葉面噴施不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜生長及產(chǎn)量的影響

馬秀明 程智慧李晨曄 劉 濤

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西楊凌 712100）

葉面噴施不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜生長及產(chǎn)量的影響

馬秀明 程智慧*李晨曄 劉 濤

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西楊凌 712100）

以小麥秸稈、油菜秸稈、草坪草、三葉草、大蒜秸稈和混合材料添加EM菌發(fā)酵制作堆肥茶，以塑料大棚中Hoagland營養(yǎng)液珍珠巖基質(zhì)栽培的中農(nóng)29號黃瓜為試材，全生長期定期葉面噴施6種堆肥茶，研究其對黃瓜生長及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，不同堆肥茶的化學(xué)成分和對黃瓜生長及產(chǎn)量的影響有顯著性差異。除全氮含量略低于三葉草堆肥茶外，草坪草堆肥茶中的氮、磷、鉀及總可溶性有機碳含量均明顯高于其余處理；噴施草坪草堆肥茶后，黃瓜植株根系活力、葉片葉綠素含量、果實中可溶性蛋白、VC及可溶性糖的含量也顯著升高，分別比對照（噴施地下水）高71.24%、18.40%、13.04%、60.57%及0.21個百分點，其促進(jìn)效果明顯高于其余堆肥茶；除油菜堆肥茶外，其余堆肥茶均不同程度地提高黃瓜產(chǎn)量，尤以草坪草堆肥茶最為明顯，比對照提高13.46%。綜合比較認(rèn)為，噴施草坪堆肥茶能顯著促進(jìn)黃瓜的形態(tài)建成，增加葉片葉綠素含量，提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)，是適宜黃瓜的堆肥茶。

黃瓜；堆肥茶；產(chǎn)量及品質(zhì)；有機營養(yǎng)；植株形態(tài)建成

黃瓜是廣泛栽種的重要蔬菜作物，但隨著設(shè)施栽培中土壤營養(yǎng)失衡、養(yǎng)分虧缺及連作障礙等問題日益加深，尤其是無土栽培體系中，單純靠無機營養(yǎng)液并不能滿足黃瓜生長發(fā)育所需的全部營養(yǎng)成分，且植株抗病性差，嚴(yán)重影響蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的提升（牟善積 等，2000；郎家慶 等，2003；李廷軒 等，2005；沈德龍 等，2007）。堆制腐熟的有機物料，經(jīng)過發(fā)酵獲得水浸提液制成的堆肥茶，含有大量的養(yǎng)分和有益微生物，既具有一定的生防效應(yīng)，也是一種速效水溶肥（Harada，1995；Haga，1998）；不僅可以作為有機營養(yǎng)液施入土壤，而且可以葉面噴施。用堆肥茶作為葉面肥來施用，在大田作物、果樹和蔬菜上已獲得應(yīng)用，如小麥、蘋果和萵苣等，增產(chǎn)效果顯著（Wang et al.，2008；Oliveira et al.，2009；Yu et al.，2010）。

葉面施肥作為傳統(tǒng)施肥的一種重要輔助手段，不僅在以高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)為目的的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中發(fā)揮重要作用，還能利用其獨特的優(yōu)點針對性地調(diào)節(jié)改善作物的生長狀況，提高肥效利用率，減少環(huán)境污染（阿布力孜 等，2009；劉麗雪 等，2010；黃建昌 等，2011；張敏，2014；王少鵬 等，2015）。然而，目前制作堆肥茶的主要材料是動物糞便，且只在作物生長發(fā)育的特定時期使用（徐大兵 等，2010），很少涉及到其他堆肥茶材料和在作物全生長發(fā)育時期使用（邱凌 等，2009；汪根法，2012）。因此，充分應(yīng)用生產(chǎn)生活中的植物廢料，如雜草和秸稈生產(chǎn)堆肥茶，不僅可以減少化肥污染，而且能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄物的再利用（Keeling et al.，2003；Jusoh et al.，2013）。本試驗以不同植物廢料制作的堆肥茶葉面肥為處理，研究其對黃瓜生長及產(chǎn)量的影響，旨在篩選適宜黃瓜生長的堆肥茶葉面肥材料。

