蔬菜施不同肥料对产量和土壤肥力的贡献

蔬菜施不同肥料对产量和土壤肥力的贡献

李淑仪1，郑惠典2，廖新荣1，张育灿2，蓝佩玲1，林日强2，徐胜光1

1. 广东省生态环境与土壤研究所，广东省农业环境综合治理重点实验室，广东 广州 5106501；2. 广东省土壤肥料总站，广东 广州 510500

摘要：为控制施肥对蔬菜和土壤的负面影响，充分利用施肥对土壤肥力的保护功能，探讨蔬菜合理的有机肥施用量，在不同质地土壤上，田间试验小白菜、苦瓜、豇豆三种蔬菜施不同量有机肥，收获时测定其产量、品质及试验前后的土壤有机质质量分数。结果表明，（1）在施适量无机NPK的条件下，每造蔬菜的有机肥（禽畜粪便，下同）施用量，砂土上小白菜为4500 kg/hm2、苦瓜和豇豆为3000 kg/hm2；在壤土上，小白菜和苦瓜均宜施3000 kg/hm2，豇豆则宜施4500 kg/hm2；在粘土上，小白菜每造只宜施1500~3000 kg/hm2的有机肥。（2）有机肥必须与无机肥合理配合施用，才能获得最佳的产量和品质效果。（3）施有机肥3000~4500 kg/hm2+适量无机肥可使土壤有机质水平保持在种植蔬菜前的质量分数水平，该施肥量和方式不仅可使蔬菜高产、优质，还有利于保护土壤肥力。（4）对蔬菜产量的贡献，有机肥和化肥配合施用的处理对蔬菜产量的贡献最大，来自土壤的效应由小到大依次为有机肥和化肥配合施用化肥有机肥，进一步反映合理施肥有利于保护土壤肥力。 关键词：蔬菜；有机肥用量；产量；土壤有机质；产量贡献

+

中图分类号：S157.41 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2005）02-0266-05

蔬菜生产环境、蔬菜生产资料、农业标准（尤其是施肥标准）与蔬菜产品质量安全息息相关。肥料的适量、元素平衡、有机无机合理搭配施用不仅可提高蔬菜产量和营养品质、感观品质和贮藏品质，还可显著减少病、虫害的发生，从而降低了农药的需求量，减少肥料和农药的污染，进而提高蔬菜的卫生品质。因此蔬菜的质量安全管理必须从蔬菜生产的源头——肥料的合理施用抓起。

我国历来重视有机肥的使用。即使化肥在肥料结构中占主导地位的今天，有机肥仍然是我国重要肥源，约占农田养分投入量的30%~45%[1]。以往，人们对施肥带来负面效应很大程度上归结于施用化肥所造成，长期以来，传统有机肥在培肥地力、改善作物品质等方面的良好作用，使得人们更偏重于关注施用有机肥料的优点。但随着大量规模化畜禽场的兴建和运作，畜禽粪便也成了许多规模化种植农场的有机肥料，这些畜禽场所产生的有机肥与传统的有机肥相比，已产生了质的变化。某些规模化畜禽场成为有毒成分集中的“毒品库”，例如，据调查[2]在年出栏1万头的猪场，粪便中每年排出砷元素量为150 kg，折合As2O3为 230 kg。因此，过量使用可能会加重土壤的污染，施用不当，将会对生态环境产生不良影响，将有可能造成农产品受污染。可见，有机肥料具有“双刃剑”的作用，合理利用会成为宝贵的农业生产资源，而不合理利用则会成为潜在的污染源。因此，为控制施肥对蔬菜和土壤的负面影响，充分利用施肥对土壤肥力的保护功

基金项目：广东省农业领域重大专项（2003A0504）

能，我们必须坚持做一些施肥基础性工作，以获得有广泛应用价值的施肥技术参数，防止土壤养分失衡和土壤质量退化，促进农业可持续发展。

为研究安全的蔬菜施肥技术，从2002年开始，我们进行了一系列的蔬菜施肥研究工作。关于施用

[3, 4]

