生物有机肥对枸杞品质及土壤养分的影响

司艳娥 孔都斯·帕尔哈提 赵玉玲 张青云 艾克拜尔·伊拉洪

摘要：以宁杞7号为试验材料，设置20%生物有机肥+80%无机肥（F1）、40%生物有机肥+60%无机肥（F2）、60%生物有机肥+40%无机肥（F3）、80%生物有机肥+20%无机肥（F4）、100%生物有机肥（F5）5个处理，以常规化肥作为对照（CK），比较不同比例的无机肥和生物有机肥对枸杞果实品质的影响及土壤养分的差异，从而为改善枸杞果实品质及提升枸杞园土壤肥力提供科学依据。结果表明，与CK相比，施用不同比例的无机肥和生物有机肥土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量得到显著提高（P<0.05），其中F3和F4处理土壤改良效果最明显；施入不同比例的生物有机肥后，枸杞的百叶鲜干重、株高、茎粗、冠幅、新梢生长量显著提高，其中F4处理效果最佳。此外，F4处理改善果实品质效果最佳，果形指数、单果重、百粒重、总糖含量、蛋白质含量、抗坏血酸含量显著高于CK。综合评价后，不同比例的无机肥和生物有机肥对枸杞的生长状况均得到一定程度的改善，土壤的理化性质得到改良，其中施用80%生物有机肥+20%无机肥效果最好，对枸杞品质有明显的改善作用。

关键词：生物有机肥；枸杞；土壤养分；生长特性；枸杞品质；

中图分类号：S567.1⁺90.6  文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2024）06-0159-07

收稿日期：2023-04-24

基金项目：新疆精河县绿色有机枸杞土壤改良技术服务项目（编号：2522HXKT2）。

作者简介：司艳娥（1997—），女，云南昆明人，硕士研究生，主要从事植物营养学研究。E-mail：1928605494@qq.com。

通信作者：艾克拜尔·伊拉洪，博士，教授，主要从事土壤化学与植物营养学等研究工作。E-mail：akbarilahun@163.com。

枸杞（Lycium chinense Mill.）為茄科枸杞属落叶灌木，是一种抗逆性较强的盐生灌木，也是改良盐碱沙漠地的重要医用经济树种，是我国药食同源的名贵中药材，具有较高的药用价值和医用价值^[1-2]，其种植范围广泛，分布于我国西北、华北等地区^[3]。枸杞的营养成分丰富，主要包括甜菜碱、多糖、总糖、蛋白质、胡萝卜素、抗坏血酸等，具有抗衰老、抗突变、抗肿瘤、降血糖等作用^[4]。枸杞产业为新疆精河县的优势主导产业，因优越的地理位置以及丰富的种植经验，枸杞果实色泽鲜红、粒大饱满而深受众多消费者的青睐。精河县枸杞种植面积、总产量、出口量均居全国县级产地第一^[5]。在枸杞栽培过程中，果农普遍缺乏科学合理的种植技术，许多种植区域依然按照传统经验施肥，长期施用单一品种化肥，基本不施生物有机肥，导致土壤的肥力下降、板结、养分供应不均衡；枸杞树体生长稳定性差，果实品质下降，制约了当地枸杞产业的可持续发展^[6-8]。

生物有机肥是一种新型绿色无污染肥料，一方面通过微生物自身的生命活动，将土壤中的难溶性养分转化为有效养分；另一方面其矿物营养元素齐全，可以提高作物产量，改良土壤肥力，减少病虫害和环境污染^[9]。生物有机肥中的有机质在其降解过程中消耗了土壤中的硝态氮，减少了果实对硝态氮的吸收，促进果实糖分积累，改善果实品质。王晶等在5年生宁杞1号上施用化肥和生态有机肥，促进枸杞果实膨大，纵径、横径和单果重分别得到明显提高，枸杞产量增加的同时改善果实品质^[10]。任辉丽等研究发现，将化肥与生物有机肥配施有利于株高的生长，同时冠幅增加效果明显^[11]。张彦红等通过试验研究发现，适当增加无机肥的施用量可以显著提高枸杞单果鲜重、百粒重和果形指数，降低粒度，从而提高枸杞外观品质^[12]。

