盧紅玲,崔新衛(wèi),魯耀雄,高鵬,陳山,彭福元
(湖南省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)研究所,湖南 長沙410125)
近年來,農(nóng)業(yè)面源已成為中國乃至世界各地主要的污染源之一[1],據(jù)2010年第一次全國污染源普查公報數(shù)據(jù)顯示,在農(nóng)業(yè)源主要污染物排放總量中,畜禽養(yǎng)殖來源的總氮(TN)和總磷(TP)排放分別占38%和57%,而種植業(yè)來源的總氮(TN)和總磷(TP)排放分別占33.8%和25.8%,可見化肥用量過高和畜禽糞污污染是當前我國農(nóng)村環(huán)境污染的主要根源。其主要原因在于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)長期以來存在的一些結(jié)構(gòu)問題,即種—養(yǎng)—加分離,循環(huán)利用措施缺位[2-3]。種養(yǎng)廢棄物經(jīng)發(fā)酵制成有機肥還田利用、推廣有機肥替代部分化肥,既能減少種養(yǎng)廢棄物帶來的環(huán)境污染,又能降低化肥用量,是我國現(xiàn)今加大面源污染治理力度、持續(xù)推進化肥減量,發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的必要措施[4-6]。
湖南是農(nóng)業(yè)大省,種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達,產(chǎn)生的種養(yǎng)廢棄物多達1.2億t[7-8],一方面,由于種養(yǎng)脫節(jié)問題突出,有大部分廢棄物沒有得到合理有效利用,部分廢棄物僅經(jīng)簡單發(fā)酵就近利用,除施用量大、費工外,還存在環(huán)境安全風險;另一方面,雖然近年湖南化肥用量有所降低,但2017年總量仍高達827.6萬t,單位面積用量高達約1 000 kg/hm2,折純用量達296.6 kg/hm2[7],依然比國際社會推薦的化肥用量(225 kg/hm2)高30%以上,目前我國單位耕地面積施肥量是世界平均水平的3倍,是歐美國家的2.5倍。在國家大力推廣畜禽糞污和秸稈資源化利用整縣推進及肥藥雙減等形勢下,湖南省農(nóng)業(yè)委員會印發(fā)《湖南省到2020年農(nóng)作物化肥使用量零增長行動實施方案》,提出要提高畜禽糞便和農(nóng)作物秸稈直接還田率,合理利用有機養(yǎng)分資源,用有機肥替代部分化肥,實現(xiàn)有機無機肥相結(jié)合。
長江中下游地區(qū)是我國油菜主產(chǎn)區(qū)之一,分布面積大,代表性強,冬油菜是該地區(qū)水旱輪作的典型代表性作物。2017年湖南省產(chǎn)油菜籽195.7萬t,占全國總產(chǎn)量的14.7%,目前國家正調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),大力發(fā)展長江流域油菜生產(chǎn),迫切需要有關(guān)油菜的施肥及化肥減量研究。油菜需肥量大,屬于對磷敏感的“喜磷作物”[9-10],與水稻、玉米的氮磷鉀養(yǎng)分需求相比,油菜需磷占比較高[11]。有研究表明,施磷能促進油菜對磷素的吸收和累積,顯著提高油菜籽產(chǎn)量[12-13],但由于受油菜品種、田間氣候和土壤條件的影響,不同研究得出的推薦施肥用量差別較大,變化幅度為45~135 kg/hm2[14]。大多試驗施磷量為90 kg/hm2,研究認為施磷增產(chǎn)幅度隨土壤有效磷含量增加而降低[14-15]。
基于湖南擁有豐富的磷礦資源和大量的種養(yǎng)廢棄物,本研究以畜禽糞便、秸稈等種養(yǎng)廢棄物與中低品位磷礦粉共堆肥,制成富磷有機肥,代替部分化學磷肥,作為油菜基肥使用。因此,本文以水稻—油菜輪作制中的油菜為研究對象,采用田間小區(qū)試驗,利用富磷有機肥替代化學磷肥,考察不同比例的富磷有機肥替代對油菜生長、磷吸收利用的效果,以期為長江流域油菜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)、化肥減量和有機肥替代提供數(shù)據(jù)支撐。
