施用猪粪对连作鸡毛菜株高及产量的影响

袁元荣 杜海萌 袁骄艳

摘要 为改善鸡毛菜连作障碍，研究了施用猪粪对连作鸡毛菜株高及产量的影响。试验设计2个处理：连续四茬施用化肥种植鸡毛菜及连续四茬施用猪粪（水沤法施用-全肥土制作）种植鸡毛菜。结果表明，施用化肥连茬种植鸡毛菜，在第三茬时株高显著下降，第二茬时单株鲜重显著下降，鸡毛菜产量随种植茬数的增加而减少，四茬种植时鸡毛菜产量仅为首茬种植的74.90%。与施用化肥处理相比，施用猪粪连茬种植鸡毛菜仅首茬鸡毛菜株高、单株鲜重及产量略低，但之后茬口均显著高于施用化肥处理。合理施用猪粪替代化肥，可改善鸡毛菜连作障碍，保证鸡毛菜株高、单株鲜重及维持产量水平稳定。

关键词 连作障碍;土壤养分失衡;全肥土;单株鲜重;鸡毛菜产量

中图分类号 S 141.3文献标识码 A文章编号 0517-6611（2022）02-0166-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.02.045

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Pig Manure Application on the Plant Height and Yield of Chinese Cabbage

YUAN Yuan-rong1，DU Hai-meng2，YUAN Jiao-yan1

（1.Suzhou Shuiyan Hekang Agricultural Technology Co.， Ltd.，Wujiang，Jiangsu215200;2.Agricultural College，Yangzhou University，Yangzhou， Jiangsu 225009）

Abstract In order to improve the monocropping obstacle of Chinese cabbage （Brassica chinensis var. communis）， the effects of pig manure on the plant height and yield of Chinese cabbage were studied. Two treatments were involved in this experiment： four continuous cropping of Chinese cabbage with chemical fertilizer and four continuous cropping of Chinese cabbage with pig manure （applied by water retting-the process of full nutrition fertilizer production）. The results showed that the plant height and fresh weight per plant of Chinese cabbage decreased significantly in the third crop and the second crop during the continuous cropping with chemical fertilizer. Under the continuous chemical fertilizer application， the yield of Chinese cabbage decreased with the increase of the continuous cropping times which in the fourth crop was only 74.90% of the first crop. Compared with the chemical fertilizer treatment， the plant height， fresh weight per plant and yield of Chinese cabbage was slight lower in the first crop， while which were significant higher in the later crops with the pig manure application. Reasonable replacement of chemical fertilizer with pig manure could improve the continuous cropping obstacle of Chinese cabbage， ensure the plant height and fresh weight per plant and maintain the yield level stable.

Key words Monocropping obstacle;Soil nutrient imbalance;Full nutrition fertilizer;Fresh weight per plant;Yield of Chinese cabbage

基金項目 苏州市科技计划项目（SNG2018067）。

作者简介 袁元荣（1963—），男，江苏苏州人，农艺师，从事有机水稻栽培生产研究。

收稿日期 2021-05-11

随着我国农业集约化程度的不断提高，在经济和技术的飞速发展以及商品化生产需求的影响下，化肥施用量不断增加，高产品种单一连作种植现象在我国普遍发生[1-2]。农民为了获得作物高产，大量施用化学肥料，不合理甚至盲目过量施肥相当普遍，长期大量施用化肥引起土壤板结、重金属污染、硝酸盐污染和土壤次生盐渍化等问题，加之连作导致作物对养分的吸收利用受到抑制，造成病虫害加剧，从而严重影响作物的产量和品质[2-3]。因此，如何在减少化肥施用量的同时，又解决连作障碍问题，提高作物对养分的吸收利用，进而提高作物养分利用率成为迫切需要解决的问题。