本研究以宁杞7号为研究对象，设置不同比例的无机肥和生物有机肥，对比分析不同施肥量对枸杞生长、品质以及土壤养分含量的影响，制定出适合枸杞生长的施肥方案，比较不同比例的生物有机肥对枸杞品质及土壤肥力的影响，以期为生物有机肥的推广以及在当地枸杞栽培上的应用提供理论基础及技术依据。

1  材料与方法

1.1  研究区概况

试验于2022年4月在新疆维吾尔自治区精河县托里镇吴夏克巴依东村农民枸杞园进行，该地区位于82°35′00″～82°57′56″ E、44°21′16″～44°29′29″ N，平均海拔320 m，为温带大陆性气候，年平均降水量102 mm，蒸发量大，日照时间长，年日照时数在 2 700 h 以上，昼夜温差大，有利于枸杞养分的积累，无霜期超过170 d，适宜枸杞生长。

1.2  供试材料

供试生物有机肥，新疆美丽扩科达拉农业科技有限公司生产，主要成分：氮（N）含量为10%，磷（P₂O₅）含量为7.5%，钾（K₂O）含量为3%，有效活菌数0.5亿CFU/L，N+P₂O₅+K₂O含量≥60 g/L，Fe²⁺+Zn²⁺含量≥20 g/L，钙含量≥30 g/L。

供试化肥：尿素（含N 46.0%），重过磷酸钙（含P₂O₅44.0%），氯化钾（含K₂O 60.0%）。

供试土壤：土质为沙壤土，基本理化性质见表1。供试枸杞品种：选取密度均匀、长势一致的5年生宁杞7号枸杞作为研究对象，株高为1.00～1.52 m。

1.3  方法

1.3.1  试验设计

试验共设置6个处理，分别为1个对照和5个施肥处理，每个处理4次重复，共计24个小区，小区采用随机区组设计，各小区面积60 m²，每个小区20株枸杞树（行株距1 m×0.75 m）。此外，试验区采用滴灌的方式浇水和施肥，每隔15 d 浇水1次。肥料采用滴灌方式分3次施入，常规施肥（CK）中的氮肥、磷肥、钾肥施用量依据当地常规施肥量进行施用，氮磷钾的施用量分别为60、40、12.5 kg/667 m²。新梢生长期尿素、重过磷酸钙、硫酸钾的施入量占全年总量的60%、60%、20%，盛花期尿素、重过磷酸钙、硫酸钾的施入量占全年总量的30%、30%、30%，初果期尿素、重过磷酸钙、硫酸钾的施入量占全年总量的10%、10%、50%。其他管理措施与当地管理相同。生物有机肥作为基肥在新梢生长期施入，不同施肥处理及施肥量见表2。

1.3.2  试验指标测定及方法

1.3.2.1  土壤指标的测定

分别在枸杞生长的新梢生长期和夏果盛期果实采收后使用土钻采集土样，按照5点混合取样法，采集各个小区0～20、 20～40 cm土层土壤，于室内晾干用于理化指标测定^[13]。参照《土壤农化分析（第3版）》，测定土壤pH值及全盐、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾的含量^[14-15]。

1.3.2.2  枸杞形态指标的测定

生长指标参照贺春燕等的方法^[16]。在枸杞生长发育的不同时期（新梢生长期、盛花期、初果期、头茬果熟期、夏果盛期）每个处理选取5株长势均匀一致的枸杞植株作为观测株，并进行标记，用卷尺和游标卡尺测定枸杞树株高、茎粗、冠幅、新梢生长量。在枸杞新梢生长期和夏果盛期，每个处理选取代表性的植株5株随机采集枸杞植株叶片，带回室内用蒸馏水洗净叶片污渍，选取大小一致的叶片称取其百叶鲜重，随后将新鲜的叶片放置到烘箱中105 ℃杀青1 h，以停止酶的作用，随后放入75 ℃烘箱中烘干24 h，取出干叶，称取其重量得到百叶干重，通过计算百叶鲜重和干重的比值得到鲜干比。

1.3.2.3  果实品质的测定

（1）外观品质：每个处理选取3株枸杞树，从鲜果中选择10粒枸杞果实，使用游标卡尺测量枸杞果实纵径和横径，计算横径和纵径的比值得到果形指数；每个处理选取有代表性的植株3株，将摘取的枸杞果实放入50 ℃的恒温下进行烘干，恒重时取出，并用四分法在每个处理中取100粒干果进行称重，重复3次，求其平均值，进而获得鲜果百粒重；每个处理选取代表性植株3株，每株枸杞每次采摘后制成干的果实，用电子天平（精度为0.1 g） 称量50 g枸杞干果，并记录50 g枸杞干果的粒数，重复3次，求取平均值得到果实粒度^[17]。

