山东省设施蔬菜施肥现状调查研究

来源:用户上传      作者:江丽华 李妮 徐钰 石璟 杨岩 王梅 陈永智 张立联 郭洪军 宋东涛 张洪启 姜新 刘延生

　　 摘要：為明确设施蔬菜施肥现状、存在主要问题和科学指导农民施肥，对山东省2016—2017年度6个县（市、区）的设施蔬菜（番茄、黄瓜、茄子和芹菜）产量及施肥情况进行调查分析。结果显示，设施蔬菜中，茄子和芹菜的产量水平变异较小，变异系数在7.18%～27.63%;番茄和黄瓜的产量水平变异较大，变异系数在33.84%～65.15%。施肥方面，黄瓜上N、P2O5、K2O养分投入量差异最大，投入量最大值分别是最小值的7.95、8.54、8.77倍;番茄、黄瓜和茄子的N、P2O5、K2O投入量分别是需求量的1.47～2.68、3.93～7.50、1.09～1.51倍;芹菜的N、P2O5养分投入量分别超出需求量32.0%和79.0%，而K2O投入量仅为需求量的48.69%。设施蔬菜总施肥量、有机肥、基施化肥、追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例分别为1∶ 0.84∶ 1.02、1∶ 0.84∶ 0.80、1∶ 0.99∶ 1.05、1∶ 0.77∶ 1.25，其中P2O5投入量占比过高，有机肥中K2O投入量占比不足。N、P2O5、K2O三种主要养分投入量中有机肥占比平均分别为43.96%、43.72%、36.99%，N和P2O5的投入量中有机肥占比较合理，K2O占比较低。不同蔬菜主要养分投入量中来源于有机肥的养分所占比例黄瓜较合理，茄子较高，番茄和芹菜偏低。建议农户今后减少氮肥和磷肥的投入，增加钾肥和有机肥的施用;肥料类型上选择低磷高钾的品种。
　　关键词：设施蔬菜;施肥;调查;山东
　　中图分类号：S14-31  文献标识号：A  文章编号：1001-4942（2020）02-0090-07
　　Abstract In order to determine the current status and main problems of facility vegetable fertilization so as to guide farmers to apply fertilizer scientifically， an investigation on the yield and fertilization of facility vegetables （tomato， cucumber， eggplant and celery） was carried out in six districts and counties in Shandong Province from 2016 to 2017. The results showed that the yield level of eggplant and celery varied slightly with the coefficients of variation between 7.18% and 27.63%， while that of tomato and cucumber varied more greatly with the coefficients of variation between 33.84% and 65.15%. In terms of fertilization， the differences between N， P2O5 and K2O inputs in cucumber was the largest， and the maximum values were 7.95， 8.54 and 8.77 times of the minimum values respectively. The input amount of N， P2O5 and K2O in tomato， cucumber and eggplant was 1.47～2.68， 3.93～7.50 and 1.09～1.51 times of the demand amount respectively. The N and P2O5 input of celery exceeded the demand by 32.00% and 79.00% respectively， while