田間小區(qū)試驗于2017年10月—2018年5月在瀏陽市普跡鎮(zhèn)書院村(28°28′51″N,113°20′35″E)進行。研究區(qū)屬亞熱帶季風性濕潤氣候,全年無霜期271 d,年均日照1656 h,年均降水量約1550 mm;地勢東高西低;有約22 km瀏陽河自東向西貫穿而過;耕作制度以雙季稻和稻—油輪作為主。試驗地前茬為一季中稻,農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施配套,排灌條件良好。供試土壤為第四紀紅土發(fā)育的紅黃泥,土壤pH值為5.87,有機質(zhì)27.8 g/kg,全氮1.98 g/kg,全磷0.89 g/kg,堿解氮153.0 mg/kg,有效磷7.5 mg/kg,速效鉀128.0 mg/kg。
供試肥料包括富磷有機肥、復合肥、尿素和硼肥。試驗共設(shè)5個處理。CK:不施肥;T1:復合肥600 kg/hm2,尿素 30 kg/hm2,硼砂 15 kg/hm2;T2(富磷有機肥替代25%化學磷肥):富磷有機肥1125 kg/hm2,復合肥 450 kg/hm2,尿素 47.1 kg/hm2,硼砂15 kg/hm2;T3(富磷有機肥替代40%化學磷肥):富磷有機肥1800 kg/hm2,復合肥360 kg/hm2,尿素57.5 kg/hm2,硼砂15 kg/hm2;T4(富磷有機肥替代55%化學磷肥):富磷有機肥2475 kg/hm2,復合肥270 kg/hm2,尿素 67.7 kg/hm2,硼砂 15 kg/hm2。除不施肥處理外,其他處理的氮和鉀用量相同,磷肥因磷形態(tài)、有效性不同,各處理的總磷量有差異。T1~T4處理中的75 kg/hm2復合肥和30 kg/hm2尿素作追肥,其余化肥與富磷有機肥均作基肥,于試驗區(qū)翻耕整地時施用。具體基肥追肥施用量和養(yǎng)分施入量見表1。每個處理3次重復,共15個小區(qū),隨機區(qū)組排列,小區(qū)面積3 m×6 m。油菜采用育苗移栽,每小區(qū)14行,每行13株,栽培密度為10.1萬株/hm2,周邊設(shè)保護行。
本試驗所用富磷有機肥為項目組自行研發(fā)的專利產(chǎn)品(在提交審核階段),主要由畜禽糞便、食用菌渣、秸稈(≤2 cm)、蘆葦渣、園林垃圾(≤2cm)等有機廢棄物與磷礦粉(≤0.15 mm)、骨粉(≤0.85 mm)等富含磷的物料按比例混合均勻,調(diào)節(jié)堆肥混合物料含水量為50%~60%、C/N比為20~30,容重0.4~0.8 g/cm3,在0.1%~1%有機物料腐熟菌劑、解磷菌劑等作用下,發(fā)酵腐熟制成。該有機肥的氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)含量分別為17.3、147.1和27.2 mg/kg,有機質(zhì)含量≥350 g/kg,水分含量≤25%,其中有效態(tài)磷和有機態(tài)磷的含量約占總磷的10%~20%。復合肥為硫酸鉀型復合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15),氮肥為尿素,氮含量≥46%,硼肥為硼砂,硼含量≥10.8%。供試油菜品種為甘藍型細胞質(zhì)雄性不育三系雜交種灃油520。
表1 不同處理施肥情況Table 1 Amount of fertilization of different treatments
每個處理標記10株油菜,分別于油菜苗期、蕾薹期和角果期,測定株高、根頸粗、葉片SPAD值,其中SPAD值采用便攜式葉綠素儀測定。另隨機選取3株樣品帶回實驗室,分別稱量根和莖葉鮮重,折算地上部、地下部生物量。然后樣品于105 ℃殺青后,70 ℃烘干至恒重,稱重。稱重后粉碎,供植株養(yǎng)分含量測定。為考察富磷有機肥對油菜生育前期的影響,于苗期每處理選取5株測定油菜的葉齡、綠葉數(shù)和最大葉的葉長、葉寬。
