丁曉娟

（江蘇省宿遷市泗洪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇，泗洪 223900）

肥料在糧食豐產(chǎn)豐收、保障國家糧食安全等方面發(fā)揮了巨大作用，然而長期大量低效使用化肥帶來了生產(chǎn)成本增加、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境劣變、土壤功能降低等一系列負(fù)面問題?；瘜W(xué)肥料減量提效已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中肥料的發(fā)展方向。2017 年全國農(nóng)用化肥施用量較2015 年下降2.71%，科學(xué)施肥工作取得了積極進(jìn)展。然而，全國化肥總量基數(shù)依然高達(dá)5859.41 萬t，單位耕地肥料施用量為434.46 kg/hm2，是國際公認(rèn)施肥量上限的1.93 倍。2015 年全國果菜茶化肥施用總量是理論需求量的2 倍左右，過量施用化肥情況較為嚴(yán)重[1]。因此，有效實(shí)現(xiàn)化肥減量替代是當(dāng)前農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題[2]。

土壤氮磷鉀含量過高是當(dāng)前蔬菜耕地的現(xiàn)狀，適量減施肥料對農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量不會造成顯著不利影響，同時(shí)能夠有效提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。西瓜種植中，化肥減量33.3%，同時(shí)配施稻殼及雞糞，對西瓜果實(shí)產(chǎn)量影響不顯著，但西瓜植株干物質(zhì)積累增加，西瓜風(fēng)味品質(zhì)得到改善[3]。

適量有機(jī)肥替代化肥對農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量不會造成顯著性不利影響，同時(shí)能夠有效提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。研究表明，商品有機(jī)肥替代部分化肥既可以實(shí)現(xiàn)西蘭花增產(chǎn)增收，又減少化學(xué)肥料流失對環(huán)境的不利影響，當(dāng)商品有機(jī)肥施用量達(dá)30 t/hm2時(shí)，西蘭花單球重較單施化肥處理增重37.15%，產(chǎn)值增收6.67%[4]。與單施化肥相比，有機(jī)肥部分替代化肥有利于棉花氮磷鉀養(yǎng)分吸收，提高了棉花氮素表觀利用率、偏生產(chǎn)力、肥料氮貢獻(xiàn)率和農(nóng)學(xué)效率，有機(jī)肥氮替代10%化肥氮是中等肥力棉田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、氮肥增效的合理施肥方式。赤紅壤常年菜地系統(tǒng)化肥減量使用35%-44%可保障蔬菜產(chǎn)量不降低，同時(shí)有效降低土壤氮盈余及潛在面源污染風(fēng)險(xiǎn)?；实袡C(jī)替代有利于進(jìn)一步降低化肥氮投入量，實(shí)現(xiàn)菜地系統(tǒng)化肥深度減施。

泗洪縣蔬菜種植常年存在不合理、不科學(xué)施肥的問題，化學(xué)肥料尤其是化學(xué)氮肥過量施用現(xiàn)象較為普遍，本試驗(yàn)以等氮替換為原則，以普通商品有機(jī)肥替代尿素，探討有機(jī)替代對土壤肥力的影響，以期為蔬菜科學(xué)施肥、土壤質(zhì)量提升和可持續(xù)利用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料為尿素和普通商品有機(jī)肥。尿素的N 含量為46%，普通商品有機(jī)肥養(yǎng)分含量為：N 含量1.4%、P2O5含量1.6%、K2O 含量1.2%、有機(jī)質(zhì)含量32%。

以當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣施肥量為基準(zhǔn)，以等氮替代為原則，30%有機(jī)氮替代無機(jī)氮，作為基肥一次性施入土壤。試驗(yàn)在泗洪縣四河鄉(xiāng)雪二村、迎淮村、淮豐村（樣點(diǎn)1-3），石集鄉(xiāng)新汴村、張圩村（樣點(diǎn)4-6），孫園鎮(zhèn)崔集村、劉德村（樣點(diǎn)7-8），金鎖鎮(zhèn)雙湖村（樣點(diǎn)9），歸仁鎮(zhèn)江橋村（樣點(diǎn)10）等蔬菜生產(chǎn)基地實(shí)施。蔬菜種植前（T1，2018 年11 月）和蔬菜采收后（T2，2019 年4 月）采集耕層土壤樣品測定，室內(nèi)風(fēng)干，研磨備用。

