有机肥部分替代化肥对花椰菜产量的影响

张佳佳 ,张丽君 ,黄祥玉 ,张剑 ,王泽 ,张禹

(1.温州市农业农村局,浙江 温州 325000;2.平阳县农业农村局,浙江 温州 325400)

随着种植业结构的调整与人民生活水平的提高,无公害蔬菜及有机蔬菜越来越受到人们的青睐[1]。然而,有不少菜农对有机肥认识不足,在施肥上存在重化肥、轻有机肥的现象[2]。由于化肥具有养分含量高、增加产量、使用方便等优点,而传统有机肥养分含量低,体积大,劳动效益低,强度大[3],导致农业生产上有机肥使用量大幅减少。近年来,浙江省政策引导助推了有机肥的施用,农户也逐步认识到有机肥的好处[4]。有研究表明[5-7],有机肥施用量能维持土壤生态环境的平衡,提高土壤肥力,增加土层厚度,协调水肥气热,保障农作物的持续增产。但有机肥施用也要考虑用量,大量施用有机肥不仅不达预期,还在一定程度上出现重金属的累积,造成土壤污染和农产品质量安全[5]。

花椰菜属于十字花科芸薹属甘蓝种,因其味道鲜美、营养丰富,同时具有保健功能,深受消费者喜爱。在温州地区,花椰菜是当地蔬菜种植户的重要经济来源。目前,有关花椰菜的研究主要集中在栽培技术、品种筛选、种质资源和产业发展等方面,而关于花椰菜肥料效应的研究,特别是有机肥部分替代化肥的相关研究很少[8-9]。因此,通过开展不同有机无机肥配施对花椰菜产量和农艺性状的影响研究试验,旨在探索出有机肥料替代化肥的最适替代率,为当地花椰菜科学施肥提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试花椰菜品种为台湾长胜公司培育的中晚熟松花菜品种长胜90 天,为当地越冬花椰菜的主栽品种。试验于2017 年9—12 月进行,试验地位于温州市平阳县宋埠镇加丰村,属亚热带湿润季风性气候,年均降雨量为1 674 mm,年均气温为23 ℃。试验田土壤质地为淡涂泥田,土壤有机质和全氮含量分别为35.53、1.96 g·kg-1,有效磷、速效钾含量分别为3.14、105.65 mg·kg-1,pH 值6.22。该地主要种植模式为蔬菜连作,前茬为酱瓜。供试化 肥为复合肥 (17-17-17:N、P2O5、K2O 质量分 数)、尿 素 (46% N)、过磷酸 钙(14% P2O5)、硫酸钾 (50% K2O)、硼砂 (11%B),供试有机肥为商品有机肥,其有机质、全氮、全磷、全钾含量分别为45.00%、4.64%、3.98%、2.66%,以上均为市售。

1.2 试验设计

以667 m2为施肥单位,当地农户习惯施肥为基施1 000 kg 商品有机肥,追施4 次复合肥,每次复合肥施用量为55 kg,后期适当施用2.5 kg硼砂。

通过前期土壤地力水平的检测,以及相关肥效试验研究,并结合当地农户的施肥习惯,对花椰菜试验各处理肥料运筹,以667 m2为施肥单位,花椰菜氮磷钾肥推荐施肥量为23、14、6 kg。本试验设置10 个处理:处理1 为CK,不施肥;处理2 为CF,当地农户习惯施肥;处理3 为100%T+0B,推荐化肥施用量,不施硼肥;处理4 为100% T+2.5B,推荐化肥施用量,667 m2施用2.5 kg 硼砂;处理5～10 为在总氮量不变的情况下,有机肥中氮的占比分别设为100%、70%、50%、30%、20%、10%,磷钾肥总量以单施有机肥养分量为准,有机养分不足部分以化肥代替。小区面积15 m2,每小区30 株,间距60 cm。

1.3 田间管理

商品有机肥和磷钾肥作为底肥施入,注意商品有机肥不要和化肥一起混施。肥料撒施后翻耕;氮肥20%作基肥,追肥分3 次进行,分别为移栽后10 d、初花期和开花中期,追肥用量为总施氮量的20%、30%、30%;钾肥50%作基肥,50%于初花期追施,追肥均为溶水后单株定点穴施。田间其他管理措施按照当地农户习惯进行。

1.4 田间调查分析

每处理随机选择5 株长势相近的花椰菜进行苗情、生育期观察记载。收获时随机选择5 株长势相近的植株进行考种,测定株高、茎粗、开展度、最大叶、球径、球高、单球重等等。各小区单收,分别称重计产。

