施用甘蔗糖厂滤泥有机肥对菜心生长的影响

曾成城，苏天明，秦 芳，苏利荣，韦彩会，唐红琴，张 野，李忠义

(广西壮族自治区农业科学院农业资源与环境研究所, 广西 南宁 530007)

【研究意义】广西蔗糖总产量占全国总产量的60 %以上[1]。在榨糖过程中，每吨甘蔗将产生3.5 %～4.8 %的滤泥，广西年均产原料蔗5600万t，榨糖产生滤泥235.2万t，利用亚硫酸法滤泥发酵制成生物有机肥，能解决环境污染问题，缓解农业生产中土壤肥力下降的问题，促进蔗糖产业的持续健康发展[2]。长期实践证明，单施化肥或有机肥对农业生产都存在一定弊端，有机肥与无机肥配施不仅能提高肥料利用率[3]，还能改善土壤物理结构，提高土壤有机质含量，进而提高土壤肥力[4]。因此，开展糖厂滤泥有机肥与无机肥的配施对作物影响的研究，对改善土壤肥力及糖厂滤泥有机肥推广使用均具有重要意义。【前人研究进展】邢世和等[5]研究表明，施用20 %粉煤灰+80 %糖厂滤泥的混合物对试供土壤的改良及大麦的增产效果显著。谭宏伟等[1]的研究证实，全部施用滤泥及酒精废液于蔗田，蔗区每年可省化肥150万～200万t，增加土壤有机质120万～165万t。目前，有机肥与无机肥的合理配施已成为新的热点。蒙世协等[6]研究表明亚硫法滤泥+复合微生物菌处理的生土熟化改良措施，提高了甘蔗萌芽率，促进甘蔗增产。Hassan等[7]的研究表明，适量的糖厂滤泥和钾盐搭配，可有效提高茴香挥发性油、氮、磷、钾的含量和生长速率。以上研究均表明，甘蔗糖厂滤泥对农业生产有较大的促进作用。有关研究表明，有机肥和无机肥的配施能有效提高蔬菜产量[8-9]，但也有研究结果与其相悖，崔崧等[10]在研究配施等量化肥及不同用量有机肥对黄瓜生长的影响时发现，高量有机肥处理(100 kg/m3)严重抑制黄瓜定植初期的生长。【本研究切入点】目前，关于甘蔗糖厂滤泥有机肥和复合肥不同配施比例的研究还少有报道，二者最佳配比模式还值得进一步探索。【拟解决的关键问题】以菜心为试验材料，研究甘蔗糖厂滤泥有机肥和复合肥的不同配施比例对菜心农艺性状及产量品质的影响，以确定最佳配施比例，为甘蔗糖厂滤泥有机肥的推广使用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在广西武鸣县广西农业科学院里建基地进行，土壤为赤红壤，基本肥力性状为：全氮2.09 g/kg，碱解氮93.25 mg/kg，有效磷15.53 mg/kg，速效钾122.24 mg/kg，pH为5.56，有机质2.75 %。供试作物为菜心，供试肥料为甘蔗糖厂滤泥有机肥和复合肥，有机肥由广西喀斯特生物肥业有限公司提供，含N、P2O5、K2O和有机质含量分别为12.1 %、7.5 %、10.2 %和15.5 %。复合肥含N、P2O5和K2O分别为21.0 %、6.0 %和13.0 %。

1.2 试验方法

设置5个处理，详见表1，每个处理 3次重复，共15个小区，小区面积24 m2，行距0.4 m，株距0.3 m。于2017年5月10日育苗，5月27日施肥、移栽、培土并淋水，6月10日追肥。于6月13日调查菜心农艺性状，6月28日调查菜心农艺性状并分析菜心品质指标，6月29日收获并统计产量。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 菜心农艺性状 每小区随机选取5株菜心，分别测量或计算菜心株高、茎粗、叶片数、叶长及叶宽。株高、叶长及叶宽用卷尺测量，茎粗用游标卡尺测量。

1.3.2 菜心产量及效益 菜心价格为12元/kg，种子成本为150元/hm2，复合肥(21-6-13)价格为3200元/t，滤泥有机肥价格为2000元/t，农药成本为600元/hm2，人工成本忽略不计。分别计算各处理菜心的经济效益和纯收入。

1.3.3 菜心品质检测方法 每小区随机选取5株菜心，对可溶性糖、总糖、粗纤维、维生素C含量及含水量进行测定。可溶性糖含量的测定采用NY/T 1278-2007中的方法[11]，总糖含量的测定采用SB/T 10203-1994中的方法[12]，采用GB5009.3-2016中的方法测定水分含量[13]。GB5009.10-2003中的方法测定粗纤维含量[14]，GB5009.86-2016中的方法测定维生素C含量[15]。

表1 施肥方案

1.4 统计分析

利用SPSS 22.0软件进行单因素分析(one-way ANOVA)，用Duncan(Duncan’s multiple range teat) 检验法统计差异显著性，用软件Origin 8.5绘图。