1.2 測定項(xiàng)目及方法

測定土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、容重等指標(biāo)。土壤pH 值采用1：5 水土比浸提，pH 計(jì)直接測定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測定；有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量測定采用1.0 mol/L NH4OAc 浸提，火焰光度法測定；有機(jī)質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀容量法測定；容重采用環(huán)刀法原位采樣測定。

以分段打分的方法評價(jià)土壤單項(xiàng)指標(biāo)，分值越大說明耕地指標(biāo)質(zhì)量越好。土壤有機(jī)質(zhì)（g/kg）含量劃分為5 個(gè)等級，分別為＜5、5-10、10-15、15-20、＞20，分別打分20、40、60、80、100；堿解氮（mg/kg）、有效磷（mg/kg）、速效鉀（mg/kg）均劃分為5 個(gè)等級，分別為＜50、50-100、100-150、150-200、＞200，分別打分20、40、60、80、100；pH 值劃分為5 個(gè)等級，分別為＜4、4-5、5-6、6-6.5、6.5-8，分別打分20、40、60、80、100；容重（g/cm3）分為5 個(gè)等級，分別為＞1.5、1.4-1.5、1.3-1.4、1.2-1.3、＜1.2，分別打分20、40、60、80、100。土壤評價(jià)的6 個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)均設(shè)為1/6，綜合得分由各單項(xiàng)指標(biāo)得分乘以權(quán)重系數(shù)后求和得到。土壤綜合評價(jià)等級劃分為：Ⅰ級（好）、Ⅱ級（中等）、Ⅲ級（較差）和Ⅳ級（很差），對應(yīng)綜合得分為75-100、50-75、25-50 和0-25。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel(2010)軟件處理數(shù)據(jù)和作圖，SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性檢驗(yàn)用配對樣品T 檢驗(yàn)法（α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH 值變化特征

土壤pH 值是土壤酸堿性的反映，影響土壤結(jié)構(gòu)形成和礦質(zhì)營養(yǎng)元素的釋放、固定和遷移等。試驗(yàn)表明，有機(jī)肥等氮量替代化學(xué)氮肥能降低偏堿性土壤pH 值，效果達(dá)到極顯著水平。試驗(yàn)前后，土壤pH 平均值由7.74 降低到7.46，土壤更接近中性。有研究在枇杷種植中連續(xù)5 年用商品有機(jī)肥替代部分化肥，土壤pH 值上升0.3。研究結(jié)果與本研究相反，其原因可能是其土壤呈酸性，而本研究的土壤呈堿性。長期有機(jī)肥部分替代化肥是否能夠使酸性和堿性土壤的pH 值都向中性演替的現(xiàn)象需要進(jìn)一步研究確定。

2.2 堿解氮變化特征

堿解氮又叫水解氮，包括無機(jī)態(tài)氮和結(jié)構(gòu)簡單能被作物直接吸收利用的有機(jī)態(tài)氮。堿解氮在土壤中的含量不夠穩(wěn)定，易受土壤水熱條件和生物活動的影響而發(fā)生變化，但它能反映近期土壤的氮素供應(yīng)能力和供應(yīng)水平。試驗(yàn)表明，試驗(yàn)前后，土壤堿解氮含量平均值從101.10 mg/kg 提高到107.03 mg/kg，提高幅度為5.93 mg/kg?？梢?，有機(jī)肥等氮量替代化學(xué)氮肥能提高土壤堿解氮含量，但效果不顯著。有研究發(fā)現(xiàn)新疆伊寧縣玉米種植中商品有機(jī)肥替代部分化肥施用能夠增加13.08%-39.29%的土壤堿解氮。有機(jī)肥替代化肥具有增加土壤堿解氮的潛力，有機(jī)替代量、土壤類型、蔬菜種植結(jié)構(gòu)等是土壤中堿解氮累積的重要影響因素。

