稻壳配施复合肥对郁金香生理特性及杂草防治的影响

姚文武 张福建

（上海市崇明区农业技术推广中心，上海 202150）

郁金香（Tulipa gesnerianaL.）为百合科多年生草本植物，是我国广泛栽培的球根类花卉。据统计，郁金香品种多达8 000 多个，广泛用于花海和鲜切花生产［1］。但随着郁金香产业的专业化和规模化水平日益提高，花农为了追求高效益，盲目使用各种化学肥料。化肥虽在农业生产中占有重要地位，短时间内能够提高作物产量，增加土壤速效养分，但不合理的施用会带来一系列环境生态问题［2-3］。如过量施用化肥和有机磷农药会导致总磷（total phosphorus，TP）损失和地表水富营养化［4］。一方面，大量化肥不合理使用易造成土壤板结，破坏土壤结构；另一方面，肥水流进河流，易增加面源污染风险［5］。近年来，随着国家“肥料减施”目标的提出，探索合理的施肥用量和施肥方式对改善土壤结构、防止土壤退化具有现实意义。

大量研究表明，稻壳、秸秆等农业废弃物是一种多用途的生物资源，对农业可持续发展具有重要意义［6-8］。水稻是全世界最重要的粮食作物之一，作为水稻加工过程中的副产品，我国稻壳废弃物年产达8 000万吨以上［9］。这些稻壳大部分被随意丢弃或焚烧，不利于农业可持续发展。前人研究表明，稻壳中富含多种纤维素（粗纤维含量35.5%～45.0%）和微量元素，常与肥料配施作为栽培作物的有机物料［10-11］。如稻壳与菌渣、麦秸配施还田能够显著提高日光温室番茄产量以及土壤养分［12］；戚兴超［13］研究发现，与鸡粪+化肥模式相比，稻壳+化肥和稻壳+鸡粪+化肥模式能大幅度降低下层土壤中硝态氮的含量，增加有机氮含量。有学者证实，稻壳还田对植物光合特性及酶活性有一定影响，如刘中良等［14］研究表明，稻壳还田可以有效提高光合色素含量和抗氧化酶活性，降低丙二醛含量；高青海等［15］研究发现，稻壳还田可显著提高黄瓜叶片叶绿素含量和光合速率，增加黄瓜产量。此外，根据稻壳良好的韧性、多孔性等特点，可将稻壳覆盖或翻埋以改善土壤微环境，同时抑制杂草的生长［16-17］。如高海拔地区覆盖稻壳20 cm 厚能够防寒保温，减少冻层对植物的迫害［18］；而在水田周围适当播撒稻壳能够抑制杂草生长，减少除草农药的使用［19］。

目前，稻壳还田主要集中在黄瓜、番茄、辣椒等蔬菜作物应用的研究，而在改善球根类花卉生长环境中的研究尚鲜见报道。基于以上问题和现状，本试验以郁金香为材料，通过大田试验研究了稻壳配施复合肥对郁金香生理特性及杂草防治的影响，旨在为实现球根类花卉“精肥、减肥”栽培的目标提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料和试验地概况

供试郁金香品种为普瑞斯玛，购自浙江虹越花卉股份有限公司；供试辅料：复合肥料为高浓度纯硫酸钾肥（养分含量：N 为15%，P2O5为15%，K2O 为15%），购自河南农心肥业有限公司；稻壳为腐熟稻壳（主要成分：全氮5.1 g·kg-1，全碳360 g·kg-1，含水率9%左右），由上海市虹华园艺有限公司提供。试验地点为上海市虹华园艺有限公司花港基地；试验田地势平坦，肥力均匀，土壤性状为砂质土壤，基本理化性质为：pH 值7.70，速效氮含量82.09 mg·kg-1，速效磷含量117.18 mg·kg-1，速效钾含量316.20 mg·kg-1，有机质含量21.62 g·kg-1。

1.2 试验设计

1.2.1 稻壳还田配施复合肥试验 试验采用大田种植。郁金香种植前进行杀菌处理，按株行距15 cm×15 cm 进行定植，种植深度为3～5 cm。在种球种植前，先将稻壳和复合肥按照处理要求（表1）均匀撒于土中，再整地作畦，防止局部土壤未施到。种植后进行常规管理，试验期间不喷洒任何药剂。

