劉冬碧 余延豐 楊良波 夏 穎 張富林 唐記平 徐金星 鄭興汶
(1 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所,湖北省農(nóng)業(yè)面源污染防治工程技術(shù)研究中心,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部潛江農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保育科學(xué)觀測實驗站,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部廢棄物肥料化利用重點實驗室,農(nóng)業(yè)環(huán)境治理湖北省工程研究中心,湖北武漢 430064;2 廣昌縣白蓮科學(xué)研究所,江西廣昌 344900)
子蓮是中國水生蔬菜中栽培面積第二大作物,全國種植面積約10 萬hm2,僅次于藕蓮(柯衛(wèi)東等,2015)。子蓮主要分布在江西、福建、湖北、湖南、浙江等十多個?。ㄊ校ㄖ旒t蓮和柯衛(wèi)東,2016),收獲類型有采摘鮮嫩蓮子、老熟蓮子和七八分成熟蓮子3 種類型,其中江西省主要采收七八分成熟的蓮子加工通芯白蓮(劉義滿和魏玉翔,2018),年均種植面積2.33 萬~2.67 萬hm2(柯衛(wèi)東 等,2015)。廣昌縣是江西省子蓮的主產(chǎn)區(qū),已有超過1 300 a 的種植歷史,所產(chǎn)通芯白蓮因具有色白、粒大、味甘清香、營養(yǎng)豐富、保健價值高等優(yōu)點,被譽為“蓮中珍品”,是全國聞名的“通芯白蓮”之鄉(xiāng)(謝克強,2010)。目前廣昌縣子蓮種植面積已達0.73 萬hm2,成為該縣第一大農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)。但是長期以來,子蓮施肥技術(shù)方面的研究極少,縣級農(nóng)業(yè)部門總結(jié)提出的施肥技術(shù)也沒有得到很好的推廣應(yīng)用(黃鈞如,1994;黃鈞如 等,2001),農(nóng)戶施肥仍然主要憑借生產(chǎn)經(jīng)驗,肥料投入雖然較高,單產(chǎn)卻處于較低的水平,全縣廣泛推廣的優(yōu)良品種如太空蓮36 號、建選17 號的產(chǎn)量潛力沒有得到充分發(fā)揮(葛有茂 等,2004;魏英輝,2008)。因此,本研究在廣昌縣選擇6 個代表性鄉(xiāng)鎮(zhèn),開展了以施肥技術(shù)為重點的生產(chǎn)現(xiàn)狀調(diào)查,以期摸清在當前生產(chǎn)管理條件下子蓮產(chǎn)量水平及其主要影響因素,重點分析子蓮施肥中存在的主要問題,為有針對性地開展子蓮優(yōu)化施肥技術(shù)研究與推廣應(yīng)用提供依據(jù)。
在廣昌縣選擇驛前鎮(zhèn)、赤水鎮(zhèn)、頭陂鎮(zhèn)、盱江鎮(zhèn)、甘竹鎮(zhèn)、長橋鄉(xiāng)等6 個主要鄉(xiāng)鎮(zhèn),根據(jù)每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)子蓮(專門加工通芯白蓮用的子蓮,產(chǎn)量以通芯白蓮產(chǎn)量計,下同)種植規(guī)模選擇2~3 個村,每個村調(diào)查2~5 戶農(nóng)戶。在綜合考慮種植戶代表性的同時,盡可能多地調(diào)查種蓮大戶。調(diào)查內(nèi)容主要為2 個方面,一是農(nóng)戶子蓮生產(chǎn)基本信息,包括子蓮種植面積、品種、種植制度、種植方式、種植密度、持續(xù)種植年限、蓮田和蓮種消毒情況、子蓮產(chǎn)量及變化趨勢、病蟲害發(fā)生情況、產(chǎn)量偏低的可能原因分析等;二是子蓮肥料投入現(xiàn)狀,包括各種有機無機肥料使用種類、肥料用量、使用時期和使用方法等。子蓮種植制度、種植方式、產(chǎn)量水平及其對應(yīng)的肥料投入量、農(nóng)戶反饋的低產(chǎn)原因是本次調(diào)查的重點。
對問卷調(diào)查資料進行分類錄入,同一農(nóng)戶如涉及到不同的子蓮品種或不同種植方式,則分別進行統(tǒng)計,形成不同的記錄,相關(guān)數(shù)據(jù)在Microsoft Excel 軟件中計算統(tǒng)計。調(diào)查中涉及到的化肥養(yǎng)分含量以農(nóng)戶提供或肥料袋上標明的含量為準,有機肥料中有效養(yǎng)分的計算參照鮑士旦(2005)的方法。統(tǒng)計各種有機無機肥料種類、用量、氮磷鉀比例、有機肥與化肥養(yǎng)分比重、不同時期施肥量等。結(jié)合相關(guān)工作基礎(chǔ)和文獻,綜合分析廣昌縣子蓮生產(chǎn)中存在的主要限產(chǎn)因素,以及子蓮施肥中存在的主要問題。