无机氮磷钾肥、微量元素肥已有报道，在此基础上，本文着重讨论无公害蔬菜有机肥的合理施用量，以及不同肥料对维持土壤有机质、对作物产量的贡献率，旨在探讨蔬菜合理的有机肥施用量，控制施肥对蔬菜和土壤的负面影响，为合理施用有机肥提供依据。

1 研究材料与方法

1.1 供试设计

蔬菜田间试验于2002年秋季至2003年夏季分别在广东省增城市镇隆镇洋田村汉华菜场和派潭镇刘家村合利菜场的砂土、壤土和粘土三种质地的土壤上进行。其母质，镇隆洋田为花岗岩母质的河流冲积物，派潭刘家为砂岩夹页岩母质粘土层冲积。土壤理化性质和有机肥的养分状况见表1。两个菜场所用的有机肥均为鸽粪。供试蔬菜有小白菜、苦瓜、豇豆；小白菜品种为矮脚奶白，苦瓜为大顶苦瓜，豇豆为白豆。

采用田间小区试验，设无机肥区、无机肥+有机肥区、无肥区3个对照。有机肥施肥量，小白菜设四水平共7个处理，苦瓜和豇豆设三水平共6个处理。无机肥区的肥料用量：N 172.5 kg/hm2，P2O5 75 kg/hm2，K2O 99 kg/hm2，肥料由磷铵、尿素、氯

作者简介：李淑仪（1957－），女，研究员，从事环境与植物营养研究工作。 收稿日期：2004-12-01

李淑仪等：蔬菜施不同肥料对产量和土壤肥力的贡献 267

表1 土壤和所用有机肥的养分状况 Table 1 Status of nutrients in the tested soils and vegetable mg·kg-1 地点

汉华菜场（15组）

品种 小白菜 苦瓜 豇豆 小白菜

汉华菜场（12组）

合利菜场 汉华菜场 合利菜场 苦瓜 豇豆 小白菜 鸽粪 鸽粪 pH 6.25 6.62 6.00 6.40 6.13 5.55 5.06 9.18 9.00 w(OM) 17090 15330 9420 21570 20330 30360 34630 40080 40000 w(N) 60.610 116.380 85.810 93.900 135.620 208.110 149.700 1.956 1.913 w(P) 87.320 141.370 132.400 62.410 85.010 130.880 14.030 1.558 4.512 w(K) 87.740 185.000 90.000 151.750 225.000 315.000 135.620 2.024 2.999 壤粘土 粉壤土 细砂土 质地名称

化钾组成。有机肥用量的设计：针对有机肥施少了难达到应有的效果，施多了又导致蔬菜NO3--N质量分数增加和重金属污染等副作用的问题，根据沈阳农业大学经5年试验观测土壤有机质质量分数保持稳定或略有增加而提出的计算有机肥施量的算式[5]进行计算，按照小白菜和苦瓜及豇豆的生长期，小白菜设7500 kg/hm2、3000 kg/hm2、1500 kg/hm2、750 kg/hm2四个处理；苦瓜和豇豆设3000 kg/hm2、7500 kg/hm2、15000 kg/hm2三个处理。无机NPK+有机肥处理，其无机NPK与无机肥区的相同，其有机肥用量三种蔬菜均为45000 kg/hm2。有机肥和磷肥作基肥一次施入，其余按生育期分次淋施。小区面积13.5 m2，三次重复。种植密度，小白菜每小区2株，苦瓜和豇豆每小区15株。生长期，小白菜为45 d（其中苗期15 d），苦瓜和豇豆100~105 d（苗期约30 d）。

1.2 样品采集与分析方法

土壤样本采集按耕作土壤混合样品[6]的方法，

收获时记产，并采集产品样本和全株样本，产品测Vc、可溶性糖等品质指标。

土壤有机质的测定用电热板加热重铬酸钾容量法；土壤速效N、P、K的测定分别用碱解扩散法、NaHCO3浸提-钼锑抗比色法、NH4OAC浸提-火焰光度法。

蔬菜NO2-N、NO3—N采用GB/T5009.33-1996的方法分析，即前者用格里斯试剂（盐酸-萘乙二胺）比色法，后者用镉柱还原-格里斯试剂比色法。Vc用2,6-二氯靛酚滴定法。水溶性糖总量采用氰化盐还原-碘量法。