2 结果与分析

2.1 不同施肥方式对菜心农艺性状的影响

如表1可知，6月13日取样的菜心农艺性状结果显示：25 %复合肥+75 %有机肥处理组的农艺性状均为不同施肥处理组的最佳水平；其中菜心的叶长显著高于其他处理(P<0.05，下同)，分别高出对照组、单施复合肥、75 %复合肥+25 %有机肥、50 %复合肥+50 %有机肥处理组20.38 %、16.88 %、10.72 %和14.34 %。其余农艺性状指标的影响均未达到显著水平(P>0.05，下同)。2次取样结果显示：除6月28日取样的株高和叶片数，施复合肥-有机肥的处理组的菜心农艺性状均优于对照组和单施复合肥处理组。

2.2 不同施肥方式对菜心产量的影响

由图1可知，不同施肥处理对菜心产量的影响均未达到显著水平(P>0.05)。施肥均在一定程度上提高了菜心的产量、经济效益及纯收入。25 %复合肥+75 %有机肥处理组的单株重量的试验结果则为全组最低。其中，与农民收入直接挂钩的经济效益以及纯收入均在50 %复合肥+50 %有机肥处理组达到最高水平，其中，经济效益分别比对照组、单施复合肥、75 %复合肥+25 %有机肥和25 %复合肥+75 %有机肥处理组高33.48 %、4.62 %、12.29 %和14.99 %；纯收入分别比对照组、单施复合肥、75 %复合肥+25 %有机肥和25 %复合肥+75%有机肥处理组高25.81 %、0.54 %、10.62 %和19.07 %。故单从经济效益出发，50 %复合肥+50 %有机肥施肥处理组为最佳的配比。

表2 6月13日采样的菜心农艺性状

注：不同小写字母表示同一种农艺性状在不同施肥处理之间有显著差异(P<0.05)，下同。

Note: Value with the different lowercase letters are significantly different among different treatments at 0.05 level, the same as below.

表3 6月28日采样的菜心农艺性状

不同小写字母表示不同施肥处理之间有显著差异(P<0.05)，下同Value with the different lowercase letters are significantly different among different treatments at 0.05 level. The same as below图1 不同施肥方式对菜心产量的影响Fig.1 Effects of different fertilization on yield of Chinese flowering cabbage

2.3 不同施肥方式对菜心品质的影响

数据分析结果表明，不同施肥处理对菜心品质的影响均未达到显著水平(P>0.05)。如图2所示，菜心的可溶性糖含量和维生素C含量均表现出随有机肥含量的增加而增加的趋势。其中，50 %复合肥+50 %有机肥处理组和25 %复合肥+75 %有机肥处理组的可溶性糖含量分别比75 %复合肥+25 %有机肥处理组高出13.86 %和37.62 %。50 %复合肥+50 %有机肥处理组和25 %复合肥+75 %有机肥处理组的维生素C含量分别比75 %复合肥+25 %有机肥处理组高出19.79 %和34.69 %。

3 讨 论

前人研究表明，有机肥与N、P、K肥配施是维持系统可持续的最优施肥模式，有机肥养分释放缓慢，使土壤养分库逐渐提高，植物抗干旱等逆境能力也得以提高，故有利于作物高产稳产，有机肥中腐解产生的有机酸还可能增加土壤中有机养分的矿化过程，促进难溶性养分的释放，进而增加了土壤中全效和速效养分的含量，即相当于施入了更多的矿质营养[16-17]。本研究结果表明，甘蔗糖厂滤泥有机肥与复合肥的配施对菜心的农艺性状、产量以及品质均有一定的改善。

6月13日取样结果表明，菜心的各农艺性状均在25 %复合肥+75 %有机肥处理组表现为最佳，说明在本试验设计浓度范围内，在菜心生长初期，有机肥含量越高，越利于其生长。收获前取样分析结果表明，随有机肥含量的增加，菜心株高、叶长及叶宽有增加的趋势，而茎粗和叶片数的趋势则与之相反。这有可能是由于生长后期，菜心生长迅速，对养分需求量大，有限的土壤养分不能满足菜心所有的农艺性状都能得到最好的满足导致的。

本研究结果表明，菜心单株重的最佳施肥方式为75 %复合肥+25 %有机肥处理组。而对菜心产量、经济效益及纯收入的进一步分析发现，最优的施肥方式为50 %复合肥+50 %有机肥处理组。这与前人研究结果相似，李卓勇等[18]通过添加木薯加工废弃物转化的有机肥与复合肥配施，能分别比单施复合肥和单施有机肥增产24.27 %和44.47 %。值得注意的是，25 %复合肥+75 %有机肥处理组的蔬菜品质下降的重要原因就是过量施用化肥，而施用有机肥则具有改善蔬菜品质的作用，能减轻施用化肥对蔬菜品质的不利影响。本研究中，随有机肥含量的增加，菜心的可溶性糖含量、总糖含量及维生素C含量均呈现出增加的趋势。这与前人研究结果一致，化肥中加入有机肥会提高果实中可溶性糖和维生素C含量[20]。原因是有机肥的施入能增加土壤有机质含量和多种生物活性物质、改善土壤物料、化学及生物性状，提高土壤肥力；另一方面，有机肥能为作物提供渐进、持续、全面的养分供应，能起到很好的增产提质的作用。但过多的有机肥投入无济于作物的进一步增产，相反还存在环境污染的风险。

