著差异；T4 处理的钾素吸收量最大，显著高于其他处理，T1 处理和T3 处理的钾素吸收量次之，T5 处理的钾素吸收量最小，显著低于其他处理。各处理的累计氮磷钾养分吸收量大小顺序为T4＞T3＞T1＞T2＞T5＞CK，T4 处理的氮磷钾养分吸收量显著高于其他处理。

表4 不同处理对苋菜氮、磷、钾吸收量的影响（单位：kg/hm2）

3 小结

化肥减量增效技术改变了过量施肥、养分失衡的现状，降低了肥料投入成本，根据蔬菜目标产量、土壤肥力水平进行推荐施肥，实现精准施肥，提高了蔬菜产量和效益，同时改善土壤的理化性状，提高耕地质量，减少对土壤、地下水的污染，是保证农业绿色可持续发展的必要手段。本试验采用了测土配方施肥、有机肥替代30%化肥、有机小分子水溶肥替代30%化肥和全部施用有机小分子水溶肥水肥一体化应用4 种不同技术来减少化肥的使用量。测土配方施肥是根据对农民施肥用量的调查，对苋菜产量进行摸底，以及土壤养分的测试，科学测算出施肥配方。农民习惯施肥的施肥量为600 kg/hm2复合肥料（16-16-16），具体为N-P2O5-K2O 96 kg/hm2。通过测试土壤的速效养分，土壤硝态氮含量为41.26 mg/kg，有效磷含量为47.98 mg/kg，速效钾含量为67.23 mg/kg，计算出配方肥施入量为尿素100 kg/hm2、过磷酸钙285 kg/hm2、硫酸钾125 kg/hm2，各种养分施入量为N 46 kg/hm2、P2O545.6 kg/hm2、K2O 63.75 kg/hm2，测土配方施肥处理的化肥总施入量比农民习惯施肥的化肥总施入量减少了46%。30%的有机肥替代是指在测土配方施肥的基础上，减少30%的化肥用量，与农民习惯施肥相比化肥总施入量减少了62.23%。

本试验结果表明，各种施肥处理对苋菜的株高和茎粗影响差异不大，但对苋菜的单株重量影响差异显著，T4 处理的单株重量最大，显著高于T1 处理，说明采用有机小分子水溶肥替代30%的化肥能显著改变苋菜的单株重量。各施肥处理对苋菜的小区实际产量影响显著，与农民习惯施肥处理（T1 处理）相比，T4、T3、T2、T5 处理每公顷分别增产10.59%、4.07%、2.36%、5.06%，说明4 种减肥技术对苋菜的产量影响各异，全施有机小分子水溶肥水肥一体化技术降低了苋菜的产量，但30%有机小分子水溶肥替代化肥技术大幅度增加了苋菜的产量。各种减肥技术都显著提高了苋菜的营养品质，30%有机小分子水溶肥替代化肥处理效果最佳，显著提高了苋菜的可溶性糖、蛋白质和维生素C 含量，降低了硝酸盐含量，并且该处理的苋菜植株养分吸收总量也显著高于其他处理。这与任科宇等［16］研究结果一致，增加有机肥投入可以显著增加蔬菜产量，提高蔬菜品质。

本试验4 种减肥技术大大降低了化肥的投入量，虽然测土配方施肥和水肥一体化技术造成苋菜产量小幅度下降，但4 种技术都显著提高了苋菜的营养品质，其中30%有机小分子水溶肥替代化肥技术效果最佳，后期可以大面积推广应用。