有机肥替代化肥对茄子产量、品质和土壤肥力的影响

袁 奇，冯 冰，钟月华，王 静，许仙菊，马洪波

（1宿城区园艺技术推广站，江苏 宿迁 223800；2江苏省农业科学院农业资源与环境所/农业农村部江苏耕地保育科学观测实验站，南京 210014；3南京农业大学，南京 210095）

0 引言

肥料对于蔬菜是非常重要的，蔬菜一般为短期营养作物，一年中可复播多茬，由于生长期短，单位时间内吸收的养分多，因此容易造成蔬菜要多施肥的惯性思维，盲目施肥、过量施肥、重无机肥而轻有机肥的现象普遍存在，滥用化肥直接导致蔬菜品质、肥料利用率下降，环境问题日益突出，农业面源污染加剧了湖泊水体质量恶化，残留在土壤中过量氮、磷等养分下渗到地下水中，影响了地下水质量，土壤中某种营养元素过多，造成土壤对其他元素的吸收性能下降，有机质含量降低、土壤酸化板结，从而破坏土壤养分的内在平衡，引起土壤肥力衰退等[1]，成为中国蔬菜产业可持续发展的又一瓶颈[2]，亟待实施化肥减量增效的措施。

针对蔬菜地化肥减量增效方面已有一些措施，如测土配方施肥，应用缓控释肥料、水溶肥料、生物肥料等新型肥料和增施有机肥等技术[3-4]。减少化肥、配施有机肥在经济上是可行的，也是发展可持续农业的环保方法[5]。增施有机肥可以改善土壤结构，增加团聚体数量和生物活性[6]，为蔬菜提供全面营养，而且肥效长，能促进蔬菜生长、改善品质、提高蔬菜产量[7-9]。而合理施用有机肥，提倡有机肥与化肥配合施用是目前普遍的共识，但不同土壤条件和管理背景下，有机肥的替代比例和效果存在差异。有机肥虽然养分全面，但全部用有机肥不太合理而且见效慢，要想获取蔬菜的优质高产，仅施用有机肥是不够的，只有合理搭配施用化肥才能实现养分的平衡供应。在蔬菜生产地实行有机肥部分替代化肥，不仅有利于平衡施肥，而且从长远看可以培肥地力、改良土壤，实现蔬菜的持续优质高产。适宜的有机肥替代比例，可显著提高玉米[10]、水稻[11]、小麦[12]、马铃薯[13]、番茄[14]产量。但有机肥替代化肥对茄子产量、品质和地力提升的影响研究相对较少，最佳替代比例尚不清楚。

笔者选择在江苏宿迁宿城区罗圩乡联伍村蔬菜种植区，研究化肥减量并配施不同水平的有机肥对茄子生长生理、品质、品质和产量的影响，系统阐述有机肥替代化肥的优势，同时筛选适宜试验区茄子生产的有机肥替代用量，以期为当地茄子的高效优质和可持续发展提供科学合理的施肥方案。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

研究田间试验于2018年在宿迁宿城区进行，室内试验在罗圩乡大棚里进行。供试土壤的基本理化性状为pH 7.95，有机质14.89 g/kg，碱解氮54.13 mg/kg，有效磷31.18 mg/kg，速效钾586.5 mg/kg。

1.2 供试材料

供试作物为温室作物茄子‘绿茄二号’，来源于沈阳依农园艺有限公司。供试有机肥由江苏沃绿宝生物科技股份有限公司和宿迁百可农有机肥公司供应。试验前对厂家提供的有机肥取样进行养分分析。沃绿宝有机肥烘干基有机质和氮磷钾养分含量分别为46.05%、2.07%(N)、1.18%(P2O5)、2.88%(K2O)，百可农有机肥烘干基有机质和氮磷钾养分含量分别为45.81%、1.79%(N)、1.22%(P2O5)、2.34%(K2O)。

1.3 试验方法

试验设置2种有机肥、2种有机肥替代比例，共6个处理。处理1不施氮肥处理，处理2为常规施肥600 kg/hm2(15:15:15)，处理3为百可农有机肥替代化肥30%[百可农有机肥12000 kg/hm2+常规复合肥420 kg/hm2(15:15:15)]，处理4为百可农有机肥替代化肥40%[百可农有机肥15000 kg/hm2+常规复合肥360 kg/hm2(15:15:15)]，处理5为沃绿宝有机肥替代化肥30%[沃绿宝有机肥12000 kg/hm2+常规复合肥420 kg/hm2(15:15:15)]，处理6为沃绿宝有机肥替代化肥40%[沃绿宝有机肥15000 kg/hm2+常规复合肥360 kg/hm2(15:15:15)]。计算肥料用量时，各处理氮肥用量一致，并按照不同处理中的最大磷钾投入量，以过磷酸钙和硫酸钾补充使各处理氮磷钾量总量一致。氮磷钾化肥分别为尿素、过磷酸钙和硫酸钾，各处理3次重复，小区面积4 m×5 m，随机排列。先施基肥，有机肥和磷钾化肥均一次基施，然后用锄头将肥料和土拌匀，再栽茄子苗；化肥氮肥施用按照3-3-4的运筹比例分别在基肥-盛花期-盛果期施用，追肥方式为撒施。除肥料外，其他浇水、施药等管理措施各处理一致。