试验设7 个处理，采用随机区组设计排列，每个处理重复3 次，每个小区面积为12 m2，以不加任何稻壳和复合肥为对照。

1.2.2 稻壳覆盖试验 试验采用大田种植进行，共设4个处理，即CK：无稻壳覆盖处理；A：0.25 kg·m-2稻壳覆盖；B：0.5 kg·m-2稻壳覆盖；C：1.5 kg·m-2稻壳覆盖，每个处理面积为3 m2，重复3次。待覆盖120 d时，测定杂草相关数据。杂草类型主要有：禾本类杂草，包括马唐（Digitaria sanguinalisL.）、节节麦（Aegilops tauschiiC.）、狗尾草（Setaria viridisL.）、稗草（Echinochloa crusgalliL.）；阔叶类杂草，包括葎草（Humulus scandensL.）、藜（Chenopodium albumL.）、蓟（Cirsium japonicumF.）、小蓬草（Erigeron canadensisL.）。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生长指标 在种植60、90、120 d 时，对不同处理的郁金香株高、茎粗和生物量进行采样测定。株高（cm）使用卷尺测定；茎粗（mm）使用游标卡尺测定；生物量（g）使用电子天平测定，其中测定干重时，经过105 ℃杀青后，于65 ℃烘干至恒重。

1.3.2 种球及花朵性状 待郁金香定植120 d 时，测定种球性状，定植90 d 时，测定花朵性状；每个处理随机选取10 株用电子天平测量种球重量（g），用卷尺测量种球直径（mm）、花朵直径（mm）和花朵高度（mm）。

1.3.3 土壤环境指标 在整地做畦前，随机多点采集郁金香种植基地0～20 cm 深度土壤，混拌成混合基础土样；在郁金香定植120 d 时，对每个处理每个重复多点采集0～20 cm 深度土壤并混合。pH 值和电导率（electrical conductivity，EC）利用SI-400 pH 计和电导率仪（浙江托普云农科技股份有限公司，杭州）测定，其水土比为5∶1。土壤紧实度采用TJSD-750-11 便携式土壤环境检测仪（浙江托普云农科技股份有限公司，杭州）测定。

1.3.4 杂草防效 在稻壳覆盖120 d 时，分别对每个小区杂草进行统计，测定所有杂草数量和鲜重，按以下公式计算鲜重防效和株防效［20］：

株防效=（对照区杂草株数-处理区杂草株数）/对照区杂草株数×100%；

鲜重防效=（对照区杂草鲜质量-处理区杂草鲜质量）/对照区杂草鲜质量×100%。

1.4 数据处理

试验数据用Microsoft Office Excel 2003和SPSS 17.0软件进行整理，并用Duncan 法进行差异显著性分析，用GraphPad软件作图。

2 结果与分析

2.1 稻壳还田配施复合肥对郁金香生长的影响

稻壳配施复合肥能够促进郁金香的生长发育（图1）。在郁金香定植60 d 时，与CK 相比，T4、T5、T6的株高分别显著增加了23.83%、20.16%和26.48%；但与T2相比，仅T4和T6与T2间差异显著（P＜0.05），T4和T6的株高较T2分别显著增加了18.98%和21.53%。在郁金香定植90 d 时，T4 和T6 的株高较CK、T2 分别显著增加了20.05%、24.04%和18.17%、22.09%（图1-A）。从郁金香植株茎粗来看，定植60 d 时，除T6外，其他处理与CK、T2间无显著差异；定植90 d时，T6 显著高于CK 和T2，分别增加了14.62%、17.41%（图1-B）。

