有机水溶性肥与无机肥配施对大白菜的产量、品质和养分利用率的影响

夏全杰+王巧兰+刘启华+熊汉锋+刘新伟+李鸣凤+张炜+程威+赵竹青

摘要：肥料利用效率低是制约我国作物产量提高的重要因素。为了研究提高肥料利用效率的新方法，将有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式与无机肥配合施用，探讨其对大白菜产量、品质和养分利用率的影响。结果表明，有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式与无机肥配施时，比无机肥单施大白菜产量分别提高了7.3%和18.8%，包心率分别增加7.2%和4.7%，有机水溶性肥灌根增产效果明显优于其叶面喷施;有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式与无机肥配施比单施无机肥硝酸盐分别降低14.2%和12.7%，VC增加均不显著;有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式与无机肥配施比单施无机肥氮、磷、钾肥利用率分别提高了12.1%、6.4%、3.4%和18.6%、16.2%、12.9%;有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式与无机肥配施时，其投入产出比分别为6.4、16.6，有机水溶性肥灌根经济效益高于其叶面喷施。

关键词：有机水溶性肥;无机肥;配施;产量; 品质;养分吸收

中图分类号：S634.106.2        文献标识码：A        文章编号：0439-8114（2014）21-5087-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.21.009

Effects of Water-soluble Organic Fertilizer Combined with Inorganic Fertilizer on Production， Quality and Nutrient Utilization of Chinese Cabbage

XIA Quan-jie1，WANG Qiao-lan2，LIU Qi-hua3，XIONG Han-feng1，LIU Xin-wei1，LI Ming-feng1，

ZHANG Wei1，CHENG Wei1，ZHAO Zhu-qing1

（1. Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070，China;2.Military Economic Academy， Wuhan 430035， China;

3. Jiayu Xian Agriculture Bureau， Jiayu 437200， Hubei， China ）

Abstract： Low use efficiency of fertilizer is an important factor restricting yield increase of crop. In order to study new way to improve use efficiency of fertilizer， the impacts of water-soluble organic fertilizer combined with inorganic fertilizer form of spraying on the leaf and root on yield， quality and nutrient absorption of Chinese cabbage was investigated. The results showed that compared with the single application of inorganic fertilizer， water soluble organic fertilizer combined with inorganic fertilizer in the form of spraying on the leaf and root increased the production of Chinese cabbage by 7.3% and 18.8%， respectively. The package rate was increased by 7.2% and 4.7% respectively. Production effect of water soluble organic fertilizer was superior to spraying its on the leaf. Water soluble organic fertilizer combined with inorganic fertilizer in the form of spraying on the leaf and root reduced nitrate by 14.2% and 12.7% compared with the single application of inorganic fertilizer but not significantly increased VC. The fertilization of nitrogen， phosphorus and potassium increased by 12.1%， 6.4%， 3.4% and by 18.6%， 16.2%， 12.9%， respectively， compared with the single application of inorganic fertilizer in the condition of water soluble organic fertilizer combined with inorganic fertilizer in the form of spraying on the leaf and root. Water soluble organic fertilizer combined with inorganic fertilizer in the form of spraying on the leaf or root， the input and output ratio were  6.4， 16.6， respectively. The irrigation economic effect of water-soluble organic fertilizer was higher than that of spraying it on the leaf.

Key words： water soluble organic fertilizer; inorganic fertilizer; combined application;production;quality;nutrient absorption