导致作物连作障碍的原因有很多，土壤养分失衡是作物连作过程中，作物品质下降、减产的主要原因之一[4]。土壤中原有矿质营养元素的种类及含量是固定的，加之作物对其具有特定的吸收规律，随连作年限的增加，作物需求较多的元素在土壤中越来越少，而其他不被作物吸收的元素越来越多，造成土壤养分失衡[5]。研究表明，棉花连作后土壤碱解氮含量严重超标，土壤有效钾含量下降，氮、磷、钾比例失调[6]。随着花生连作种植年限的增加，土壤有机质、全氮和全磷显著下降，土壤速效磷和速效钾均显著增加，而土壤碱解氮含量很低[5]。马彦霞等[7]研究表明，番茄连茬栽培基质的有机质、全氮、铵态氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾及速效钾等主要养分含量降低，而正茬栽培对有机质和主要养分含量的影响较小;有机质的施用可改善土壤物理性状和生物学特性，增强植物抗逆性，提高土壤养分利用率，有效缓解土壤连作障碍。毛志泉等[9]研究表明，施用有机物料，能够增加土壤中营养元素的含量，也使土壤中生长素和细胞分裂素等激素的活性提高。郭修武等[10]研究发现在葡萄连作土壤中施入稻草和玉米秸秆等有机物料后，细菌、真菌、放线菌数量显著增加。研究认为，蔬菜设施栽培条件下，在土壤中施入有机物料，可显著影响土壤微生物活性和土壤酶活性，减轻土壤连作障碍程度[10]。畜禽粪便中含有大量有机质和作物生长必需的营养元素，是优质的有机肥源，畜禽粪便的施用，可以有效改善土壤氮、磷、钾等养分的平衡状况，提高肥料利用效率[11]。然而目前通过合理施用畜禽粪便改善连作障碍的研究鲜见报道。鸡毛菜（Brassica chinensis var.communis）是十字花科植物小白菜幼苗的俗称，此叫法在上海一带较为普遍[12]，是人们喜爱并广泛食用的叶菜类蔬菜之一，目前鲜有关于鸡毛菜连作研究的报道。笔者通过模拟自然界中树林及河道淤泥腐殖质的形成过程，进行猪粪的田间施用及沤制（制作全肥土），研究其对连作鸡毛菜株高及产量的影响，为合理利用畜禽粪肥改善治理作物连作障碍提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点位于江苏省吴江现代农业工业园区（120°45′E、31°10′N），海拔5 m，年平均降水1 151.3 mm，平均气温16.3 ℃，无霜期221 d，处亚热带湿润季风气候区，供试土为砂土。

1.2 试验设计

试验选取一块面积约0.067 hm2的田块（前期种植制度为稻麦连作），将田块用1 m的土埂沿横向平均分成2块，设置2个处理：一块田施用化肥连茬种植鸡毛菜（CF），每茬化肥施用方法为基肥1 200 kg/hm2（N∶P 2O 5∶K 2O，16∶18∶8），鸡毛菜播种后7 d追施尿素300 kg/hm2;另一块田连续施用与化肥等氮量的猪粪种植鸡毛菜（PM），每茬猪糞施用方法为将9 600 kg/hm2腐熟的猪粪（45.4%有机质，2.0% N，2.9% P 2O 5，1.2% K 2O，29.1%水）均匀撒于田块后对田块进行翻耕，翻耕深度为12 cm（鸡毛菜根系生长深度），使猪粪与土壤混匀后对田块进行灌水，始终保持田块土壤湿润沤制不少于30 d，鸡毛菜播种后7 d追施9 600 kg/hm2腐熟的猪粪。每茬鸡毛菜播种量为45 kg/hm2，播种后，盖上遮阳布并浇水促进出苗，7 d后去除遮阳布。试验共进行4茬鸡毛菜的播种与收割，每茬播种与收获时间见表1，每茬鸡毛菜种植均不进行杂草及虫害的防治。

1.3 测定项目与方法

于每茬鸡毛菜种植15 d后，采用“倒W”9点取样法，在每个试验处理田块选取9个取样点，每个取样点在1 m2样方，按对角线5点取样选取5株鸡毛菜植株，分别测量株高。于每茬鸡毛菜收获前，按上述同样的方法选取5株鸡毛菜，分别测量株高及地上部鲜重，同时分别收割并记录每个1 m2样方内所有鸡毛菜地上部鲜重，用以计算鸡毛菜产量。

1.4 数据分析

试验数据使用Excel进行处理，并使用SPSS 16.0进行统计分析，应用最小显著差异法（LSD test）进行各处理间的差异比较（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同施肥方式对连作鸡毛菜株高的影响

不同施肥方式对连作鸡毛菜播种后15 d株高的影响见图1。由图1可知，由于每茬鸡毛菜种植时间不同，鸡毛菜的初期生长速度受到播种时间（气温、日照时长等环境因素）的影响，无论在施用粪肥或化肥处理下，播种15 d鸡毛菜株高，二茬（6月20日播种）、三茬（9月2日播种）均高于首茬（9月2日播种）及四茬（11月6日播种）。首茬鸡毛菜播种后15 d株高施用化肥处理（CF）略高于施用粪肥处理（PM），但未达显著差异水平;二茬鸡毛菜播种15 d株高施用化肥处理与施用粪肥处理相当，而三茬及四茬鸡毛菜播种15 d株高施用化肥处理显著低于施用粪肥处理。