1 材料與方法

1.1試驗材料

供試黃瓜（Cucumis sativusL.）材料為雌性系水果型黃瓜品種中農(nóng)29號（購于楊凌裕豐蔬菜良種服務(wù)部），試驗采用Hoagland營養(yǎng)液珍珠巖基質(zhì)栽培。EM菌種購于河南中廣天一生物科技有限公司。2015年5～6月收集當(dāng)年新鮮的植物廢棄物材料，包括收獲后的小麥（Triticum aestivumL.）秸稈、油菜（Brassica campestrisL.）秸稈、大蒜（Allium sativumL.）秸稈，修剪機割下的早熟禾草坪草（Poa annuaL.，以下簡稱草坪草）、三葉草（Oxalis corniculataL.）。

1.2試驗方法

1.2.1 EM菌液制備 首先進(jìn)行活化制作，按照EM菌種∶紅糖∶食鹽∶尿素∶無菌水為10∶100∶ 3∶5∶1 000（質(zhì)量比）的比例將各成分加入可密閉容器中，35 ℃下厭氧培養(yǎng)2 d，制成EM活化菌液。然后進(jìn)行擴培制作，按照活化菌液∶紅糖∶食鹽∶尿素∶無菌水為50∶100∶3∶5∶850（質(zhì)量比）的比例在35 ℃條件下厭氧培養(yǎng)5 d，當(dāng)發(fā)酵液pH達(dá)到3～5，氣味酸甜時即制成EM菌原液，稀釋100倍后調(diào)節(jié)pH為5.5～6.5，即為試驗用菌液稀釋液。

1.2.2 堆肥茶制作及其化學(xué)性質(zhì) 把收集的堆肥茶原材料充分干燥、粉碎后各稱取1 kg，加入EM活性菌液使材料含水量至60%左右，放入保溫箱中發(fā)酵。1個月后，把已經(jīng)腐熟的材料放入20 L塑料桶內(nèi)，加水18 L，連續(xù)通氣3 d，過濾，所得液體即為供試堆肥茶并于陰涼干燥處保存?zhèn)溆谩?/p>

由表1可以看出，6種不同植物材料堆肥茶的理化性質(zhì)與對照（地下水）有一定差異。各堆肥茶的pH值都在8左右、電導(dǎo)率值在4.52～8.42 mS·cm-1之間，二者都顯著高于對照。三葉草和草坪草堆肥茶的全氮含量顯著高于其余處理，分別為160.88 mg·L-1和152.13 mg·L-1。草坪草堆肥茶的全磷及全鉀含量均顯著高于其他堆肥茶處理和對照。各處理之間總水溶性有機碳含量差異也很明顯，以草坪草和三葉草堆肥茶較高。各堆肥茶均符合優(yōu)良堆肥茶制作的標(biāo)準(zhǔn)（Bernala et al.，2009），因此，可以用制作的堆肥茶進(jìn)行后續(xù)試驗。

表1不同植物廢棄物堆肥茶的化學(xué)性質(zhì)

1.2.3 黃瓜栽培管理和試驗處理 2015年8月1日催芽，次日播種于直徑為10 cm的營養(yǎng)缽珍珠巖基質(zhì)中。黃瓜生長期間澆灌Hoagland營養(yǎng)液，其中幼苗期每株每天澆灌100 mL，結(jié)果期每株每天澆150 mL。其他管理按常規(guī)生產(chǎn)進(jìn)行。2015年8月12日開始處理。試驗共設(shè)6個堆肥茶處理，以噴施地下水為對照。每個處理45株，3次重復(fù)，每隔10 d葉面噴施處理1次，共噴施5次，每次以黃瓜植株全部被噴灑到為標(biāo)準(zhǔn)。

1.3數(shù)據(jù)采集和分析

處理30 d后，每個處理取3株，離體測定植株的根長、株高、莖粗、葉面積、干鮮質(zhì)量、葉片葉綠素含量及根系活力等生理生長指標(biāo)；果實成熟后測定果實品質(zhì)及產(chǎn)量。利用SAS 19.0統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用Excel 2003軟件進(jìn)行制表和繪圖，以Duncan’s multiple-range法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜植株生長的影響