化肥在农业生产中具有重要作用，多年来大面积的研究结果充分证明，化肥对粮食作物产量的贡献率均占到了50%左右[1]。2007年我国化肥施用量占全球用量高达35%左右[2]，虽然化肥用量一直持续高速增长，粮食产量却始终增加缓慢。化肥的使用对提高作物产量发挥了巨大作用，但由于其用量的不断增加和不合理施用等引发的与土壤质量有关的问题日益凸显[3]。长期单一施用无机肥造成了土壤肥力不均衡[4]、肥料利用率下降[5]等负面影响;朱兆良等[6]总结了中国782个田间试验得出，中国小麦、水稻和玉米对氮肥的利用率在28%～41%之间，肥料利用率低限制了作物产量和品质的提高。无机肥施用过量还可能引起农业生态环境的污染[7]，也不利于提高农产品质量。有研究表明作物中硝酸盐含量与氮素化肥的施用量呈正相关[8]，过量施用氮肥导致蔬菜硝酸盐累积，影响人体健康。

在实际生产中为了提高肥料利用效率，节省肥料资源，往往将不同肥料进行配施。有机肥和无机肥配合施用的研究比较多，很多研究表明有机无机肥配施能提高作物产量及品质[9]。有机水溶性肥料是一种新型水溶性肥料[10]，氮、磷、钾养分含量高，并含有多种微量元素、高活性有机物质、腐植酸等成分，具有活化养分、易吸收、见效快、施用方便等优点[11]。但是单一施用有机水溶性肥料养分易损失，且肥力持久性差。将有机水溶性肥料和无机肥配施能否提高无机肥利用效率，增加经济效益目前还没有明确的结论，相关的研究也比较少。

本研究将有机水溶性肥料与无机肥配施，探究其对大白菜产量、品质、养分吸收的影响。

1  材料与方法

1.1  试验材料

1.1.1  试验地概况  试验于2013年在湖北省咸宁市嘉鱼县陆码1号农户菜地进行。供试土壤为潮土，土壤基本理化性状为pH 6.5、有机质24.4 g/kg、碱解氮108.9 mg/kg、速效磷27.4 mg/kg、速效钾170.3 mg/kg。

1.1.2   供试作物  供试大白菜品种为青杂3号，由当地育苗基地选育，8月25号育苗，9月15号移栽，11月9日收获。

1.1.3   供试肥料  尿素、无机复合肥（15-15-15）为推荐施肥;有机水溶性肥料由武汉皓达农业科技公司提供，其中主要成分为有机质30 g/L，总养分含量（N+P2O5+K2O=60 g/L）。

1.2  试验方法

1.2.1  试验处理  设置4个施肥处理：T0（不施肥）;T1（单施无机肥，即推荐施肥）;T2 （T1+有机水溶性肥喷施，即在推荐的基础上叶面喷施有机水溶性肥）;T3 （T1+有机水溶性肥根施，即在推荐施肥的基础上用有机水溶性肥灌根）。

每个处理设置3次重复，随机区组排列，每个处理小区面积为25 m2，每个小区移栽大白菜100株。各处理肥料用量如表1。无机肥（复合肥，15-15-15）作为基肥一次性施入，每667 m2用量50 kg;不足的氮肥用尿素追施，在幼苗期、莲座期、结球期各追施一次，每次每667 m2用量5.43 kg;有机水溶性肥原液喷施和灌根均分3次进行，在幼苗期、莲座期、结球前期各一次，施用时用水稀释1 000倍。

1.2.2   取样及测定方法  在大白菜结球前期用SPAD仪测定叶片叶绿素含量;收获时按小区计产，取其地上部分测定平均单株鲜重;去掉没有包心的叶片，测量单株包心重、包心周长、包心高，计算其包心率及每667 m2产量（包心率=单株包心重/单株鲜重，每667 m2产量=单株包心重×100×667/25）。

取新鲜大白菜包心叶片，剪碎混匀，测定维生素C（采用2，6-二氯靛酚法测定）、硝酸盐（采用水杨酸-硫酸比色法测定）含量。称取不同处理的大白菜包心叶片105 ℃杀青30 min，在75 ℃烘干，记录烘干前后叶片重量并计算含水率;称取烘干样品测定氮、磷、钾含量（采用H2SO4-H2O2联合消煮法）;计算干物质累积量和肥料利用率（干物质累积量=产量×（1-含水率）;肥料利用率= （施肥处理植株养分累积量-不施肥处理植株养分累积量）/养分投入量×100%）。

