设施蔬菜肥料施用现状调查分析及减施潜力估算

乌仁图雅 王 岩荣 迪 邓 宇 陈 琪 王盛男 娜日娜 曲颖超

（赤峰市农牧科学研究所，内蒙古赤峰 024031）

随着集约型现代农业的迅猛发展，设施农业已成为赤峰市的支柱和优势产业，设施蔬菜在赤峰市蔬菜产业中占有相当大的比重，在调整经济结构中起着举足轻重的作用。据统计，赤峰市设施农业面积达14万hm2以上，年产蔬菜近1 000万t。种植蔬菜种类主要为番茄、辣椒、黄瓜、茄子等。土壤是蔬菜生产的基础，人类生产活动对菜田土壤肥力影响较大[1]。随着生产规模的不断扩大，高强度生产模式带来的弊端不断暴露出来[2]。随着种植年限增加，设施菜地综合肥力显著高于露地菜田[3]，土壤有机质含量降低，pH值呈现升高的趋势，土壤速效养分累积趋势明显[4]。

肥料是蔬菜优质高产的物质基础。科学合理施肥是设施蔬菜优质高效生产的重要措施。然而，蔬菜尤其是设施蔬菜栽培中化肥过量和不合理施用现象普遍存在，不仅导致化肥利用率和蔬菜生产效益低下，还导致养分流失、土壤有机质含量降低、速效养分大量富集、次生盐渍化、重金属积累、蔬菜可食部分和地下水硝酸盐含量超标等一系列较为严重的问题，严重制约着设施蔬菜产业的可持续发展[5-6]。

为明确赤峰市设施蔬菜施肥现状，开展了设施番茄、黄瓜、辣椒施肥现状调查，揭示赤峰市设施蔬菜肥料投入现状，厘清设施蔬菜施肥方面存在的问题，估算调查区蔬菜肥料总养分和化肥养分的减施潜力，以期为赤峰市化肥减施、科学合理精准施肥、推动设施蔬菜优质高效生产、实现资源节约、提高经济效益、保护人体健康和生态环境提供参考。

1 材料与方法

1.1 调查区概况

所选调查区域为赤峰市松山区、宁城县、林西县等规模化种植基地。调查区域日光温室在2003—2018年建棚，为新型钢梁结构的日光温室，单个日光温室面积平均在1 435 m2左右。种植制度为一年两茬，主要种植作物为番茄、黄瓜、辣椒。调查区域日光温室均施用有机肥，施用的种类主要为羊粪和牛粪，少数施用商品有机肥、鸡粪等，均作基肥施入土壤。调查区域化肥施用种类繁多，主要包括复合平衡肥、磷酸二铵、微量元素水溶肥、过磷酸钙和硫酸钾等。

1.2 调查内容及方法

本调查采用田间调研和室内检测相结合的方法，2020年5月至2021年3月，实地调查了松山区大庙镇、松山区初头朗镇、林西县、宁城县等规模化种植基地20栋日光温室，对施肥量、肥料品种、施肥方法、建棚基本情况、温室面积、种植作物、定植时间、灌溉方式和农产品产量等进行了调研。在调查的基础上采集温室土壤样品20份、有机肥样品10份（测定有机肥总氮、总磷和总钾含量），研究日光温室施肥现状、估算减肥潜力、分析施肥中存在的主要问题。

1.3 数据分析

1.3.1 肥料养分投入计算。化肥养分含量根据农户描述和实际调查的蔬菜施肥量、各肥料产品中标注的养分含量计算获得。在调研过程中，种植户描述有机肥投入量以体积单位“m3”为计量单位。选用畜禽粪便重量按400 kg/m3进行计算[5]。有机肥养分含量为实际测定的纯N、P2O5和K2O含量，对有机肥中养分投入总量进行估算（表1）。

表1 调查区不同有机肥中养分含量测定结果（烘干基）

由于设施蔬菜地块面积大小不一，需要统一折算为公顷计算。设施蔬菜氮、磷、钾肥投入量均折算为纯N、P2O5和K2O的量。商品化肥折算方法为：依据商品肥外包装所记载质量及纯N、P2O5和K2O比例，结合种植户施用数量，计算养分投入量。