2 结果与讨论

2.1 不同有机肥施用量对蔬菜产量和品质效应 2.1.1 不同有机肥施用量下小白菜的产量和品质

从表2可知，在供试的三种不同质地土壤上，产量由大到小的顺序均为：无机NPK+有机肥无

表2 3种土壤的小白菜产量和品质分析结果 Table 2 The yield and quality of Brassica chinensis produced by three soils 砂土

处理

商品菜 /(kg·y-1)

④

商品菜 /(kg·y-1)

④

壤土

w(Vc) /(mg·kg-1)

w(水溶性糖) w(NO3-N) /(g·kg-1)

/(mg·kg-1)

商品菜 /(kg·y-1)

④

粘土

w(Vc) /(mg·kg-1)

w(水溶性糖) w(NO3-N) /(g·kg-1)

/(mg·kg-1)

w(Vc) /(mg·kg-1)

w(水溶性糖) w(NO3-N) /(g·kg-1)

/(mg·kg-1)

无机NPK+有机肥① 2055.4a 无机NPK② 有机肥高量 有机肥中高量③ 有机肥中低量 有机肥低量③ 无肥区

③③

309.5ab 294.9b 441.9a 448.4a 441.6a 455.8a 390.7

87.2a 9.6c 60.3b 76.1b 76.1b 80.1ab 99.6a

2152c 4223a

1795.1a 1609.1ab

247.8b 243.8b

114.6ab 151.5a

4267a 3273ab 1300c 1311c 1578bc 2052b 1681bc

2014.2a 2162.8a 1998.9a 960.6ab 678.9b 657.5b 610.3bc

325.0b 161.17bc 2673ab 296.9bc 107.3cd 385.7b 487.1a 508.9a

286.5a 207.1b 195.5bc

3874a 548cd 265de 200de 454d 711c

1569.5b 2.8cd 844.4cd 848.3cd 751.2c 6.8d

3843ab 1321.6bc 302.9ab 129.9ab 3651ab 1228.8c 3073bc 1272.0c 2571c 2617c

1052.6cd 1094.6cd

324.6ab 141.43a 359.8a 353.7a 392.6a

102.73b 65.57c 102.7b

463.5ab 226.1ab 451.8ab 163.7c

①无机NPK+有机肥处理的有机肥用量是3000 kg/hm2；②两种无机NPK的养分等量；③有机肥高量、中高量、中低量和低量分别为施7500、3000、1500、750 kg/hm2；④表中的y为1/15 hm2

机NPK高量有机肥中量有机肥低量有机肥；产量基本上是施肥量为7500 kg/hm2、3000 kg/hm2和1500 kg/hm2的显著大于施肥量为750 kg/hm2的。而小白菜的产量，7500 kg/hm2、3000 kg/hm2、1500 kg/hm2之间的差异不显著（粘土略有例外）。同时,不同有机肥用量的小白菜Vc和可溶性糖质量分数，

几个施用量之间也没有显著差异。

2.1.2 不同量有机肥下苦瓜和豇豆的产量和品质

表3显示，两种土壤上施不同量有机肥的苦瓜和豇豆产量（设产量的符号为m）顺序基本有如下

268 生态环境 第14卷第2期（2005年3月）

的趋势：m>m≈m>m（无机NPK+有机肥）（无机NPK）（高量有机肥）

，有个别情况例（中量有机肥）≈m（无机NPK）>m（低量有机肥）

外。施用不同量有机肥的NO3-N质量分数基本是w（施低、中量有机肥的），有个别情况例外。Vc质量分数基本上为（无机NPK）

施用无机NPK+有机肥的最高，其次为施用无机NPK和中、高量有机肥的。可溶性糖质量分数基本上是施用中、低量有机肥的较高。

表3的结果还显示，对苦瓜来说，无论是产量还是品质，砂土是施低量有机肥的优于施高、中量

有机肥的，而壤土则相反，即砂土的有机肥适宜施用量低于壤土的。而对于豇豆来说，则是在15000 kg/hm2范围内，施高、中量有机肥的效果较好。 2.2 施不同量有机肥对土壤有机质含量的影响 2.2.1 小白菜