1.5 数据分析

采用Excel 2016 软件进行数据处理,用SPSS 22.0 进行统计分析和皮尔森相关关系分析。

2 结果与分析

2.1 配施有机肥对花椰菜农艺性状的影响

表1 表明,相比CK,施肥能增加花椰菜的各项农艺性状。CF 处理的施肥量远高于100%T+2.5B 处理,但是CF 处理的株高、最大叶、叶片数、单球重等农艺性状小于100%T+2.5B 处理。施用化肥能提高花椰菜的农艺性状。其中,100%T+2.5B 处理为推荐施肥量,肥料的施用效果较好,而化肥施用量过大,反而对花椰菜农艺性状影响不显著。相比纯化肥处理 (100%T+2.5B),50%M可改善花椰菜的农艺性状,但较高的有机肥替代比例 (100%M 和70%M) 反而会降低花椰菜的农艺性状,如株高、单球重等。同样,相较于单施化肥,较低的有机肥替代比例也会降低花椰菜单球重。

表1 不同施肥处理对花椰菜农艺性状的影响

2.2 配施有机肥对花椰菜产量的影响

由图1 可知,相比CK,施肥明显提高了花椰菜产量,增产110.2%～174.5%。相较于当地农户习惯施肥 (CF),100%T+2.5B 处理减少了化肥用量,但可以使花椰菜产量增产8.8%。不过,100%T+0B 处理的花椰菜产量与当地农户习惯施肥(CF) 处理相近。在各有机肥替代处理中,50%M的花椰菜667 m2产量最高,为1 175 kg,略高于当地农户习惯施肥 (CF) 处理,且与100%T+2.5B处理无显著差异。较低占比的有机替代处理 (30%M、20%M 和10%M) 的花椰菜667 m2产量为978～1 055 kg,略低于当地农户习惯施肥 (CF)处理。从各有机替代处理看,随有机肥替代量的增加,花椰菜产量呈先增加后降低的趋势,其中50%替代量时最高 (图2)。

图1 不同施肥处理对花椰菜产量的影响

图2 不同有机肥替代比例对花椰菜产量的影响

2.3 花椰菜农艺性状与产量之间的相关关系

从表2 可以得出,花椰菜产量与株高、茎粗、开展度、最大叶、球径、球高、单球重等农艺性状都有显著的相关关系。在各花椰菜农艺性状中,叶片数与其他农艺性状指标间均无显著相关关系。茎粗与开展度、最大叶、球高、单球重等农艺性状均有显著相关关系。花椰菜开展度与最大叶、球径、球高、单球重等具有显著相关关系。球径、球高、单球重之间均具有显著的相关关系。

表2 不同施肥处理对花椰菜农艺性状的影响

3 小结与讨论

研究结果表明,采用推荐施肥方式,同时增施硼肥,可以减少化肥施用量,提高花椰菜产量,从而减少花椰菜肥料成本,提高经济效益。这与前人的结果一致[10]。过量的施用化肥不仅会引起作物减产及降低作物品质,同时还会对生态环境造成负面影响[1,11]。笔者之前的研究发现[2],与农户常规施肥相比,测土配方施肥667 m2减少化肥用量51 kg,还可提高花椰菜产量,667 m2增收1 331 元。

有研究显示,在化肥减量的同时配施有机肥能改善土壤结构,提升土壤肥力,从而提高作物产量和品质[7-12]。本研究中,适当的有机肥替代比例(50%M) 能够提升花椰菜农艺性状,最终提高其产量,但过高或过低的有机肥替代均会造成花椰菜产量的下降。究其原因,可能是有机肥中的养分释放慢、作物利用率较低,在高比例有机肥替代化肥后造成花椰菜无法吸收足够的养分,降低了产量;而低的替代比例对于土壤的改良效果并不明显,反而影响了花椰菜的养分吸收,最终导致产量下降[13]。

花椰菜各农艺性状的表现是基因型与环境共同作用的结果,性状间存在一定程度的相关性[14]。本研究采用了皮尔森相关关系研究方法,初步研究了花椰菜各性状之间、各性状与产量之间的相关关系。研究发现,多数农艺性状间,与产量均有显著的相关关系,但叶片数与其他农艺性状和产量均没有显著相关关系。肖瑜等[15]研究也发现,花椰菜总叶数与多数农艺性状无显著相关性。在后期研究中,可选择主要的农艺性状进行考察,提高科学研究的效率与准确性。

综上所述,在采用推荐施肥用量的基础上,配施50%的有机肥不仅可以减少化肥用量,还可以改善花椰菜农艺性状,提高其产量,本研究结果对当地花椰菜科学施肥具有重要的指导意义。