that of K2O was only 48.69%. The ratio of N∶ P2O5∶ K2O in the application amount of total fertilization， organic fertilizer， basal chemical fertilizer and top-dressing chemical fertilizer of facility vegetables was 1∶ 0.84∶ 1.02， 1∶ 0.84∶ 0.80， 1∶ 0.99∶ 1.05 and 1∶ 0.77∶ 1.25 respectively. The proportion of P2O5 input was too high， while that of K2O from organic fertilizer was insufficient. The average proportion of organic fertilizer in N， P2O5 and K2O inputs was 43.96%， 43.72% and 36.99% respectively. The proportion of organic fertilizer in N and P2O5 input was reasonable， while that in K2O was lower. Among N， P2O5 and K2O inputs of different vegetables， the proportion of organic fertilizer was reasonable in cucumber， higher in eggplant and lower in tomato and celery. The recommendations were presented in this paper that the input of N and P2O5 should be reduced， and the input of K2O and organic fertilizer should be increased; farmers should choose fertilizers with lower P2O5 and higher K2O. 　　Keywords Facility vegetable; Fertilization; Investigation; Shandong Province
　　 受传统种植习惯和饮食文化的影响，蔬菜在我国农业生产和居民膳食结构中占有重要地位[1]。传统的蔬菜种植受气候影响，存在品种单一、季节性与消费连续性相矛盾问题。随着种植技术的发展，设施栽培成为我国蔬菜生产的重要方式[2，3]，通过调控设施内部的土壤环境和气候环境，打破季节变化和气温变化对蔬菜生产的限制，创造出一种适宜蔬菜生长的小气候，实现蔬菜的多茬种植、周年供应[4]。蔬菜生长期间需肥量大，但产值和效益远大于其它作物，种植户普遍认为施肥越多产量越高[5]。目前，蔬菜尤其是设施蔬菜种植上普遍存在的过量施肥（尤其是氮磷肥）和不合理施用，不仅对蔬菜生长造成一系列的负面影响，还导致养分流失、土壤和地下水环境的污染[1，3，6，7]。查明蔬菜化肥使用本底及施肥中存在的主要问题是蔬菜化肥科学施用的基础[8]。黄绍文等[8]对2013—2015年我国主要菜区设施蔬菜养分投入量及设施栽培下主要蔬菜品种的肥料使用情况进行问卷式调查，结果显示我国主要菜区设施蔬菜化肥养分（N+ P2O5+ K2O）用量平均1 354.5 kg/hm2，华北和华东地区用量显著高于东北、华中和西南地区，设施黄瓜化肥养分用量>番茄>辣椒和茄子。另外，有关各个地区的蔬菜施肥调查也有许多报道，例如北京[9，10]、天津[11，12]、河北[11，13]、陕西[6，14，15]、山西[7]及山东省部分地区[2，3，16-19]。
　　山东是我国蔬菜生产和出口大省，是“世界三大菜园”之一，近10年来，种植面积稳定在200万公顷左右，约占全国的十分之一;设施蔬菜栽培面积保持在86.7万公顷以上，约占全国的四分之一[5]。2014年调查显示，山东省设施番茄化肥用量903.75 kg/hm2，位居全国第六位;设施黄瓜化肥用量1 458.6 kg/hm2，位居全国第二位[1]。为明确设施蔬菜施肥现状及存在的主要问题，继而科学地指导农民施肥，本研究对山东省2016—2017年度6个县（市、区）的设施蔬菜（番茄、黄瓜、茄子和芹菜）产量及施肥情况进行调研，以期为设施蔬菜化肥减施提供依据，实现设施蔬菜生产的优质、高产、高效，到2020年化肥零增长[1，11]。
