复合施肥模式对一年三茬娃娃菜产量及耕地质量影响

李文伟 毛涛 王勤礼 闫芳 赵蕊 付忠卫

摘要:为优化张掖市娃娃菜栽培技术,提高娃娃菜栽培效益,减少农业面源污染,改善耕地质量,张掖市耕地质量建设管理站于2019—2020 年在张掖市临泽县以“土壤调理剂+生物有机肥料+尾菜堆沤还田”优化施肥模式进行了露地一年三茬娃娃菜优化施肥技术试验研究及示范推广。結果表明,按照“土壤调理剂+生物有机肥料+尾菜堆沤还田”施肥模式一年三茬娃娃菜施肥较常规施肥三茬平均增产7 228.7 kg·hm-2,增产率达7.2%;较常规施肥总增产值17 568.4 元·hm-2,总增效15 822.4 元·hm-2;该模式试验前后有机质、全氮、速效钾等土壤养分含量明显提高,耕作层土壤容重减少0.05~0.06 g·cm3,孔隙度增加了1.39%~1.48%,耕地质量得到改善。该模式可以在张掖市甘州区、临泽县、高台县露地推广。

关键词:娃娃菜;生物有机肥;土壤调理剂;尾菜堆沤还田;耕地质量

中图分类号:S634.1 文献标志码:A 文章编号:1673-2871(2022)03-059-05

Abstract:
A new fertilization model, soil conditioner + biological organic fertilizer + crop residue, was tested for its effecton production profit, soil pollution reduction, soil quality improvement compared to the conventional fertilization in openfield mini-Chinese cabbage production with 3 crops a year. The results showed that with the new fertilization model theaverage yield of mini-Chinese cabbage increased by 7 228.7 kg ·hm-2 or 7.2% for each of the three crops compared withconventional fertilization. The total revenue for all three crops increased RMB 17 568.4 · hm-2 and the profit was RMB15 822.4·hm-2 for the new fertilization model. Soil organic matter, total nitrogen and available potassium were significantlyincreased after utilization of the new fertilization model. The density of tillage soil decreased by 0.05-0.06 g·cm3, porosityincreased by 1.39%-1.48%, indicating significantly improved soil quality with the new fertilization model. This new fertilizationmodel can be used in Ganzhou District, Linze County and Gaotai County and Zhangye City for mini-Chinesecabbage production.

Key words:
Baby cabbage; Organic fertilizer; Soil conditioner; Compost of tail vegetables; Organic fertilizer

娃娃菜是一种小型的结球白菜,属十字花科,其口感鲜甜脆嫩、富含多种矿物质和膳食纤维,是一种营养健康的蔬菜,可食率高,颇受市场欢迎。目前,娃娃菜已成为张掖市高原夏菜的主要菜种之一,2020 年全市面积达到8000 hm2,主要种植在甘州、临泽、高台等地[1]。

甘州、临泽县局部区域土壤普遍盐碱化,对娃娃菜生长发育不利,尤其易发生干烧心病害,还存在茬口安排不合理、品种单一、盲目大肥大水、病虫害严重等问题,导致娃娃菜产量、品质下降[2-3]。娃娃菜除必要的底肥外,还需增施生物有机肥、土壤调理剂等生物菌肥,追肥需要适度控制氮素用量。娃娃菜因净菜采收后,田间遗留大量尾菜,无害化处理不到位,腐烂变质后,蝇蚊滋生,臭气熏天,既浪费资源又严重污染环境[4-5]。目前已有河西地区娃娃菜一年两熟、兰州市红古区娃娃菜一年三熟、张掖市钢架大棚一年三熟高效栽培技术研究。这表明一年2~3 茬的娃娃菜高效种植技术可以示范推广,但多茬连作对土壤要求和产生的大量尾菜处理并没有详细研究[6-8]。为优化张掖市露地一年三茬娃娃菜栽培技术,提高娃娃菜栽培效益,减少农业面源污染,提升耕地质量、尾菜处理水平提供科学依据,笔者根据前人研究选择春宝皇等娃娃菜品种[9-10]在2019—2020 年开展一年三茬娃娃菜“土壤调理剂+生物有机肥料+尾菜堆沤还田”优化施肥模式技术研究和示范推广。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验区位于临泽县鸭暖镇五泉村,前茬作物为小麦。供试土壤为灰棕漠土,示范地平坦,灌溉便利。试验前土壤(0~20 cm)养分测定值为:pH8.8、有机质含量(w,后同)7.99 g·kg-1、全氮含量0.53 g·kg-1、碱解氮含量56 mg· kg-1、有效磷含量21.5 mg· kg-1、速效钾含量73.7 mg·kg-1。