噴施不同堆肥茶后，不同處理之間的黃瓜植株在根長、株高和莖粗3個指標(biāo)上有顯著差異（表2）。油菜堆肥茶處理的黃瓜植株根長最大，為33.27 cm，比對照高出15.76%；相反，大蒜堆肥茶處理的植株根長最短，為16.43 cm，比對照低42.83%。 與對照相比，用大蒜堆肥茶處理的黃瓜植株株高較矮且莖粗較大，表現(xiàn)出相對矮壯的特點，而草坪草堆肥茶處理的黃瓜植株則正好相反，表現(xiàn)瘦高的特點。不同處理的黃瓜植株葉面積之間沒有顯著差異且均顯著低于對照，說明噴施堆肥茶葉面肥后不利于黃瓜葉片的生長。另外，用草坪草堆肥茶處理的黃瓜植株的根系活力最高，顯著高于對照及其余堆肥茶處理，其黃瓜根系活力分別比對照、小麥、油菜、三葉草、大蒜、混合堆肥茶處理的黃瓜根系活力高出71.24%、72.55%、33.38%、73.69%、30.61%及51.91%（表2），說明 草坪草堆肥茶對黃瓜根系活力的促進(jìn)作用更加 顯著。

表2 不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜植株生長的影響

2.2不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜植株生物量的影響

在堆肥茶處理中，用三葉草堆肥茶處理的黃瓜植株的根鮮質(zhì)量最大，草坪草堆肥茶處理的黃瓜植株的根鮮質(zhì)量最低，說明噴施草坪草堆肥茶不利于黃瓜植株根的生物量積累。各處理莖鮮質(zhì)量差別不大。除對照外，噴施草坪草、混合堆肥茶的黃瓜植株葉鮮質(zhì)量顯著高于其余處理。各處理的干質(zhì)量之間的差別不是很顯著?？偟膩砜?，噴施堆肥茶對黃瓜植株的鮮質(zhì)量有一定的抑制作用，對干質(zhì)量的影響不大（表3）。

2.3不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜葉片色素含量的影響

不同處理對黃瓜葉片葉綠素含量的影響存在顯著差異。其中，噴施草坪草堆肥茶后的黃瓜葉片中葉綠素（包括葉綠素a和葉綠素b）含量顯著高于對照及其余堆肥茶處理（三葉草堆肥茶除外）；而噴施小麥堆肥茶的黃瓜葉片中葉綠素含量則最低（表4）。不同處理間的黃瓜葉片中類胡蘿卜素的含量差異不大。該結(jié)果表明，草坪草堆肥茶能促進(jìn)黃瓜葉片產(chǎn)生更多的葉綠素，提高其光合 效率。

表3不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜植株生物量的影響

2.4不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜果實品質(zhì)的影響

噴施草坪草堆肥茶后，黃瓜果實中可溶性蛋白和可溶性糖含量顯著高于對照和其余堆肥茶處理，分別高出對照13.04%、0.21個百分點。油菜堆肥茶處理的黃瓜果實中可溶性蛋白和可溶性糖含量最低，分別比對照低38.78%、0.09個百分點（圖1-a、1-b）。噴施草坪草和大蒜堆肥茶的黃瓜果實中VC含量顯著高于對照和其余堆肥茶處理，分別比對照高出60.57%和62.47%；油菜堆肥茶處理的黃瓜果實中VC含量最低、低于對照13.88%（圖1-c）。綜上可知，草坪草堆肥茶有利于黃瓜果實中可溶性蛋白、可溶性糖及VC的產(chǎn)生與積累，從而改善果實品質(zhì)。相反，油菜堆肥茶并不能促進(jìn)這3種品質(zhì)指標(biāo)的提升，甚至還起到一定的抑制 作用。

表4不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜葉片色素含量的影響 mg·g-1

圖1不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜果實品質(zhì)的影響

2.5不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜果實形態(tài)及產(chǎn)量的影響

由表5可以看出，噴施草坪草堆肥茶后，黃瓜果實的單果質(zhì)量比對照顯著增大，高出對照16.10%；而油菜堆肥茶處理的黃瓜單果質(zhì)量顯著小于對照，比對照低10.35%，并且噴施油菜堆肥茶的黃瓜果長顯著小于對照，比對照低4.77%，商品性較差，而其余堆肥茶處理的果長在11.17～11.71 cm 范圍內(nèi)，差異不大。噴施草坪草、混合、大蒜堆肥茶后，黃瓜單株產(chǎn)量明顯提高，較其余處理而言這種促進(jìn)作用較為明顯，尤其是草坪草堆肥茶處理，單株產(chǎn)量比對照高出13.46%。綜合來看，與對照相比，用草坪草堆肥茶處理的黃瓜可以獲得較高的產(chǎn)量且商品性優(yōu)良，適合應(yīng)用于實際生產(chǎn)中，而用油菜堆肥茶處理的黃瓜產(chǎn)量顯著低于對照，最不適宜黃瓜的實際生產(chǎn)。

