贺有英 谢 彬 刘 阳
(张北县农业农村局 河北 张北 076450)
化学肥料和农药的大量应用会对生态农业环境造成破坏,如造成土壤板结、土壤质量下降、土壤养分比例失调,最终导致农作物的品质和产量下降。施用微生物肥不仅可以降低环境污染,而且微生物肥还具有肥效高、无毒、成本低和节约能源等优点[1],施用微生物肥可以逐步实现农田少施用或不施用化学肥料,优化土壤质量,使改善农作物品质和提高农作物产量得到保障[1],可促进我国生态农业的可持续发展。
大白菜含有丰富的营养物质,还具有预防心肌梗死、高血压和增强人体免疫力的功能,对人体健康具有重要作用。本研究旨在探讨田中王R复合微生物肥料[登记证号:微生物(2019)准字(7612)号]在改善大白菜品质、提高大白菜产量和改良土壤、培肥地力等方面的作用,为该产品示范推广应用提供科学依据和参考价值。
1.1 试验地概况。试验示范地点安排在河北省张家口市张北县陈羊沟村,该地属于东亚大陆季风气候中温带亚干旱区,冬春风大,夏季少雨,年平均日照时数为2 907.9 h,年平均气温3.4 ℃,最高温度35.1 ℃,最低温度-34 ℃。无霜期100 d,平均降雨量397 mm,且多集中在7 ~8 月份,一般风力2 ~4 级。试验地土壤类型为栗钙土,地势平坦,排灌方便,交通便利,前茬作物为莜麦,土壤肥力水平中等,土壤pH 值8.16 左右。
1.2 供试材料
1.2.1 供试肥料。①田中王R复合微生物肥料(蔬菜专用碳源肥):海峡两岸农业科技股份有限公司生产;农业农村部肥料登记证号:微生物(2019)准字(7612)号;执行标准:NY/798-2015;技术指标:有效活菌数≥0.50 亿/ml,菌种名称为解淀粉芽孢杆菌;总养分:N+P2O5+K2O=6.0%。②田中王R辅酶营养液:是配合田中王R复合微生物肥料使用的一种富含多种营养元素的液体肥料,备案号:Q/HXLA01-2020。③天意EM 原露R:购自江西省天意生物技术开发有限公司,农业农村部肥料登记证号:微生物(2005)准字(0222)号;执行标准:GB20287-2006;技术指标:有效活菌数≥2.0 亿/ml,菌种为德氏乳杆菌、乳酸链球菌、沼泽红假单胞菌;pH 值≤3.5。④化肥:撒可富复合肥料(15-15-15);尿素,N≥27%;史丹利复合肥103。
1.2.2 试验作物。大白菜,品种:四季皇F1,通常定植后55 ~60 d 上市销售。
1.3 试验设计。试验小区宽为6.51 m,长为8.19 m,面积约为53.32 m2。在试验小区内按单因素随机区组排列,设置3 个处理,3 次重复,详见图1。处理1(T1):常规施肥+海峡农科复合微生物肥料200 倍液(每次喷施量为0.25 L/亩,加水稀释200 倍);处理2(T2):常规施肥+“天意EM 原露R”水溶肥500 倍液(每次喷施量为0.1 L/ 亩,加水稀释500 倍);处理3(CK):常规施肥+与处理1 等量清水。大白菜于2020年4 月10 日播种,5 月7 日定植,株距27 cm,大行距66 cm、小行距27 cm,每亩定植3 000 株左右。供试肥料于2020 年5 月28 日(团棵后、莲座期)进行第1 次叶面喷施,每7 d 喷施1 次,直至采收前7 ~10 d为止。
图1 试验小区田间分布图
