馬 征，崔榮宗*，賈 德，魏建林*，張柏松，鄭福麗，李國生

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/山東省植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮海平原農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，山東 濟南 250100；2.濟南市長清區(qū)農(nóng)業(yè)局，山東 濟南 250100）

蔥在我國已有2 000余年的栽培歷史，在蔬菜生產(chǎn)中占有極其重要的地位，我國大蔥種植面積常年穩(wěn)定在540千hm2以上，占蔬菜總播種面積的3%，2002～2016年，大蔥總產(chǎn)量提高了52.2%［1］，其中，化肥在產(chǎn)量提升中起了不可替代的作用。但大蔥傳統(tǒng)栽培中存在著施肥量過高、施肥結(jié)構(gòu)不合理現(xiàn)象，這不僅導(dǎo)致大蔥產(chǎn)量和品質(zhì)下降，還易造成肥料浪費，甚至引發(fā)環(huán)境污染問題［2-7］。為了順應(yīng)國家化肥“零增長”趨勢，改進施肥方式，提高肥料利用率，減少不合理投入，對大蔥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效與可持續(xù)生產(chǎn)具有重要意義。平衡施肥不僅可顯著提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)、促進干物質(zhì)轉(zhuǎn)運，還能提高養(yǎng)分利用效率。江麗華等［8］進行了氮肥用量對大蔥產(chǎn)量影響試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在磷鉀充足前提下，氮肥用量為360 kg·hm-2時，產(chǎn)量接近最高，不同氮水平大蔥帶走的氮量在101.94～120.58 kg·hm-2，氮肥的損失率約占施氮量的51.97%～59.42%。孔靈君等［9］通過氮、硫互作試驗研究大蔥養(yǎng)分吸收分配特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大蔥干物質(zhì)在假莖、根系的分配率隨氮水平升高逐漸降低，而在葉中的分配率則逐漸升高，表明氮素顯著調(diào)控了大蔥各器官的生長，尤其顯著促進了葉片的生長。林昌華等［10］應(yīng)用擬飽和最優(yōu)回歸設(shè)計，建立大蔥施用氮、磷、鉀肥對大蔥株高、蔥白、產(chǎn)量及施肥利潤的效應(yīng)函數(shù)，得出最高產(chǎn)量的氮、磷、鉀優(yōu)化施肥組合分別為N 394.08、P2O5193.62和K2O 225.00 kg·hm-2。在 平衡施肥方面國內(nèi)外已開展了大量的工作，形成多達60余種施肥模型，可分為基于土壤養(yǎng)分的推薦施肥方法和基于作物的推薦施肥方法［11-14］?；谕寥鲤B(yǎng)分的推薦施肥方法是以土壤測試為基礎(chǔ)，包括目標產(chǎn)量法、土壤有效養(yǎng)分校正系數(shù)法和土壤肥力指標法等［15-16］?；谧魑锏耐扑]施肥方法主要根據(jù)作物生長表現(xiàn)和產(chǎn)量判斷作物營養(yǎng)狀況，進而得出推薦施肥量，包括葉綠素儀法、葉色卡法、硝酸鹽反射儀法、冠層反射儀和植株癥狀診斷等［17-19］。目前我國廣泛開展的測土配方施肥工作便是以土壤測試和肥料田間試驗為基礎(chǔ)，根據(jù)作物對土壤養(yǎng)分的需求規(guī)律、土壤養(yǎng)分的供應(yīng)能力和肥料效應(yīng)，在合理施用有機肥料的基礎(chǔ)上，提出氮、磷、鉀及中微量元素肥料的施用數(shù)量、施用時期和施用方法的一套施肥技術(shù)體系［20-23］。目前的測土分析技術(shù)多采用美國國際農(nóng)化服務(wù)中心（ASI）的土壤養(yǎng)分系統(tǒng)研究法，實現(xiàn)了高效快速的土壤養(yǎng)分檢測，對合理指導(dǎo)施肥具有較好效果［20，24-25］。目前各種推薦施肥技術(shù)已在小麥、玉米、水稻等多種作物上廣泛應(yīng)用，可顯著提高化肥氮利用率，達到作物增產(chǎn)、節(jié)本增效的目的，但在大蔥平衡施肥方面的系統(tǒng)研究報道較少。本文研究了基于土壤養(yǎng)分和目標產(chǎn)量進行的大蔥平衡施肥對多年大蔥栽培地塊大蔥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收積累、肥料利用效率的影響，探討氮磷鉀平衡施用在山東大蔥主產(chǎn)區(qū)的應(yīng)用效果，以期為大蔥科學(xué)施肥提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2017年6月至11月在山東省章丘棗園鎮(zhèn)慶元村多年大蔥栽培地進行（北緯36°46′，東經(jīng)117°26′），試驗點土壤基本理化性狀如表1所示。