1.2 材料

春茬娃娃菜品种:春宝皇,由北京中农绿亨种子科技有限公司生产;夏茬娃娃菜品种:介实春贝黄,由甘肃省兰州农产品有限公司生产;秋茬娃娃菜品种:华耐春玉黄,由北京华耐农业有限公司生产)。

肥料:磷二铵(P2O5 含量42%,N 含量15%)由湖北大峪口化工有限责任公司生产,尿素(N 含量≥46.0%)由甘肃刘化(集团)生产,复合肥(16-8-21)由甘肃刘化(集团)生产,生物有机肥(有效活菌数≥0.2 亿·g-1,有机质含量≥40%,pH 值5.5~8.5,水分含量≤30%)由甘肃丝路盛丰生物科技集团有限公司生产、土壤调理剂(有机质质量浓度≥200 g ·L-1,氨基酸质量浓度≥110 g · L- 1,pH 2.5~4.5,水不溶物≤10 g·L-1)由临泽县鼎丰源凹土高新科技开发有限公司生产、RW 菌种尾菜腐熟剂由甘肃绿能瑞奇生物科技技术有限公司生产。

1.3 试验设计与方法

娃娃菜一年三茬肥料对比试验于2019 年3 月开始,2 个处理,3 次重复,随机区组排列,试验面积1333 m2,每个小区面积222.2 m2。3 月6 日育苗,4月1 日施基肥+土壤调理剂、起垄覆膜,4 月5 日定植第一茬;第一茬收获后,6 月12 日施基肥+生物有机肥定植第二茬;第二茬收获后,8 月20 日施基肥+尾菜堆沤还田定植第三茬;三茬均采用单垄双行种植,垄宽70 cm,沟宽20 cm,株距20 cm,667 m2 保苗6000 株。试验设计及处理参考华军等[11]、唐仕华[12]的方法,各试验除肥料严格按照试验设计执行外,其他管理措施均保持一致。

处理1:常规施肥(CK,21.3-9.3-6.3),基施复合肥(16-8-21)450 kg·hm-2,磷二铵225 kg·hm-2;于娃娃菜莲座期和结球期分别随水追施尿素225 kg·hm(-2 此施肥量为一茬施肥量,三茬施肥量均相同)。

处理2:“土壤调理剂+生物有机肥料+尾菜堆沤还田”模式。娃娃菜第一茬:基施常规施肥+土壤调理剂30 L·hm-2 ;第二茬:基施常规施肥+生物有机肥1500 kg·hm-2;第三茬:基施常规施肥+尾菜堆沤还田8000 kg·hm-2。第一茬娃娃菜收获后将尾菜剁碎,为10 cm 左右的片(段)后,使用RW 菌种尾菜腐熟剂(1.5 L·1000 kg-1)集中在深0.8~1.0 m 的方形土坑,塑料膜铺于地面堆沤发酵45 d,待完全腐熟后施用。

1.4 项目指标测定及方法

娃娃菜生物性状测定:3 茬采收期分别在各处理每个小区选取5 个1 m2 地块作为一个样方单元进行多点取样实收,带回实验室进行植株性状考察。株高采用米尺测量植株根基部至顶部;株幅采用钢卷尺测量展开度;球茎采用游标卡尺测量植株腹部直径;质量采用电子天平称量。

土壤养分测定:种植前及收获后在各小区采用土钻按“S”形采集0~20 cm 土样进行采集分析,土壤pH 值采用pH 计测定;有机质采用重铬酸钾外加热法测定,碱解氮采用碱解扩散法测定,有效磷采用碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法测定,速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度计法测定。

土壤物料性质测定:收获后在各小区采用土钻按“S”形采集0~20 cm、>20~50 cm 深度土壤进行采集分析,容重采用环刀法测定,土壤团粒结构采用干筛法测定,土壤孔隙度/%=(1-容重/比重)×100计算。

产量测定:各茬随机选取5 个区域(5 m×8 m),以垄为主区域,面积40 m2,测定产量。

产值=产量×产品单价;

效益=产值-化肥投入。

1.5 数据统计与分析

试验数据采用Excel 2010 软件处理,用SPSS17.0 进行数据T 检验分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对娃娃菜生育期的影响

由表1 可知,1 茬娃娃菜处理2 均较处理1 结球期和成熟期提前1 d,2 茬娃娃菜处理2 较处理1莲座期、结球期、成熟期、生育期提前2~3 d,3 茬娃娃菜处理2 较处理1 莲座期、结球期、成熟期、生育期提前3~4 d。由此可见,通过增施土壤调理剂、生物有机肥、尾菜还田可以缩短娃娃菜生育期,为提前上市赢得时间。