1.4 测定方法

1.4.1 土壤样品 用土钻按S形在试验区取0～20 cm土层土壤样品，取8个点混在一起为一个样品，样品去除各种杂质后，风干后过100目和10目筛待测。pH测定采用电位法，碱解氮含量测定采用碱解扩散法，速效钾含量测定采用1 mol/L乙酸铵浸提、火焰光度法，有效磷含量测定采用0.5 mol/L碳酸氢钠浸提、分光光度计法，有机质含量测定采用高温外热重铬酸钾氧化-容量法。

1.4.2 植株样品 茄子成熟期随机采集试验区5株，然后将茄子根、茎叶、果实分开，将分开的部分称重、切碎，在烘箱108℃下杀青30 min，然后用80℃下烘干，烘干后磨样，过100目筛待用。植株采用H2SO4-H2O2消煮，用凯氏定氮法测定植株样全氮，用钼锑抗显色法测定植株全磷，用火焰光度法测定植株样全钾。茄子果实鲜样经20 g/L草酸组织匀浆，采用2,6-二氯靛酚滴定法测维生素C含量；经pH 9.6～9.7氨缓冲溶液组织匀浆，紫外分光光度法测硝酸盐含量；经蒸馏水组织匀浆，盐酸水解-铜还原直接滴定法测水溶性糖总量。

1.5 数据处理及分析方法

采用Excel 2010软件处理数据，采用SPSS 18.0软件进行统计分析，采用Duncan进行差异显著性检验(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 有机肥替代化肥对茄子产量和氮肥利用率的影响

表1结果表明，随着有机氮比例增加，茄子产量、氮肥利用率均呈现升高的趋势，茄子产量、氮肥利用率均以有机肥替代化肥比例为40%最高，百可农有机肥处理的茄子产量最高，达到129.17 kg/20 m2，与常规施肥对照相比产量提高了5.17%，未达到显著水平(P>0.05)，沃绿宝有机肥处理的氮肥利用率最高，达到41.57%，与常规施肥对照相比提高10.49%，未达到显著性差异(P>0.05)。表明温室有机肥替代化肥比例为40%最适宜茄子的产量和氮肥利用率，从产量角度考虑，百可农有机肥优于沃绿宝有机肥，从氮肥利用率角度考虑，沃绿宝有机肥优于百可农有机肥。总体来讲，有机肥替代化肥无论30%或者40%均能达到减肥增效的目的，不仅能减少化肥用量，还能提高茄子产量和氮肥利用率。

表1 不同有机肥替代化肥比例对茄子产量和氮肥利用率的影响

2.2 有机肥替代化肥对茄子品质的影响

表2结果表明，随着有机氮比例增加，茄子可溶性糖和Vc含量均呈现升高的趋势，茄子硝酸盐含量均呈现下降趋势，可溶性糖和Vc含量以沃绿宝有机肥替代化肥比例为40%最高，与常规施肥对照相比分别提高了9.09%和12.31%，但未达到显著水平(P>0.05)，茄子硝酸盐含量均以百可农有机肥替代化肥比例为40%最低，与常规施肥对照相比降低了7.09%，未达到显著水平(P>0.05)。表明温室有机肥替代化肥比例为40%最适宜茄子的品质提升，从提升茄子Vc含量和可溶性糖含量角度考虑，沃绿宝有机肥最适合，从降低茄子硝酸盐含量角度考虑，百可农有机肥最适合，总体来讲，有机肥替代化肥无论30%或者40%均能达到减肥增效的目的，不仅能减少化肥用量，还能提高茄子Vc和可溶性糖含量和降低硝酸盐含量。

表2 不同有机肥替代化肥比例对茄子品质的影响

2.3 不同有机肥替代化肥比例对土壤理化性状的影响

随着有机肥替代化肥比例增加，土壤有机质含量、碱解氮、有效磷、速效钾均呈逐渐增加趋势，均以有机肥替代化肥比例为40%最高，pH显现逐渐下降趋势，以有机肥替代化肥比例为40%最低，表明在碱性土壤上施用有机肥可以缓解碱性，趋于中性（表3）。单纯从提升有机质含量角度，百可农有机肥替代化肥40%的最高，与常规施肥对照相比，提高5.67%，达到显著性差异(P＜0.05)；从提升碱解氮和速效磷角度，百可农优于沃绿宝；从提升速效钾角度，沃绿宝优于百可农。总之，有机肥替代化肥40%更适合温室土壤地力提升，百可农有机肥提升土壤有机质含量优于沃绿宝有机肥。

