有机肥替代部分化肥对花椰菜产量及经济效益的影响

焦仁军，娄 赟，张 俊，苟世新，段丽丽

(1.遵义市种植业发展服务中心，贵州 遵义 563000；2.遵义市农村发展服务中心，贵州 遵义 563000；3.贵州大学 学报编辑部/农学院，贵州 贵阳 550025)

花椰菜(Brassicaoleraceavar.botrytisLinnaeus)，十字花科芸薹属，植物野甘蓝变种，原产于地中海沿岸，于19世纪中叶引种至我国南方[1]，因含有丰富的营养价值，味道鲜美，深受大众喜爱，种植面积已跃居世界第一位[2]。作为商品蔬菜，花椰菜在遵义市得到迅速发展，种植区域广、面积大，常年在2万hm2以上(含复种面积)，逐渐发展成为社会经济的重要产业支柱。但由于长期大量施用化肥和不正确施肥等因素，从1980年以来遵义地区土壤pH值显著下降[3]，土壤进一步酸化，导致土壤有机质降低、肥力下降，严重影响作物的产量和品质[4-6]，成为制约花椰菜产业发展的重要因素。

近年来，改善耕地质量，提升耕地质量等级越来越受到各级地方政府重视，各地开始大力推进化肥农药零增长行动，截至2020年，贵州省通过推广测土配方施肥、有机肥与化肥配施、秸秆还田等技术措施，化肥使用量较2018年减少10.81万t，降幅达12.07%，化肥减量增效取得显著成效，但就目前形势而言，降低化肥施用量、提高肥料利用效率与重要农产品保供的矛盾依然突出，尤其是当前遵义地区许多种植大户、合作社种植花椰菜的模式主要还是以肥料(以尿素为主)高投入，追求高产出，而针对本地区特定土壤环境开展关于花椰菜种植方面有机肥替代化肥的研究相对较少。因此，试验采取以有机肥替代与不同比例化肥配施，通过分析不同施肥处理对花椰菜产量、综合经济效益以及对土壤理化性质的影响，研究有机肥替代化肥的最优比例，旨在为加快推进遵义地区化肥减量增效行动以及指导农业生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于遵义市红花岗区金鼎镇黄钟村千丘园，E 106°44′12″，N 27°44′46″，海拔960.2 m，土壤为黄泥土，地块平整，排灌方便，土壤有机质41.2 g/kg，全氮2.33 g/kg，有效磷27.5 mg/kg，速效钾215 mg/kg，缓效钾136 mg/kg ，pH5.89。多年平均降雨量1050 mm，有效积温3700 ℃，无霜期260 d左右。

1.2 供试材料

供试花椰菜品种：白雪5号。供试肥料：山东金正大生产的缓释复合肥，含量N-P2O5-K2O=18-9-18(45%)；生物有机肥(有机质≥42%，有效活菌数(CFU)≧0.2亿/g)；生物有机肥由赤水市幸福源生物科技股份有限公司提供，复合肥为自行购买。

1.3 试验设计

试验采取随机区组设计，3次重复，以常规施肥量(T1)为对照，设置4个处理，具体肥料施用量见表1。每个小区面积为8 m×2.5 m，1.6 m开厢，沟0.4 m，厢面1.2 m，每小区5厢，每厢栽花椰菜2行，每行6株，行距80 cm，株距41.7 cm，每个小区种植60株，种植密度2000 株/667m2, 四周种植保护行4行。

表1 有机肥替代部分化肥试验设计Tab.1 Experimental design of replacing some chemical fertilizers with organic fertilizers

1.4 试验过程

试验于2021年2月进行花椰菜种子处理,采用漂盘育苗。2月23日完成试验地选择和小区规划，取基础土样进行化验。3月29日覆膜移栽， 6月15日统计商品花椰菜产量并测产验收。6月20日取土样再次化验。

1.5 数据统计和分析

花椰菜进入收获期后，对各个处理的株高、叶色和抗逆性进行调查记载，收获时每次重复随机取5株花椰菜考察单株产量、株高，小区产量由全部商品型花椰菜产量构成，土壤样品肥力数据由第三方检测机构提供，试验数据采用Excel 2016进行处理分析。

花球商品等级根据《贵州省地方标准DB 52/T488.5-2005》规定划分为一级、二级、三级以及不具备商品价值等外级花球，花椰菜商品率=(小区花球总产量-小区等外级花球产量)/小区花球总产量。土壤样品肥力数据测定由遵义市产品质量检验检测院完成。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对花椰菜商品性状的影响

从表2可知，T2、T3、T4的田间长势明显优于T1，T5长势与T1相当。株高方面，各处理在55.6～68.5 cm之间，随着化肥减少有机肥配施比例逐渐增加，株高呈现先增加后减少的趋势，分别比对照处理高12.9 cm、9.2 cm、7.6 cm、3.8 cm，经t检验，T2与T1的差异极显著，T3、T4与T1的差异显著，T5与T1差异不显著。商品性方面，各处理间的花椰菜的商品率在34.9%～50.8%之间，T2商品率最高，为50.8%，T1为最低34.9%。刘思佳、段文学等[7-8]研究表明，生物有机肥与化肥配施，能显著提高土壤速效养分含量，有效提高土壤pH值和有机质含量改善。试验中，通过生物有机肥与化肥配施，提高了肥料的利用率，促进植株生长，有效提高商品率从而达到增加产出的目的。