（2）内在品质：在夏果盛期，每个处理随机采集300粒正常果实，用碱水浸洗后铺于果毡上自然风干，采用四分法选取每个处理的干果用于测定枸杞品質。用GB 5009.86—2016《食品中抗坏血酸的测定》的2，6-二氯靛酚滴定法^[18]测定枸杞果实中的抗环血酸含量；用GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》的凯氏定氮法测定枸杞果实中的蛋白质含量；枸杞总糖含量根据GB/T 18672—2014《枸杞》中的蒽酮-硫酸法^[19]进行测定。

1.4  数据分析方法

试验结果以所测数据的平均值表示。用Microsoft Office Excel 2010进行数据整理；SPSS 20.0进行数据分析；Origin 2022绘图。

2  结果与分析

2.1  不同施肥处理对土壤肥力的影响

由图1可知，在0～20 cm土层中，新梢生长期F1、F4处理下碱解氮含量较高，各施肥处理间差异不显著；在夏果盛期，各处理对碱解氮的效果较好，其中F4处理最高，较CK与F1处理土壤中的碱解氮含量分别显著提高42.09%和41.73%（P<0.05）。夏果盛期的各施肥处理土壤中的碱解氮含量显著高于新梢生长期，其中F4处理最高，夏果盛期的F4处理较新梢生长期高42.72%。随着土层深度的加深，土壤中的碱解氮含量降低。在新梢生长期，20～40 cm土层土壤中碱解氮含量以F1、F2处理较高，夏果盛期土壤中的碱解氮含量以F4处理最高，达20.40 mg/kg，分别比CK、F1、F2、F3、F5处理高28.54%、29.11%、29.44%、12.77%、50.22%，且与F5处理差异显著（P<0.05），其原因是施肥后土壤中的氮素含量提高了。

如图2所示，土壤中速效磷含量随着土层的加深逐渐递减。在0～20 cm土层，新梢生长期F4处理土壤中的速效磷含量最高，达22.25 mg/kg，夏果盛期F2处理的速效磷含量最高，达23.98 mg/kg，与CK、F1、F3、F5相比分别显著提高18.36%、24.18%、14.41%、23.80%（P<0.05）。此外，与夏果盛期相比，新梢生长期F2处理速效磷含量高40.15%。在20～40 cm土层，新梢生长期F1处理的速效磷含量最高，达13.07 mg/kg，各处理之间差异不显著；夏果盛期F4处理的速效磷含量最高，达13.07 mg/kg，与CK、F3、F5处理相比显著高30.05%、25.19%、67.35%（P<0.05），且夏果盛期F4处理土壤中速效磷含量较新梢生长期高59.58%。

图3表明，在0～20 cm土层，新梢生长期F3处理较CK和其他4个处理差异显著，且F3处理含量最高，达274.11 mg/kg；在夏果盛期，F3处理的速效钾含量最高，达262.82 mg/kg，与CK相比显著增加156.63%。在20～40 cm土层，新梢生长期F2处理的速效磷含量最高，达113.21 mg/kg，与CK、F1、F3、F4、F5处理相比分别高4.53%、35.94%、22.91%、 40.06%、 24.90%；夏果盛期F3处理速效钾含量最高，达154.41 mg/kg，比CK显著高52.96%（P<0.05）。夏果盛期F3处理土壤中速效钾含量比新梢生长期高67.64%。综上，土壤改良效果以F3、F4处理较好。

