张 野,叶长东,陶 伟,李恩东,王 瑾,苏天明*,何铁光,王吉平,李嘉维,叶长成,刘美卿
(1.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;2.广西勤德科技股份有限公司,广西 南宁 530007;3.广西易多收生物科技有限公司,广西 南宁 530007;4.广西源创农业科技开发有限公司,广西 南宁 530022)
施肥是促进作物生长,提高产量的重要农田管理方式之一。然而长期施用化肥会导致的土壤板结、不利于土壤微生物生长繁殖和有机碳库的增加,以及可持续发展农业和绿色农业应用与推广[1-2]。黄腐酸有机-无机复混药肥作为一种新型优质肥料,含有的无机肥能直接提供植物所需要的养分,有机质能增加土壤中的有机碳,提高土壤微生物活性且能长久地提供肥力[3-5],此外,其富含黄腐酸可促进作物生长和提高作物抗逆性,螯合氮、磷、钾、中微量元素及肥料中的杀虫药剂,促进作物养分吸收和增强农药药效[6-7]。因此,黄腐酸有机-无机复混药肥具有高活性、全营养的特点,可直接补充土壤中的有机质,长期施用能改善土壤的理化性能和团粒结构,并能有效减少病虫害的发生,协调植物生长环境,改善植物营养结构组成,有助于实现农作物优质高产和促进可持续农业发展[8]。黄腐酸有机-无机复混药肥中含有的杀虫单和呋虫胺对蔬菜等作物具有良好的杀虫作用,且毒性相对较小。施用和推广黄腐酸有机-无机复混药肥也是响应国家农业可持续发展战略中化肥和农药减量增效的重要途径。
现有研究中,关于有机-无机复混肥在农作物上的研究较多,对作物的产量与品质均有一定的提高[9-12],刘沙沙等[13]利用部分有机肥代替化肥,提高了上海青的产量和品质,可溶性糖含量是仅施化肥处理的1.55倍,且提高了作物对氮磷肥利用率;黄腐酸有机-无机复混肥对豆和大蒜均有显著的增产作用。通过在水稻种植中施用有机除草杀虫药肥,有效防治了水稻的杂草和病虫害,平均增产率为14.9%。也通过施用三合一甘蔗杀虫复合肥,显著提高了甘蔗的害虫防效,且甘蔗产量显著提高了29%[14-15]。黄腐酸有机-无机复混药肥在黄腐酸有机-无机复混肥的基础上添加了杀虫剂等农药成分,其在作物上的应用效果研究还未见报道,为进一步促进黄腐酸有机-无机复混药肥的应用和可持续农业的推广,探究黄腐酸有机-无机复混药肥在作物栽培过程中的用量及效果无疑是具有重要的价值和意义的。
茄子(SolanummelongenaL.)作为茄果类蔬菜中最为常见的品种,在南北方均有广泛种植,其具有采收期长、产量高、营养丰富等特点。因此,本试验以茄子作为供试作物,研究了黄腐酸有机-无机复混药肥不同施用量在茄子栽培上的应用效果,分析了不同黄腐酸有机-无机复混药肥施用量对茄子经济性状、品质和产量的影响,为其在茄果类及其他蔬菜栽培上推广应用提供参考和依据。
供试黄腐酸有机-无机复混药肥(黄腐酸≥8%、有机质≥15%、总养分33%、0.58%杀虫单、0.02%呋虫胺),产品符合中华人民共和国国家标准《有机-无机复混肥料》(GB 18877─2009),供试茄子品种为“黑龙茄霸(808)”。
1.2.1 试验设计 试验地点设在广西南宁市隆安县那桐镇,前茬作物为玉米,试验地土壤养分状况为:pH值5.20、水解性氮含量126.0 mg/kg、有效磷含量11.0 mg/kg、速效钾含量443.0 mg/kg、有机质含量26.0 g/kg、全氮含量1.61 g/kg、全磷含量0.867 g/kg、全钾含量9.72 g/kg。
按当地茄子种植施肥习惯,常规化肥折算纯N、P、K的投入量分别为180、90、285 kg/hm2(总养分含量为555 kg/hm2),本研究茄子种植肥效试验共设5个处理:处理Ⅰ,不施肥(CK);处理Ⅱ,常规化肥;处理Ⅲ,低量黄腐酸有机-无机复混药肥;处理Ⅳ,中量黄腐酸有机-无机复混药肥;处理Ⅴ,高量黄腐酸有机-无机复混药肥。其中处理Ⅲ(低量黄腐酸有机-无机复混药肥)的总养分含量相当于处理Ⅱ(常规化肥)的70%,处理Ⅳ(中量黄腐酸有机-无机复混药肥)总养分含量相当于处理Ⅱ(常规化肥)的85%,处理Ⅴ(高量黄腐酸有机-无机复混药肥)与处理Ⅱ(常规化肥)总养分含量相同。茄子生育期内共施肥5次,各施肥处理施用方法相同,按基肥∶初花肥∶第1次坐果肥∶第2次坐果肥∶第3次坐果肥=20∶20∶30∶15∶15的比例施用。每处理3次重复,随机区组排列,小区面积55.6 m2,折合定植13500株/hm2。茄子于2019年8月15日定植,分别于10月10日、10月25日、11月9日、11月24日、12月9日共采收成熟茄子5批,生育期内各小区田间管理一致。