　　1 材料与方法
　　1.1 调查区域
　　本次调查选择具有一定种植规模和典型蔬菜种类的6个县（市、区），包括聊城市莘县、东阿县和东昌府区，潍坊市寿光和安丘，济南市济阳区，作为本次设施蔬菜施肥现状的调查地点。
　　1.2 调查方法
　　本次调查安排专门调查员现场填写调查问卷，调查种植期为2016—2017年，调查内容包括种植蔬菜类型和品种、定植/拉秧时间、产量、施肥日期、施肥量、肥料品种和养分含量、施肥方式等。共计收到调查问卷236份，种植方式包括轮作和单作，去除样本数较少的蔬菜品种，整理后得出4种主要蔬菜，样本数共计151份。其中番茄54份（包括冬春茬、夏秋茬、越冬长茬）、黄瓜46份（包括春茬、秋冬茬和越冬长茬）、茄子34份（包括春茬和越冬长茬）、芹菜17份（秋茬）。
　　番茄冬春茬生育期为2016年12月至2017年6月，夏秋茬生育期为2016年6月至2016年11月，越冬长茬生育期为2016年10月至2017年6月;黄瓜春茬生育期为2016年2月至2016年6月，秋冬茬生育期为2016年8月至2017年2月，越冬长茬生育期为2016年9月至2017年6月;茄子春茬生育期为2016年2月至2016年6月，越冬长茬生育期为2016年8月至2017年6月;芹菜秋茬生育期为2016年8月至2016年12月。
　　1.3 数据分析
　　采用Microsoft Excel 2016和SPSS 22.0軟件进行数据处理和统计分析。化肥养分含量参照农户所用的包装袋，畜禽粪便养分含量参照中国有机肥料养分数据集（表1），商品有机肥按N 2%、P2O5 2%、K2O 1%，畜禽粪便重量按400 kg/m3进行计算。蔬菜养分需求量参照表2。
　　2 结果与分析
　　2.1 设施蔬菜产量水平
　　本次调查的4种设施蔬菜产量水平如表3所示，相同品种、相同茬口设施蔬菜产量水平不同。番茄冬春茬、夏秋茬、越冬长茬产量最大值分别是最小值的4.00、3.14、7.50倍，变异系数在33.84%～63.75%，平均产量冬春茬最高，夏秋茬最低，冬春茬平均产量是夏秋茬的1.18倍。黄瓜春茬、秋冬茬、越冬长茬产量最大值分别是最小值的4.80、7.33、7.00倍，变异系数在41.53%～65.15%，平均产量春茬最高，秋冬茬最低，春茬平均产量是秋冬茬的1.70倍。茄子春茬和越冬长茬产量最大值分别是最小值的3.00倍和1.25倍，变异系数在7.18%～27.63%，越冬长茬平均产量是春茬的2.67倍。芹菜产量最大值是最小值的1.78倍，变异系数为22.51%，平均产量为84.44 t/hm2。
　　2.2 设施蔬菜主要养分投入
　　2.2.1 N投入 由表4可见，不同类型蔬菜氮投入量存在差异。番茄、黄瓜、茄子、芹菜的氮投入量最大值分别是最小值的3.56、7.95、3.96、4.33倍，黄瓜的氮投入量差异最大。4种蔬菜氮投入量平均值分别为478.50、870.58、1 387.49、301.00 kg/hm2，投入量分别是需求量的1.47、1.58、2.68、1.32倍。
　　 相同种类不同茬口蔬菜，氮投入量也存在差异。不同茬口番茄氮投入量均超过需求量，分别超出需求量18.53%、48.87%、72.18%，最大投入量分别是最小投入量的4.12、2.60、4.11倍。不同茬口黄瓜氮投入量最大值分别是最小值的3.40、7.95、13.64倍，秋冬茬和越冬长茬氮投入量是需求量的1.84倍和2.11倍，而春茬投入量不足，仅占需求量的79.66%。茄子春茬和越冬长茬氮投入量均超过需求量，分别超出需求量2.05倍和1.30倍，最大投入量分别是最小投入量的4.89倍和3.53倍。芹菜秋茬氮投入量最大值是最小值的4.33倍，是理论需求量的1.32倍。 　　2.2.2 P2O5投入 不同类型蔬菜P2O5投入量差异较大（表5）。番茄、黄瓜、茄子、芹菜的P2O5投入量最大值分别是最小值的6.33、8.54、4.06、5.13倍，黄瓜的P2O5投入量差异最大，其次是番茄、芹菜、茄子。番茄、黄瓜、茄子、芹菜4种蔬菜P2O5投入量平均值分别为383.77、795.26、1 290.69、176.16 kg/hm2，投入量分别是需求量的3.93、4.14、7.50、1.79倍。