2.2  不同施肥处理对枸杞形态特征的影响

由图4可知，施用不同比例的生物有机肥后枸杞的株高、冠幅、茎粗、新梢生长量均显著高于CK。其中，初果期F4处理的枸杞株高为151.90 cm，较CK及F1、F2、F3、F5处理高，且较CK高3.05%。各个处理株高整体增长量在 0.21%～3.82%之间。施用不同比例的无机肥和生物有机肥明显有利于冠幅的增长，F4处理效果最明显，头茬果熟期的F4处理冠幅最大，达到了124.57 cm，显著比CK高11.14%（P<0.05）。头茬果熟期各处理茎粗增量在2.86%～16.44%之间，其中F4处理较其他处理茎粗增加明显，达到最大值 134.60 mm，较CK增加16.44%，较F1处理增加11.37%。F4处理的新梢生长量在初果期较其他处理明显增加，达到25 cm，较CK增加17.87%；在头茬果熟期也达到最大，为26.44 cm。与其他处理相比，F4处理的新梢生长量整体增加0.53%～19.54%。比较株高、冠幅、茎粗和新梢生长量，F4处理较CK和F1处理显著增加了枸杞的生长指标。

2.3  不同施肥处理对枸杞百叶鲜重、百叶干重和鲜干比的影响

从图5可以看出，在新梢生长期，枸杞百叶鲜重和百叶干重的变化不是很明显，这是因为此时还没有施肥，土壤养分含量低，植物无法从土壤中吸收到足够的养分。此时正值4—5月，新疆土壤温度还较低，叶片不能较好地吸收养分，此时鲜干比呈现出“S”形增长趋势。在未对枸杞施肥时，鲜干比的最大值出现在F2、F3处理，达到4.66，此时的枸杞干物质积累较多。夏果盛期较新梢生长期枸杞百叶鲜干重及鲜干比都呈现不同程度的增加，因为夏果盛期枸杞枝条、叶片、果实大量生长，该阶段的养分需求量较多，百叶鲜重、百叶干重及鲜干比最大值分别为38.99 g、7.63 g、5.48，较新梢生长期F2处理分别增加250.00%、 195.02%、18.61%。各施

肥处理均有利于枸杞干物质的积累，其中鲜干比最大在F4处理，为5.48。百叶鲜干比越大，表明枸杞干物质积累越多。

2.4  不同施肥处理对枸杞品质的影响

由表3可以看出，除F1处理之外，F2、F3、F4、F5处理的单果重均高于CK，其中F3、F4、F5处理与CK相比差异显著（P<0.05），F4处理单果重最大，为1.03 g，较CK增加41.10%；不同施肥处理对枸杞的果形指数均有不同程度的影响，其中F4处理果形指数最大，CK果形指数最小，F4处理显著比CK大12.69%（P<0.05）；施用不同比例的生物有机肥对枸杞百粒重均有不同程度的影响，F4处理枸杞百粒重最大，为 21.99 g，较F1、F2、F3、F5处理、CK显著增加26.45%、8.70%、9.90%、23.06%、21.36%（P<0.05）。F4处理枸杞粒度最小，为233.11，较CK、F1、F2、F3、F5处理分别减小6.22%、11.55%、9.65%、10.42%、11.06%。不同的施肥处理对枸杞蛋白质含量均有不同程度的影响，F2处理的枸杞蛋白质含量高于其他处理，较CK、F5處理显著增加99.37%、87.61%（P<0.05）。不同的施肥处理有利于枸杞果实中抗坏血酸含量的增加，F4处理抗坏血酸含量最高，为 61.34 mg/100 g，单施生物有机肥时枸杞抗坏血酸含量最低，为34.96 mg/100 g。此外，F4处理枸杞抗坏血酸含量显著高于CK、F1、F5处理31.10%、62.62%、75.46%。随着不同施肥比例的增加，枸杞总糖含量呈现先增加后降低的趋势，在F4处理时枸杞总糖含量达到最大值，为 27.08 g/100 g，并且该处理枸杞总糖含量显著高于CK、F1、F2、F5处理9.28%、34.26%、18.00%、8.58%。从枸杞果实品质方面来看，施用80%生物有机肥+20%无机肥（F4处理）显著提高枸杞果实品质，效果也最佳，该处理下的枸杞单果重、果形指数、百粒重、抗坏血酸含量和总糖含量均最高，粒度最小，蛋白质含量仅在F2处理时显著高于CK处理。