表2 有机肥替代部分化肥后花椰菜经济性状统计Tab.2 Statistics of economic characters of cauliflower after replacing some chemical fertilizers with organic fertilizers

2.2 不同施肥处理对花椰菜产量影响

从表3可知，各处理间商品花椰菜平均产量在36.60～54.97 kg之间，最高的为T2，3次重复累计实收商品花椰菜164.9kg，折合667 m2产量1832.3 kg；最低为T1，3次重复累计实收商品花椰菜109.8 kg，折合667 m2产量1220.1 kg。各处理分别比对照每667 m2增产50%、37%、11%、3%。所有处理中，T2、T3、T4与对照T1相比，增产幅度达10%以上，而T5与T1相比，增产幅度不大，在5%以内。经方差分析和F检验，T2与T3产量差异不显著，与T4、T5、T1差异极显著。T3与T4、T5产量差异显著，与T1产量差异极显著。T4与T5、T1之间，产量差异不显著。

表3 有机肥替代部分化肥试验中不同处理间花椰菜的产量统计Tab.3 Statistics of cauliflower yield among different treatments in the experiment of replacing some chemical fertilizers with organic fertilizers

2.3 不同施肥处理对土壤肥力的影响

速效养分含量最能够反映土壤肥力真实状况。从表4可知，不同施肥处理间土壤的pH值略微降低。朱建华等[9]研究表明，施用化肥以及化肥与有机肥配施，都会增加土壤硝酸盐含量，降低土壤pH值，且施肥量越大土壤pH值降低越明显。土壤有机质含量分别较对照增加11.08%、7.88%、8.62%、6.90%，表明有机肥替代部分化肥可以促进土壤有机质含量提升，但差异不显著。土壤全氮、速效钾等营养元素分别较对照和基础肥力有所降低，这可能与作物吸收促进植株生长和提升花椰菜品质有关[10]。颜晓军等[11]的研究表明，土壤有效磷、缓效钾含量与土壤磷、钾盈余呈正相关，表明试验中土壤有效磷、缓效钾供给量与花椰菜生长需求量基本保持平衡状态。

表4 不同处理对土壤理化性质的影响Tab.4 Effects of different treatments on physiochemical soil properties

2.4 不同施肥处理对花椰菜经济效益影响

种植花椰菜每667 m2需投入12个人工，每个人工按80元/天计算，生物有机肥1200元/t、复合肥3000元/t，种子、地膜、农药等物资成本合计约200元。从表5可知，不同处理间肥料投入成本在150～270元之间，累计总投入成本1350～1470元。由于商品花椰菜在不同年份、不同时期的市场价格波动幅度较大，按近3年同期平均值2.5元/kg计算，不同处理间平均每667 m2产值为3050～4581元，扣除各项投入成本，每667 m2纯收益为1700～3111元。结果表明，从经济收入来看，T2、T3、T4、T5处理的经济效益均优于对照，每667 m2纯收入分别增加1411元、1020元、238元、31元。从投入产出比来看，T2、T3、T4优于对照，T5低于对照，每667 m2多投入75元，纯收益仅增加31元。

表5 有机肥替代部分化肥试验中不同处理的效益比较 Tab.5 Comparison of benefits among different treatments in the experiment of replacing some chemical fertilizers with organic fertilizers

3 结论与讨论

研究表明，有机肥替代部分化肥对改善土壤理化性质[11-14]、提高农作物产量、改善品质[15-17]、以及增加经济效益[18-19]有显著作用。本试验中，生物有机肥替代不同比例化肥的各个处理与对单施化肥相比，花椰菜的叶色更加浓绿、株高更高、长势更旺，表明生物有机肥与化肥配施在花椰菜营养生长期能够提供更多的营养物质，为后期花球膨大获得更多的产量奠定一定基础，且在替代10%常规化肥施用量的范围内达到差异极显著水平，但随着替代化肥比例逐渐增加，花椰菜产量和经济效益逐渐降低，在替代30%常规化肥施用量时，经济效益低于对照。通过分析土壤理化性质发现，有机肥替代部分化肥的各个处理土壤有机质含量均高于对照，花椰菜对土壤有效氮、速效钾的吸收均大于对照，表明生物有机肥与化肥配施可以提高土壤有机质含量，并在花椰菜营养生长期和花蕾期提供更多有效形式的氮、钾营养元素，但会导致土壤pH略微下降，与前人研究结果基本一致。因此，生产上盲目大量施用有机肥也会造成土壤pH值明显下降，土壤淋溶作用强烈，会降低氮、钾、磷、钙等营养元素的有效性，从而降低生产效益。

综上所述，综合经济、生态效益因素，在花椰菜种植过程中，建议采用有机肥与化肥配施方式，平均每667 m2基施生物有机肥100 kg，并结合土壤供肥能力、肥料利用率，替代10%以内的化肥施用量，能取得较好的经济效益和生态效益。