表1 各試驗點土壤基本理化性狀

1.2 試驗設(shè)計

共設(shè)置6個處理，OPT為氮、磷、鉀肥配合施用，肥料用量及施用方案根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和目標產(chǎn)量進行合理推薦，OPT-N為在OPT基礎(chǔ)上不施氮肥，OPT-P為在OPT基礎(chǔ)上不施磷肥，OPT-K為在OPT基礎(chǔ)上不施鉀肥，OPT+OM為在OPT基礎(chǔ)上用有機肥替代30%化肥氮，F(xiàn)P為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣施肥。試驗用氮肥為尿素（N 46.0%），磷肥為重過磷酸鈣（P2O545%），鉀肥為硫酸鉀（K2O 60%），有機肥料為蚯蚓糞有機肥（N 1.54%，P2O51.47%，K2O 2.35%）。施肥量見表2。其中尿素基施20%，重過磷酸鈣基施60%，硫酸鉀基施20%，剩余肥料均按1 ∶2 ∶4比例分別于8月14日、8月27日、9月9日分3次追施。

表2 不同處理的施肥量 （kg·hm-2）

大蔥品種為章丘大蔥品種大梧桐，2017年6月14日定植，于11月5日收獲，小區(qū)面積30 m2，各處理設(shè)3次重復(fù)，田間管理按當(dāng)?shù)剞r(nóng)民種植習(xí)慣進行。

1.3 樣品采集與分析

在大蔥定植前采集0～20 cm土壤樣品，用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定土壤有機質(zhì)，用堿解擴散法測定土壤堿解氮，用NaHCO3浸提-鉬藍比色法測定土壤有效磷，用NH4OAc浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀。

收獲時，采集各小區(qū)代表性的大蔥整株樣品3株，去掉泥土，分別稱蔥白和莖葉鮮重（每個小區(qū)每株地上部和地下部要對應(yīng)，收集地上完整葉及蔥白）。在105℃殺青30 min，65℃烘干至恒重，記錄干重，用于計算收獲指數(shù)和含水量。取部分樣品粉碎，采用濃H2SO4-H2O2消煮-蒸餾定氮法測定植株全氮，鉬黃比色法測定植株全磷，火焰光度法測定植株全鉀［26］。

1.4 調(diào)查和計產(chǎn)

收獲時各小區(qū)單獨測產(chǎn)，隨機收獲每小區(qū)內(nèi)3個樣段的10棵大蔥，洗凈后分別測定株高、蔥白長、莖粗等生物學(xué)性狀指標。

1.5 有關(guān)指標計算

養(yǎng)分積累量（kg·hm-2）=收獲物干重（kg·hm-2）×收獲物養(yǎng)分含量（g·kg-1）

施肥產(chǎn)量效應(yīng)（kg·hm-2）=OPT產(chǎn)量-減素處理區(qū)產(chǎn)量

施肥效益（元·hm-2）=施肥產(chǎn)量效應(yīng)×大蔥價格

肥料投入（元·hm-2）=（OPT肥料用量-減素處理區(qū)肥料用量）×肥料價格

施肥產(chǎn)投比=施肥效益/肥料投入

肥料利用率（%）=（施肥區(qū)養(yǎng)分積累量-減素處理區(qū)養(yǎng)分積累量）／施肥量×100

肥料農(nóng)學(xué)效率（kg·kg-1）=（施肥區(qū)大蔥產(chǎn)量-減素處理區(qū)大蔥產(chǎn)量）／施肥量

化肥偏生產(chǎn)力（kg·kg-1）=施肥產(chǎn)量／施肥量

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007及DPS 7.05進行統(tǒng)計分析及繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷鉀平衡施用對大蔥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3可以看出，減氮對大蔥株高影響顯著，各處理假莖長無明顯差異，減素處理對莖粗影響較大，各處理較OPT分別顯著減小18.7%、10.5%和17.7%。大蔥施氮可增產(chǎn)22.2%，施磷可增產(chǎn)10.7%，施鉀可增產(chǎn)17.5%，30%氮有機肥替代處理比OPT處理增產(chǎn)2.4%，農(nóng)民習(xí)慣比OPT增產(chǎn)5.2%，但OPT與OPT+OM、FP產(chǎn)量無顯著差異。