图1 不同处理对郁金香生长的影响Fig.1 Effect of different treatments on the growth of tulips

2.2 稻壳配施复合肥对郁金香生物量的影响

由图2 可知，稻壳配施复合肥处理整体增加了郁金香的生物量。与CK、T2 相比，T6 和T7 在各个时期的处理效果较好，T6和T7的地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重、总干重在定植90 d 时较CK 分别增加了31.45%、17.90%、41.04%、28.18%和36.87%、23.53%、54.00%、39.17%，较T2 分别增加了22.46%、15.65%、25.58%、27.07% 和 27.51%、21.17%、37.12%、37.97%；定植120 d 时，较CK 分别增加了27.31%、25.56%、48.94%、37.56%、39.64% 和 31.93%、30.51%、54.49%、46.76%、48.16%，较T2 分别增加了23.17%、20.84%、32.90%、29.02%、29.77%和27.64%、25.60%、37.85%、37.65%、37.69%。

图2 不同处理对郁金香生物量的影响Fig.2 Effect of different treatments on the biomass of tulips

2.3 稻壳配施复合肥对郁金香种球及花朵性状的影响

由表2 可知，T7 的郁金香种球直径最大，达到了39.80 mm，与CK 相比增加了15.13%；而T4 的侧球数量最多，达到了4 个。从种球干重性状看，T5、T6、T7较CK和T2分别显著增加了22.97%、37.56%、46.76%和15.33%、29.02%、37.65%。郁金香定植90 d 时，通过测定花朵直径和花朵高度发现，T5、T6、T7 效果较好，与CK 和T2 相比，花朵直径分别显著增加了4.98%、6.47%、8.24%和4.22%、5.71%、7.46%；花朵高度分别显著增加了2.65%、3.15%、3.64%和2.25%、2.75%、3.24%。

表2 不同处理对郁金香种球及花朵性状的影响Table 2 Effect of different treatments on bulb and flower characters of tulips

2.4 稻壳配施复合肥对土壤环境的影响

由表3可知，与CK相比，所有处理均能在一定程度上降低土壤紧实度，其中T4、T5、T6、T7 的土壤紧实度分别显著降低了10.64%、11.02%、11.46%、10.19%；而土壤pH值随着稻壳配施复合肥浓度的加大而有所降低，但处理间差异不显著。此外，在各个处理的EC值中，只有T2的土壤EC值较CK显著降低，其余处理与CK均无显著差异。

2.5 稻壳覆盖对杂草抑制的影响

不同稻壳覆盖用量均可显著降低杂草密度和杂草鲜重，其中C处理效果最好，与CK 相比，杂草密度和杂草鲜重分别减少了59.81%和65.09%（表4）。从不同稻壳覆盖用量对杂草的株防效和鲜重防效来看，A、B、C处理后的杂草株防效和鲜重防效分别达到了26.47%和36.09%、37.29%和45.73%、59.81%和65.19%，且处理间差异显著（图3）。

图3 不同处理对杂草的防效Fig.3 Control effect of different treatments on weeds

3 讨论

肥料是重要的农业生产资料，科学合理的使用肥料是保证作物稳产和减少环境污染的重要措施。随着国家关于农业生产“精肥、减肥”政策的提出，秸秆、稻壳等农业废弃物综合利用成为进一步优化施肥结构和施肥方式、提高肥料利用率、持续推进化肥减量施用的有效途径［21-22］。关于稻壳资源化利用，国内外科学家开展了大量的研究工作［23-24］。稻壳作为水稻加工过程中的副产品，约占稻谷质量的20%［25］。研究发现，稻壳等有机物料还田是农田保护性耕作的重要措施之一，对改善土壤理化性状有不可替代的重要作用。吴恒容等［9］研究表明，在盆栽空心菜土壤中添加不同量的稻壳均可在一定程度上提高株高、单株质量及叶绿素含量，改善空心菜品质。本试验得到了类似结果，即稻壳配施复合肥能够促进郁金香的生长发育。与CK相比，单施稻壳（T2）处理效果明显低于稻壳配施复合肥处理（T3、T4、T5、T6、T7），其中，T6 郁金香株高和茎粗在定植90 d 时较CK、T2 分别显著增加了24.04%、14.62%和22.09%、17.41%，这可能是由于施入稻壳增加了土壤孔隙度和透水速率，为根系生长创造了良好环境，进而促进了郁金香的生长。生物量代表植物在一定时间的物质积累量，是反映植物健康发育的重要指标［26-27］。本研究表明，稻壳配施复合肥在不同程度上增加了郁金香植株的鲜重和干重，其中T6 和T7在各个时期的处理效果较好，与CK 存在显著性差异，但单施稻壳（T2）处理的郁金香生物量与CK 相比无显著差异，这可能是由于单施稻壳并未及时被植株利用，需要配施化肥才能加速植株对稻壳的转化利用。从郁金香种球及花朵性状看，稻壳配施复合肥处理（T3、T4、T5、T6、T7）对郁金香种球及花朵改善效果高于单施稻壳处理（T2）。一方面，稻壳配施复合肥增加了种球和花朵直径，提高了花朵高度，其中T4、T5、T6、T7处理显著高于CK、T2 处理。另一方面，在郁金香定植120 d 时，通过测定种球干重发现，T5、T6、T7 处理的干重较CK 和T2 分别增加了22.97%、37.56%、46.76%和15.33%、29.02%、37.65%，这说明稻壳配施复合肥提高了郁金香种球干物质积累量。