表5不同植物廢棄物堆肥茶對黃瓜果實形態(tài)及產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

黃瓜作為世界范圍內(nèi)最受歡迎的蔬菜之一，其產(chǎn)量和品質(zhì)越來越受到研究者和菜農(nóng)的重視。有研究表明，在無土栽培條件下用營養(yǎng)液作為黃瓜生長的主要營養(yǎng)來源要比傳統(tǒng)栽培方式更容易提高黃瓜產(chǎn)量和果實品質(zhì)，但營養(yǎng)液并不能完全滿足黃瓜植株的生長發(fā)育所需的全部營養(yǎng)（Marin et al.，2013）。因此，葉面肥通常作為補充營養(yǎng)在黃瓜無土栽培體系中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。有研究表明，堆制腐熟的有機物料經(jīng)過發(fā)酵制成的堆肥茶不僅能夠在植物營養(yǎng)方面起到輔助傳統(tǒng)土壤施肥或者營養(yǎng)液施肥的作用，還能在一定程度上起到預(yù)防病蟲害的作用（Ding et al.，2010）。本試驗選用不同的植物廢料制成的堆肥茶噴施黃瓜，旨在篩選出適合黃瓜生長發(fā)育的最佳堆肥茶。

本試驗中，6種堆肥茶處理在植株形態(tài)指標(biāo)和生物量上表現(xiàn)出差異，這可能是由于不同堆肥茶中所含離子成分及含量不同造成的（Pestana et al.，2005）。由表1可知，對照中的全氮、全磷、全鉀及可溶性有機碳的含量明顯低于其余處理，這也是造成對照植株的某些形態(tài)學(xué)及產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)明顯低于其余處理的重要原因。說明較高的氮、磷及鉀的含量是促進(jìn)植株形態(tài)建成、生物量積累和提高果實產(chǎn)量的重要因素（Sun et al.，2006）。不同堆肥茶中的總水溶性有機碳含量最高的在2.5 g·L-1左右，顯著低于用豬糞制作的堆肥茶中的總水溶性有機碳含量（Xu et al.，2015）；同時，不同堆肥茶中各種離子的相互作用以及不同的離子比例使pH值和EC值差異顯著，這也是影響植株形態(tài)建成的重要因素（Juarez et al.，2012）。

根系形態(tài)建成和活力指標(biāo)在不同的處理間差異明顯，表明堆肥茶中不同的成分及含量影響著植株對營養(yǎng)成分的吸收，使根系生長在不同處理間有不同表現(xiàn)。本試驗結(jié)果表明，除油菜堆肥茶處理外，對照的根長均高于其他處理，而根系活力卻正好相反，大多數(shù)堆肥茶處理的根系活力都高于對照。這可能與結(jié)果期營養(yǎng)缽內(nèi)狹小的根系生長空間對黃瓜生長發(fā)育和代謝的負(fù)面影響有關(guān)（Ronchi et al.，2006）。不同堆肥茶對黃瓜根系活力的促進(jìn)作用明顯，尤其是草坪草堆肥茶，這與之前的研究結(jié)果類似（Naidu et al.，2013）。不同堆肥茶對根系活力的積極影響可能與堆肥茶中的促生物質(zhì)，如有機酸和生長素類似物質(zhì)及其他必需元素有關(guān)（Arancon et al.，2007；Khan et al.，2014）。

作為植株進(jìn)行光合作用的最主要物質(zhì)，葉綠素含量直接影響植株的凈光合速率以及有機物質(zhì)的積累（Richardson et al.，2002）。作為葉綠素分子的最主要構(gòu)成原子，鎂含量的高低直接影響葉綠素的合成與積累（Strand et al.，2003）。在本試驗中，用草坪草堆肥茶處理的黃瓜葉片中葉綠素含量最高，這可能是由于草坪草堆肥茶中較高含量的鎂造成的（杜占池和杜菁昀，2003）。果實形態(tài)指標(biāo)及產(chǎn)量相關(guān)指數(shù)是反映不同處理下植物生長狀況的最直接指標(biāo)。本試驗中，噴施草坪草堆肥茶的黃瓜表現(xiàn)出最高的產(chǎn)量，而根系活力和葉綠素含量也符合這個結(jié)果，說明噴施草坪草堆肥茶有助于黃瓜增產(chǎn)。