　　相同类型不同茬口蔬菜，P2O5投入量也存在差异。不同茬口番茄P2O5投入量均超过需求量，分别超出需求量2.33、2.81、3.65倍，最大投入量分别是最小投入量的6.34、6.47、6.23倍。不同茬口黄瓜P2O5投入量最大值分别是最小值的5.43、9.27、10.29倍，投入量分别超出需求量1.00、3.79、4.62倍。茄子春茬和越冬长茬P2O5投入量均超过需求量，分别超出需求量7.62倍和5.37倍，最大投入量分别是最小投入量的5.83倍和3.37倍。芹菜秋茬P2O5投入量最大值是最小值的5.13倍，是理论需求量的1.79倍。
　　2.2.3 K2O投入 由表6看出，番茄、黄瓜、茄子、芹菜4种蔬菜的K2O投入量最大值分别是最小值的4.16、8.77、3.56、6.42倍，黄瓜的K2O投入量差异最大，其次是芹菜。番茄、黄瓜、茄子和芹菜的K2O投入量平均值分别为584.27、893.38、1 259.08、200.41 kg/hm2。黄瓜和茄子的K2O投入量分别超出需求量20.33%和50.50%，番茄的K2O投入量与需求量基本持平，而芹菜的K2O投入量与需求量相比严重不足，仅占需求量的48.69%。
　　不同茬口番茄K2O投入量与需求量相比存在差异，越冬长茬番茄的K2O投入量超出需求量的23.00%，夏秋茬番茄的K2O投入量与需求量基本持平;3种茬口番茄K2O投入量最大值分别是最小值的5.80、3.20、4.20倍。秋冬茬和越冬长茬黄瓜K2O投入量分别是需求量的1.25倍和1.78倍，而春茬黄瓜K2O投入量仅占需求量的58.24%;3种茬口黄瓜K2O投入量最大值分别是最小值的3.58、9.98、12.23倍。茄子春茬和越冬长茬K2O投入量均超过需求量，分别超出需求量80.77%和19.64%，最大投入量分别是最小投入量的3.79倍和3.41倍。芹菜秋茬K2O投入量仅占理论需求量的48.69%，最大值是最小值的6.42倍。
　　2.3 设施蔬菜养分投入比例
　　研究和生产表明：蔬菜生育期间对养分的需求基本是磷少钾多，整个生育期N∶ P2O5∶ K2O的吸收比例大约是1∶ 0.3～0.5∶ 1.0～1.5[10，16，21，22]。本次调查结果显示，设施蔬菜总施肥量N∶ P2O5∶ K2O比例为1∶ 0.84∶ 1.02，其中有机肥提供的N∶ P2O5∶ K2O比例为1∶ 0.84∶ 0.80，基施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例为1∶ 0.99∶ 1.05，追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例为1∶ 0.77∶ 1.25。总体而言，P2O5的投入量占比过高，有机肥中K2O的投入量占比不足。
　　不同种类蔬菜养分投入量的N∶ P2O5∶ K2O比例存在差异（表7）。番茄总施肥量、有机肥、基施化肥、追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例分别为1∶ 0.80∶ 1.23、1∶ 0.82∶ 0.70、1∶ 0.98∶ 1.20、1∶ 0.68∶ 1.64。存在问题为：P2O5的投入量占比过高，有机肥投入K2O量占比不足，尤其是夏秋茬和越冬长茬栽培，有机肥投入的K2O量严重不足。黄瓜总施肥量、有机肥、基施化肥、追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例分别为1∶ 0.91∶ 1.00、1∶ 0.86∶ 0.90、1∶ 1.06∶ 1.12、1∶ 0.89∶ 1.07。存在问题为：P2O5的投入量占比过高，春茬和秋冬茬的总施肥量和有机肥投入量以及秋冬茬的基施化肥投入量中K2O占比不足。茄子总施肥量、有机肥、基施化肥、追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例分別为1∶ 0.93∶ 0.93、1∶ 0.93∶ 0.83、1∶ 1.17∶ 0.97、1∶ 0.81∶ 1.21。存在问题为：P2O5的投入量占比较高，K2O的投入量除了追施化肥外其余占比不足。芹菜养分投入量中P2O5占比略高，而K2O占比严重不足。