1.2.2 调查项目及方法 (1)土壤理化性状。对试验地的进行氮、磷、钾、有机质、pH值等土壤常规养分指标测定,采用鲍士旦[16]的《土壤农化分析》中的分析方法。
(2)茄子经济性状调查。在茄子成熟期每小区随机抽取10个样本,分别对株高、冠幅横茎、冠幅纵茎、茎粗、叶柄长、叶片长、叶片宽、叶绿素SPAD值、果长、果粗和单果质量进行测定调查。
(3)品质测定。在茄子成熟期每小区随机摘取10个健康茄子进行维生素C、还原糖、粗纤维含量测定,维生素C参照GB 5009.86─2016《食品中抗坏血酸的测定》的方法进行测定,粗纤维参照GB/T 5009.10─2003《植物类食品中粗纤维的测定》的方法进行测定、还原糖参照GB 5009.7─2016《食品中还原糖的测定》中的方法进行测定。
(4)产量调查。分批次采收调查各小区茄子实际产量,折合为每公顷产量。
试验数据采用Excel 2010和SPSS 22.0软件进行数据整理与统计分析,使用Origin 9.0软件进行作图。
茄子植株的长势受施肥影响较大。由表1可看出,施肥处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ茄子冠幅横茎大于不施肥处理Ⅰ(以下简称CK),其中处理Ⅱ显著大于(P>0.05,下同)处理Ⅰ,处理Ⅱ和处理Ⅴ增幅最大,分别较CK冠幅横茎增加22.96%和18.13%,施肥处理之间茄子冠幅横茎差异不显著,冠幅横茎排序为:Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅰ;各施肥处理茄子冠幅纵茎和茎粗显著大于CK,其中处理Ⅴ增加幅度最大,相比于CK分别显著提高31.57%和20.27%,各处理冠幅纵茎和茎粗排序分别为:Ⅴ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ和Ⅴ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅰ。施肥处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ与CK相比,茄子株高、叶柄长、叶长、叶宽和叶片SPAD值均高于不施肥处理Ⅰ(以下简称CK),但差异不显著(P<0.05,下同)。其中施肥处理Ⅴ较CK的茄子株高、叶长、叶宽和SPAD值增加幅度最大,分别增加16.85%、8.71%、13.84%和3.75%,各处理株高、叶柄长、叶长、叶宽、SPAD值排序分别为Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ、Ⅳ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅲ>Ⅰ、Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ、Ⅴ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ、Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ。
表1 不同施肥模式下茄子植株经济性状测定结果比较
综合茄子植株经济性状调查结果来看,在检测的8项指标中,处理Ⅴ的茄子的6项指标均为最高,故施用高量黄腐酸有机-无机复混药肥(处理Ⅴ)对茄子植株生长的促进效果最为明显。
茄子果实性状决定茄子的价值和收益。由表2可看出,施肥处理Ⅱ、Ⅴ的茄子果长显著大于CK且增幅最大,分别较CK增加19.47%和13.36%。从施肥处理之间比较来看,处理Ⅱ显著大于处理Ⅲ、Ⅳ,而处理Ⅴ与其他施肥处理的差异不显著,果长排序为:处理Ⅱ>处理Ⅴ>处理Ⅲ>处理Ⅳ>处理Ⅰ。各施肥处理的茄子果粗显著大于CK,且处理Ⅴ茄子果粗最大,相较于CK和处理Ⅰ显著提高16.75%和7.61%,施肥处理之间表现为处理Ⅴ的果粗显著大于处理Ⅱ、处理Ⅲ,但与Ⅳ差异不显著,果粗排序为:处理Ⅴ>处理Ⅳ>处理Ⅱ>处理Ⅲ>处理Ⅰ。各施肥处理茄子的单果重均显著大于CK,处理Ⅴ较CK增幅最大,显著增加42.18%,施肥处理之间比较,处理Ⅴ显著大于处理Ⅲ,其他处理间差异不显著,单果重排序为:处理Ⅴ>处理Ⅱ>处理Ⅳ>处理Ⅲ>处理Ⅰ。
表2 茄子果实经济性状测定调查结果