图2 不同施肥方式对菜心品质的影响Fig.2 Effects of different fertilization on quality of Chinese flowering cabbage

菜心单株重为同组最低。崔崧等[10]的研究发现，高量有机肥严重抑制黄瓜定植初期的生长，黄瓜前期产量也明显低于不施肥或低量有机肥处理组。这也再次证实了有机肥与无机肥配施一定要选择合理比例，比例适当才能使蔬菜品质和产量得到较大提高的观点[19]。

4 结 论

本研究结果表明，复合肥配施甘蔗糖厂滤泥有机肥对菜心增产提质效果明显，其中，50 %复合肥+50 %有机肥为最佳配施比例，该处理菜心产量、经济效益和纯收入等指标均为最高。

参考文献：

[1]谭宏伟，周柳强，谢如林，等. 蔗糖生产中的有机废弃物资源化利用研究[J]. 大众科技，2016，18(5)：110-112.

[2]谭宏伟. 糖厂滤泥发酵制成生物有机肥[J]. 南方农业学报，2017，48(3)：428-432.

[3]蒋小芳，罗 佳，黄启为，等. 不同原料堆肥的有机无机复混肥对辣椒产量和土壤生物性状的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2008(4)：766-773.

[4]王 岩，张 莹，沈其荣，等. 施用有机、无机肥后土壤微生物量、固定态铵的变化及其有效性研究[J]. 植物营养与肥料学报，1997(4)：307-314.

[5]邢世和，周碧青. 不同配比的粉煤灰和滤泥对红壤理化性质与大麦产量的影响[J]. 福建农林大学学报(自然版)，2003，32(2)：240-244.

[6]蒙世协，杨 锋，王 城，等. 亚硫酸法糖厂滤泥生土熟化改良试验研究[J]. 广西糖业，2017(4)：17-21.

[7]Hassan E A，Ali E F，Ali A F. The enhancement of plant growth，yield and some chemical constituents of dill (AnethumgraveolensL.) plants by filter mud cake and potassin treatments[J]. Australian Journal of Basic & Applied Sciences，2010，5(4)： 948-956.

[8]周丹丹，周崇峻，杨丽娟. 有机肥和化肥配施对露地黄瓜养分吸收、产量和品质的影响[J]. 沈阳农业大学学报，2012，43(4)：498-501.

[9]邓力超，薛灿辉，范连益. 氮磷钾化肥与有机肥不同配比对油菜生长及产量、品质的影响[J]. 中国土壤与肥料，2012(5)：31-34.

[10]崔 崧，韩晓日，邹国元. 不同有机肥用量对黄瓜生长及养分吸收的影响[J]. 华北农学报，2006，21(1)：125-128.

[11]中华人民共和农业部. NYT 1278-2007. 蔬菜及其制品中可溶性糖的测定：铜还原碘量法[S]. 北京：中国标准出版社，2007.

[12]中华人民共和国国内贸易部. SB/T 10203-1994. 果汁通用试验方法[S]. 北京：中国标准出版社，1994.

[13]中华人民共和国家卫生和计划生育委员会. GB5009.3-2016. 食品安全国家标准食品中水分的测定[S]. 北京：中国标准出版社，2016.

[14]中华人民共和国卫生部和中国国家标准化管理委员会.GB5009.10-2003. 植物类食品中粗纤维的测定[S]. 北京：中国标准出版社，2003.

[15]中华人民共和国卫生和计划生育委员会. GB5009.86-2016. 食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定[S]. 北京：中国标准出版社，2016.

[16]Liang B，Yang X，He X，et al. Long-term combined application of manure and NPK fertilizers influenced nitrogen retention and stabilization of organic C in Loess soil[J]. Plant & Soil，2012，353(1)：249-260.

[17]Liu C A，Li F R，Zhou L M，et al. Effect of organic manure and fertilizer on soil water and crop yields in newly-built terraces with loess soils in a semi-arid environment[J]. Agricultural Water Management，2013，117(117)：123-132.

[18]李卓勇，马军文，张 野，等. 不同施肥模式在菜心栽培上的应用效果[J]. 安徽农业科学，2015(24)：64-65.

[19]张红梅，金海军，丁小涛，等. 有机肥无机肥配施对温室黄瓜生长、产量和品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2014，20(1)：247-253.

[20]刘占军，谢佳贵，张 宽，等. 不同氮肥管理对吉林春玉米生长发育和养分吸收的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2011，17(1)：38-47.