有机肥对连作豇豆产量、品质及土壤速效养分动态变化的影响

刘术新，李小荣，丁枫华，吴倩倩

(1.丽水职业技术学院林业科技学院，浙江　丽水　323000；2.丽水市农业局，浙江　丽水　323000；3.丽水学院，浙江　丽水　323000)



有机肥对连作豇豆产量、品质及土壤速效养分动态变化的影响

刘术新1，李小荣2，丁枫华3*，吴倩倩3

(1.丽水职业技术学院林业科技学院，浙江丽水323000；2.丽水市农业局，浙江丽水323000；3.丽水学院，浙江丽水323000)

采用田间试验法，研究施用不同有机肥对连作豇豆产量、品质及连作土壤速效养分动态变化的影响。结果表明：豇豆开花结荚期有机肥处理的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别比化肥处理高出10.35%～45.59%、29.42%～49.12%和18.90%～38.41%；施用有机肥的豇豆死苗率低，分别比施用化肥降低了61.35%、23.72%和49.05%；产量分别提高了41.39%%、22.97%和29.70%；豇豆中可溶性蛋白、淀粉、总糖、还原糖和Vc分别平均提高了3.40%～9.49%、5.21%～13.91%、11.16%～27.27%、11.63%～32.56%和17.19%～25.05%；豇豆中有机酸含量和亚硝酸盐含量分别降低了12.90%～35.48%和16.48%～37.45%。其中，鸡粪有机肥对提高土壤速效养分含量效果最好，也对连作豇豆可溶性蛋白、总糖、还原糖、Vc和亚硝酸盐等品质指标的影响较大，是较为理想的有机肥种类，值得在连作豇豆上推广应用。

连作；豇豆；有机肥；土壤速效养分；产量；品质

随着豇豆生产的不断发展，豇豆主产区的连作现象日益严重。由于土壤轮作换茬不够，导致豇豆连作土壤理化性质恶化，有害物质积累，从而极大地影响了豇豆的产量和品质。有研究表明，防治连作障碍的主要方法是轮作换茬[1-2]，但是实际生产中往往需要在有限的土地上增加种植豇豆的数量和次数，连作现象难以避免。

肥料是绿色食品生产的关键，有机肥含有丰富的微生物和各种养分，不但可以直接增加土壤有机质、氮、磷、钾的含量[3-6]，而且还可以改善土壤的理化性质和微生态结构[7-9]。可见，有机肥对于提高土壤肥力是有利的，但是关于有机肥对连作豇豆土壤养分动态变化的研究还鲜有报道。

为此，于2013 年在浙江省丽水市莲都区豇豆生产基地进行田间试验，通过设置不同施肥处理方式，研究连作条件下，施入有机肥对各生育期土壤速效养分动态变化的影响，加强有机肥改善连作土壤理化性质的理论研究，揭示有机肥提升菜园土壤质量的机理，以期为克服连作障碍和绿色蔬菜生产的可持续发展提供必要的依据。同时研究不同种类有机肥对连作豇豆产量及其品质的影响，为减少豇豆连作障碍，提高连作豇豆产量和改善品质提供科学依据。

1　材料与方法

1.1试验地基本情况

本试验于2013年在浙江省丽水市莲都区碧湖镇豇豆生产基地进行，试验地连作豇豆8茬。土壤质地为壤土，pH值为4.40，有机质21.50 g·kg-1，碱解氮48.23 mg·kg-1，有效磷(P)14.28 mg·kg-1，速效钾(K) 85. 04 mg·kg-1。

1.2供试材料

供试品种为豇豆金美350，由汕头市澄海区利农蔬菜良种研究所提供。猪粪有机肥(浙农肥2010准字0038号)由浙江省嘉兴市瑞丰天元肥料有限公司提供，鸡粪有机肥(苏农肥2009临字0035号)由江苏司百客生物科技有限公司提供，海产品残渣有机肥(琼农肥2009准字0025号)由海南农丰宝肥料有限公司提供，有机肥养分含量见表1。硫酸钾复合肥(鄂农2009准字197号)(N∶P2O5∶K2O=17∶17∶17)，由湖北祥云(集团)化工股份有限公司提供。