2.2 不同处理对娃娃菜主要农艺性状的影响

从表2 可以看出,3 茬娃娃菜的各项农艺性状指标均表现为处理2 显著高于处理1。与处理1 的3 茬平均值相比,处理2 株高平均为20.10 cm,比处理1(CK)平均增加1.70 cm;株幅处理2 平均为18.4~19.6 cm,显著高于处理1;球茎处理2 平均为9. 90 cm,较处理1(CK)平均增加0.70 cm;单株质量处理2 平均为1.21 kg,较处理1(CK)平均增加0.08 kg;单株净质量处理2 平均为1.00 kg,较处理1(CK)平均增加0.11 kg。商品率处理2 平均为84.89%,较处理1(CK)平均增加4.78%。

2.3 不同处理对娃娃菜产量的影响

从表3 可看出,一年三茬娃娃菜处理2 较处理1 均显著增产,三茬分别增产7 748.9 kg ·hm-2、7 558.8 kg · hm- 2、5 612.8 kg · hm- 2,增产率分别为7.7%、7.5%、5.5%;一年三茬娃娃菜处理2 较处理1平均增产7 228.6 kg·hm-2,增產率7.2%。

2.4 土壤养分及理化性状变化

从表4 可以看出,处理2 试验后较试验前pH降低0.10,有机质含量增加1.17 g · kg- 1,增幅14.64%;全氮含量增加0.13 g·kg-1 ,增幅24.53%;碱解氮含量增加16.00 mg·kg-1,增幅28.57%;有效磷含量增加7.20 mg·kg-1,增幅33.49%;速效钾含量增加15.80 mg·kg-1,增幅21.44%。试验结果表明,在娃娃菜上实施“土壤调理剂+生物有机肥料+尾菜堆沤还田”模式,可明显提高耕地质量,增加土壤养分含量。

从表5 可以看出,一年三茬娃娃菜田实施“土壤调理剂+生物有机肥料+尾菜堆沤还田”模式处理能明显降低土壤容重,提高土壤总孔隙度。在0~20 cm,处理2 较处理1 土壤容重减少0.06 mg·cm3,孔隙度增加1.48 个百分点;在>20~50cm,处理2 较处理1 土壤容重减少0.05 mg·cm3,孔隙度增加了1.39 个百分点。

2.5 经济效益分析

由表6 可知,处理2 各茬产值均最高,为53 919.5~129 430.7 元·hm- 2 ,较处理1 增产值3 779.4~9 298.7 元·hm-2,增效3 029.4~8 590.7 元·hm-2;三茬娃娃菜处理2 总产值为269 097.1 元·hm-2,较处理1 增产值17 568.4 元·hm- 2 ,总增效15 822.4 元·hm-2,产投比分别为24.20∶1 和22.16∶1。

3 讨论与结论

在临泽县鸭暖镇五泉村一年三茬娃娃菜分别增施土壤调理剂、生物有机肥料、尾菜堆沤还田当茬作物都有增产效果,三茬分别增产7 748.9 kg·hm-2、7 558.8 kg · hm- 2、5 612.8 kg · hm- 2,增产率分别是7.7%、7.5%、5.5%。试验结果表明,娃娃菜在常规施肥情况下,增施有机质和提高土壤活性肥料情况下都有不同程度的增产效果,并通过第一茬施用调碱性土壤调理剂,有效解决当地盐碱严重问题。游媛等[13]关于大白菜平衡施肥的研究表明,有机肥使大白菜增产是以一定化学肥料投入为基础的,并且有机质能有效提高娃娃菜维生素C 含量,与本试验结果一致。一年采收结束后对试验前后土壤养分进行对比分析,有机质、全氮、速效钾等土壤养分含量明显提高,耕作层土壤容重减少0.05~0.06 g·cm3,孔隙度增加了1.39%~1.48%;尤其是将三茬娃娃菜尾菜通过不同茬口科学安排,全部还田,有效降低尾菜带来的环境污染,还有效进行肥料化处理,为第三茬作物及第二年耕种提供了有效有机质。经济效益也有大幅提高,较常规施肥增产值17 568.4 元·hm-2,平均单茬增效5 274.1 元·hm-2。为一年三茬娃娃菜“保价护航”,有效降低了种植风险。

试验表明,一年三茬娃娃菜种植按照“土壤调理剂+生物有机肥料+尾菜堆沤还田”模式可以促进娃娃菜的生长发育,且对娃娃菜的品质和产量有一定程度的提升,并可以结合茬口时间有效促进尾菜无害化利用,耕地质量得到明显提高,可以在本区域生产上大面积示范推广。但本试验仅设计为单因子研究,对氮磷钾的配比试验并无深入展开,由于娃娃菜对氮磷钾需求水平的不同,尤其对氮素依赖性最强,是产量的主要限制因素[14-15],因此,应进一步进行不同施肥方式对其肥料利用率及氮磷钾配比试验,为有机肥替代化肥、有机肥和化肥相结合、化肥减量增效以及耕地质量提升提供数据支撑。

参考文献

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