孙萍,林贤锐,鲍慧,沈建生*
(1.金华市农业科学研究院,浙江 金华 321000; 2.金华三才种业公司,浙江 金华 321000)
近年来,浙江省设施农业迅速发展,对丰富和稳定农产品市场供给,促进农业增效、农民增收做出了重要贡献。目前,设施农业已是浙江省现代农业建设的重要内容和抓手。但与露地相比,设施大棚内环境密闭、通风较弱,同时农民为了追求更高利益,设施农业生产中普遍存在化肥使用量增加,以及农药的不合理使用等现象,加之设施的阻隔作用,自然降雨淋洗降低,因此,普遍出现了不同程度的盐分积累,土壤次生盐渍化程度不断增强。
草莓通常以设施大棚生产为主,且整个生育期需要持续投入大量的肥料以满足营养生长和生殖生长所需。大量的肥料投入不仅会降低草莓的品质,缩短草莓储存时间,而且还会造成土壤盐分积累,且常年种植会造成土壤次生盐渍化,尤其是在一些草莓老产区,土壤次生盐渍化问题日益突出,对草莓的产量和品质产生了巨大的影响,严重影响莓农的收益,威胁着草莓生产的效益和草莓产业的持续发展。
为有效预防和治理设施草莓土壤次生盐渍化的发生和危害,本研究通过增施不同种类的有机肥,减少化肥用量的方法,研究有机肥对土壤次生盐渍化及草莓生长的影响,以期能为改善设施草莓的土壤环境,延缓和修复设施草莓土壤盐渍化提供依据。
供试草莓品种为红颊;供试有机肥种类为:经充分发酵的鸡粪、牛粪、蚯蚓粪、复合肥(含N、P2O5、K2O各15%)。
试验设在金华市国家高新科技园区的草莓地,已种植草莓5年,试验前土壤的电导率(EC值)为1.33 mS·cm-1,pH值为6.08。
试验主要根据有机肥的不同种类设置了4个处理,分别为:对照(CK)复合肥750 kg·hm-2;处理1(T1):鸡粪30 000 kg·hm-2+复合肥150 kg·hm-2;处理2(T2):牛粪30 000 kg·hm-2+复合肥150 kg·hm-2;处理3(T3):蚯蚓粪30 000 kg·hm-2+复合肥150 kg·hm-2。每个处理3个重复,随机排列,每个小区的面积为6.6 m2。有机肥于草莓种植前1个月施入,翻耕与土壤混合均匀,试验过程中追肥及其他栽培管理措施与常规相同,且每个处理之间保持一致。
首先在试验前和草莓结果期分别测定土壤的相关指标,主要包括土壤pH值、EC值等;其次在草莓苗期测定植株生长性状,主要包括株高、叶长、叶宽、茎粗、花径长、花径粗及叶片的叶绿素含量;盛花期以每个小区为单位测定开花比例;结果期记录每个处理草莓单果重、株产量、分批收获的产量及草莓的可溶性固形物等品质指标,最后进行汇总统计。
在试验进行前测定土壤的pH值为6.08,经过试验处理以后,CK的土壤pH值继续下降,而其他处理的草莓土壤pH值有所上升,其中T1的pH值上升了0.07单位,T2上升了0.15单位,T3上升了0.23单位,处理T3的上升幅度较大。另外在试验前测定土壤的EC值为1.33 mS·cm-1,经过试验处理后,在草莓结果期测定土壤EC值,不同处理的土壤EC值表现不同,其中CK处理全部为复合肥,在结果期测定的EC值为1.42 mS·cm-1,在所有处理中最高,与试验前比较上升了6.8%,处理T1、T2、T3的EC值均有所下降,分别下降了31.6%,47.4%,52.6%,T3处理的EC值为0.63 mS·cm-1,为所有处理最低值。
表1 不同处理土壤相关指标的变化
从表2中可以看出,T3的株高最高(25.9 cm)、花径粗最大(4.0 mm),T2的叶长最大(11.8 cm),T1的叶宽最宽(6.3 cm),但是所有有机肥处理对草莓株高、叶长、叶宽、花径粗等生长指标没有显著性影响;而从茎粗的指标来看,T3的茎粗最大(1.6 cm),与T1、T2之间差异显著,且显著高于对照(CK);处理T3的花径长最大(25.9 cm),与其他两个处理之间没有显著性差异,但显著高于对照。
表2 不同处理对草莓生长指标的影响
注:同列数据后没有相同小写字母表示差异显著(P<0.05),表3同。