1.3试验设计

设4个处理，处理1为对照组(CK)常规化肥施肥-硫酸钾复合肥料(N∶P2O5∶K2O=17∶17∶17)(125 g·m-2)；处理2(F1)猪粪为主有机肥(500 g·m-2)；处理3(F2)鸡粪为主有机肥(500 g·m-2)；处理4(F3)海产品残渣有机肥(500 g·m-2)；每种处理设3次重复，共12小区，每个小区面积为12 m2，随机排列。各处理氮、磷、钾各施用量相等。施用有机肥的氮磷钾不足部分由尿素、磷酸二氢钾、氯化钾补足。

表1　供试有机肥料养分含量

1.4样品采集及测定方法

在豇豆的关键生育期: 幼苗期、抽蔓期、开花结荚期，按5 点取样法用土钻在每个小区采集土壤耕层(0～20 cm) 土样，然后风干、研磨、过筛，测定土壤化学性质。其中，土壤有机质采用重铬酸钾外加热法测定；土壤碱解氮采用碱解扩散法测定；土壤有效磷采用氟化铵浸提-钼锑抗比色法测定；土壤速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定[10]。

在豇豆生长期内，观察豇豆生长情况，出现黄化或死苗情况及时记录。从豇豆第1次采摘开始记产，直到采摘结束，统计豇豆平均产量，采收旺盛期采集豇豆样品，鲜样测定豇豆可溶性蛋白含量；烘干磨碎过筛备用，测定还原糖、总糖、淀粉、维生素C及硝酸盐含量。采用恩酮比色法测定可溶性蛋白；淀粉采用蒽酮法测定；维生素C采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[11]；亚硝酸盐采用比色法测定[12]。

1.5数据处理

试验数据利用SPSS13.0和Excel 2010软件进行分析统计作图。处理间差异显著性分析采用Duncan′s多重比较法。

2　结果与分析

2.1不同处理对土壤速效养分的影响

2.1.1不同处理对土壤碱解氮的影响不同处理下豇豆生育期的土壤碱解氮含量的变化见图1。对照组的幼苗期碱解氮含量显著(P<0.05)高于F1、F2和F3处理。各有机肥处理的抽蔓期和开花结荚期的土壤碱解氮含量显著(P<0.05)高于对照组。其中，开花结荚期的土壤碱解氮含量F1、F2和F3处理比CK处理分别高出32.64%、45.59%和10.35%，其与对照间差异显著(P<0.05)。豇豆幼苗期化肥肥效较有机肥强劲，土壤中碱解氮含量明显高于有机肥。而到抽蔓期和开花结荚期，施用化肥的土壤中氮素含量显著降低。这应该与有机肥分解慢，肥料释放缓慢[13-14]，而化学肥料释放养分的速率较快有关[15]。

2.1.2不同处理对土壤有效磷的影响不同处理下对土壤有效磷的变化见图2。由图2可知，豇豆幼苗期、抽蔓期和开花结荚期的有效磷含量，各处理间差异均显著(P<0.05)。幼苗期CK处理组有效磷含量显著(P<0.05)高于有机肥处理组；抽蔓期和开花结荚期土壤有效磷含量，有机肥处理显著(P<0.05)高于化肥处理。在豇豆生长中后期，有机肥处理的有效磷含量优于化肥处理，能有效提高土壤有效磷含量。豇豆抽蔓期和开花结荚期，F1、F2和F3处理比CK处理分别提高了7.41%、16.68%、3.50%和36.72%、49.12%、29.42%，其与对照间差异显著。磷肥施入土壤后容易被固定，随着施入时间的延长，固定作用增强，化肥处理随着豇豆生育期延长土壤有效磷含量降低；而有机肥矿化释放磷素，可以很好地抑制磷素的固定，在豇豆抽蔓期和开花结荚期有效磷含量显著高于对照组。

2.1.3不同处理对土壤速效钾的影响不同处理下对土壤速效钾的变化见图3。由图3可知，豇豆幼苗期的各处理间差异显著(P<0.05)，CK处理显著(P<0.05)高于有机肥F1、F2和F3处理；豇豆抽蔓期，F2处理显著(P<0.05)高于F1、F3和CK处理，F2和F3处理间差异显著，F1和CK处理间差异不显著；豇豆开花结荚期，各处理间差异显著(P<0.05)，CK处理土壤速效钾含量显著低于F1、F2和F3处理；其中，鸡粪有机肥F2处理速效钾含量最高，猪粪有机肥F1处理速效钾含量次之，海产品残渣有机肥F3处理速效钾含量相对最低。但有机肥处理组的F1、F2和F3都分别比化肥CK处理组的提高了27.95%、38.41%和18.90%，其与对照间差异显著。可以看出，蔬菜生长前期，有机肥释放钾肥的速率慢，供给土壤速效钾含量低于化肥处理；进入抽蔓期后，有机质矿化分解持续供肥能力强，供给蔬菜速效钾含量超过化肥处理。

