周 亮,荣湘民,郭春铭,张 宇,王心星,谢桂先,张玉平,宋海星
(1.湖南农业大学资源环境学院,土壤肥料资源高效利用国家工程实验室,农田污染控制与农业资源利用湖南省重点实验室,植物营养湖南省普通高等学校重点实验室,湖南 长沙 410128;2.郴州市蔬菜科技研究所,湖南 郴州 430065)
蔬菜在人们日常饮食中占有重要的地位。随着物质生活水平的不断提高,人们对蔬菜的品质提出了更高的要求[1]。蔬菜硝酸盐含量过高会影响人体健康[2-3],因此硝酸盐含量是评价蔬菜品质的一个重要指标。当前,蔬菜栽培中使用的肥料多以无机肥为主。研究表明,无机肥施入过多会导致蔬菜中硝酸盐含量过高,从而影响蔬菜的品质;另外,无机肥长期施用还会导致土壤的退化。单施无机肥已经不能满足人们对蔬菜品质和环境质量的要求,通过改变施肥方式和种类来提高蔬菜品质是近年来的研究热点之一[4]。大量研究表明,有机无机肥配施能改善土壤理化性状从而有利于作物的生长,同时还能降低蔬菜中的硝酸盐含量,改善蔬菜品质[5]。由于有机肥原料来源不同、加工方式各异,导致其施入土壤后养分矿化特征存在较大差异,进而对蔬菜的养分供应产生不同的影响[6]。通过小区试验,研究不同有机无机肥配施对小白菜生长、产量和品质的影响,为小白菜在农业生产中产量和品质的提高提供科学依据。
试验于2010年在湖南农业大学农业资源与环境专业试验基地进行。供试土壤为河流冲积母质发育的冲积菜园土,土壤基本理化性状:有机质、全氮、全磷、全钾的含量分别为27.25、1.76、1.73、14.56 g/kg,碱解氮、有效磷、速效钾的含量分别为89.32、14.62、105.55 mg/kg,pH 值 5.56。
供试小白菜为“中箕青菜”605。
有机肥 A、B、C、D、E 分别由生猪养殖垫料、生猪养殖垫料加菌剂1、生猪养殖垫料加稻草、生猪养殖垫料和稻草加菌剂1、生猪养殖垫料和稻草加菌剂2发酵而成,各有机肥养分含量见表1。
表1 各有机肥的养分含量 (g/kg)
试验共设6个处理:A,有机肥A+化肥;B,有机肥B+化肥;C,有机肥C+化肥;D,有机肥D+化肥;E,有机肥E+化肥;CK,纯化肥。小区面积14 m2,每小区定植144株,其中行距为33.30 cm,株距为29.20 cm,重复3次,随机区组排列。各处理施肥量 为 N 240 kg/hm2,P2O5120 kg/hm2,K2O 160 kg/hm2,所有处理 N、P、K 用量相同,但处理 A~E 中施用相应的有机肥代替10%的化学氮肥,有机肥中磷钾折算后其余用化肥补足。有机肥和磷肥全部做基肥施用,氮肥和钾肥的60%作基肥,40%作追肥。小白菜于2010年9月5日浸种,9月6日播种,10月3日施基肥,10月5日移栽,10月20日施追肥,11月12日收获,全生育期68 d。
在小白菜的生长期,测定小白菜功能叶中的叶绿素含量、根系活力。小白菜收获后随机取样,烘干。分析干样中维生素C、硝酸盐、粗纤维含量。
叶绿素含量采用SPAD-502测定仪;根系活力采用TTC还原法测定[7];维生素C、硝酸盐分别采用2,4-二硝基苯肼、紫外分光光度两种比色法测定;粗纤维含量采用酸式洗涤剂法测定[8]。
试验数据采用DPS和Microsoft Excel 2003软件进行处理,处理间差异显著性分析采用SSR检验法。
叶绿素是植物进行光合作用的重要载体,是反映叶片生理活性变化的重要指标之—。从图1中可以看出,有机无机肥配施处理的小白菜叶片叶绿素含量均高于纯化肥处理,有机无机配合处理分别比纯化肥处理叶绿素含量提高了6.00%~24.08%。其中以有机无机肥配施处理E的小白菜叶片叶绿素含量最高,且与对照(纯化肥处理)差异显著。
图1 有机无机肥配施对小白菜功能叶中叶绿素含量变化的影响