化肥养分投入量（kg/hm2）=化肥投入总量（kg）×养分占肥料质量百分比（%）/设施面积（hm2）；

有机肥养分投入量 （kg/hm2）=有机肥投入总量（kg）×有机肥养分含量（%）/设施面积（hm2）。

数据采用Excel 2013进行处理和统计分析。

1.3.2 减施潜力的估算。依据以往研究结果[6-7]，以设施蔬菜推荐施肥量为参照，估算赤峰市设施蔬菜的绝对减肥潜力和相对减肥潜力。

绝对减肥潜力（kg/hm2）=现状施肥量（kg/hm2）-推荐施肥量（kg/hm2）；

相对减肥潜力（%）=[现状施肥量（kg/hm2）-推荐施肥量（kg/hm2）]/现状施肥量（kg/hm2）×100。

2 结果与分析

2.1 调查区设施蔬菜肥料养分投入现状

2.1.1 有机肥。调查发现，调查区域设施蔬菜均施用有机肥，施用种类主要为羊粪和牛粪，少数施用鸡粪、商品有机肥和生物菌肥。调查区域设施农业有机肥主要来源于农户养殖产生的羊粪、鸡粪、牛粪等。由表2可知，番茄有机肥纯N、P2O5、K2O养分施用量分别为 1 145、437、1 270 kg/hm2，黄瓜有机肥纯 N、P2O5、K2O 养分施用量分别为 2 818、1 174、3 078 kg/hm2，辣椒有机肥纯N、P2O5、K2O养分施用量分别为2 592、1 080、2 832 kg/hm2。

在设施农业生产过程中发现，纯N、P2O5、K2O是养分总投入量的主要来源。其中，钾含量最高，其次为氮含量，磷含量最少。有机肥施用量表现为黄瓜>辣椒>番茄。

2.1.2 化肥。调查结果表明，调查区域的化肥中纯N、P2O5、K2O养分平均投入量为378 kg/hm2，高于全国农作物化肥养分用量（328.5 kg/hm2）。设施蔬菜化肥施用种类主要包括复合肥、冲施肥、磷酸二铵、高钾肥、微量元素肥等。3种主栽蔬菜化肥施用量均不相同（表2）。番茄化肥纯N、P2O5、K2O养分投入量分别为 745、500、867 kg/hm2， 黄瓜化肥纯 N、P2O5、K2O养分投入量分别为 151、240、109 kg/hm2，辣椒化肥纯N、P2O5、K2O 养分投入量分别为 273、367、213 kg/hm2。综上所述，调查区域中化肥施用量过高。3种作物化肥施用量不同，表现为番茄>辣椒>黄瓜。

表2 调查区设施蔬菜肥料使用情况

2.2 调查区设施蔬菜养分投入比例

设施蔬菜生育期对养分的需求规律基本是磷少钾多，研究表明，蔬菜对纯N、P2O5、K2O养分的吸收比例为 1.0∶0.3～0.5∶1.0～1.9[8-9]。 从表 3 可以看出，设施蔬菜基施化肥、追施化肥中P2O5的占比过高，远超蔬菜对磷的需求。养分总量纯N、P2O5、K2O比例为1.00∶0.49∶1.09， 其中有机肥提供的纯 N、P2O5、K2O 比例为1.00∶0.41∶1.10，基施化肥提供的纯 N、P2O5、K2O 比例为 1.00∶0.92∶1.03， 追施化肥提供的纯 N∶P2O5∶K2O 比例为 1.00∶1.84∶1.37。