2.2不同处理对豇豆生长状况及产量的影响

不同处理下对豇豆生长状况及产量的变化见表2。由表2看出，施用有机肥处理豇豆的死苗率平均分别比对照降低61.35%、23.72%和49.05%，其与对照间差异显著。施用有机肥处理的平均产量均显著高于CK；4个处理中平均产量最高的为F1，达到7.14 kg·m-2，比CK处理的增产41.39%；F2和F3处理间差异不显著，但均显著高于CK，分别增产22.97%和29.70%，其与对照间差异显著。上述结果表明有机肥能够降低连作豇豆的死苗率，提高产量，可能原因是有机肥能够络合连作土壤中有机酸等有害物质，改善土壤环境，有利于豇豆根系的生长，降低了豇豆的死苗率，并提高了产量。

表2不同处理对豇豆死苗率及产量的影响

Table 2Effects of fertilizations on seedling death rate and yield of cowpeas

注: 每列不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平，下同。

2.3不同处理对豇豆品质的影响

不同处理对豇豆品质的影响见表3。由表3看出，施用有机肥处理豇豆的可溶性蛋白含量、淀粉含量、总糖含量、还原糖含量和Vc含量平均比对照分别提高了9.49%、3.39%、5.49%，5.21%、6.96%、13.91%，27.27%、17.36%、11.16%，32.56%、19.77%、11.63%和25.05%、17.19%、20.64%，其与对照间差异显著。施用有机肥处理豇豆的有机酸含量和亚硝酸盐含量平均比对照分别降低了35.48%、29.03%、12.90%和37.45%、16.48%、26.97%，其与对照间差异显著。有机肥处理改善了连作土壤养分环境，豇豆生长较好，有利于光合产物的生成，进而提高豇豆品质。

表3　不同处理对豇豆品质的影响

3　讨论与结论

3.1有机肥对土壤速效养分动态变化的影响

据已有研究报道，当有机肥的配方合理，可以有效增加土壤肥力[16-17]，本试验得到了一致的结果：与常规施化肥相比，有机肥具有肥效缓、肥效长的释肥特征，进入抽蔓期后不同有机肥处理均能有效提高土壤速效养分含量。豇豆开花结荚期有机肥处理的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别比化肥处理高出10.35%～45.59%、29.42%～49.12%和18.90%～38.41%，这一结果与邓欧平[15]施用菌渣提高土壤速效养分含量结果一致。而有机肥种类不同，对连作土壤速效养分含量的影响存在显著差异。其中开花结荚期表现最为显著，鸡粪有机肥F2处理>猪粪有机肥F1处理>海产品残渣有机肥F3处理。施用鸡粪有机肥的耕层土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量比CK处理分别高出45.59%、49.12%和38.41%。与王强等[18]、张亚丽等[19]的研究结果相近。

3.2有机肥对豇豆生长状况及产量的影响

有研究表明有机肥可显著影响连作作物的生长状况和产量[20-24]。从本试验的研究结果可以看出，不同施肥处理对“豇豆金美350”死苗率的影响较大，各处理间死苗率的差异达显著水平，其中以F1处理的死苗率最低为2.64%，比CK处理提高61.76%，可能原因是有机肥通过降解吸附等作用降低豇豆连作土壤中酚酸类物质毒性，减少其对豇豆根系的影响，从而缓解豇豆连作自毒作用，降低了豇豆的死苗率。从本实验的结果还可以看出，有机肥处理可以使连作豇豆增产，这与徐胜光[25]研究发现有机肥可以提高永久性菜地上豇豆的产量结果一致。F1、F2和F3处理比CK分别增产40.59%、22.97%和29.70%。