調(diào)查時間為2018 年3 月上旬,6 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)共調(diào)查了59 戶農(nóng)戶,獲得80 條有效記錄。
2.1.1 子蓮種植基本情況 廣昌縣子蓮主產(chǎn)區(qū)被調(diào)查種植戶子蓮種植面積為0.08~3.33 hm2,戶均0.56 hm2,不同種植戶之間差異較大,且種植大戶較少。輪作制度主要為一季子蓮連作、子蓮和水稻交替種植(2~5 a 輪換1 次)以及子蓮—澤瀉套作,分別占調(diào)查總數(shù)的62.5%、30.0%和7.5%,一季子蓮連作持續(xù)年限1~30 a 不等,平均為10.4 a。子蓮品種主要為太空蓮36 號和建選17 號,分別占調(diào)查總數(shù)的37.5%和62.5%,其中不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植太空蓮36 號占比大小依次為:甘竹鎮(zhèn)>頭陂鎮(zhèn)>盱江鎮(zhèn)>赤水鎮(zhèn)>長橋鄉(xiāng)>驛前鎮(zhèn);子蓮種植方式主要有移栽和留田2 種方式,分別占調(diào)查總數(shù)的75%和25%,其中不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)移栽方式占比大小依次為:頭陂鎮(zhèn)>驛前鎮(zhèn)>赤水鎮(zhèn)>盱江鎮(zhèn)>甘竹鎮(zhèn)>長橋鄉(xiāng)(表1)。太空蓮36 號移栽和留田占比分別為80%和20%,建選17 號分別為72%和28%。移栽密度通常為每公頃900~4 500 個龍頭(種藕),平均為 2 160 個龍頭。泥層深度一般為24~37 cm,平均為31 cm。
調(diào)查結(jié)果還顯示,在子蓮生產(chǎn)中,蓮種移栽前均不進行消毒處理,蓮田僅41%的農(nóng)戶進行消毒處理,其中48.5%的農(nóng)戶用石灰消毒,21.2%的農(nóng)戶用多菌靈消毒,另外還有30.3%的農(nóng)戶消毒方法不詳。
2.1.2 子蓮產(chǎn)量現(xiàn)狀及其影響因素 從表2 可以看出,廣昌縣子蓮產(chǎn)量變幅為525~1 950 kg·hm-2,平均為1 074 kg·hm-2,不同農(nóng)戶之間相差較大,變異系數(shù)達30.5%;不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間,子蓮產(chǎn)量水平表現(xiàn)為頭陂鎮(zhèn)>甘竹鎮(zhèn)>驛前鎮(zhèn)>盱江鎮(zhèn)≈赤水鎮(zhèn)>長橋鄉(xiāng),且產(chǎn)量越高的鄉(xiāng)鎮(zhèn),其子蓮產(chǎn)量變異也相對較小。從不同品種和種植方式下子蓮的平均產(chǎn)量可以看出(表3),太空蓮36 號平均產(chǎn)量為1 188 kg·hm-2,比建選17 號高18.0%;移栽方式下子蓮平均產(chǎn)量為1 131 kg·hm-2,比留田方式高25.0%。太空蓮36 號產(chǎn)量在移栽和留田方式下分別比建選17 號高17.0%和13.3%,其中太空蓮36 號移栽產(chǎn)量比留田產(chǎn)量高出25.7%,建選17 號移栽產(chǎn)量比留田產(chǎn)量高出21.7%。結(jié)合表1 可以發(fā)現(xiàn),不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)子蓮產(chǎn)量水平之間的差異主要與子蓮的種植方式和品種有關(guān),且種植方式比品種對子蓮產(chǎn)量的影響更大。
表1 廣昌縣不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)子蓮品種和種植方式所占比例
表2 廣昌縣不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)子蓮產(chǎn)量特征統(tǒng)計