开花比例是衡量和判断草莓关键生育期的有效指标之一。由表2可以看出,处理T3的开花比例最高,为74.1%,T1的开花比例为65.1%,T2的开花比例为62.4%,CK处理的开花比例最低,为46.3%,表明有机肥的应用可以增加草莓的开花比例。
由表3可以看出,处理T3的氮素含量最高,植株叶绿素含量也最高;其次是处理T1,其氮素含量为10.97 mg·g-1,叶绿素含量为35.52;CK的氮素含量最低,为10.01 mg·g-1,叶绿素含量也最低。
表3 不同处理对草莓产量和品质的影响
可溶性固形物及果实硬度是衡量草莓品质最为直观的指标,通过试验可以看出,增施有机肥可以明显地提高草莓的可溶性固形物含量,其中T1的可溶性固形物含量最高,为13.97%,比CK提高了2.41百分点,T2、T3的可溶性固形物分别比CK提高了2.13和2.22百分点。但是增施有机肥降低了果实的硬度,CK的硬度最大,为1.32 kg·cm-3,其次是处理T2,T1的硬度最小。
不同处理对草莓的产量的影响是存在差异的,其中处理T3的单果重最大,为20.42 g,比CK高2.59 g,小区产量也最大,为20.44 kg,比CK高2.79 kg;其次是处理T2,单果重为19.56 g,小区产量为19.52 kg,T1的单果重、小区产量分别为18.40 g、18.76 kg,比CK分别高出0.57 g、1.11 kg,差异显著。
通过试验可以看出,设施栽培的草莓增施腐熟的有机肥可以有效地提高土壤的pH值,显著地降低土壤的EC值,其中增施蚯蚓粪的pH值提升的幅度在3个处理中最大,同时土壤EC值降低的幅度也最大。蚯蚓粪中不仅含有大量的有机质等有效成分,同时还含有大量的微生物,微生物进一步活化了土壤中的有效成分[1-2],这对于缓解和治理设施草莓土壤次生盐渍化具有良好的效果。因此,设施草莓增施蚯蚓粪可以显著改善草莓的土壤理化性状。
株高、叶片、茎粗等草莓植株的生长指标在一定程度上反映了草莓的营养生长状况[3]。本试验结果表明,增施有机肥可以促进草莓的营养生长,主要表现在促进了株高、叶长、叶宽、花径等的生长,但影响不显著;然而有机肥的使用显著增加了草莓的茎粗,这对于草莓后期的开花结果有一定的协同作用。
另外,增施有机肥大大提高了草莓的开花比例,开花比例是衡量和判断草莓关键生育期的有效指标之一[4],尤其是盛花期的开花比例越大,说明草莓生长越良好。从试验结果可以看出,所有有机肥处理中,增施蚯蚓粪的开花比例最大,这可能是因为蚯蚓粪中除了有机肥共有的有机质等物质以外,还含有大量赤霉素、细胞分裂素等调节植物生长的营养成分[5],这些成分对草莓开花有促进作用。
氮素含量及植株的叶绿素含量与植株的光合作用存在一定的关联[6],增施有机肥对于提高草莓叶片的氮素含量及叶绿素含量有显著的效果,试验表明,增施蚯蚓粪的草莓其氮素含量及叶绿素含量最高,这说明其生长健壮,对水肥的利用很充分。
草莓果实中可溶性固形物是反映草莓果实甜度的一个有效指标,增施有机肥可以显著提高设施草莓的可溶性固形物含量,这主要是因为有机肥中各种有益的成分以及微生物,可有效提高光合速率,促进草莓的光合作用,同时对自身物质的合成及转化也存在相应的促进作用,从而有效地提高了草莓的含糖量[7]。
果实硬度是反映草莓果实耐贮性及运输性的一个比较直观的指标,试验表明,增施有机肥降低了草莓的果实硬度,由此可见,增施有机肥的草莓耐贮性及运输性有所下降,但是果实品质优秀,适合当地采摘销售。
产量作为衡量作物最重要的指标之一,其高低与草莓的管理水平及收益高低有直接的联系。增施有机肥可以显著增加设施草莓的产量,其中增施蚯蚓粪的草莓产量最高,这是因为蚯蚓粪中微生物的存在,活化了有机肥中的营养成分[1-2],另外也有研究发现,蚯蚓粪还可以提高土壤中团聚体的含量,降低黏粒含量[8],改善了根系生长条件,促进养分的吸收,从而增加草莓的产量。
综上所述,设施草莓增施有机肥可以有效地提高土壤的pH值,降低土壤的EC值,对于综合治理设施草莓土壤次生盐渍化具有良好的效果。试验表明,增施蚯蚓粪对延缓和修复设施草莓土壤盐渍化,促进草莓生长,提高草莓品质和产量的效果最佳。