不同种类有机肥对娃娃菜生理特性及产量的影响

薛勇 吴平江 夏叶 陈修斌 董怡玲

摘    要：为获得娃娃菜生产上的适宜有机肥种类与用量，以娃娃菜‘春宝黄为试材，研究了不同种类有机肥对娃娃菜生理特性及产量的影响。试验设A1～ A5共5个不同种类的有机肥处理，以生产上常用的化肥为对照。结果表明：采用再生有机肥2.7 t·hm-2的A2处理，其娃娃菜叶片光合速率、蒸腾速率、叶片胞间CO2浓度和气孔导度的数值最高;同时其叶片中蛋白质的含量也最高、POD和SOD的活性也最强，分别为7.48 ?g·g-1、185 U·g-1·min-1和28.21 U·g-1，叶片中MDA的含量最低，为0.39 ?mol·g-1;A2处理的娃娃菜在叶片数、横径、纵径、单株经济产量和每hm2产量，均高于其他处理，分别为每株41.23片、28.34 cm、40.23 cm、1.36 kg和113.95 t·hm-2，不同处理对产量的影响大小顺序为A2>A4>A3>A5>A1>CK，说明采用2.7 t·hm-2的再生有机肥，有利于促进娃娃菜的生长与提高产量。

关键词：娃娃菜;生物有机肥;生理特性;产量

Absrtact： In order to obtain the suitable types and dosage of organic fertilizer in the production of baby cabbage（Brassica pekinensis）， the baby cabbage variety ‘Chunbaohuangwas used as the test material， the effects of different organic fertilizers on the physiological characteristics and yield of baby vegetables were studied by the method of randomized block design. Five different kinds of organic fertilizers were used in A1-A5 treatment， the chemical fertilizers commonly used in production was used as control. The results showed that the photosynthetic rate， transpiration rate， intercellular CO2 and stomata conductance of the leaves of baby cabbage were the highest when treated with 2.7t·hm-2 of recycled organic fertilizer. At the same time， the protein content in the leaves was the highest， and the POD and SOD activities were the strongest， which were48 ?g·g-1， 185 U·g-1·min-1 and 28.21 U·g-1， respectively. The MDA content in the leaves was the lowest， which was 0.39 mol·g-1. The yield of leaves， horizontal stems， vertical stems， economic yield of the baby cabbage treated with A2 were higher than those of other treatments， which were 41.23 pieces， 28.34 cm， 40.23 cm， 1.36 kg per plant and 113.95 t·hm2， respectively. The order of the effects of different treatments on the yield was A2>A4>A3>A5>A1>CK， it was indicated that the growth and yield of baby cabbage could be improved when treated by 2.7 t·hm-2 recycled organic fertilizer.

Key words： Brassica pekinensis; Bio-organic fertilizer; Physiological characteristics; Yield

娃娃菜（Brassica pekinensis）是十字花科芸薹属白菜亚种的一种袖珍型小株白菜，近年来，随着张掖市农业产业结构的调整，娃娃菜已经成为高原夏菜的主要蔬菜种类之一，种植娃娃菜可以获得较好的经济效益和社会效益。但在娃娃菜生产过程中，常存在重视化肥施用，而忽视有机肥的应用，结果造成土壤板结、肥料利用率低下，污染环境以及农产品品质下降等问题[1-2]。有机肥含有作物生长所需的多种营养元素，能满足作物各个时期对养分的需要;此外，有机肥还含有氨基酸、蛋白质、脂肪、胡敏酸等各种有机养分，可直接为根系吸收或是分解后作为作物重要的营养源[3]，罗佳等[4]研究表明不同有机肥与化肥配施可以获得与化肥相当或者超过化肥的黄瓜产量，可增产26.77%;万水霞等[5]研究得出在有机肥1 hm2用量为7 500 kg时甘蓝产量最高;万群等[6]研究结果表明在每株番茄使用200 g有机肥和5.9 g尿素、5.6 g过磷酸钙、4.0 g硫酸钾能极大地促进番茄生长、提高番茄产量。从以上研究来看，国内有关有机肥的研究方面，大多局限于有机肥与化肥配施对土壤微生物数量变化与产量的影响方面居多，而对于不同种类有机肥施用后对作物的生理特性及生化指标的变化方面研究的较少，本试验选取当地常见的几种不同种类的生物有机肥为试材，研究其对娃娃菜生理特性与产量影响，以期筛选出适于娃娃菜生长的最适宜的有机肥种类与用量，為张掖地区娃娃菜生产中有机肥替代化肥及实现高产优质化生产提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验地状况