表3 各處理對大蔥生長量及產(chǎn)量的影響

2.2 氮磷鉀平衡施用對大蔥施肥產(chǎn)量效應(yīng)及經(jīng)濟效益的影響

從多點田間試驗的施肥產(chǎn)量效應(yīng)可得（表4），大蔥施用氮、磷、鉀肥所帶來的產(chǎn)量效應(yīng)分別為13 989.0、7 425.0和11 475.0 kg·hm-2，在大蔥施肥中氮肥對產(chǎn)量增加最為明顯，其次為鉀肥，磷肥最小。通過計算各減素處理的產(chǎn)投比可得，每投入1元的氮、磷、鉀肥可分別帶來32.9元、29.5元和18.3元的經(jīng)濟效益，低施用量和相對較低的價格使得磷肥與氮肥的產(chǎn)投比相近，而鉀肥由于施用量與氮肥相當(dāng)且價格偏高的原因?qū)е缕洚a(chǎn)投比偏低。FP處理雖產(chǎn)量效應(yīng)比OPT高5.2%，但由于肥料投入量大，施肥產(chǎn)投比僅為4.7。

表4 各處理對大蔥施肥產(chǎn)量效應(yīng)及經(jīng)濟效益的影響

2.3 氮磷鉀平衡施用對大蔥養(yǎng)分吸收及積累的影響

由表5可得，OPT-N較OPT處理大蔥氮、鉀養(yǎng)分含量分別顯著降低7.0%和5.3%，OPT-P較OPT處理大蔥氮、鉀養(yǎng)分含量分別顯著降低5.5%和7.6%，OPT-K較OPT處理大蔥氮、鉀養(yǎng)分含量分別降低2.6%和9.4%。減素處理可顯著影響大蔥對氮鉀的吸收，對磷素的影響不顯著。OPT處理顯著增加了大蔥氮磷鉀養(yǎng)分積累量，各施氮處理氮素積累量較OPT-N處理顯著增加22.5%～69.0%，其中OPT處理氮素積累量最大；OPT處理磷素積累量比各減素處理分別顯著增加25.6%、33.5%和19.8%；OPT處理鉀素積累量比各減素處理分別顯著增加46.3%、40.6%和54.6%。各減素處理不但影響了所減元素的吸收，還可明顯降低另兩種養(yǎng)分的積累。OPT+OM與OPT處理氮磷鉀積累量無顯著差異，可見，OPT+OM處理有機肥替代氮30%并不影響大蔥對氮磷鉀養(yǎng)分的積累。OPT與FP植株氮、磷養(yǎng)分積累量無明顯差異，OPT植株鉀積累量較FP顯著增加了17.7%。說明氮磷鉀優(yōu)化配比可有效促進大蔥對養(yǎng)分的平衡吸收利用。

表5 氮磷鉀平衡施用對大蔥養(yǎng)分吸收及積累的影響

2.4 氮磷鉀平衡施用對大蔥肥料利用效率的影響

由表6可知，基于土壤養(yǎng)分和目標產(chǎn)量的氮磷鉀平衡施肥處理鉀肥利用率最高，平均為29.6%，其次為氮肥，磷肥的利用率最低。磷肥農(nóng)學(xué)效率最高，平均為57.1 kg·kg-1，其次為氮肥，鉀肥最低，可見該地區(qū)大蔥生產(chǎn)中適當(dāng)增施氮肥和磷肥對增產(chǎn)效果較好。磷肥偏生產(chǎn)力最高，平均為527.2 kg·kg-1，其次為氮肥，鉀肥最低，OPT處理化肥的偏生產(chǎn)力平均為118.5 kg·kg-1，比FP處理化肥的偏生產(chǎn)力提高15%。