1.3  数据分析

试验数据采用SPSS 13.0软件进行方差和相关分析，采用Excel 2007作图。

2  结果与分析

2.1  有机水溶性肥与无机肥配施对大白菜产量及生长指标的影响

施肥能显著提高大白菜产量。由图1可知，单施无机肥大白菜的产量为4 402 kg/667 m2，比不施肥产量提高89.6%。有机水溶性肥与无机肥配合施用时，相对单施无机肥进一步提高了大白菜产量，有机水溶性肥施用方式不同增产效果不同。当有机水溶性肥以叶面喷施的方式与无机肥配施时比单施无机肥增产7.3%，增产不明显;当其以根施方式与无机肥配施时比单施无机肥产量提高18.8%，提高效果显著;有机水溶性肥与无机肥配施方式不同增产效果不同，以根施的方式与无机肥配施时增产效果更明显。

有机水溶性肥和无机肥配施比单施无机肥大白菜单株鲜重、单株包心重都有明显提高（表1）。有机水溶性肥以叶面喷施和灌根的方式和无机肥配施时大白菜包心率分别为67.6%和65.1%，比单施无机肥分别提高了7.2和4.7个百分点，提高效果显著。单施无机肥大白菜叶绿素含量相对不施肥提高效果显著，有机水溶性肥以灌根方式和无机肥配施后叶绿素含量相对单施无机肥有显著的提高。施肥明显提高了大白菜的含水率，有机水溶性肥与无机肥配施相对无机肥单施含水率变化不明显。大白菜包心周长、包心高和包心重变化趋势一致。

2.2  有机水溶性肥与无机肥配施对大白菜养分含量和品质指标的影响

施用无机肥比对照显著提高了大白菜氮、磷、钾含量。有机水溶性肥与无机肥配施相对单施无机肥大白菜氮、磷含量有所提高，钾含量有降低趋势，尤其是当有机水溶性肥以灌根形式与无机肥配施时，降低更明显。由表2可以看出，施用无机肥大白菜氮含量为4.13%，相对不施肥增加效果显著;磷、钾含量分别为0.65%、4.69%，相对不施肥分别提高了0.11、0.57个百分点，提高效果明显。有机水溶性肥以叶面喷施的方式与无机肥配施相对无机肥单施氮含量提高0.36个百分点，效果显著;磷、钾含量变化不显著。有机水溶性肥灌根与无机肥配施相对无机肥单施氮、磷含量增加不显著，钾含量下降显著。单施无机肥时，大白菜中VC含量比不施肥降低20.0%，降低显著。有机水溶性肥与无机肥配施时，相对单施无机肥VC有所提高但是不显著。当有机水溶性肥以叶面喷施或灌根的方式与无机肥配施比单施无机肥硝酸盐含量分别降低14.2%、12.7%，降低效果显著，有机水溶性肥叶面喷施对硝酸盐影响比其灌根的影响更明显。

2.3  有机水溶性肥与无机肥配施对无机肥养分利用率的影响

施肥明显促进了大白菜干物质的积累量。有机水溶性肥与无机肥配施相对单施无机肥大白菜氮、磷、钾积累量和肥料利用率均有所提高（表3）。单施无机肥，纯氮施用量为15 kg/667m2，其利用效率为29.1%;有机水溶性肥以叶面喷施或灌根的方式与无机肥配施时氮素累积量分别为12.4、13.4 kg/667 m2，肥料利用率比单施无机肥分别提高了12.1、18.6个百分点。