试验于2018年3至7月在张掖市甘州区党寨镇汪家堡村高原夏菜生产基地内进行。供试土壤为灌漠土，有机质含量（w，后同）为12.32 g·kg-1，碱解氮含量51.47 mg·kg-1，速效磷含量15.78 mg·kg-1，速效钾含量143.73 mg·kg-1，pH为7.85，全盐含量0.76 g·kg-1，总孔隙度43.64%，质地砂壤。

1.2 试验设计与种植

采用田间随机区组试验设计，设6个处理，处理CK：生产上常用化肥量[尿素375 kg·hm-2+过磷酸钙525 kg·hm-2+硫酸钾300 kg·hm-2）;处理A1：星硕有机肥2.7 t·hm-2（N+P2O5+K2O）≥5%，甘肃星硕生物科技有限公司生产，用量参考使用说明确定，下同。）;处理A2：再生有机肥2.7 t·hm-2（总氮18 g·kg-1，有效磷30 g·kg-1，速效钾35 g·kg-1，以假劣包衣种子无害化销毁生产的有机肥）;处理A3：老黄牛有机肥2.7 t·hm-2（N+K2O≥12%，有機质≥45%，腐殖酸≥10%，北京丰乐德农国际肥业有限责任公司生产）;处理A4：沃土有机肥2.7 t·hm-2（N+K2O≥15%，杭州沃土有机肥有限公司）;处理A5：混配有机肥2.7 t·hm-2（N+P2O5+K2O）≥5%，用发酵假劣包衣种子与星硕有机肥按1∶18配制，甘肃星硕生物科技有限公司生产）。各处理种植1畦，重复3次，处理之间用塑料薄膜隔离，埋深40 cm，作畦的规格为畦长10 m、宽0.8 m;供试的娃娃菜品种为‘春宝黄，由北京中农绿亨种子科技有限公司生产。

试验于2018年3月20日采用72孔穴盘育苗，4月25日定植，株距25 cm，行距40 cm，667 m2保苗数5 586株。试验中各处理有机肥用量的70%作基肥施入，剩余30%在娃娃菜结球的初期与中期，分2次等量随灌水冲施;其他管理同常规管理。

1.3 测定项目

1.3.1 叶片光合特性测定 在娃娃菜结球后期（2018年6月3日），于上午10：00—12：00，每个处理随机选择3株同叶位的叶子，用英国Hansatech公司的TPS-2便携式光合仪测定净光合速率、蒸腾速率、细胞间隙CO2浓度及气孔导度，取其平均值。

1.3.2 植株形态性状及产量测定 在娃娃菜收获期（6月20日），每个处理标记3株，统计叶片数，用卷尺测定叶球纵径、横径;每次收获时按不同处理，统计其经济产量，最后折合成1 hm2产量。

1.3.3 叶片生化指标测定 收获时，各处理随机选取3株，蛋白质含量（以FW计）采用考马斯靓蓝染色法测定[7];参照李合生[8]的方法测定生化指标，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法测定[8];超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮蓝四唑（NBT）法测定，以抑制NBT光化学还原的50%的酶量为1个酶活性单位;过氧化物酶（POD）活性采用愈创木酚氧化法测定，以每分钟OD470变化0.1为1个酶活单位。

1.4 数据分析

采用 DPS 9.50和 Microsoft Excel 2010软件进行数据计算与分析，采用Duncans 法进行差异显著性分析，显著性水平设置为 α =0. 05。

2 结果与分析

2.1 不同处理对娃娃菜生理特性的影响

不同处理对娃娃菜生理特性的影响见表1，从表1可以看出，增施有机肥的各处理（A1、A2、A3、A4和A5）的娃娃菜植株的光合速率均高于对照（CK），以A2的光合速率最高，与对照相比，高出6.53 ?mol·m-2·s-1，处理A1、A3、A4和A5，分别比对照高出1.23、4.67、6.21和3.08 ?mol·m-2·s-1，不同处理间差异显著，说明施用有机肥能够促进娃娃菜叶片光合作用的进行。蒸腾速率的变化也以处理A2为最高，比对照高出3.97 mmol·m-2·s-1，处理A1、A3、A4和A5，分别比对照高出1.01、2.68、2.47和1.80 mmol·m-2·s-1，说明蒸腾速率的变化趋势与光合速率相一致，说明娃娃菜随着叶片光合速率的加快，其水分通过叶片气孔散失的也越激烈，叶片保持较高的蒸腾速率。