成熟期每個處理取標記的10株油菜植株,測量株高、根頸粗,調(diào)查每株角果數(shù)、每角果粒數(shù)、千粒重,并分小區(qū)測產(chǎn),計算經(jīng)濟產(chǎn)量。因考種時間緊張,成熟期菜籽容易脫落,未測定成熟期油菜植株鮮重,而是風干后稱量地下部、地上部和籽粒重量,折算為地下部、地上部莖葉和籽粒生物量。
油菜植株和油菜籽的含磷量采用H2SO4-H2O2消煮、鉬黃比色法測定[16]。于油菜成熟期,對各處理每個小區(qū)菌核病發(fā)病株數(shù)進行統(tǒng)計,計算菌核病發(fā)病率。取每小區(qū)標記10株的油菜籽風干,采用Bruker近紅外線光譜測定儀(Martrix-1)分析油菜籽含油量、硫苷和芥酸含量[17]。
油菜經(jīng)濟系數(shù)(又稱收獲指數(shù),HI)計算方法為:
式中:HI為經(jīng)濟系數(shù),EY 為油菜籽經(jīng)濟產(chǎn)量,根據(jù)小區(qū)產(chǎn)量折算;BY為油菜地上部生物量干重,包括油菜地上莖稈、角果殼和籽粒,根據(jù)單株地上部生物量干重與種植密度求得。
菌核病發(fā)病率(IR)計算方法為:
式中:IR為菌核病發(fā)病率(%);NS為小區(qū)菌核病發(fā)病植株數(shù);N為小區(qū)總植株數(shù)。
油菜磷養(yǎng)分吸收量(Pi)計算方法為:
式中:Pi為油菜某生育期植株各部位(地下部、地上部、籽粒)磷吸收量(kg/hm2);D為種植密度(株/hm2);Wi為油菜植株各部位生物量(g/株);PCi為油菜植株各部位養(yǎng)分含量(%)。
磷肥表觀利用率(PUE)計算方法為:
式中:PUE為磷肥表觀利用率(%);Pai為施磷區(qū)油菜植株磷吸收總量(kg/hm2),PCKi為對照區(qū)油菜植株磷吸收總量(kg/hm2),PF為磷施入量(kg/hm2),包括無機肥和有機肥中的所有磷。
采用SAS 6.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)方差分析和多重比較。
對苗期油菜的葉片性狀調(diào)查顯示(表2),施肥整體上可促進油菜綠葉數(shù)、最大葉葉面積的增加,但對葉齡沒有顯著影響。與化肥處理相比,施用富磷有機肥,苗期油菜葉齡、綠葉數(shù)、最大葉長和葉寬都有增加,以富磷有機肥替代比例為25%的處理增加最多,但差異不顯著。
油菜生育期農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果表明,施肥可顯著促進油菜株高、根頸粗和地上部生物量的增加,并顯著降低根冠比(表3)。與純化肥處理相比,配施不同比例的富磷有機肥顯著促進苗期地下部根系的生長,而油菜株高、根頸粗、地上部生物量和SPAD值隨配施比例增加呈先升高后降低的趨勢,除蕾薹期和角果期T3地下部生物量最高外,有機肥替代比例25%(T2)的油菜株高、根頸粗和地下部生物量、地上部生物量、SPAD值均為最高。隨著油菜生長發(fā)育,根冠比先增加后降低,其中施用富磷有機肥的油菜根冠比在苗期和蕾薹期均高于純化肥處理,到角果期和成熟期整體降低幅度大,甚至低于純化肥處理,成熟期差異達到顯著水平。整個生育期T2的生物量(地上部與地下部生物量之和)均為最高,成熟期生物量達13231.0 kg/hm2,比純化肥處理高14.6%,比T3和T4高15.4%和25.1%,與T1和T4差異達顯著水平。
表2 不同處理下油菜苗期葉片性狀Table 2 Leaf traits at seedling stage of rapeseed under different treatments
油菜籽產(chǎn)量構(gòu)成因素包括單株有效角果數(shù)、角果粒數(shù)和千粒重。與不施肥對照(CK)相比,施肥可顯著促進油菜單株有效角果數(shù)、角果粒數(shù)和千粒重(表4),計產(chǎn)結(jié)果顯示,CK的單株油菜籽重量和經(jīng)濟產(chǎn)量顯著低于其他處理,表明不施肥將顯著降低油菜產(chǎn)量。4個施肥處理中,單株有效角果數(shù)和角果粒數(shù)均以T2為最高,T3次之;千粒重以T1為最高,但與T2差異不顯著,而T3千粒重顯著低于T1和T2。