根系是植物重要的器官之一,它不仅能够固定植株,而且能吸收土壤中的水分和养分。根系活力是衡量根系生理功能的重要指标之一。由图2可以看出,除有机无机肥配施的A处理外,其他有机无机肥配施处理下的小白菜根系活力比纯化肥处理提高了1.97%~19.05%。方差分析和多重比较结果表明,各处理间差异均不显著,但以有机无机肥配施E处理下的小白菜根系活力最高。这可能是由于有机肥含有一些小分子活性物质,同时有机肥还能够改善作物根系周围的环境条件,如保水性、通气性和养分含量等,从而在一定程度上促进了小白菜根系活力的增加。
图2 有机无机肥配施对小白菜根系活力的影响
由表2可以看出,与对照(纯化肥处理)相比,有机无机肥配施处理会不同程度促进小白菜产量的提高,比纯化肥处理提高1.48%~8.15%。方差分析结果表明,各处理间差异不显著,但以有机无机肥配施E处理的产量最高。
表2 有机无机肥配施对小白菜产量变化的影响
蔬菜中维生素C(Vc)含量是判断蔬菜品质好坏的重要指标之一,试验结果表明,有机无机肥配施处理均能提高小白菜Vc含量。由表3可知,小白菜可食部分Vc含量以有机无机肥配施处理E最高,比纯化肥处理提高了4.15%。
表3 有机无机肥配施对小白菜品质的影响
蔬菜中硝酸盐含量过高严重危害人体健康,其含量与蔬菜品质呈负相关关系。由表3可以看出,小白菜可食部分的硝酸盐含量以有机无机肥配施E处理最低,比纯化肥处理低25.28%,由此可见,有机无机肥配施能够降低小白菜中硝酸盐的含量,提高小白菜的品质。
粗纤维是小白菜的主要成分,其含量过高,会影响口感,降低其食用价值。由表3可知,有机无机肥配施处理的粗纤维含量比纯化肥处理低6.32%~22.95%;且以处理B的粗纤维含量最低。
化肥施入土壤后,能在短期内为作物提供较多的养分,易于被作物吸收,但易损失。而有机肥养分含量低,肥效慢且长,但能够改善土壤理化性状。很多研究表明,有机无机肥配施,可以肥效互补,为作物生长提供持续、全面的养分,从而促进作物的生长,提高作物产量,改善作物品质。王艳博等[9]研究表明,有机无机肥配施后的菠菜收获期生物量显著高于纯化肥和有机肥处理。周柳强等[10]发现有机无机肥配施是提高生菜产量、品质以及降低硝酸盐积累的有效措施。毛建华等[11]试验研究表明,有机无机肥配施能提高蔬菜、瓜果中的Vc含量以及增加果实的糖含量,改善蔬菜瓜果品质。
与纯化肥处理相比,有机无机肥配施能使小白菜提高产量和改善品质。在小白菜的生育期,有机无机肥配施处理下的小白菜功能叶的叶绿素含量较高,且根系活力也相对较强,这就为小白菜增产提供了基础。叶绿素是植物进行光合作用的重要媒介,其含量高低与小白菜的生物量有着密切的关系。另外,根系是作物从土壤中吸收养分的重要器官,根系活力的强弱也就代表着作物吸收养分能力的高低,根系活力增强有利于小白菜吸收更多的养分,从而产量提高。品质方面,有机无机肥配施能提高小白菜Vc含量,同时降低硝酸盐和粗纤维的含量,从而改善小白菜的品质。
与纯化肥处理相比,有机无机肥配施能够更好地促进小白菜的生长,促进其产量和品质的提高,其中以无机肥配施10%生猪养殖垫料和稻草加菌剂2发酵而成的有机肥处理(处理E)效果最好,主要表现为小白菜叶片叶绿素含量、根系活力以及产量的提高。在品质方面,有机无机肥配施处理E能够提高小白菜的维生素C含量,降低硝酸盐含量。
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[7]邹 琦.植物生理生化实验指导 [M].北京:中国农业出版社,1995.35-36.
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[10]周柳强,谭宏伟,黄美福,等.有机肥、化肥及其配施对生菜产量和质量的影响[J].广西农业科学,2008,39(2):192-195.
[11]毛建华,潘 洁,孙长载,等.垃圾有机无机复合肥工厂化生产及农田应用[J].天津农业科学,2002,8(3):7-9.