娃娃菜叶片胞间CO2和气孔导度的变化与光合速率、蒸腾速率的变化相似（表1），施用有机肥的各处理A1、A2、A3、A4和A5的数值均高于对照，不同处理间呈显著差异水平，也以处理A2的胞间CO2浓度和气孔导度的值最高，分别为362 mmol·m-2·s-1和326 mmol·m-2·s-1，比对照（CK）高出179 mmol·m-2·s-1和180 mmol·m-2·s-1，说明随着娃娃菜光合作用与蒸腾速率的加快，其胞间CO2浓度和气孔导度也随着增加。

2.2 不同处理对娃娃菜生长与产量的影响

从表2可以看出，不同处理对娃娃菜的叶数、横径、纵径、经济产量和折合1 hm2产量，以处理A2的数值最大，分别为41.23片、28.34 cm、40.23 cm、1.36 kg·株-1和113.95 t·hm-2，显著高于其他处理。施用有机肥的各处理，其娃娃菜叶数、横径和纵径等生长指标与单株平均经济产量和1 hm2产量指标上均高于施用化肥的对照处理，各处理对产量的影响大小顺序为A2>A4>A3>A5>A1>CK，说明增施有机肥的各处理，均能提高娃娃菜的产量，究其原因是施用有机肥的各处理，娃娃菜在保持较高的光合速率与蒸腾速率条件下，促进了其根系对养分的吸收，光合作用积累了更多的营养物质，因此，植株形成较高的产量。

2.3 不同处理对娃娃菜生化指标的影响

从表3可以看出，娃娃菜叶片中蛋白质含量以处理A2最高，达到7.48 ?g·g-1，与CK相比，高出2.20 ?g·g-1，不同处理间呈现显著差异;MDA含量以处理CK最高，处理A2最低，其值分别为1.41 ?mol·g-1和0.39 ?mol·g-1，与CK相比，处理A2的丙二醛的含量降低72.34%;叶片中POD和SOD活性也以处理A2最高，分别为185 U·g-1·min-1和28.21 U·g-1，比处理CK高出88 U·g-1·min-1和18.35 U·g-1，说明采用再生有机肥2.7 t·hm-2的处理A2，更有利于提高娃娃菜叶片的蛋白质含量，同时MDA含量最低，POD和SOD活性最高，究其原因主要是施用处理A2的再生有机肥，其组成的土壤溶液更有利于娃娃菜根系对养分的吸收，从而促进了地上部分代谢水平提高，因此娃娃菜植株保持较高的生理活性。

3 讨论与结论

叶片光合速率的大小反映植株光合能力的强弱[10]，本试验中施用有机肥的各处理，其娃娃菜叶片的光合速率、蒸腾速率、胞间CO2和气孔导度的值比CK都高，说明施用有机肥后可以改善植株的生长环境，促进了娃娃菜对营养物质吸收，植株保持较强的生长能力，这与李翊华[9]等人的研究相一致，也与郑元等[10]研究不同施肥处理对木棉叶片光合特性和幼苗生长的结果相似，各处理中以处理A2的光合能力最高，这可能是因为处理A2的有机肥施入土壤后，各元素之间达到了一个动态平衡状态，协同促进了植物生理和光合特性的改善所致[12]。本试验中施用有机肥的各处理，其娃娃菜的叶片数、横径、纵径、经济产量和折合1 hm2产量比CK要高，这表明生物有机肥促进娃娃菜植株的生长，根系发育较快，表现出较强的生长能力，因此有利于娃娃菜有机物质合成及产量的提高，这与张凤英等[13]在西瓜的研究结果一致。