單株計產(chǎn)結(jié)果表明T2的平均單株產(chǎn)量顯著高于其他處理,比T1高30.0%,比T3、T4分別高23.7%和35.7%。小區(qū)計產(chǎn)結(jié)果表明,T2的經(jīng)濟產(chǎn)量最高,達2801.2 kg/hm2,比T1、T3和T4分別高11.5%、18.4%和21.1%,與T4差異顯著,與T1和T3差異未達顯著水平。經(jīng)濟系數(shù)以T1和T4較高,T2、T3次之,差異未達顯著水平。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素可知,富磷有機肥可促進油菜角果粒數(shù)的增加,富磷有機肥替代25%化學磷肥通過同時促進油菜單株有效角果數(shù)和角果粒數(shù)的增加而增加產(chǎn)量。
表3 不同處理下油菜農(nóng)藝性狀比較Table 3 Agronomic characters of rapeseed under different treatments
不同處理下,施用化肥和不同比例的有機肥替代均對油菜籽主要品質(zhì)指標無顯著影響(P>0.05),含油率均在45%左右,硫苷含量在18~21 μmol/g之間(表5)。油菜菌核病是世界范圍的嚴重影響產(chǎn)量的主要病害,位居油菜三大病害之首,在長江中下游及東南沿海油菜主產(chǎn)區(qū)發(fā)生尤為突出[18]。于成熟期對油菜各處理菌核病的調(diào)查結(jié)果表明,施肥總體上會顯著增加菌核病的發(fā)病率,但是與化肥處理相比,配施富磷有機肥可在不同程度上提高油菜對菌核病的抗病能力,有機肥替代比例為55%時可達到顯著差異水平(表5)。
表5 不同處理下油菜籽的主要品質(zhì)指標及植株菌核病發(fā)病率Table 5 The quality indexes and disease incidence of Sclerotinia of rapeseed under different treatments
施磷肥可顯著促進油菜對磷養(yǎng)分的吸收,4個施肥處理的油菜植株磷吸收量為CK的1.54~2.14倍。與純化肥處理比較,隨著富磷有機肥替代比例增加,雖然施入的磷總量增加,但油菜磷吸收量反而降低。其中T2磷吸收量最高,達到45.46 kg/hm2(表6),比T1、T3和T4分別高34.2%、25.9%和46.1%,與T4差異達顯著水平;其次為T3,比T1高4.39%;最低為T4,比T1還低8.10%。磷肥表觀利用率可表征施入磷肥的當季利用情況。以不施肥對照處理為參照,計算4個施肥處理的磷肥表觀利用率可知,純化肥處理(T1)磷肥表觀利用率最高,有機肥替代比例25%~40%,雖然油菜磷吸收量增加,但由于施入磷肥總量增加,磷肥表觀利用率逐漸降低;有機肥替代比例增至55%,磷肥表觀利用率甚至低于5%。由此可知,富磷有機肥替代化學磷肥,替代比例過高,會帶來大量磷養(yǎng)分在土壤中的蓄積。
表6 不同處理下油菜磷吸收量與磷肥表觀利用率Table 6 The P uptake and P utilization ef fi ciency of rapeseed under different treatments
分析不同生育期磷養(yǎng)分在油菜地上部和地下部的分配可知,隨著油菜生長發(fā)育進程,地下部磷吸收量先增加后降低,從苗期到成熟期,油菜地下根系吸收的磷養(yǎng)分逐漸轉(zhuǎn)運至地上莖葉和籽粒;而地上部磷吸收量持續(xù)增加(圖1)。整個生育期,4個施肥處理的地上部磷吸收量均高于CK,從T1~T4,磷吸收量先增加后降低,T2磷吸收量最高,T3、T4逐漸降低。成熟期T2油菜籽粒磷吸收量達30.45 kg/hm2,比其他施肥處理高23.6%~38.9%。由此可知,施用富磷有機肥替代化學磷肥,可以不同程度地促進油菜籽粒對磷的吸收,但有機肥的替代比例不宜高于40%。