从表4的土壤分析结果可知，在蔬菜收获时，

表3 两种土壤的苦瓜产量和品质分析结果 Table 3 The yield and quality of Momordica charantia produced by two soils 砂土

品种 苦瓜

处理 NPK+有机肥 无机NPK 有机肥高量 有机肥中量① 有机肥低量 无肥区

豇豆

NPK+有机肥 无机NPK 有机肥高量 有机肥中量 有机肥低量 无肥区 ①①

w(NO3-N) /(mg·kg) 597.18a 608.04a 524.82ab 459.98b 4.32b 308.58bc 211.38bc 280.28ab 220.12bc 300.22a 188.17cd 204.00c -1

壤土

商品菜 /(kg·y) 966.3ab 8.76ab 879.06ab 795.93ab 733.37ab 686.45b 1523.70a 1435.39ab 1516.05a 1466.16ab 1340.33b 1237.04c 2-1②

商品菜 /(kg·y)

-1②

w(Vc) /(mg·kg) 590.9ab 561.7ab 616.5a 435.6c 471.6c 522.8b 244.5ab 1.7b 199.9ab 318.2a 195.4b 177.9b -1

w(水溶性糖) /(g·kg) 66.7bc 86.1ab 67.17bc 96.67a 105.2a 79.33b 138.97c 221.7ab 1.83b 213.97ab 255.93ab 269.23ab 2-1

w(Vc) /(mg·kg) 638.0ab 785.6a 463.9bc 588.5ab 471.3bc 478.6bc 192.6a 160.9ab 147.3b 134.9b 125.0bc 113.9c -1

w(水溶性糖) /(g·kg) 108.53ab 94.67ab 92.13ab 106.9ab 137.97a 76.0c 78.53d 143.27a 130.93ab 131.17ab 125.57b 107.50bc -1

w(NO3-N) /(mg·kg-1) 423.29bc 5.27a 5.74a 481.09b 545.42ab 425.34bc 311.16a 248.12b 232.39b 248.12b 170.46bc 293.76ab 1632.62a 1246.49ab 1514.a 1299.66ab 1215.7 b 1222.2b 1331.21ab 980.35b 1604.94a 1469.82ab 920.70b 618.79c ①有机肥高量、中量、低量分别为15000、7500、3000 kg/hm；②表中的y为1/15 hm 土壤有机质质量分数要维持原有水平的话，小白菜，在粘土上有机肥只施3000 kg/hm2便可，施适量无机NPK肥也可以。但有机肥施到7500 kg/hm2也不会影响小白菜的可溶性糖质量分数，但对小白菜Vc质量分数会略有影响，NO3--N质量分数虽然不至于超标，但也比施中量和低量有机肥的NO3--N质量分数成倍增加，在这种土壤上，施有机肥3000 kg/hm2+无机NPK在收获时土壤有机质质量分数虽然与施7500 kg/hm2的有机质质量分数持平，但小白菜的NO3--N质量分数却翻了几倍，粘土上施有机肥1500~3000 kg/hm2+适量无机NPK可能是较好的处理。

在壤土上，有机肥必须施7500 kg/hm2、有机肥施3000 kg/hm2+无机NPK、或适量无机NPK肥，在收获时的土壤有机质才能维持种植前的水平。从表2可看出，施有机肥7500 kg/hm2与3000 kg/hm2相比，小白菜NO3--N质量分数虽然变化不明显，但Vc和可溶性糖质量分数已明显下降，可见在这种土壤上施有机肥3000 kg/hm2+适量无机NPK可能是较好的处理，但本次试验的无机NPK+有机肥处理中的无机NPK可能比例不合理，而造成其

NO3--N质量分数高。

在砂土上，只有施有机肥3000 kg/hm2+无机NPK，在收获时的土壤有机质质量分数才接近种植前的水平，施有机肥7500 kg/hm2时，虽然在收获时的土壤有机质质量分数低于种植前的水平，但与3000 kg/hm2相比，其产量提高不多，但可溶性糖质量分数却明显下降，Vc质量分数也开始下降，说明这种土壤不适宜施有机肥7500 kg/hm2。这种土壤不能靠单独施有机肥或无机NPK肥来提高土壤有机质质量分数。但有机肥与无机肥的适量配施是有效的，估计该土壤施3000~4500 kg/hm2+适量无机NPK可能较好。 2.2.2 苦瓜