有机水溶性肥以叶面喷施或灌根的方式与无机肥配施时，磷素累积量分别为1.9、2.2 kg/667 m2，利用率分别为20.6%、30.4%，相对无机肥单施磷的利用率分别提高了6.4、16.2个百分点。不施肥，钾素的积累量为8.9 kg/667 m2，施用无机肥后钾素积累量为12.0 kg/667 m2，利用率高达49.7%;有机水溶性肥以叶面喷施或灌根的方式与无机肥配施时，钾素积累量分别为12.2、12.8 kg/667 m2，利用率比单施无机肥分别提高了3.2、12.9个百分点。有机水溶性肥以灌根的方式与无机肥配施比其以叶面喷施的方式和无机肥配施更能促进大白菜养分的吸收累积。

2.4  有机水溶性肥与无机肥配施对大白菜经济效益的影响

有机水溶性肥与无机肥配施相对无机肥单施提高了大白菜经济效益（表4）。有机水溶性肥以叶面喷施的方式与无机肥配施比单施无机肥每667 m2平均增产320 kg，增值128元，产投比为6.4;有机水溶性肥以灌根的方式与无机肥配施比单施无机肥每667 m2平均增产827 kg，增值331元，产投比高达16.6。因此，有机水溶性肥灌根经济效益比其喷施高。

3  结论与讨论

无机肥施入土壤短期内能快速提高土壤养分，被作物吸收利用，但是容易损失[12]。有研究表明无机肥施用过量会降低白菜产量[13]和品质[14]，而且肥料利用率、经济效益较低。有机水溶性肥作为一种新型的水溶性肥料，见效快、施用方便，与无机肥配施能进一步提高大白菜的产量和经济效益。有机水溶性肥料以不同方式与无机肥配施，对产量的影响不同，灌根效果更为明显，这可能是因为有机水溶性肥能促进根系生长发育，进而促进生物量的积累。从生长指标上看，与不施肥相比，施无机肥明显提高了叶绿素含量，不施肥时大白菜叶片黄化明显，叶绿素含量较低。有机水溶性肥叶面喷施对叶绿素的合成影响不显著，灌根时叶绿素含量提高显著。不施肥大白菜不易包心，包心率低，可食用部分少，经济效益比较低。含水率也会影响包心重，不施肥时包菜干黄失水，含水率较低;有机水溶性肥与无机肥配施相对单施无机肥大白菜含水率变化不明显。

有研究表明肥料配施可以提高蔬菜的品质[15]，如周柳强等[16]认为有机无机肥料配施是提高包叶生菜产量和品质、降低硝酸盐积累的有效措施。适量施用氮肥能提高蔬菜产品中的VC含量，但用量过高通常会降低VC的含量[17]。当地习惯施氮量为15 kg/667 hm2，氮肥施用过量，降低了大白菜的品质，这与众多研究结果一致。有机水溶性肥与无机肥配施会显著降低大白菜硝酸盐含量，对大白菜品质具有改善作用。

合理施用肥料会提高作物养分含量，促进作物养分吸收和积累[18]。有机水溶性肥与无机肥配施相对单施无机肥氮含量有所提高，有机水溶性肥以灌根的方式与无机肥配施时相对单施无机肥氮含量增加不明显，而其以叶面喷施的方式与无机肥配施时相对无机肥单施氮含量增加显著;但是从氮积累量上看，有机水溶性肥以灌根的方式与无机肥配施时氮积累量相对较大，氮素利用率高达47.7%，相对单施无机肥提高18.6个百分点。有机水溶性肥与无机肥配施相对单施无机肥大白菜磷含量增加，磷积累量也有显著提高。当有机水溶性肥以根施的方式与无机肥配施时相对单施无机肥钾含量降低显著，但是钾素累积量比单施无机肥增加，这是由于有机水溶性肥与无机肥配施产量高，吸收积累量大的原因。

从经济效益上分析，有机水溶性肥与无机肥配施方式不同，经济效益不同。有机水溶性肥灌根时产投比高达16.6，显著提高了大白菜的经济效益。随着我国农业的集约化、规模化发展，有机水溶性肥灌根更能适合水肥一体化的发展趋势，具有广阔的应用前景。

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