1.4 田间管理。①常规施肥:基肥(撒施)施撒可富复合肥(15-15-15)20 kg/亩;追肥随滴灌施入,幼苗期追施尿素10 kg/亩,莲座期追施尿素15 kg/亩,在结球前期追施史丹利复合肥10 kg/亩,结球中期追施史丹利复合肥15 kg/亩。②试验各处理除喷施的肥料不同外,其它施肥、田间操作、除草、病虫防治等按照当地农户常规管理措施操作,并做好相应农事记录。5月7 日浇定植水,5 月13 日浇缓苗水,之后根据植株生长状况、天气情况等浇水,一般10 d 浇1 次水。缓苗后7 ~10 d 打药1 次;第1 次用甲维盐10 ml,兑水15 kg 喷施;第2 次用阿维菌素10 ml + 吡虫啉5 g,兑水15 kg 喷施;第3 次用阿维菌素10 ml + 吡虫啉5 g,兑水15 kg 喷施;第4 次用虫螨·茚虫威15 ml,兑水15 kg 喷施;第5 次用虫螨·茚虫威15 ml,兑水15 kg 喷施。③7 月3 日收获,每个小区测产,其它管理保持一致。
1.5 样品采集及测定方法
1.5.1 土壤样品的采集。于2020 年5 月7 日(试验前)在试验地随机采集土样9 个混合备验。在7 月3 日作物收获当天分别对试验田3 个不同处理的9 个小区进行土壤样品采集,采集土壤样品9 份。土壤采集深度为0 ~20 cm,每个土壤样品分为2 份,一份自留,一份风干后寄往谱尼测试集团股份有限公司北京实验室检测。
1.5.2 形态指标的采集。在大白菜成熟期,每个小区选取有代表性的5 株大白菜,测量它们的株高、茎粗、单株重以及小区总产量,分别记录好。计算每个小区大白菜的株数以及烧心株数。
1.5.3 品质指标、农药残留的检测。在大白菜成熟期,每个小区选取5 个点采集白菜样品,混合后处理,取可食用部分1 kg 以上,放置于0 ℃~4 ℃环境冷藏保存,用于可溶性固形物、蛋白质、维生素C、硝酸盐等的检测和作物农药残留的检测。
1.5.4 数据统计分析。利用Excel2003 进行数据计算。
采用SPSS16.0 统计软件进行方差分析。
2.1 不同处理对大白菜产量的影响。由表1 可知,不同肥料处理间大白菜株高、茎粗、单株重和亩产量无显著性差异,烧心率有显著性差异。相对于CK,T1处理后的大白菜烧心率下降了11.19%,而T2 处理显著增加了370.32%,说明使用田中王R复合微生物肥能够降低大白菜的烧心率。不同处理间,株高呈T1>CK>T2,茎粗、单株重、亩产呈T1>T2>CK,而且相对于CK,T1 处理的大白菜的株高、茎粗、单株重分别比对照增加了4.10%、2.98%、16.36%,T1 处理下的大白菜亩产提高了950.36 kg,产量增幅16.21%,说明田中王R复合微生物肥对大白菜增产有明显的效果。
表1 不同肥料处理对大白菜产量的影响
2.2 不同处理对大白菜品质的影响。由表2 可知,不同肥料处理大白菜的可溶性糖、维生素C、硝酸盐含量无显著性差异,不同肥料处理大白菜的16 种氨基酸总量和蛋白质含量有显著性差异。相对于CK,T1处理后的大白菜16 种氨基酸总量显著增加了78.13%,蛋白质含量显著增加了32.18%。T1 处理后的大白菜可溶性糖含量提高了1.92%,维生素C 含量提高了13.27%。说明喷施田中王R复合微生物肥能够提升大白菜的可溶性糖含量及维生素C 含量,进而提升大白菜的品质。各处理的硝酸盐含量均在130 mg/kg 左右,符合《蔬菜种硝酸盐限量》规定范围。
表2 不同肥料处理对大白菜品质的影响
2.3 不同处理对白菜田土壤养分的影响。根据表3 和表4 可知,中性或微碱性的土壤对大白菜生长有利,该试验地的土壤pH 值总体偏碱。试验前试验地土壤全氮含量为1.6 g/kg,有效磷含量为109 mg/kg,有机质含量为26.6 g/kg,电导率为0.80 mS/cm,硝态氮为147 mg/kg,速效钾为246 mg/kg。试验前的土壤氮、磷、钾养分充足,有机质含量处于中等水平。试验后的试验地土壤全氮含量为1.35 g/kg,有效磷含量为113.49 mg/kg,有机质含量为24 g/kg,电导率为0.29 mS/cm,硝态氮为16.93 mg/kg,速效钾为193.89 mg/kg。试验后土壤的氮、钾、有机质养分降低,磷养分增加。