表3 调查区设施蔬菜氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）施用比例

调查区域3种蔬菜施用的基施化肥、追施化肥中P2O5的比例过高，应大幅降低；设施番茄追施化肥K2O比例应适当降低。

设施蔬菜有机肥养分投入量占养分总投入量的适宜比例一般为40%～50%[9]。从表4可以看出，番茄有机肥纯N、P2O5、K2O养分投入量分别占养分总投入量的 61%、47%、59%， 黄瓜有机肥纯 N、P2O5、K2O养分投入量分别占养分总投入量的95%、83%、97%，辣椒有机肥纯N、P2O5、K2O养分投入量分别占养分总投入量的90%、75%、93%。因此，调查区域黄瓜、辣椒2种设施蔬菜有机肥养分投入比例远超过适宜比例，应加以调控。

表4 调查区设施蔬菜有机肥养分投入量及其占总养分比例

根据文献报道[9]，蔬菜基施养分用量占养分总用量的适宜比例一般为50%～60%。从表5可以看出，调查区域3种蔬菜基施养分投入量均普遍偏高，应加以调控。

表5 调查区设施蔬菜基施养分投入量及其占总养分比例

设施蔬菜适宜的基施化肥养分用量占化肥养分总量的比例为15%～20%。从表6可以看出，调查区域3种蔬菜基施化肥养分比例均普遍过高，为43%～92%。

表6 调查区基施化肥养分量及其占化肥养分总量比例

2.3 赤峰市调查区域设施蔬菜肥料减施潜力估算

根据专家研究得出的设施蔬菜施肥推荐量[8-10]，估算赤峰市设施蔬菜（番茄、黄瓜、辣椒）减肥潜力。结果表明，赤峰市设施蔬菜氮、磷、钾肥施用量远高于各自推荐施用量（表7）。调查区域纯N、P2O5和K2O投入量的养分超标率分别为74%、85%和95%，以辣椒减施潜力最大。

表7 设施蔬菜养分推荐量及减施潜力估算

与推荐施肥量相比，番茄纯N、P2O5、K2O的绝对减施潜力分别为1 415、781、1 458 kg/hm2，相对减施潜力分别为75%、83%、68%；黄瓜纯N、P2O5、K2O的绝对减施潜力分别为 2 470、1 226、2 715 kg/hm2，相对减施潜力分别为83%、87%、85%；辣椒纯N、P2O5、K2O的绝对减施潜力分别为2728、1392、2854kg/hm2，相对减施潜力分别为95%、96%、94%。

3 结论与讨论

3.1 设施蔬菜有机肥投入量偏大

赤峰市设施蔬菜纯N、P2O5、K2O养分投入量均超出各自推荐量。与北京、天津等城市相比，分别超出 3.5倍、3.6倍、5.4倍。 纯 N、P2O5、K2O 养分投入量分别超出设施蔬菜施肥推荐量的6.9倍、9.5倍和6.2倍。经调查，赤峰市设施蔬菜养分主要来源于有机肥。赤峰市设施蔬菜有机肥养分投入量占总养分投入量的47%～97%，有机肥养分投入量偏大。粪肥在分解过程中会产生氨挥发以及硝酸盐污染地下水，对环境造成一定危害。因此，赤峰市设施蔬菜施肥需要关注有机肥环境安全施用量的问题。

3.2 设施蔬菜基施化肥施用比例不合理

调查表明，赤峰市设施蔬菜化肥以基施为主，基施化肥养分总量占化肥总养分的43%～92%。因此，生产实践中，为提高化肥养分利用率，应降低化肥养分基施比例，适当提高追施比例。

调查表明，赤峰市设施蔬菜纯N、P2O5、K2O的平均用量比例为1.00∶0.49∶1.09，设施蔬菜投入总养分比例适中。但是基施化肥和追施化肥的纯N、P2O5、K2O的比例不合理。基施化肥P2O5占比过高，追施化肥P2O5、K2O占比均高。需要减少基施化肥P2O5投入量；减少番茄追施化肥P2O5、K2O投入量；减少黄瓜和辣椒P2O5投入量，适当提高K2O的投入量。

3.3 赤峰市设施蔬菜肥料减施潜力大

赤峰市调查区域设施蔬菜肥料纯N、P2O5、K2O养分投入量远高于各自推荐量。调查结果表明，农户不合理施肥现象严重，过量施肥问题突出，减量施肥潜力大。