摘要：以白菜薹為試驗(yàn)材料，漢壽眾依有機(jī)肥為供試肥料，調(diào)查有機(jī)肥替代復(fù)合肥不同比例條件下白菜薹農(nóng)藝性狀、土壤理化性質(zhì)、產(chǎn)量和偏生產(chǎn)力，建立肥料施用量與產(chǎn)量的數(shù)學(xué)模型，篩選最佳施用比例，為白菜薹生產(chǎn)上有機(jī)肥替代復(fù)合肥的比例提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：不同有機(jī)肥替代復(fù)合肥處理對(duì)白菜薹農(nóng)藝性狀和土壤理化性質(zhì)等存在差異；根據(jù)肥料效應(yīng)函數(shù)法，得到白菜薹產(chǎn)量（Y）與有機(jī)肥施用量（X）之間的肥料效應(yīng)方程（二次多項(xiàng)式Y(jié)=-0.000 6X 2 + 3.008 1X + 22 065，R2= 0.564 3，三次多項(xiàng)式Y(jié)=-0.000 000 4X 3+ 0.002 4X 2-1.919 9X + 23 036，R2=0.911 2），三次多項(xiàng)式的擬合度高于二次多項(xiàng)式。根據(jù)數(shù)學(xué)模型得出，白菜薹在一定有機(jī)肥施用量范圍內(nèi)，獲得的最佳產(chǎn)量為25 596.2 kg/hm2，有機(jī)肥的最佳投入量為2 000 kg/hm2，即有機(jī)肥最佳替代比例介于40%～60%之間。

關(guān)鍵詞：有機(jī)肥；白菜薹；氮磷鉀；偏生產(chǎn)力；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S143 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2024）07-0046-06

Replacing Compound Fertilizer by Manure Promotes the Growth and Development of Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis

SUN Xin-cheng1，HUANG Lin1，YANG Lian-yong1，JIANG Wan1，CHEN Wei-ping1，

ZHENG Ying2，DENG Ming-hua3，ZHANG Zhong-wu1

（1. Changde Agriculture and Forestry Science Academy， Changde 415000， PRC; 2. Changde Bureau of Agriculture and Rural Affairs， Changde 415000， PRC; 3. Hunan Zhongyihehuabao Biotechnology Co.， Ltd.， Changde 415000， PRC）

Abstract： Compound fertilizer was replaced by manure produced by Hanshou Zhongyi in different proportions for the cultivation of Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis. The agronomic traits， soil physical and chemical properties， yield， and partial factor productivity of this vegetable in different fertilizer treatments were investigated. The mathematical model of fertilizer application rate and yield was established to determine the optimal replacement proportion. The results showed that the agronomic traits and soil physical and chemical properties varied among the different fertilizer replacement treatments. The fertilizer response functions

between the vegetable yield （Y） and manure application rate （X） were obtained as follows： quadratic polynomial Y=-0.000 6X 2+

3.008 1X+22 065， R2=0.564 3; cubic polynomial Y=-0.000 000 4X 3+0.002 4X 2-1.919 9X+23 036， R2=0.911 2）. The fitting degree of the cubic polynomial was higher than that of the quadratic polynomial. The highest yield of the vegetable was obtained as 25 596.2 kg/hm2

when the input of manure was 2 000 kg/hm2. That is， compound fertilizer should be replaced by manure in a proportion within the range of 40%-60%.

Key words： organic fertilizer; Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis; NPK; partial factor productivity; yield

引用格式：孫信成，黃琳，楊連勇，等. 有機(jī)肥替代復(fù)合肥對(duì)白菜薹生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024（7）：46-51.