2.3 有效磷變化特征

土壤有效磷能直接被作物吸收，是評價(jià)土壤供磷能力的重要指標(biāo)。試驗(yàn)表明，土壤有效磷含量平均值由58.60 mg/kg 提高到90.59 mg/kg，提高幅度為31.99 mg/kg?？梢?，有機(jī)肥等氮量替代化學(xué)氮肥能提高極顯著提高土壤有效磷含量。

2.4 速效鉀變化特征

土壤速效鉀包括水溶性鉀和交換性鉀，是生物有效性很高的鉀素形式，土壤速效鉀含量的高低直接影響植物鉀素營養(yǎng)。試驗(yàn)表明，土壤速效鉀含量平均值由283.90 mg/kg 上升到345.70 mg/kg，提高幅度為61.80 mg/kg。有機(jī)肥等氮量替代化學(xué)氮肥能夠提高土壤速效鉀含量，但樣點(diǎn)間變異較大，整體上提升土壤速效鉀含量差異不顯著。無機(jī)肥配施有機(jī)肥或秸稈還田使土壤中速效鉀含量大幅度增加，施肥量越高，速效鉀含量增加越快。有機(jī)無機(jī)配施是改良土壤、培肥地力最有效的施肥方式。

2.5 有機(jī)質(zhì)變化特征

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤微生物能量和植物礦物養(yǎng)分的重要來源，不僅可提高土壤保水、保肥和緩沖性、改善土壤結(jié)構(gòu)，而且可促進(jìn)土壤養(yǎng)分有效化，對水、肥、氣、熱的協(xié)調(diào)及其供應(yīng)起支配作用。土壤有機(jī)質(zhì)土壤肥力的標(biāo)志性物質(zhì)，是衡量土壤養(yǎng)分的重要指標(biāo)。試驗(yàn)表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量平均值由15.39 g/kg 提高到17.48 g/kg，增幅11.95%，效果顯著?？梢?，有機(jī)肥等氮量替代化學(xué)氮肥能顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量。已有研究結(jié)果也表明，有機(jī)肥的施用可增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，增強(qiáng)土壤保肥供肥的能力。

2.6 土壤容重變化

土壤容重是反映土壤結(jié)構(gòu)、透氣性、透水性能以及保水能力的重要指標(biāo)，土壤容重越小說明土壤結(jié)構(gòu)、透氣透水性能越好。試驗(yàn)表明，項(xiàng)目實(shí)施后10 個(gè)樣點(diǎn)的土壤容重平均值由1.42 g/cm3極顯著降低到1.18 g/cm3，降幅0.24 g/cm3。可見，有機(jī)肥等氮量替代化學(xué)氮肥能極顯著降低土壤容重，有利于土壤結(jié)構(gòu)改善。

2.7 耕地質(zhì)量等級變化

通過耕地質(zhì)量等級的評定能夠綜合反映土壤肥力水平。由表1 可以看出，蔬菜種植前（T1）泗洪縣供試蔬菜地全部為Ⅱ等，質(zhì)量屬于較好等級。蔬菜采收后（T2）供試蔬菜地中有80%的綜合評定等級躍升到Ⅰ等?？梢?，在泗洪縣蔬菜田肥料運(yùn)籌中，有機(jī)肥等氮量替代化學(xué)氮肥能明顯提升耕地質(zhì)量等級。

表1 耕地質(zhì)量綜合評定情況

3 結(jié)論

有機(jī)肥部分替代化肥（30% 有機(jī)氮替代無機(jī)氮）能夠顯著提升泗洪蔬菜地土壤有效磷和有機(jī)質(zhì)含量，顯著降低土壤pH 值和容重。能夠明顯增加蔬菜地土壤肥力，提升耕地質(zhì)量等級。