畜禽糞便、秸稈等有機廢棄物與開采利用價值較低的中低品位磷礦粉混合堆肥,在適宜的發(fā)酵菌種和堆肥高溫作用下[19],有機廢棄物發(fā)酵產(chǎn)生的有機酸能促進磷礦粉向有效性高的形態(tài)轉(zhuǎn)化[20-21]。制成富磷有機肥作為基肥施用,一方面能將畜禽糞便等有機廢棄物資源化利用,對于合理利用農(nóng)業(yè)有機廢棄物資源具有重大意義,是減少養(yǎng)殖污染和擴展有機肥源的雙贏措施;另一方面又能略過磷礦粉轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W磷肥的加工耗能過程而達到合理利用其中磷素的目的[22-23],可拓寬我國磷礦資源利用途徑。本研究以油—稻輪作系統(tǒng)中的油菜為研究對象,通過考察富磷有機肥對油菜農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素、磷素吸收分配的作用,從而明確該有機肥作基肥替代化學磷肥的適宜比例。
圖1 不同處理下植株磷吸收量的器官分配Fig. 1 The P cumulated amount distribution in different parts of rapeseed under different treatments
試驗中,不施肥處理的油菜苗期根系生物量、綠葉數(shù)、SPAD值顯著低于施肥處理,整個生育期株高、生物量、根頸粗顯著低于其他施肥處理,根冠比顯著高于其他施肥處理,成熟期角果數(shù)、角果粒數(shù)、千粒重均顯著低于其他施肥處理,導致最終經(jīng)濟產(chǎn)量顯著低于其他施肥處理??梢姰?shù)氐耐寥罈l件下,不施肥將嚴重影響油菜產(chǎn)量,這與以往長江中下游區(qū)域油菜施肥試驗研究結(jié)果一致[15,24]。
相較于純化肥處理,有機無機肥配施在提高土壤肥力和農(nóng)作物品質(zhì)方面得到廣泛證實[25-26]。雷建明等[27]采用雞糞有機肥和化肥配施,發(fā)現(xiàn)施用7500 kg/hm2有機肥顯著增加油菜籽產(chǎn)量,施磷肥除顯著增加油菜籽產(chǎn)量外,還顯著增加籽粒含油率和芥酸含量。陳鴿等[28]研究用50%化肥配施50%菜餅有機肥(以氮計),發(fā)現(xiàn)油菜產(chǎn)量最高,且土壤培肥效果最好。田昌等[29]以豬糞和秸稈等堆制而成的有機肥與化肥配施,發(fā)現(xiàn)10%有機氮替代化肥氮(以磷計,替代比例為18%)油菜籽粒產(chǎn)量最高,為較合適的有機肥配施比例??梢?,目前油菜施肥研究中有機肥多用簡單發(fā)酵甚至未發(fā)酵的單一來源有機肥,有機肥用量大,與實際生產(chǎn)中施肥習慣差別大,且易帶來環(huán)境風險[30],使用經(jīng)無害化處理充分腐熟的有機肥替代化肥進行油菜減肥試驗的研究較少。本研究以充分腐熟的富磷有機肥替代部分化學磷肥作為油菜基肥,試驗發(fā)現(xiàn)施用富磷有機肥替代25%的化學磷肥,油菜綜合農(nóng)藝性狀表現(xiàn)最佳,成熟期根冠比最低(0.13),生物產(chǎn)量(13231.0 kg/hm2)、經(jīng)濟產(chǎn)量(2801.2 kg/hm2)和磷吸收量(45.46 kg/hm2)均高于其他施肥處理,替代比例超過40%,生物產(chǎn)量和磷吸收量增加幅度小,經(jīng)濟產(chǎn)量反而低于純化肥處理,也會降低磷肥表觀利用率,并增加土壤磷素累積風險[31]。本研究結(jié)果對于合理確定化肥減量幅度及有機肥替代比例有重要參考價值。有機肥替代比例過高或單施有機肥種植油菜要獲得較高經(jīng)濟產(chǎn)量時投入的養(yǎng)分量必定要遠高于化肥養(yǎng)分投入量,這將導致投入成本增加大、當季養(yǎng)分利用率低,實際生產(chǎn)中,有機肥替代比例應根據(jù)作物需肥特性、區(qū)域氣候條件、土壤肥力、有機肥類型和養(yǎng)分含量而定。