见表4，砂土和壤土上，施有机肥低量（3000 kg/hm2），苦瓜收获时的土壤有机质质量分数均可以达到或高于种植前的水平，其苦瓜产量和Vc及水溶性糖质量分数也是较高，说明这两种土壤上施有机肥3000 kg/hm2是较合适的。表3表明，配施了适量的无机NPK，苦瓜产量和Vc质量分数更高，可溶性糖质量分数也较高。这进一步说明适量有机肥配施适量的无机NPK，效果更佳。

李淑仪等：蔬菜施不同肥料对产量和土壤肥力的贡献 269

2.2.3 豇豆

从表4的结果可以看出，在砂土上，施有机肥3000 kg/hm2，豇豆收获时的土壤有机质质量分数也可以达到种植前的水平；表4的结果还表明，它与无机NPK配施时，产量和Vc质量分数更高，土壤有机质水平也大增，说明在这种土壤上豇豆施有机肥3000 kg/hm2并同时配施适当的无机NPK，是较适宜的处理。 在正常施肥条件下，不管是单施化肥还是单施有机肥，或施化肥与有机肥的混合肥，小白菜吸收的全部养分中有30%~82%来自土壤。土壤供肥性能较好的壤土，不管施有机肥、化肥、或两种肥混施，其来自土壤的效应均最大，分别占82.82％、68.03％、61.00％；而砂土为其次，分别占74.46％、60.76％和32.34％；土壤供肥性能较差的粘土，来自土壤的效应均最小，分别占30.53％、35.95和表4 试验土壤的有机质质量分数

粘土 34.63 30.68 33.09 36.99 35.06 35.16 34.24 27.12

砂土 15.33 18.71 16.74 21.67 16.48 17.56 18.88

苦瓜②

壤土 20.33 20.09 19.20 24.29 22.65 19.37 19.34

砂土 9.42 9.59 10.47 11.41 17.43 7.67 8.18

豇豆②

壤土 30.36 29.22 31.59 27.02 30. 27.90 28.

Table 4 The contents of organic matter in the tested soils g·kg-1 处理

砂土

种植前 有机肥低量

有机肥中量 中低量

中高量

有机肥高量 无机NPK+有机肥 无机NPK 不施肥（空白）

17.09 10.02 10.83 12.37 13.26 16.27 11.05 12.37

小白菜① 壤土 21.57 20.77 20.45 20.77 21.88 24.97 22.32 20.99

①小白菜的有机肥高量、中高量、中低量、低量分别为7500、3000、1500、750 kg/hm2

②苦瓜和豇豆的有机肥高量、中量、低量分别为15000、7500、3000 kg/hm2

在壤土上，施有机肥3000 kg/hm2，豇豆收获时的土壤有机质质量分数接近种植前的水平；表4显示，它与无机NPK配施时，产量和Vc质量分数均较高，但水溶性糖质量分数略低。这说明在这种土壤上豇豆施有机肥4500 kg/hm2时可能会效果更好，若与合适的无机NPK配施时，效果会更佳。 2.3 土壤和各种肥料对蔬菜产量的贡献分析

从表5可知，施相同的肥料，不同的土壤，其蔬菜产量不同；同一土壤，施不同的肥料，蔬菜所吸收的养分来自土壤和肥料的养分比例也不同。

30.3%。

苦瓜吸收的全部养分中有71%~94%来自土壤。

表5 增城蔬菜施肥试验区土壤和各种肥料对蔬菜产量的效应 Table 5 Effects of fertilizers on the yield of vegetable produced by the tested soils in Zengcheng, Guangdong 小白菜

土壤

产量和效应

①

有机肥+ 无机肥 2055.4 32.34 25.09 42.57 1795.1 61.00 13.63 25.37 2014.2 30.30 36.26 33.44 686.45 100