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2024.007.010

收稿日期：2024-01-31

基金項(xiàng)目：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)（CARS-23）

作者簡(jiǎn)介：孫信成（1988—），男，湖北荊門市人，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事設(shè)施蔬菜與結(jié)構(gòu)研究。

通信作者：楊連勇

白菜薹（Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee）屬于十字花科植物一二年生草本菜類的花薹及嫩葉，是從大白菜或小白菜易抽薹材料中經(jīng)過長(zhǎng)期選擇和栽培馴化而來的蕓薹種白菜亞種或小白菜亞種的變種[1-2]。白菜薹起源于我國(guó)長(zhǎng)江流域，主要在華中及華南地區(qū)廣泛栽培，其中以湖南、湖北最早種植[3-4]，當(dāng)前西北地區(qū)利用高海拔優(yōu)勢(shì)在夏

季也有栽培。白菜薹以嫩薹供食，鮮香可口、營(yíng)養(yǎng)豐富，可周年生產(chǎn)供應(yīng)，廣受市場(chǎng)和消費(fèi)者歡迎[5-7]。

農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的主要營(yíng)養(yǎng)元素大多來源于肥料，肥料對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)到40%以上。但復(fù)合肥過量使用或長(zhǎng)時(shí)間不合理使用會(huì)造成速效氮磷鉀等養(yǎng)分大量富集，引起土壤板結(jié)、土壤有機(jī)質(zhì)含量降低、土壤酸化、重金屬積累、土壤硝酸鹽超標(biāo)和次生鹽漬化等問題，使肥料利用率和生產(chǎn)效益降低，從而降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。有機(jī)肥替代是實(shí)現(xiàn)“一控兩減三基本”農(nóng)業(yè)面源污染治理目標(biāo)的重要舉措，有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄資源轉(zhuǎn)化利用，可以使農(nóng)牧結(jié)合更緊密，在利用畜禽糞便的同時(shí)，也使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)提升，是促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的必由之路。有機(jī)肥可以提高土壤中生物酶活性和微生物種類，減少土壤鹽分積累，提高土壤有機(jī)質(zhì)，培肥地力、改良土壤，肥效持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)節(jié)土壤酸度，增強(qiáng)作物抗病性和抗逆性，提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)等諸多優(yōu)勢(shì)[8]。有研究表明有機(jī)肥部分替代復(fù)合肥是提高果

實(shí)品質(zhì)的重要措施。目前已經(jīng)在番茄[9-14]、甘藍(lán)[15-18]、辣椒[19]、白菜[20]、甜瓜[21]、葉用芥菜[22]、大蔥[23]和大蒜[24]等蔬菜上開展有機(jī)肥替代研究，表明有機(jī)肥替代可改善土壤理化性狀，同時(shí)促進(jìn)蔬菜作物生長(zhǎng)，提高養(yǎng)分積累，使其產(chǎn)量和品質(zhì)提高；但在白菜薹上應(yīng)用研究及有機(jī)肥替代比例的報(bào)道極少。筆者以白菜薹為試驗(yàn)作物，開展有機(jī)肥替代復(fù)合肥對(duì)白菜薹農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和肥料利用率（PFP）的試驗(yàn)研究，建立數(shù)學(xué)模型，以期篩選出最佳的有機(jī)肥替代復(fù)合肥的比例、有機(jī)肥的最佳施用量，為白菜薹施肥的生產(chǎn)實(shí)踐提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試白菜薹品種為市場(chǎng)主流品種‘喜薹2021’，由常德市天成種業(yè)有限公司提供。供試有機(jī)肥為“眾依”有機(jī)肥（N+P2O5+K2O≥6%，有機(jī)質(zhì)≥45%，湖南眾一荷花堡生物科技有限公司），復(fù)合肥為市場(chǎng)主流復(fù)合肥（N-P2O5-K2O=15–15–15，新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司）。試驗(yàn)于2023年9—12月在湖南省常德市農(nóng)林科學(xué)研究院蔬菜研究所基地露地大田進(jìn)行，試驗(yàn)田土壤為壤土，基本理化性狀為pH值6.74，EC值0.97 mS/cm，速效氮含量18.7 mg/kg，速效磷含量22.9 mg/kg，速效鉀含量37.2 mg/kg； 前茬作物為辣椒。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)計(jì)6個(gè)有機(jī)肥和復(fù)合肥的施用量梯度（表1），設(shè)計(jì)按等差數(shù)列配比。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，共計(jì)18個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為1.5 m×30 m=45 m2，