综合茄子果实经济性状测定调查结果,施用高量黄腐酸有机-无机复混药肥(处理Ⅴ)能有效提高茄子果长、果粗、单果重等指标,相较于CK和其他施肥处理,其果粗、单果重最大,说明施肥处理Ⅴ能有效促进茄子果实的生长,为茄子高产稳产提供了基础保障。
茄子品质主要由还原糖、维生素C和粗纤维含量决定,其中还原糖和维生素C含量影响茄子的风味,含量越高风味越好;而粗纤维含量影响茄子的口感,粗纤维含量低的茄子品尝起来更加适口。茄子果实品质是茄子价值和受欢迎程度的重要指标。由图1可知,各施肥处理还原糖含量均显著高于CK,且处理Ⅴ茄子还原糖含量为2.87 g/100 g FW,显著高于其他施肥处理,较CK和处理Ⅰ提高15.26%和3.24%,具体还原糖含量排序为:Ⅴ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ;由图1B可知,各施肥处理维生素C含量均显著高于CK,处理Ⅴ和处理Ⅳ维生素C含量最高,分别为2.37 mg/100 g FW和2.35 mg/100 g FW,其中处理Ⅴ较CK和处理Ⅰ提高11.79%和4.8%,具体维生素C含量排序为:Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ;图1C中显示,处理Ⅳ、Ⅴ的茄子粗纤维含量最低,显著低于CK,处理Ⅱ、Ⅲ与CK之间的差异不显著。
同一个柱状图中,不同小写字母表示与其他处理差异显著(P<0.05)。
综上所述,处理Ⅴ的茄子果实还原糖含量和维生素C含量最高,茄子风味最好,而粗纤维含量最低,茄子口感更加适口。因此施用高量黄腐酸有机-无机复混药肥(处理Ⅴ)能更好地提高茄子品质,增加茄子的商品价值。
产量是作物栽培中最为重要的属性之一,不同施肥模式下茄子产量也体现出茄子对养分的吸收利用效率及施肥方式的优劣。该试验的采收共分5个批次,由图2可知,处理Ⅴ、Ⅱ、Ⅳ单批次产量均显著高于CK,其中处理Ⅴ单批次产量均为最高,各批次产量为4995.0、9410.4、13051.8、11899.8、9140.4 kg/hm2,同批次产量较CK分别显著提高74.20%、26.28%、23.40%、44.28%、56.63%。施肥处理总产量均显著高于CK,处理Ⅲ ~Ⅴ随着黄腐酸有机-无机复混药肥施用量增加产量也呈上升趋势,其中处理Ⅴ总产量显著高于其他处理,总产量达48497.4 kg/hm2,分别较CK和处理Ⅰ提高38.65%和4.69%。茄子总产量排序为:处理Ⅴ>处理Ⅱ>处理Ⅳ>处理Ⅲ>处理Ⅰ。
不同小写字母表示不同处理间同一批次收获的产量差异显著(P<0.05,下同),不同大写字母表示不同处理间总产量差异显著。
综上,无论是单批次采收的产量还是总产量的比较,施用高量黄腐酸有机-无机复混药肥(处理Ⅴ)均为最高,因此该施肥处理能更加有效地促进茄子产量增加。
综合本试验结果,各施肥处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的茄子植株经济性状、果实经济性状、品质、产量均优于不施肥处理Ⅰ(CK),其中冠幅横茎、冠幅纵茎、茎粗、果粗、单果重、还原糖含量、维生素C含量、单批次产量、总产量等指标均显著高于CK。在各施肥处理中,与常规化肥处理Ⅱ比较,施等总养分的高量黄腐酸有机-无机复混药肥的处理Ⅴ能更有效地促进茄子生长,其经济性状指标、品质均优于处理Ⅱ,且处理Ⅴ的茄子总产量为48497.4 kg/hm2,较处理Ⅱ增产4.69%,而随着黄腐酸有机-无机复混药肥施用量减少,茄子的产量也呈现出下降态势,这说明茄子栽培过程中养分对茄子产量的影响占主导因素。这与曾诗媛等[17]通过黄腐酸钾和钙镁磷肥配合施用能显著改善山核桃生长,提高山核桃果实产量;王安东等[18]发现增施黄腐酸钾能促进水稻颖花分化,增加每穗粒数,进而增加产量,最高增产比例为3.57%;孙明广等[7]将高水溶性黄腐酸钾应用于大豆、冬小麦、玉米栽培中,相比与对照分别增产25.3%、22.4%和19.6%等的研究结论相似。因此,在茄子生产中施用黄腐酸有机-无机复混药肥是实现化肥减量增效的一条有效途径,且施用与常规化肥等总养分的高量黄腐酸有机-无机复混药肥肥效最为显著,能有效促进茄子优质高产,在茄子栽培生产上可进行推广应用。同时本试验主要研究了黄腐酸有机-无机复混药对茄子的生长及产量品质的影响,所获结果还需通过开展多年定位或多种作物试验加以进一步验证,同时综合其添加的农药成分,更加全面地探究其对作物生长的影响。