苦瓜

无肥区 有机肥 无机肥 1222.2 1299.66 1291.87 100

94.04 5.96 879.06 78.09 21.91

8.7 77.16 22.84 94.61 5.39

有机肥+ 无机肥 1632.62 74.86 13.20 11.94 966.3 71.04 14.18 14.78

豇豆

有机肥+ 无机肥 46.48 25.19 28.33

86.18 13.82

81.19 6.73 12.08

无肥区 有机肥 无机肥

-1②

无肥区 有机肥 无机肥 618.79 100

920.70 67.21 32.79

100

92.29 7.71

砂土 小白菜产量/(kg·y)

土壤效应/% 无机肥效应/% 有机肥效应/%

6.8 100

2.8 74.46 25.54

1094.1 60.76 38.24 1609.1 68.03 31.97 1697.6 35.95 .05

980.35 1331.21 63.12 36.88

壤土 小白菜产量/(kg·y) 1094.6

土壤效应/% 化肥效应/% 有机肥效应/%

粘土 小白菜产量/(kg·y) 610.3

土壤效应/% 化肥效应/% 有机肥效应/% 100

-1②

-1②

1321.6 82.82 17.18 1998.9 30.53 69.47 1237.04 1340.33 1435.39 1523.70

100

①表中数据的计算公式：土壤肥力依存率=（无施肥区作物产量/施肥区产量）×100%；②表中y为1/15 hm2 生态环境 2005, 14(2): 266-270 http://www.jeesci.com Ecology and Environment E-mail: editor@jeesci.com

与小白菜不同，土壤供肥性能较好的壤土，不管施有机肥、化肥、或两种肥混施，其来自土壤的效应均相应低于砂土，分别占78.09％、77.16％、71.04%；而砂土则分别占94.04％、94.61％和78.86％。

在砂土上豆角吸收的养分中有46%~67%来自土壤，其中施有机肥时占67％、施化肥时占63％，两种肥料混施时仅占46％。而壤土上豆角吸收的养分中有81%~92%来自土壤，施有机肥时占92％，施化肥时占86％，两种肥混施时占81％。土壤供肥性能较好的壤土，来自土壤的效应大于砂土（与小白菜和苦瓜一样）。

但不论什么土壤，什么品种蔬菜，对蔬菜产量的贡献部分，来自土壤的效应由小到大依次均为有机肥和化肥配合施用化肥有机肥，即有机肥和化肥配合施用的处理对蔬菜产量的贡献最大。可见，合理施肥，可有利于保护土壤肥力。 参考文献：

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南昌: 江西科学技术出版社, 1998.

LI QING-KUI, ZHU ZHAO-LIANG, YU TIAN-REN. The Problem of Fertilizer in Sustainable Development of Agriculture in China[M]. Nanchang: Jiangxi Science and Technology Press, 1998.

[2] 张夫道. 无公害农业中有机肥的作用和地位[A]. 见: 林葆主编. 化

肥与无公害农业[C]. 北京: 中国农业出版社, 2003: 141－158. ZHANG FU-DAO. The function and position of organic fertilizers in harmless agriculture[A]. In: LIN BAO, ed. Chemical Fertilizers and Harmless Agriculture[C]. Beijing: China Agriculture Publishing House, 2003: 141－158.

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Effects of different manure fertilizers on yield of vegetable and on soil fertility

LI Shu-yi1, ZHENG Hui-dian2, LIAO Xin-rong1, ZHANG yu can2,

LAN Pei-ling1, LIN Ri-qiang2, XU Sheng-guang1

1. Guangdong Institute of Ecology and Environmental and Soil Sciences, and Guangdong Key Laboratory of Agro-environment Integrated Control, Guangzhou 510650, China; 2. Guangdong General Agency for Soil and Fertilizer, Guangzhou 510500, China

Abstract: The field trial of Brassica chinensis, Momordica charantia and Vigna sinensis was carried out to study the effects of different manure fertilizers on yield and quality of the vegetable as well as the contents of soil organic matter. The results showed that different manure fertilizers had different effects on yield and quality of the vegetable and on contents of soil organic matter. Key word: vegetable; manure fertilizers; yield; quality of vegetable; soil organic matter

基金项目：广东省农业领域重大专项（2003A0504）

作者简介：李淑仪（1957－），女，研究员，从事环境与植物营养研究工作。 收稿日期：2004-12-01