試驗(yàn)完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。試驗(yàn)處理用的有機(jī)肥和復(fù)合肥均作基肥，于定植前10 d整地翻耕時(shí)施入，按照壟寬（包溝）1.5 m開壟；單株栽培，每壟定植4行，株距20 cm，田間栽培管理方式同常規(guī)大田管理。

在施肥前、施肥后5～7 d左右、白菜薹生長(zhǎng)中期等時(shí)間點(diǎn)（即9月28日、10月11日、10月18日、10月22日、10月27日和11月2日），定點(diǎn)測(cè)定試驗(yàn)土壤的氮、磷、鉀、EC和pH值等指標(biāo)，采用土壤養(yǎng)分速測(cè)儀（泰州市正大科教儀器設(shè)備廠生產(chǎn)）測(cè)定；在白菜薹前、中、后生長(zhǎng)期（即10月8日、10月18日和10月24日），采用直尺測(cè)葉片數(shù)、株高、開展度、葉長(zhǎng)和葉寬等指標(biāo)；同時(shí)采用電子天平測(cè)定單次采收的白菜薹產(chǎn)量。肥料利用效率通過偏生產(chǎn)力（PFP）來反應(yīng)，PFP（kg/kg）=施肥后獲得的作物產(chǎn)量/施肥量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel和Origin軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，用

SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的差異顯著性和多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機(jī)肥替代比例對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由圖1可以看出，不同有機(jī)肥替代比例處理對(duì)土壤的氮、磷、鉀、EC和pH值均有影響，但差異不顯著。不同有機(jī)肥替代復(fù)合肥比例處理下，土壤的氮、磷、鉀含量均為前期逐漸升高、后期逐漸緩慢；土壤的EC和pH值趨于穩(wěn)定，變化不大。白菜薹抽薹期（11月2日）與抽薹期之前（10月27日）的土壤理化性質(zhì)各有不同，土壤的N含量增量為T3＜T6＜

T4＜T5＜T1＜T2，土壤的P含量增量為T3＜T2＜

T6＜T5＜T1＜T4，土壤的K含量增量為T6＜T1＜

T2＜T3＜T4＜T5。

2.2 不同有機(jī)肥替代比例對(duì)白菜薹農(nóng)藝性狀的影響

由圖2可以看出，不同有機(jī)肥替代比例處理對(duì)白菜薹的葉片數(shù)、株高、開展度、葉長(zhǎng)和葉寬均有影響，但差異不顯著。不同有機(jī)肥替代復(fù)合肥比例處理下，白菜薹的葉片數(shù)、株高、開展度、葉長(zhǎng)和葉寬均為前期增長(zhǎng)速度高于后期。白菜薹葉片數(shù)以T6的增長(zhǎng)最大、T4最?。恢旮咭訲5的增長(zhǎng)最大、T4最??；開展度以T2最大、T4最小；葉長(zhǎng)以T2最大、T4最??；葉寬以T2最大、T4最小。

2.3 不同有機(jī)肥替代比例與產(chǎn)量的數(shù)學(xué)模型

根據(jù)表2可知，不同有機(jī)肥替代復(fù)合肥比例對(duì)白菜薹產(chǎn)量的影響有顯著性差異。不同處理的白菜薹產(chǎn)量依次為T4＞T5＞T3＞T6＞T1＞T2，T4白菜薹折合產(chǎn)量為27 324.77 kg/hm2，比T2增產(chǎn)23.15%。PFP反應(yīng)了不同處理的肥料利用率，其中T1最大，其他依次降低，T6最小。