表6 OPT處理肥料利用效率指標

3 討論

3.1 氮磷鉀平衡施用對大蔥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

研究表明，大蔥生長發(fā)育期間所需的氮、磷、鉀元素中，氮肥對大蔥產(chǎn)量效應(yīng)最大，徐鈺等［3］也指出施氮肥能顯著提高大蔥的假莖長度、莖粗及干物質(zhì)積累等生長指標，且增產(chǎn)效果明顯。蔡金月等［27］認為，大蔥對氮肥較敏感，但仍須與磷鉀肥合理配施才能獲得高產(chǎn)。本試驗條件下，大蔥產(chǎn)量最高為OPT、FP和有機肥替代處理，處理之間差異不顯著，缺氮處理對大蔥產(chǎn)量影響最大，OPT-N較OPT處理產(chǎn)量顯著降低18.2%，缺磷、缺鉀處理較OPT處理產(chǎn)量也分別降低了9.6%和14.9%，這與前人的研究結(jié)果一致。試驗發(fā)現(xiàn)，氮肥對大蔥株高的影響顯著，缺氮使大蔥株高較其他處理降低了9.7%～12.8%，缺磷缺鉀處理并未引起大蔥株高的顯著差異。缺素處理對大蔥莖粗影響較顯著，特別是氮肥和鉀肥，這主要是由于大蔥進入假莖充實期后，磷的吸收比例呈下降趨勢，對鉀素營養(yǎng)的吸收量顯著增加，N與K2O的吸收比例達1 ∶1.3～1.59［28-29］，說明在一定范圍內(nèi)增加氮肥和鉀肥供應(yīng)能有效提高大蔥假莖莖粗的生長。缺素處理并未引起大蔥假莖長度的顯著差異。

3.2 氮磷鉀平衡施用對大蔥養(yǎng)分吸收及積累的影響

高志紅等［30］指出，適當(dāng)比例的氮磷鉀配施可顯著增加植株氮磷鉀含量及積累量。武際等［31］的研究也發(fā)現(xiàn)，小麥對氮鉀養(yǎng)分的吸收表現(xiàn)出一定的正交互作用，氮鉀肥配合施用可促進植株對氮、鉀養(yǎng)分吸收及植株氮、鉀含量的提高。本試驗研究表明，缺素處理不但導(dǎo)致該元素吸收比例顯著降低，同時也影響了其他元素的吸收。但由于氮磷鉀不同的生理作用，磷素可促進根系的發(fā)育和調(diào)節(jié)氮、鉀代謝，所以對大蔥養(yǎng)分吸收的影響程度沒有氮及鉀顯著。

養(yǎng)分積累是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)。侯云鵬等［32］總結(jié)了56個試驗點的玉米田間試驗，在減施氮肥25.8%～33.4%、磷肥46.9%～52.7%、鉀肥24.9%～30.2%的情況下，各處理OPT的養(yǎng)分吸收量均高于FP處理，氮吸收量提高3.2～12.8 kg·hm-2，磷吸收量提高0.7～2.1 kg·hm-2，鉀吸收量提高5.3～7.2 kg·hm-2。依巴提等［33］通過田間膜下滴灌栽培研究平衡施肥對棉花養(yǎng)分吸收分配規(guī)律的影響，試驗得出，與農(nóng)民習(xí)慣施肥相比，推薦施肥處理的養(yǎng)分吸收、生殖器官中分配總量和肥料利用效率有不同程度的提高，其中氮肥和磷肥肥料利用效率分別提高29.5%和10.8%，氮肥和磷肥農(nóng)學(xué)利用效率分別提高0.4和0.7 kg·kg-1。在本研究條件下，OPT處理較FP氮磷養(yǎng)分積累量分別提高3.7%和6.6%，鉀素積累量顯著提高17.7%。

合理的氮磷鉀配比有利于促進作物對養(yǎng)分的吸收和利用，平衡施肥能夠顯著提高肥料利用率［34-35］。王榮萍等［36］總結(jié)了華南蔬菜生產(chǎn)區(qū)葉菜氮肥偏生產(chǎn)力為173.1 kg·kg-1，農(nóng)學(xué)效率為38.3 kg·kg-1。在本試驗條件下，OPT推薦施肥的氮肥偏生產(chǎn)力為272.0 kg·kg-1，農(nóng)學(xué)效率為53.8 kg·kg-1，均高于葉菜類蔬菜平均值。

4 結(jié)論

綜上所述，基于土壤養(yǎng)分和目標產(chǎn)量的大蔥平衡施肥在山東省章丘大蔥主產(chǎn)區(qū)具有良好應(yīng)用效果，大蔥產(chǎn)量較農(nóng)民習(xí)慣無顯著差異，氮、磷、鉀施用量分別減少了13.3%、24.4%和17.5%，氮、磷、鉀肥料利用率分別為23.5%、13.4%和29.6%，氮、磷、鉀農(nóng)學(xué)效率分別為53.8、57.1和44.1 kg·kg-1，氮、磷、鉀肥偏生產(chǎn)力分別為272.0、527.2和268.8 kg·kg-1。