一般而言,太空蓮36 號產(chǎn)量潛力為1 350~1 500 kg·hm-2,高產(chǎn)田可達1 800 kg·hm-2;建選17 號產(chǎn)量潛力為1 125~1 275 kg·hm-2,高產(chǎn)田可達1 500 kg·hm-2??梢姀V昌縣目前廣泛推廣的2 個子蓮品種,總體產(chǎn)量水平不到其產(chǎn)量潛力的85%,通過改進種植方式等農(nóng)藝措施,產(chǎn)量還有較大的上升空間。
表3 廣昌縣不同品種和種植方式下子蓮平均產(chǎn)量
圖1 農(nóng)戶反饋的影響子蓮產(chǎn)量的主要因素
根據(jù)農(nóng)戶反饋,71.3%的農(nóng)戶認為子蓮產(chǎn)量偏低的主要原因為病蟲害,其次依次為土壤退化、施肥技術(shù)不合理、臺風(fēng)或連陰雨等氣象因素、品種退化、水源不足等,分別占被調(diào)查農(nóng)戶的35.0%、22.5%、17.5%、13.8%和11.3%(圖1)。從病蟲害發(fā)生的粗略統(tǒng)計結(jié)果來看(圖2),被調(diào)查區(qū)域子蓮病害和蟲害發(fā)生均比較嚴重,以病害更甚,病害發(fā)生嚴重的比例為55.0%,蟲害發(fā)生嚴重的比例為42.6%,病、蟲害發(fā)生較輕或者無病蟲害發(fā)生的僅占22.5%。此外,子蓮生產(chǎn)中水源的缺乏主要發(fā)生在赤水鎮(zhèn)和長橋鎮(zhèn)。可見,病蟲害、連作障礙、施肥不當、不良天氣、品種退化、水源等都是導(dǎo)致廣昌縣子蓮產(chǎn)量偏低的重要因素,而這些因素往往又是相互作用、密切相關(guān)的。例如,長期連作又不進行土壤處理,容易引起蓮田土壤微生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)分比例失調(diào)、功能退化、病蟲害發(fā)生加重,加上施肥技術(shù)不合理,導(dǎo)致子蓮產(chǎn)量逐年降低。
圖2 農(nóng)戶反饋的子蓮病蟲害發(fā)生現(xiàn)狀統(tǒng)計
2.2.1 肥料種類 調(diào)研結(jié)果表明,廣昌縣子蓮生產(chǎn)中所施用的化學(xué)肥料主要為復(fù)混肥、尿素、過磷酸鈣、碳酸氫銨、硼砂等。其中,所有農(nóng)戶都施用不同濃度的復(fù)混肥,氮磷鉀純養(yǎng)分總含量在45%~52%之間,且基肥、追肥并用;77.5%的農(nóng)戶施用尿素,主要用于追肥;分別有16.3%和17.5%的農(nóng)戶施用碳酸氫銨和過磷酸鈣,一般作基肥一次性施用;16.3%的農(nóng)戶施用硼砂,以追肥為主;分別有3.8%和2.5%的農(nóng)戶施用鈣鎂磷肥和鉀肥;只有1 戶農(nóng)戶由于多種原因不施肥。此外,還有21.3%的農(nóng)戶施用牛欄糞、菜籽餅等有機肥(主要在驛前鎮(zhèn)、赤水鎮(zhèn)),用量300~1 875 kg·hm-2。
在施用有機肥料的蓮田,以有機肥形式提供的氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)純養(yǎng)分在肥料總養(yǎng)分中所占的比例分別為(3.1±1.4)%、(3.4±1.9)%和(3.5±2.6)%,有機肥料養(yǎng)分比例較低;在化學(xué)肥料養(yǎng)分中,以復(fù)混肥形式提供的氮、磷和鉀在肥料總養(yǎng)分中所占的比例分別為(65.6±23.8)%、(95.2±9.1)% 和(98.5±4.6)%,比例較高,尤其是磷、鉀肥,幾乎均由復(fù)混肥料提供。
2.2.2 施肥次數(shù)和施肥方法 不同農(nóng)戶施肥次數(shù)差異較大??傮w來看,子蓮全生育期農(nóng)戶平均施肥6~7次,其中83.5%的農(nóng)戶施肥4~8 次,施肥次數(shù)在9 次及以上的占12.7%,施肥次數(shù)在3 次以下的不到4%。不同農(nóng)戶在施肥方法上基本一致,即基肥有全田撒施和穴施(點蔸)2 種方法,立葉肥通常為穴施,封行以后的追肥均為全田撒施。