根據(jù)肥料效應(yīng)函數(shù)法，得到6個(gè)有機(jī)肥替代復(fù)合肥比例下的產(chǎn)量（Y）與有機(jī)肥施用量（X）之間的肥料效應(yīng)曲線和方程（圖3），根據(jù)擬合曲線得到開口朝下的拋物線和三次多項(xiàng)式曲線，均存在有機(jī)肥施用量和產(chǎn)量的最大值。根據(jù)二次多項(xiàng)式曲線得到產(chǎn)量（Y）與有機(jī)肥施用量（X）之間的數(shù)學(xué)模型為：Y=-0.000 6X 2 + 3.008 1X + 22 065，R2=0.564 3；獲得

最大產(chǎn)量時(shí)的最高有機(jī)肥施用量為2 506.75 kg/hm2，理論最高產(chǎn)量為25 835.28 kg/hm2。根據(jù)三次多項(xiàng)式曲線得到產(chǎn)量（Y）與有機(jī)肥施用量（X）之間的數(shù)學(xué)模型為：Y=-0.000 000 4X 3 + 0.002 4X 2- 1.919 9X +

23 036，R2=0.911 2；在一定有機(jī)肥施用量范圍內(nèi)，仍

存在產(chǎn)量的最大值，獲得一定范圍內(nèi)最大產(chǎn)量時(shí)的最

高有機(jī)肥施用量為2 000 kg/hm2，即有機(jī)肥最佳替代比例介于40%～60%之間，理論最高產(chǎn)量為25 596.2 kg/hm2。

3 討論與結(jié)論

蔬菜屬于喜肥且需肥量大的作物，目前農(nóng)戶在蔬菜生產(chǎn)中普遍存在復(fù)合肥不合理施用、盲目偏施的現(xiàn)象，造成實(shí)際復(fù)合肥施用量遠(yuǎn)高于蔬菜生產(chǎn)的需肥量，而有機(jī)肥施用量明顯不足，使得大量養(yǎng)分滯留在土壤中，對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生極不力的影響。采用有機(jī)肥替代復(fù)合肥是當(dāng)前蔬菜生產(chǎn)極應(yīng)推廣的栽培技術(shù)措施之一。張洋等[11]的試驗(yàn)表明常規(guī)施肥減氮40%+有機(jī)肥替代氮肥40%的施肥模式下溫室番茄產(chǎn)量最高，可溶性糖含量和VC含量均顯著高于常規(guī)施肥。蔣強(qiáng)等[12]則認(rèn)為生物有機(jī)肥替代36%化肥能顯著提高櫻桃番茄品質(zhì)和土壤肥力。趙成雷等[13]的研究表明25%的有機(jī)肥替代為協(xié)調(diào)設(shè)施番茄增產(chǎn)、提質(zhì)、改良土壤的最優(yōu)替代比例。馬榮輝等[9]則認(rèn)為有機(jī)肥替代30%化肥對(duì)設(shè)施番茄的產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤肥力的效果最好。生兆平等[14]的研究表明施三元復(fù)合肥2 400 kg/hm2、商品有機(jī)肥6 t/hm2作基肥時(shí)對(duì)番茄植株性狀、產(chǎn)量及效益的影響最佳，同時(shí)減少了20%的化肥用量。蔣成建[16]研究表明，在甘藍(lán)相同環(huán)境條件及管理水平下，等養(yǎng)分商品有機(jī)肥替代50%化肥+50%化肥作基肥的處理在植物學(xué)特性、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益方面均最好。馬貴等[15]的研究則認(rèn)為30%有機(jī)肥氮+70%化肥氮配施下，土壤蔗糖酶、堿性磷酸酶、脲酶和過氧化氫酶活性，以及甘藍(lán)葉球氮、磷、鉀含量均為最高。劉騰云等[17]則認(rèn)為有機(jī)肥替代15%化肥或氮肥的有機(jī)無機(jī)配施可作為甘藍(lán)生產(chǎn)的推薦模式。黃少珍等[25]研究減氮施肥對(duì)深圳地區(qū)白菜薹生長(zhǎng)及氮素吸收的影響，表明100%氮肥處理與70%氮肥處理對(duì)白菜薹的生物量、株高、薹長(zhǎng)和薹粗均無顯著影響。廖廣丞等[19]