表3 不同有机肥替代化肥比例对土壤理化性状的影响

3 结论

温室有机肥替代化肥比例为40%，对应的氮肥用量减少40%时，茄子产量和氮肥利用率均增加，也提高了茄子的可溶性糖和Vc含量，硝酸盐含量明显下降。随着有机肥替代化肥比例增加，收获时土壤有机质含量、碱解氮、有效磷、速效钾呈逐渐增加趋势，均以有机肥替代化肥比例为40%最高，pH趋向中性，有利于改良碱化土壤。

有机肥适宜的品种与种植目的有关。以提高茄子产量、土壤碱解氮、土壤有机质和有效磷含量为目的时，宜选择百可农有机肥；以提升可溶性糖含量、Vc、氮肥利用率、土壤速效钾角度，宜选择沃绿宝有机肥。

4 讨论

张迎春等[15]研究了有机肥对莴笋的效果，结果表明有机肥在氮料利用率、产量方面能发挥出重要作用。林志锋等[16]对包心菜和小青菜施有机肥的可行性进行了研究，结果表明有机肥可以提高包心菜和小青菜的产量，在25%替代比例下2种蔬菜产量均达到最高，罗佳等[17]发现20%的有机肥替代处理提高了生菜的产量和氮肥利用率,以上研究结果与本研究结论略有不同。本研究表明，有机肥替代化肥比40%最适宜，与常规施肥对照相比产量提高了5.17%，氮肥利用率提高了10.49%。表明适宜的有机肥替代氮肥比例，不仅不会造成茄子减产，还有一定的增产作用，且能提高氮肥利用率，减少氮肥损失造成的环境问题。

蔬菜品质与人的健康息息相关，越来越引起人们的重视，其中糖分、维生素C和硝酸盐等指标最具代表性，硝酸盐含量是蔬菜安全卫生标准的重要评价指标之一。徐大兵等[18]在有机肥替代化肥对辣椒的品质影响的研究中表明，有机氮替代化肥时辣椒的品质优于单施化肥，且能降低辣椒的硝酸盐含量。何东霞[19]发现，与常规肥料处理相比，有机肥替代化肥处理显著增加韭菜可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C的含量，降低硝酸盐含量。Verma等[20]在研究有机肥替代化肥对甘蓝生长的影响中发现，有机肥对甘蓝的产量、维生素C、总糖等营养品质有显著提高。本研究发现，可溶性糖和Vc含量以有机肥替代化肥比例为40%最高，与常规施肥对照相比分别提高了9.09%和12.31%，茄子硝酸盐含量均以有机肥替代化肥比例为40%最低，与常规施肥对照相比降低了7.09%，这一结论与闫佳会等[21]在减量氮肥对大葱生长的影响中的研究结果相符。

从耕地基础地力上来看，增施商品有机肥料可显著增加土壤有机质，增加通气性，进而提升土壤的可耕性[22]。有机与无机养分能协调土壤养分平衡供应，满足作物对养分的需求[23]，本研究发现，有机肥替代化肥后，与常规施肥相比，土壤有机质最高提高了5.67%，土壤碱解氮提高了12.64%，土壤有效磷提高了14.21%，对土壤有机质、碱解氮、速效磷的累积显著好于常规化肥，主要原因在于有机肥的施入在提高有机碳的同时，也增加了土壤有机氮和有机磷的含量。另外，温延臣[24]在商品有机肥替代化肥对土壤肥力的影响中发现，有机肥替代化肥与常规肥料处理相比能提高土壤速效钾含量，与本研究结果一致，本研究的有机肥替代化肥处理的土壤速效钾含量较常规肥料处理提高了5.62%。李玉[25]研究表明盐碱土施用有机肥可以增加土壤有机质，降低土壤pH，对土壤pH具有很好的缓冲性，本研究表明在碱性土壤上应用有机肥，也可以降低土壤pH，从pH 7.87降低到pH 7.64，有效地缓解了碱性土壤对植物的损害，明显地提升了土壤地力。

本研究的不足在于有机肥具有肥效缓慢释放持久的特点，一年的试验不能完全跟踪有机肥对茄子产量品质和土壤质量的影响，需要长期定位试验进一步研究有机肥替代化肥对茄子和土壤的长期效应。另外，本研究有机肥替代化肥的比例只有30%和40%，还可以增加替代比例，通过试验找到更适合更经济的替代比例。即使找到了茄子的最佳替代比例，其他经济作物不一定适合，也需要进一步研究不同经济作物的有机肥替代化肥的最佳比例。