表3 不同处理的白菜田土壤养分含量
表4 土壤耕层养分评价标准
2.4 不同处理对大白菜农药残留的影响。由表5 可知,各处理大白菜检测药物均符合《食品安全国家标准食品中农药最大残留量》标准。2
表5 不同处理对大白菜农药残留的影响
.5 经济效益分析。2020 年大白菜销售价格为1 元/kg;田中王 复合微生物肥55 元/亩,EM 原露38 元/L。从表6 调查结果分析可以看出,相对于CK,T1 多投入的田中王R复合微生物肥的肥料成本为55 元/亩,但亩产值却增加了950.36 元,纯收益增加了715.36 元。说明田中王R复合微生物肥料对增加大白菜的经济效益具有非常积极的作用,可以在大白菜主产区域大面积推广应用。
表6 不同处理的产量和成本投入情况调查表
3.1 不同处理对大白菜植株性状和产量的影响。研究表明,大白菜植株性状的优劣直接关系到大白菜商品品质的好坏。与对照相比,叶面喷施田中王R复合微生物肥的大白菜株高提高了4.10%,茎粗增加了2.98%,单株重增加了16.36%,进而大白菜的亩产提高了16.21%。干烧心是大白菜重要的生理病害之一,各地普遍发生,一般病株率为10%~20%,叶面喷施田中王R复合微生物肥后,大白菜的烧心率降低至3.65%,比对照降低了11.19%,说明叶面喷施田中王R复合微生物肥对于提高大白菜的商品品质与产量具有重要的作用。
3.2 不同处理对大白菜品质的影响。可溶性糖、维生素C、氨基酸总量、硝酸盐、蛋白质等是评判蔬菜营养品质的重要指标。氨基酸是构成蛋白质的一个基本单位,它为维持生命活动、促进人体进行正常代谢提供了物质基础。蛋白质是植物体内一个重要的生理生化指标,是氮素存在的一个主要形式,参与植物的各种生理活动代谢,大白菜的蛋白质含量高意味着大白菜生理代谢较为旺盛。研究发现,风味好的蔬果一般氨基酸总量和蛋白质含量都比较高。由此可见,喷施田中王R复合微生物肥能够提升大白菜的品质以及增强大白菜的生理代谢活动,提高大白菜的抗性。可溶性糖包含葡萄糖、果糖、蔗糖等。可溶性糖含量的多少能够影响大白菜口味的甘甜程度,维生素C 又叫L-抗坏血酸,是一种水溶性维生素,能够提高免疫力,预防癌症、心脏病、中风,保护牙齿和牙龈等,在果蔬中含量较丰富。与对照相比,叶面喷施田中王R复合微生物肥后的大白菜氨基酸总量显著提高了78.13%,蛋白质含量显著提高了32.18%,可溶性糖含量提高了1.92%,维生素C 含量增加了13.27%,说明叶面喷施田中王 R复合微生物肥能够提升大白菜的品质以及增强大白菜的生理代谢活动,提高大白菜的抗性。
3.3 不同处理对大白菜土壤养分的影响。土壤基本养分是反映土壤肥力状况的主要因素,对作物产量及品质变化作用明显。但是土壤养分含量受很多因素的影响,比如土壤类型、地区、季节、人为因素等,而且土壤养分存在的形态不是固定不变的。此次试验后各处理的白菜田土壤养分含量较试验前均有所下降。相比对照,叶面喷施田中王R复合微生物肥后的土壤养分含量下降的幅度更高一些,可能是田中王R复合微生物肥能促进大白菜对土壤养分吸收得更充分,具体原因还需要进一步探索和研究。
3.4 经济效益分析。叶面喷施田中王R复合微生物肥,虽然使大白菜多投入肥料成本55 元/亩,但是大白菜亩产增加950.36 kg,亩产值增加950.36 元,亩纯收益比对照增加了715.36 元,可见叶面喷施田中王R复合微生物肥对提高大白菜经济效益效果显著,值得在坝上大白菜主产区域大面积推广应用。
总之,对比对照,施用田中王R复合微生物肥料使大白菜的株高、茎粗、单株重、亩产量、可溶性糖、维生素C 均有所增加,16 种氨基酸总量、蛋白质含量显著增加,同时烧心率降低,增强了大白菜自身的抗逆性,显著提高了种植大白菜的经济效益,因此叶区大面积推广应用。