3  讨论

3.1  不同施肥处理对枸杞园土壤肥力的影响

施用生物有机肥可以提高土壤自我调节能力，增加土壤微生物，改善土壤的微环境及其理化性质^[20-22]。但不同的施肥比例改良效果不同，由于生物有机肥自身含有作物生长所需的营养物质和有益微生物，施入土壤后能够提高土壤有机质含量及其肥力，改良土壤理化性质^[23]。闫鹏科等的研究表明，施用生物有机肥能显著降低土壤pH值和全盐含量，显著提高土壤有机质和速效养分含量^[24]，与本研究结果一致。与常规施肥（CK）相比，0～20 cm土层速效磷含量增幅为14.41%～24.18%，速效钾含量增幅为25.24%～156.64%，碱解氮含量增幅为36.83%～42.09%，施用不同比例的生物有机肥土壤的碱解氮含量和速效养分含量得到显著提高；20～40 cm土层速效磷增幅为3.90%～73.88%，速效钾增幅为9.76%～52.96%，碱解氮的增幅为12.77%～29.44%。土壤速效养分含量与生物有机肥的施用量呈正相关，当施用80%生物有机肥+20%无机肥时效果最佳。

3.2  不同施肥处理对枸杞生长发育的影响

本研究发现，施用不同比例的生物有机肥后可以明显改善枸杞生长发育，枸杞的株高、茎粗、冠幅、新梢生长量都出现不同程度的增长。任辉丽等的研究表明，在施用化肥的基础上增施生物有机肥对枸杞的生长促进效果最佳^[25]，与本研究结果一致，F4处理对枸杞生长发育的促进效果最佳。吕亮雨等的研究也显示，施用微生物菌剂可促进枸杞植株生长发育，其株高、冠幅、地径、结果枝长和叶面积较CK均显著增加^[26]。本研究结果表明，施入生物有机肥后，枸杞的株高、冠幅、茎粗、新梢生长量较CK均显著增加，但冠幅的增长表现为先增加后减缓的趋势，到夏果盛期冠幅增长明显减缓，主要原因是夏果盛期枝条结果量增加，枝条重力较大，对冠幅影响较大。常少刚研究发现，施用羊粪生物有机肥能显著促进枸杞冠幅的生长，提高枸杞百叶鲜干重及鲜干比^[27]。在本研究中，夏果盛期F2处理的枸杞百叶鲜重最大，F4处理的百叶干重和鲜干比最大，此时干物质积累最多，与其研究结果^[27]一致。

3.3  不同施肥处理对枸杞品质的影响

施用不同比例的生物有机肥后，枸杞的外观品质和内在品质均得到改善。包慧芳等研究发现，施用生物有机肥后，枸杞产量有增加趋势，枸杞可溶性固形物、百粒重、枸杞多糖、总糖含量比对照分别提高4.7%～9.4%、10.5%～20.2%、29.8%～50.0%、41.8%～60.2%^[28]。高亮等的研究表明，施用生物有机肥后，枸杞千粒重提高33.20 g，增产 1 341 kg/hm²，同时改善了枸杞的内在品质，其中可溶性固形物、抗坏血酸和多糖含量均有所提高^[29]。本研究发现，施用不同比例的生物有机肥能显著改善枸杞品质，与常规施肥（CK）相比各品质指标均出现不同程度的增加，其中枸杞单果重增加18.39%～41.10%，果形指数增加3.425%～12.69%，百粒重增加8.70%～21.36%，蛋白质含量增加21.84%～98.75%，抗壞血酸含量增加11.71%～31.10%，总糖含量增加2.97%～9.28%，且枸杞果实品质改善以F4处理效果最佳。因本试验施用动物血液生物发酵而生产的生物有机肥含有枸杞生长所需的多种营养元素，能平衡提供枸杞所需要的大中微量元素，此外还包括多种有机酸和维生素等营养元素，它们对枸杞品质具有促进作用，因此适量施用生物有机肥有利于改善枸杞品质。有关生物有机肥对枸杞其品质的影响有待进一步深入研究。

4  结论

施用生物有机肥可以有效增加枸杞园土壤碱解氮、速效磷、速效钾养分含量，促进枸杞植株的生长发育，增加株高、茎粗、冠幅、新梢生长量，以F4处理效果最好，与CK相比显著增加3.82%、16.44%、11.14%、17.87%。施用生物有机肥还能改善果实品质，有效提升枸杞总糖含量、蛋白质含量、抗坏血酸含量、单果重、果形指数、百粒重，效果以F4处理最佳。综合土壤肥力和品质分析，施用80%生物有机肥+20%无机肥可以提高土壤肥力，对枸杞的生长发育有明显的促进作用，并且能够改善枸杞的品质，并适合在该地区及同类地区推广使用。

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