2.2.3 肥料施用量 由表4 可見,廣昌縣子蓮氮、磷、鉀純養(yǎng)分施用量平均值分別為702、342、417 kg·hm-2,氮磷鉀施用總量達到1 461 kg·hm-2,氮磷鉀之比為1∶0.49∶0.59,且不同農(nóng)戶之間相差較大,變異系數(shù)達34.2%~42.1%。不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)氮磷鉀施用總量表現(xiàn)為:甘竹鎮(zhèn)>赤水鎮(zhèn)≈盱江鎮(zhèn)≈頭陂鎮(zhèn)>長橋鄉(xiāng)>驛前鎮(zhèn),與不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)子蓮產(chǎn)量高低的順序不一致,甘竹鎮(zhèn)氮磷鉀施用總量比驛前鎮(zhèn)高出60%,但產(chǎn)量僅高出8.2%。從氮磷鉀結(jié)構(gòu)看,頭陂鎮(zhèn)磷肥、甘竹鎮(zhèn)鉀肥施用量較高。表5 結(jié)果表明,不同品種、不同種植方式下,氮、磷、鉀平均施用量分別為693~704 kg·hm-2、322~376 kg·hm-2、400~467 kg·hm-2,氮磷鉀施用總量平均為1 424~1 520 kg·hm-2,差異不大,但同一品種或同一種植方式下不同農(nóng)戶之間相差較大,變異系數(shù)為32.3%~49.3%。由此可見,廣昌縣子蓮施肥量隨意性較大,沒有根據(jù)產(chǎn)量水平、品種、種植方式等條件的不同而實行差異化施肥。
2.2.4 施肥中存在的主要問題 根據(jù)蓮藕、子蓮營養(yǎng)與施肥技術(shù)方面的研究結(jié)果(李傳斌 等,2011;朱紅蓮和柯衛(wèi)東,2016),結(jié)合江西省廣昌縣土壤普查辦公室對廣昌縣子蓮產(chǎn)量水平、土壤和生態(tài)氣候條件的調(diào)研,可以初步認為,廣昌縣子蓮施肥中存在的主要問題,一是氮磷鉀施肥總量明顯偏高,氮磷鉀結(jié)構(gòu)性失調(diào),尤其是磷的施用比例明顯偏高;二是肥料品種搭配不合理,表現(xiàn)為化學(xué)肥料多、有機肥少,復(fù)混肥料多、單質(zhì)肥料少;三是石灰、鈣鎂磷肥等堿性肥料、硼硅等微量或有益元素肥料應(yīng)用面積偏少。
表4 廣昌縣不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)子蓮氮磷鉀施用量特征統(tǒng)計結(jié)果
表5 廣昌縣不同子蓮品種和種植方式下氮磷鉀施用量
本次調(diào)研結(jié)果表明,在當前生產(chǎn)管理水平下,廣昌縣子蓮平均產(chǎn)量1 074 kg·hm-2,其中太空蓮36 號和建選17 號平均產(chǎn)量分別為1 188 kg·hm-2和1 007 kg·hm-2,移栽和留田方式下平均產(chǎn)量分別為1 131 kg·hm-2和905 kg·hm-2,不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)量水平的差異主要與子蓮種植方式和品種有關(guān),且種植方式的影響比品種更大。廣昌縣目前廣泛推廣的太空蓮36 號和建選17 號,產(chǎn)量水平不到其產(chǎn)量潛力的85%,病蟲害、連作障礙、施肥不當、不良天氣、品種退化、水源等都是導(dǎo)致廣昌縣子蓮產(chǎn)量偏低的重要因素。因此,在生產(chǎn)上宜種植復(fù)壯品種,盡可能采用移栽的種植方式,對多年連作低產(chǎn)田宜與水稻、澤瀉等進行輪(套)作,通過適當稀植或疏苗推遲盛花期以避開寒潮等不良天氣的影響,采用多種措施綜合防治病蟲草害(魯運江 等,2014)。除此之外,在施肥上宜采用以下技術(shù)措施。
①基肥重施有機肥料。因地制宜施用不同形式的有機肥料,既可培肥蓮田土壤,提高其保肥供肥能力,促進子蓮全生育期健康生長,又可降低子蓮生長前期化肥用量,減少因4~6 月降雨頻發(fā)引起化肥養(yǎng)分流失或淋失。
②合理調(diào)控氮磷鉀施肥總量。根據(jù)蓮田產(chǎn)量水平、子蓮品種、種植方式等條件的不同實施差異化施肥。移栽條件下產(chǎn)量較高,施肥量也相應(yīng)較高;同一條件下產(chǎn)量水平較低時,化肥施用量也應(yīng)相應(yīng)減少;在肥料品種選擇上,宜減少高濃度復(fù)混肥用量,并與尿素、氯化鉀搭配使用,調(diào)整氮磷鉀肥料結(jié)構(gòu),追肥前期以復(fù)混肥為主,后期以氮肥為主。
③施用石灰、鈣鎂磷肥等堿性肥料。提高土壤pH 值,補充鈣、鎂等中量元素,提高葉片光合作用能力、子蓮成花率和結(jié)實率(魯運江 等,2014)。
④補充硼、硅等微量和有益元素肥料。硼肥能夠促進子蓮開花和果實的形成,硅肥能夠提高子蓮抗倒伏的能力,有效抵抗臺風(fēng)等不良天氣的影響。
⑤合理把握施肥時期和方法。子蓮生育期長,耗肥量大,在施足基肥的基礎(chǔ)上,追肥應(yīng)掌握“少吃多餐,配方施肥”的原則,輕施苗肥,適施初花肥,重施花蓬肥,巧施后勁肥(魯運江 等,2014)。在施肥方法上,掌握“先施肥、后灌溉”和“避雨施肥”的原則,有效提高肥料利用率,最大程度地減輕養(yǎng)分損失風(fēng)險。