湖南稻—油輪作系統(tǒng)中,冬季油菜一般施用復合肥600~750 kg/hm2,其中30%復合肥作臘肥或以30~75 kg/hm2尿素作臘肥[32]。本試驗以富磷有機肥替代部分復合肥,在不改變氮、鉀總用量的情況下,油菜苗期根鮮重更高,能促進油菜苗期的根系生長,可為油菜的壯苗培育奠定良好的基礎(chǔ),達到以肥促根、以根促長的目的。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素發(fā)現(xiàn),富磷有機肥替代25%~40%的化學磷肥可顯著增加經(jīng)濟產(chǎn)量,其主要原因在于油菜單株角果數(shù)和角果粒數(shù)的增加,這與魯劍巍等[12]和李銀水等[13]報道的增施磷肥能促進油菜生長,增加油菜分枝數(shù)、每株角果數(shù)、每角果粒數(shù)和千粒重,從而增加產(chǎn)量研究結(jié)果比較一致。當替代比例達到40%,與純化肥處理相比,雖然油菜角果粒數(shù)增加,但單株角果數(shù)接近,而千粒重顯著降低,導致產(chǎn)量有所降低,表明有機肥替代比例不宜太高,否則會影響作物產(chǎn)量。有機肥替代超過一定比例而產(chǎn)量降低的主要原因可能在于有機肥提供養(yǎng)分主要以緩效態(tài)存在,養(yǎng)分需經(jīng)過礦化或轉(zhuǎn)化后才能被油菜吸收利用,養(yǎng)分肥效慢[33],養(yǎng)分供應與作物需肥關(guān)鍵時期不匹配,從而影響作物養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量增加。從油菜品質(zhì)指標的分析可見,配施富磷有機肥的處理與純化肥處理相比,油菜含油量、硫苷含量均無顯著性差異(表5),但55%替代比例的菌核病發(fā)病率顯著低于純化肥處理,表明富磷有機肥可不同程度上提高油菜對菌核病的抗病性。從磷養(yǎng)分的吸收分配看,隨著富磷有機肥的添加,油菜磷吸收量表現(xiàn)為先增后降變化趨勢,以富磷有機肥替代率25%為最佳,比純化肥處理高34.2%,籽粒磷吸收量比純化肥處理高32.7%。從磷肥表觀利用率來看,富磷有機肥替代率25%,雖然施入磷肥總量為純化肥處理磷的2.13倍,但磷肥表觀利用率與純化肥處理接近,而替代比例再增加,磷肥表觀利用率降低,投入的磷大部分累積在土壤中??傊?,富磷有機肥替代25%的化學磷肥,投入的總磷量雖然高于油菜常規(guī)施磷量,但減施了25%的化學磷肥,而油菜農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量構(gòu)成、經(jīng)濟產(chǎn)量等表現(xiàn)均為最優(yōu),磷養(yǎng)分吸收量最大,且磷肥表觀利用率與施用純化肥的處理接近,其綜合效果最好。再增加富磷有機肥替代比例,油菜生物量、經(jīng)濟產(chǎn)量、磷吸收量和磷肥表觀利用率等均降低。
袁國印等[34]報道,水旱輪作系統(tǒng)中,磷肥集中于旱季施用可減少周年磷肥施用量,提高作物對磷素的吸收。本試驗中,1125~2475 kg/hm2富磷有機肥于油菜季施入土壤作基肥,可促進當季油菜增產(chǎn)及磷養(yǎng)分的吸收,但磷肥的表觀利用率不高,大部分磷養(yǎng)分留存于土壤,其對下一季農(nóng)作物的后續(xù)作用及持續(xù)施用富磷有機肥替代化肥的環(huán)境效應有待進一步研究。
采用中低品位磷礦粉和有機廢棄物共同堆肥腐熟制成富磷有機肥,可替代部分化肥用作作物種植的基肥。其中,以施用1125 kg/hm2富磷有機肥替代25%的化學磷肥處理,油菜苗期根系生物量最大、葉片數(shù)和綠葉數(shù)最多,整個生育期株高最高,成熟期根冠比最低,單株有效角果數(shù)和角果粒數(shù)最多,生物產(chǎn)量和經(jīng)濟產(chǎn)量最高,達13231.0和2801.2 kg/hm2,比純化肥處理高14.6%和11.5%,油菜磷吸收量最高,菌核病發(fā)病率低,磷肥表觀利用率與純化肥處理接近。因此,本研究中,25%為適宜的富磷有機肥替代比例。針對其他作物,應考慮作物需肥特性、當?shù)赝寥婪柿褪┓柿晳T等實際情況作適當調(diào)整。
富磷有機肥既含有豐富的有機質(zhì),又含有大量的磷養(yǎng)分,施用富磷有機肥可提高土壤有機質(zhì)投入及土壤供磷能力,這為同時改善我國南方土壤有機質(zhì)不足、有效磷含量低的現(xiàn)狀提供參考。但富磷有機肥長期施用可能存在土壤磷素富集的問題,其周年安全施用量、施用后效和環(huán)境風險還有待進一步研究。
農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究2019年4期