良好的土壤环境是作物增产的重要条件［28］。研究发现，过于紧实的土壤会限制植物根系穿透能力，减少根系向外生长［29-30］。因此，适宜的土壤紧实度对郁金香生长发育具有重要意义。本研究发现，与CK 相比，无论是单施稻壳还是稻壳配施复合肥处理均能在一定程度上降低土壤紧实度，这与张开银等［31］利用稻壳生物炭改良砂姜黑土土壤结构、抑制土壤板结的试验结果类似，表明稻壳还田能够在一定程度上降低土壤紧实度，缓解土壤板结。土壤pH值和电导率是衡量土壤环境质量的重要指标，适宜的pH值和电导率是植物生长的重要保障［32］。研究表明，过量施肥会导致土壤酸化，不利于植株生长［33］。本试验发现，土壤pH 值随着配施的复合肥浓度加大而有所降低，但处理间差异不显著，在各个处理的土壤EC 值中，仅T2 的土壤EC 值较CK 显著降低，其余处理与CK 无显著性差异，这与李伟峰等［34］调查的江西省农田长期过量施用氮肥导致土壤酸化，且土壤酸化程度与氮肥施用量呈显著正相关的结果类似。说明长期过量施肥造成土壤板结酸化的同时也会带来环境污染问题。农田杂草是影响作物品质和产量的重要因素。据统计，我国约有1 400 多种农田杂草，其中禾本科类和阔叶草类杂草发生数量最大，危害最为严重；而每年因杂草导致农作物减产8%左右［35-36］。因此，科学制定杂草防控策略对农田生态系统具有一定的平衡作用。本研究发现，稻壳覆盖处理对上述2 种杂草类型具有良好的防控作用。从杂草的株防效和鲜重防效来看，A、B、C 处理对杂草的株防效和鲜重防效分别达到了26.47%和36.09%、37.29%和45.73%、59.81%和65.19%，且处理间差异显著（P＜0.05），这与金京德等［37］关于田面覆盖稻草、稻壳等有机物抑制水田杂草的结果一致。推测可能是由于稻壳含有微量稻壳内酯和苯酚等成分，该成分可引起植物化感作用，从而抑制杂草生根发芽。

4 结论

本试验结果表明，与CK 相比，单施稻壳（T2）对郁金香生长发育促进作用有限，而稻壳配施复合肥（T3、T4、T5、T6、T7）不仅能够促进郁金香的生长发育，而且能在一定程度上改善土壤环境，是实现郁金香高效栽培的有效途径。同时，稻壳覆盖对农田杂草生长具有良好的抑制作用。一方面，与不覆盖稻壳（CK）相比，稻壳覆盖（A、B、C）对杂草鲜重防效和株防效平均达到了26.47%和36.09%、37.29%和45.73%、59.81%和65.19%；另一方面，稻壳覆盖可减少除草剂等化学农药使用，降低面源污染。综合考虑稻壳经济效益、防治效果等因素，B 处理（0.5 kg·m-2稻壳）较适合在实际生产中应用。