　　2.4 设施蔬菜投入养分来源
　　研究显示设施蔬菜养分投入中有机肥占比40%～50%比较合理[5]。本次调查N、P2O5、K2O三种主要养分投入量中有机肥占比平均分别为43.96%、43.72%、36.99%，N和P2O5的投入量中，有机肥占比较合理，K2O占比较低。不同种类蔬菜三种主要养分投入量中有机肥占比分别在18.65%～80.19%、19.23%～79.99%、8.38%～77.17%，差异较大。其中，番茄为29.70%、30.14%、17.24%，黄瓜为46.76%、44.25%、42.02%，茄子为70.82%、70.29%、64.33%，芹菜为24.64%、29.68%、26.44%（表8）。黄瓜栽培中有机肥氮磷钾养分投入量占比较合理，茄子占比较高，番茄和芹菜占比偏低。
　　3 讨论与结论
　　合理施肥是保证蔬菜高产优质的前提。蔬菜产量水平受品种、茬口、生育期长短及施肥水平影响，但相同品种、相同茬口的蔬菜产量水平主要受施肥的影响。单从产量水平看，4种蔬菜产量水平越冬长茬茄子变异最小，变异系数为7.18%;其次是芹菜和春茬茄子，变异系数分别为22.51%、27.63%;越冬长茬番茄和秋冬茬、越冬长茬黄瓜产量水平变异最大，均大于60%。
　　蔬菜生育期短、复种指数高、需肥量大，尤其是对氮磷钾肥的需求。近两年农户在蔬菜施肥的主要养分投入量方面差异较大，4种蔬菜N、P2O5和K2O投入量最大值分别是最小值的2.60～13.64、3.37～10.29、3.20～12.33倍，相比之下，黄瓜3种养分投入量差异最大。番茄、黄瓜和茄子的N、P2O5、K2O投入量分别是需求量的1.47～2.68、3.93～7.50、1.09～1.51倍;芹菜的N、P2O5投入量分别超出需求量32.0%和79.0%，而K2O投入量仅为需求量的48.69%。氮肥的过量施用会对蔬菜品质造成负面影响，尤其是硝酸盐超标，另外还会造成土壤酸化、地下水污染等环境问题[5，16，22-24]。磷肥过量会导致蔬菜和土壤产生铁、锌等缺素症[25]。今后还是要调整肥料使用结构，在保证蔬菜产量不降低的条件下，减少氮肥和磷肥的施用量，增加钾肥的投入[26]。 　　养分投入比例方面，设施蔬菜总施肥量、有机肥、基施化肥、追施化肥N∶ P2O5∶ K2O比例分别为1∶ 0.84∶ 1.02、1∶ 0.84∶ 0.80、1∶ 0.99∶ 1.05、1∶ 0.77∶ 1.25，P2O5的投入量占比过高，有机肥中K2O投入量中占比不足。不同种类、不同茬口设施蔬菜存在的共性问题是P2O5的投入量占比高，有机肥中K2O投入量占比不足。P2O5投入量占比过高，一方面是由于农户施用的化肥品种以平衡性三元复合肥或冲施肥为主，另外还有含磷量较高的磷酸二铵的过量施用;另一方面施用的堆肥和商品有机肥中P2O5含量也较高，这可能也是有机肥中K2O占比不足的原因。
　　养分投入来源方面，N、P2O5、K2O三种主要养分投入来源于有机肥的量，占比平均分别为43.96%、43.72%、36.99%，按照有机无机配施基本原则，N和P2O5的投入量中有机肥占比较合理，K2O占比偏低。不同种类蔬菜三种主要养分有机肥投入量，黄瓜占比较合理，茄子偏高，番茄和芹菜偏低。
　　根据调查结果，现阶段设施蔬菜施肥存在的主要问题包括：一是化肥氮磷钾施用量偏高，调查样本氮磷钾平均用量分别是需求量的1.76、4.55倍和1.15倍，三种养分都具有减施潜力，特别是磷肥的减施潜力较大;二是不同农户间肥料施用量差别较大，氮磷钾养分投入量之间差异均超过10倍以上，说明设施蔬菜科学施肥技术还需要进一步研发和推广;三是氮磷钾养分比例不合适，一方面表现为总养分比例与蔬菜吸收比例不协调，另一方面表现为与蔬菜生育阶段的养分需求不协调;四是肥料结构还需优化，包括有机肥与无机肥的配比、平衡性化肥与高氮高钾水溶肥配比等方面。针对以上问题，建议农户今后应根据蔬菜种类和产量水平，合理减少氮肥和磷肥的投入量，优化钾肥用量;根据蔬菜种类和生育时期选择化肥品种，建议基肥选择平衡型复合肥和适量有机肥，早期追肥选择平衡性水溶肥，中后期选择低磷高钾水溶肥。
　　参 考 文 献：
　　[1] 王娟娟.我国蔬菜施肥现状调查研究[J]. 中国农技推广，2016，32（6）：11-13.
　　[2] 刘兆辉，江丽华，张文君，等.山东省设施蔬菜施肥量演变及土壤养分变化规律[J]. 土壤学报，2008，45（2）：296-303.