的研究表明在化學(xué)磷肥減量30%的基礎(chǔ)上，通過有機(jī)肥替代30%化肥氮處理對(duì)露地辣椒產(chǎn)量品質(zhì)及土壤肥力的提升效果顯著，可作為露地辣椒的減肥增效方案。劉紅等[26]開展有機(jī)肥不同比例替代化肥對(duì)菜心生長(zhǎng)的影響，表明復(fù)合肥減少40%的基礎(chǔ)上，增施2 625 kg/hm2有機(jī)肥相比增施3 750 kg/hm2有機(jī)肥的菜心產(chǎn)量更高?？迪爿x等[23]的研究表明有機(jī)肥替代15%的化肥處理可有效提高大蔥品質(zhì)和產(chǎn)量，降低大蔥硝酸鹽含量，提高可溶性糖含量，且差異均顯著。周紅梅等[24]的研究表明在大蒜生產(chǎn)中以15%～30% N有機(jī)肥替代化肥的技術(shù)措施可行。陳麗麗等[20]研究有機(jī)肥替代部分化肥對(duì)白菜產(chǎn)量的影響，表明有機(jī)肥替代20%處理的白菜產(chǎn)量最高。馬國(guó)禮等[21]

開展有機(jī)肥替代化肥在哈密瓜上的田間肥效試驗(yàn)，表明在豆粕生物有機(jī)肥施用量為1 200 kg/hm2

時(shí)的哈密瓜糖及抗壞血酸含量最高。楊柳等[22]的研究表明有機(jī)肥替比例在1/3和1/2時(shí)芥菜產(chǎn)量顯著高于單施化肥。不同蔬菜作物，有機(jī)肥替代復(fù)合肥比例對(duì)作物產(chǎn)量品質(zhì)也存在差異；相同蔬菜間，替代比例也有差異，可能是因?yàn)楫?dāng)?shù)赝寥罈l件不同導(dǎo)致。

有機(jī)肥替代復(fù)合肥既可以改善土壤質(zhì)量，還能協(xié)調(diào)平衡土壤養(yǎng)分供應(yīng)。趙成雷等[13]研究表明，有機(jī)肥替代化肥一定程度上能夠增加土壤速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量，降低土壤pH值，增加土壤細(xì)菌和真菌生物量，對(duì)土壤堿解氮、有效磷含量和放線菌數(shù)量未產(chǎn)生顯著影響。在研究中，不同有機(jī)肥替代復(fù)合肥比例對(duì)土壤理化性質(zhì)均有顯著差異，土壤氮磷鉀含量先升高后降低；不同有機(jī)肥替代復(fù)合肥比例對(duì)白菜薹生長(zhǎng)性狀均有顯著差異。

有機(jī)肥替代復(fù)合肥的比例高低是決定產(chǎn)量和肥料利用率的主要原因之一，有機(jī)肥替代比例高會(huì)造成作物無法吸收足夠的養(yǎng)分，同時(shí)造成土壤理化性質(zhì)改良不顯著，從而影響產(chǎn)量。研究的地力條件下，得到白菜薹產(chǎn)量（Y）與復(fù)合肥施用量（X）之間的肥料效應(yīng)方程為Y=-0.000 6X 2 + 3.008 1X + 22 065，R2=0.5643，Y=-0.000 000 4X 3 + 0.002 4X 2-1.919 9X +

23 036，R2=0.911 2；根據(jù)相關(guān)系數(shù)可知，三次多項(xiàng)式的擬合度高于二次多項(xiàng)式；通過極值分析，計(jì)算得到有機(jī)肥的經(jīng)濟(jì)施入量下（過多投入有機(jī)肥，理論上也存在一個(gè)最大產(chǎn)量，但經(jīng)濟(jì)投入偏離實(shí)際），白菜薹獲得最佳產(chǎn)量為25 596.2 kg/hm2，有機(jī)肥的最佳投入量為2 000 kg/hm2，有機(jī)肥替代復(fù)合肥的最佳比例為介于40%～60%之間。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）