不同施肥方式对连作鸡毛菜收获时株高的影响见图2。由图2可知，与施用化肥处理（CF）相比，鸡毛菜收获时株高，在施用粪肥处理（PM）下首茬略低（但未达显著差异水平）于施用化肥处理，但在鸡毛菜连作的二、三、四茬均显著高于CF处理。不同茬间，粪肥处理下，鸡毛菜收获时株高在首茬最低，在二、三、四茬显著增加;化肥处理下，鸡毛菜收获时株高在前三茬差异不显著，在第四茬显著下降。

2.2 不同施肥方式对连作鸡毛菜单株鲜重及产量的影响

从图3可以看出，虽然不同茬鸡毛菜播种时间有差异，收获时鸡毛菜单株鲜重，在粪肥处理（PM）下不同茬间差异不显著，维持相对稳定，而在化肥处理（CF）下，收货时鸡毛菜单株鲜重随连作茬数的增加而逐渐降低。收获时鸡毛菜单株鲜重，在施用粪肥处理下，仅首茬略低于施用化肥处理，连续种植的二、三、四茬均显著高于施用化肥处理。

不同施肥方式对连作鸡毛菜产量的影响见图4。由图4可知，在施用粪肥处理（PM）下，不同茬间鸡毛菜产量相对稳定。在施用化肥处理（CF）下，鸡毛菜产量随种植茬数的增加显著下降，鸡毛菜四茬种植产量仅为首茬种植的74.90%。与施用化肥连作鸡毛菜相比，在施用粪肥处理下，鸡毛菜产量仅首茬略低于施用化肥处理，连续种植的二、三、四茬均显著高于施用化肥处理，鸡毛菜四茬种植产量在施用化肥处理下仅为施用粪肥处理下的71.08%。

3 讨论

长期单施和过量施用化学肥料会造成土壤有机质含量降低、理化性状恶化、肥料利用率下降和土壤微生物性状发生变化[13-15]。该研究结果表明，连续施用化肥种植连作鸡毛菜，在第二茬连作时出现株高、单株鲜重及产量的显著下降，连续施用化肥种植时产量下降25%左右。研究表明，在化肥施用的同时配施无机肥不但可降低土壤容重，增加总孔隙度和物理性黏粒含量，改善土壤理化性状，而且可显著提升土壤物质生产性能与地力[16-17]。禽畜粪便是一种优质的有机肥料，含丰富的腐殖酸和氮、磷、钾、铁、铜、锰等多种植物营养元素，还含有对植物生长有调控作用的氨基酸、生长素、B 族维生素、有机酸等生物活性物质[18-20]，对作物的生长发育具有重要的调控作用。曾庆庆等[21]研究表明，施用猪粪肥，土壤碳氮比相对较小，土壤矿化作用强于微生物的同化作用，植物可从有机物质矿化过程中获得有效氮的供应，随着猪粪肥施用年限的增加，玉米地和蔬菜地的全氮和碱解氮含量均有所提高，全磷、有效磷、缓效钾和速效钾含量显著提高[21]。土壤中直接施入有机物料，可以有效减轻土壤连作障碍，尹承苗等[22]研究表明，在连作苹果土壤中施用不同浓度的禽畜粪便发酵液均能提高各处理的土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性，且不同程度地提高连作土的有机质、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾的含量，大量增加土壤细菌、放线菌数量等减轻苹果连作障碍现象。该研究结果也表明，施用猪粪肥连作鸡毛菜，有效缓解鸡毛菜连作障碍，保证鸡毛菜株高以及产量的相对稳定。该研究猪粪肥施用的方法沿用了笔者关于水淹稻高产有机栽培技术研究的酵土培肥的法[23]，在猪粪肥水沤发酵过程可能也存在对鸡毛菜连作障碍病原微生物的消杀作用，相关内容有待学者进一步研究。

4 结论

猪粪肥富含各种养分和生理活性物质，且含有微生物活动所必需的碳源和氮源，能够改善土壤养分状态。施用化肥连茬种植鸡毛菜，导致鸡毛菜单株鲜重及产量显著下降。合理施用猪粪替代化肥，可改善鸡毛菜连作障碍，保证鸡毛菜株高、单株鲜重及维持产量水平稳定。

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