　　[3] 高新昊，张英鹏，刘兆辉， 等.种植年限对寿光设施大棚土壤生态环境的影响[J]. 生态学报，2015，35（5）：1452-1459.
　　[4] 顾田甜.建昌县设施蔬菜施肥现状评估及建议[D]. 北京：中国农业科学院，2014.
　　[5] 郭跃升，郑东峰.菜地现代施肥技术[M]. 北京：化学工业出版社，2017.
　　[6] 郭文龙，党菊香，郭俊炜， 等.咸阳市温室蔬菜施肥现状调查与评价[J]. 陕西农业科学，2009（2）：123-126.
　　[7] 唐珧，李丽君，白光洁， 等.山西南部设施蔬菜施肥及土壤氮磷累积现状调查分析[J]. 山西农业科学，2017，45（5）：773-776，785.
　　[8] 黄绍文，唐继伟，李春花，等.我国蔬菜化肥减施潜力与科学施用对策[J]. 植物营养与肥料学报，2017，23（6）：1480-1493.
　　[9] 梁金凤，贾小红，金强，等.北京市设施蔬菜施肥状况变化分析[J]. 中国蔬菜，2013（19）：18-22.
　　[10] 刘宏斌.施肥对北京市农田土壤硝态氮积累与地下水污染的影响[D]. 北京：中国农业科学院，2002.
　　[11] 张怀志，唐继伟，袁硕， 等.津冀设施蔬菜施肥调查分析[J]. 中国土壤与肥料，2018（2）：54-60.
　　[12] 郑育锁.天津市设施蔬菜灌溉施肥情况调查[J]. 中国农技推广，2012，28（7）：44-46，50.
　　[13] 张彦才，李巧云，翟彩霞，等.河北省大棚蔬菜施肥状况分析与评价[J]. 河北农业科学，2005，9（3）： 61-67.
　　[14] 李茹，胡凡，李水利，等.陕西省设施蔬菜施肥现状评价[J]. 现代农业科技，2018（16）：53-55，59.
　　[15] 冯武焕，吕爽，王虎，等.西安市菜田化肥农药施用现状调查与分析[J]. 中国农学通报，2016， 32（31）： 143-146.
　　[16] 李俊良，崔德杰，孟祥霞， 等.山东寿光保护地蔬菜施肥现状及问题的研究[J]. 土壤通报，2002，33（2）： 126-128.
　　[17] 余海英，李廷轩，张锡洲.温室栽培系统的养分平衡及土壤养分变化特征[J]. 中国农业科学， 2010， 43（3）： 514-522.
　　[18] 高峻岭，宋朝玉，黄绍文，等.青岛市设施蔬菜施肥现状与土壤养分状况[J]. 山东农业科学，2011（3）：68-72.
　　[19] 高峻岭，宋朝玉，王玉军，等.施肥对青岛市设施蔬菜产量、净产值及土壤环境的影响[J]. 中国生态农业学报，2011，19（6）：1261-1267.
　　[20] 全国农业技术推广服务中心.中国有机肥料养分数据集[M]. 北京：中国科学技术出版社， 1999.
　　[21] Huang S W， Jin J Y. Status of heavy metals in agricultural soils as affected by different patterns of land use[J]. Environ.Monit.Ass.， 2008， 139： 317-327.
　　[22] 黄绍文， 王玉军， 金继运， 等.我国主要菜区土壤盐分、酸碱性和肥力状况[J].植物营养与肥料学报， 2011，17（4）：906 -918.
　　[23] 曹志洪.施肥与水体环境质量：论施肥对环境的影响[J]. 土壤， 2003，35（5）：353-363.
　　[24] 黄东风，王果，李卫华， 等.不同施肥模式对蔬菜产量、硝酸盐含量及菜地氮磷钾流失的影响[J]. 水土保持学报，2008，22（5）：5-10.
　　[25] 王蓉，王礼焦，孙潇潇.连云港市设施蔬菜施肥与土壤养分状况分析[J]. 山西农业科学，2016，44（2）：204-208，231.
　　[26] 韓上，武际，钱晓华，等.安徽主栽蔬菜施肥现状调查及对策[J]. 中国蔬菜，2015（4）：15-19.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15264580.htm