3.3有机肥对豇豆品质的影响。

黄若玲[26]、郭江[27]等研究表明，施用有机肥能够提高豇豆的总糖、Vc等含量，提高豇豆品质；另外有研究表明有机肥能提高连作花生粗脂肪和粗蛋白含量，改善花生品质[28]。本试验得到了一致的结果，与施用化肥CK相比，施用有机肥处理豇豆中可溶性蛋白、淀粉、总糖、还原糖和Vc平均分别提高了3.40%～9.49%、5.21%～13.91%、11.16%～27.27%、11.63%～32.56%和17.19%～25.05%；豇豆中有机酸含量和亚硝酸盐含量分别降低了12.90%～35.48%和16.48%～37.45%。综上所述，F1鸡粪有机肥对连作豇豆可溶性蛋白、总糖、还原糖、Vc和亚硝酸亚等品质指标的影响较大，提升连作豇豆产量和品质，是较为理想的有机肥种类。

综上研究认为有机肥能有效改善连作土壤肥力状况，缓解豇豆连作障碍，尤其在作物生长后期能有效提高土壤速效养分含量，并提升连作豇豆产量和品质，是实现农业可持续发展较为理想的施肥方式。不同肥源有机肥对农作物生长发育的影响也各不相同。其中鸡粪有机肥对提高土壤速效养分含量效果最好，也对连作豇豆可溶性蛋白、总糖、还原糖、Vc和亚硝酸盐等品质指标的影响较大，是较为理想的有机肥种类，值得在连作豇豆上推广应用。

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(责任编辑：黄爱萍)

Effects of Organic Fertilizers on Yield and Quality of Cowpeas and Available Nutrients in Soil Under Continuous Cropping Cultivation

LIU Shu-xin1, LI Xiao-rong2,DING Feng-hua3*,WU Qian-qian3

(1.SchoolofForestryScienceandTechnology,LishuiVocational&TechnicalCollege,Lishui，Zhejiang323000,China;2.LishuiAgriculturalBureau，Lishui，Zhejiang323000,China； 3.Lishuiuniversity,Lishui，Zhejiang323000,China)

In a field experiment, effects of various organic fertilizers on the yield and quality of cowpeas (Vignaunguiculata) and the available nutrients in the soil under continuous cropping cultivation were studied. The results showed thatin the blossoming/fruiting period, the alkali hydrolyzable nitrogen, available phosphorus, and available potassium in soil were higherby 10.35%-45.59%, 29.42%-49.12%, and 18.90%-38.41%, respectively,when the organic than the chemical fertilizer was applied.When the chicken manure, xxx, or xxx was applied, the death ratesof cowpea seedlings werereduced by 61.35%, 23.72%,or 49.05%, respectively, as compared to the chemical fertilization; the crop yieldsincreased by 41.39%, 22.97%,or 41.39%, respectively; the soluble protein,starch,total sugar,reducing sugar, and Vc increased by 3.40%-9.51%, 4.96%-13.66%,12.37%-32.96%,11.29%-27.50%, and 17.19%-25.05%, respectively; and the organic acid and nitrite contents reduced by 12.90%-35.48% and 16.48%-12.90%, respectively.Among the different organic fertilizers, chicken manure significantly improved the available nutrients in soil, and at the same time,upgraded the soluble protein, total sugar, reducing sugar, Vc, nitrite, and other quality indicesfor the cowpeas raised with its application. It was, therefore, recommended to be used as the fertilizer incontinuous cropping practice of cowpeas.

continuous cropping; cowpeas; organic fertilizer; soil available nutrients; yield; quality

2016-02-18初稿；2016-05-13修改稿

刘术新(1984-)，女，硕士，实验师，研究方向：土壤污染生态及植物营养化学(E-mail:lsx0476@163.com)

丁枫华(1970-)，女，博士，副教授，研究方向：土壤生态学(E-mail:dfh0578@163.com)

丽水市高层次人才资助项目(2014RC04);浙江省科技厅公益技术应用研究项目(2011C22090);丽水市公益项目(2012JYZB47)；浙江省教育厅科研项目(Y201328325);大学生科技创新项目(2014R462002,2013R429030)

S 154

A

1008-0384(2016)07-728-05

刘术新，李小荣，丁枫华，等.有机肥对连作豇豆产量、品质及土壤速效养分动态变化的影响[J].福建农业学报，2016，31(7)：728-732.

LIU S-X，LI X-R，DING F-H，et al.Effects of Organic Fertilizers on Yield and Quality of Cowpeas and Available Nutrients in Soil Under Continuous Cropping Cultivation[J].FujianJournalofAgriculturalSciences，2016，31(7)：728-732.