可溶性糖不僅是植株鹽代謝、干旱和低溫脅迫響應(yīng)的重要物質(zhì)，同時也是衡量果實品質(zhì)的重要指標(biāo)（Dali et al.，1992）?？扇苄蕴堑暮颗c凈光合速率成正相關(guān)關(guān)系，這是因為較高的凈光合速率能促進(jìn)葉片中淀粉的轉(zhuǎn)化，使果實中可溶性糖含量得到顯著提升（Fagnano et al.，2011）。本試驗結(jié)果在一定程度上也與之相似，這可能有助于解釋噴施草坪草堆肥茶后黃瓜果實中可溶性糖含量顯著提高?？扇苄缘鞍撞粌H是構(gòu)成原生質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，又與果實口味成正相關(guān)關(guān)系。黃瓜果實中可溶性蛋白含量與氮肥的施用量成正相關(guān)關(guān)系（Sung et al.，2012）。本試驗中，噴施草坪草堆肥茶的黃瓜果實中可溶性蛋白含量顯著高于其余處理，這可能與草坪草堆肥茶中高含量的氮元素有關(guān)（杜占池和杜菁昀，2003）。VC含量作為反映果實品質(zhì)的重要因素，各處理間也有顯著差異。雖然筆者沒有進(jìn)行堆肥茶中錳和鋅的含量分析，但根據(jù)目前的研究結(jié)果可以推斷，不同堆肥茶中含有的這些微量營養(yǎng)素，對于果實中VC的產(chǎn)生和積累具有積極影響（Liang et al.，2009）。

綜上所述，噴施草坪草堆肥茶后能夠促進(jìn)黃瓜植株的形態(tài)建成，提高黃瓜植株的根系活力、凈光合效率，改善黃瓜果實的品質(zhì)，增加黃瓜果實產(chǎn)量，而且促進(jìn)作用顯著大于其余處理，適合作為黃瓜堆肥茶施用。

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Effects of Foliar Application of Different Plant Residual Compost Tea on Cucumber Growth and Yield

MA Xiu-ming，CHENG Zhi-hui*，LI Chen-ye，LIU Tao

（CollegeofHorticulture，NorthwestAgriculture&ForestryUniversity，Yangling712100，Shaanxi，China）

The compost teas were made by fermenting the harvested plant straw of wheat，oil rape，bluegrass，clover，garlic and mixed material，and added with EM fungi．Taking cucumber cv. ‘Zhongnong No.29’cultured in pearlite substrate with Hoagland nutrient solution in a large plastic tunnel as experimental material，this experiment spayed 6 different compost teas at the foliage throughout the whole growth stages to test cucumber growth and yield．The chemical composition of compost teas made by different materials and their effects had significantly different effects on cucumber growth and yield．The contents of nitrogen，phosphorus，potassium and total soluble organic carbon in bluegrass compost tea were higher than that of the other treatments，except the total nitrogen content was slightly lower than the clover compost tea．Compared to the control（spraying groundwater），bluegrass compost tea enhanced the root activity value，chlorophyll contents of leaves，fruit soluble protein，VC and soluble sugar by 71.24%，18.40%，13.04%，60.57% and 0.21 percentage point，respectively．All treatments could promote cucumber yield in different degrees，except oil rape compost tea．Especially the bluegrass compost tea showed the best effect and increased the yield 13.46% higher than that of the control．Through comprehensive comparison，spraying the bluegrass compost tea can significantly promote cucumber morphogenesis，increase chlorophyll content of leaves，improve fruit yield and quality．It is a compost tea suitable for cucumber．

Cucumber；Compost tea；Yield and quality；Organic nutrition；Plant morphogenesis

馬秀明，碩士研究生，主要從事蔬菜栽培生理生態(tài)研究，E-mail：15275381908@163.com

*通訊作者（Corresponding author）：程智慧，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事蔬菜栽培生理生態(tài)和生物技術(shù)研究，E-mail：chengzh@nwsuaf. edu.cn

2016-10-11；接受日期：2017-01-16

國家“863”科技計劃項目（K301021302），陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃項目（2016KTCL02-01）