施用有机肥能够较好改善作物生长状况，提高植株生理活性[14]，本试验从娃娃菜叶片内蛋白质和丙二醛含量以及POD和SOD的活性高低等生化指标的角度，研究了不同种类的有机肥对娃娃菜的生长的生理效应，结果显示以采用2.7 t·hm-2再生有机肥的A2处理，其娃娃菜叶片中蛋白质含量最高可达到7.48 ?g·g-1，说明本处理下的娃娃菜植株体内氮代谢水平最强[15]，究其原因是本处理的有机肥与其他生物有机肥相比，更利于促进植株生长与代谢能力提高;试验中处理A2的MDA的含量最低，POD和SOD的活性最高，究其原因MDA是膜质过氧化的最终产物，其含量大小可以反映植物遭受逆境伤害的程度，含量越高表明受伤害程度越大[16]，而POD是细胞膜系统的保护酶，当植物生长在受到不良环境条件影响时，对保持体内代谢平衡起着重要的作用[17]， SOD的活性大小可以反映细胞对盐害逆境的适应能力[18];说明在采用A2处理条件下，再生有机肥与土壤组成的营养环境，最适于娃娃菜生长时对养分的吸收与利用，从而促进了娃娃菜的光合强度的提高，植株表现较强的生长势，因此表现出POD与SOD活性的提高;本试验从娃娃菜植株的光合特性、植株生长及叶片内蛋白质和丙二醛含量等生化指标上，评价了不同种类有机肥对娃娃菜生长及产量的影响;但对娃娃菜叶片内品质指标的研究尚未涉及到，这在今后的研究中需要进一步完善。

本试验研究结果表明，以采用A2 处理（2.7 t·hm-2再生有机肥）的娃娃菜，其植株保持较强的代谢能力，其生理活性及叶片内蛋白质含量最高，同时MDA的含量最低，POD、SOD的活性与产量最高;不同处理对产量的影响大小顺序为A2>A4>A3>A5>A1>CK，这一研究结果可为张掖地区娃娃菜实现高产栽培提供技术支撑。

参考文献

[1] 张北赢，陈天林，王兵.长期施用化肥对土壤质量的影响[J].中国农学通报，2010，26 （11）：182-187.

[2] 沈善敏.中国土壤肥力[M].北京：中国农业出版社，1998：235-248.

[3] 吴建富，施翔，肖青亮，等.我国肥料利用现状及发展对策[J].江西农业大學学报，2003，25（5）：725-727.

[4] 罗佳，刘丽珠，王同，等. 有机肥与化肥配施对黄瓜产量及土壤微生物多样性的影响[J].生态与农村环境学报，2016，32（5）：774-779.

[5] 万水霞，李帆，蒋光月，等. 有机肥不同用量对土壤微生物以及甘蓝品质和产量的影响[J]. 中国土壤与肥料，2012（6）：74-76.

[6] 万群，阳淑，熊丙全，等. 有机肥和化肥不同配比对番茄产量、品质及土壤养分和微生物的影响[J]. 安徽农业科学，2015，43（14）：158-161.

[7] 高俊凤.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2006：165-198.

[8] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000：231-256.

[9] 李翊华，张芬琴，陈修斌，等.温光处理对温室彩椒生长发育及产量的影响[J].长江蔬菜，2015（6）：35-38.

[10] 李邵，薛绪掌，郭文善，等.水肥耦合对温室盆栽黄瓜产量与水分利用效率的影响[J].植物营养与肥料学报，2010，16（2）：376-381.

[11] 郑元，唐军荣，高柱，等.不同施肥处理对木棉叶片光合特性和幼苗生长的影响[J].植物资源与环境学报，2016，25（2）：55-64.

[12] 赵欣楠，黄鹏，路喆，等.施钾对兰州百合叶片抗旱性生理指标的影响[J].甘肃农业大学学报，2009，44（1）：98-101.

[13] 张凤英，杜芝芝，和加卫，等.生物有机肥对大棚西瓜生长特性及品质的影响[J].北方园艺，2016（14）：51-57.

[14] 王晓娟，贾志宽，梁连友，等.不同有机肥量对旱地玉米光合特性和产量的影响[J].应用生态学报，2012，23（2）：419-425.

[15] 李向东，万勇善，于振文.花生叶片衰老过程中氮素代谢指标变化[J].植物生态学报，2001，25（5）：549-553.

[16] 王耀晶，王厚鑫，刘鸣达.盐胁迫下硅对草地早熟禾生理特性的影响[J].中国草地学报，2012，34（6）：13-17.

[17] 郑飞雪，魏民，牟同水.NaCl胁迫对羽衣甘蓝生理生化指标的影响[J].北方园艺，2010（17）：42-44.

[18] 顾华杰，叶亚新，金琎，等.La3+对低温胁迫冬小麦幼苗抗氧化酶活性的影响[J].安徽农业科学，2009，37（21）：9914-9916.