施用甘蔗糖廠濾泥有機(jī)肥對(duì)菜心生長(zhǎng)的影響

曾成城，蘇天明，秦 芳，蘇利榮，韋彩會(huì)，唐紅琴，張 野，李忠義

(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所, 廣西 南寧 530007)

【研究意義】廣西蔗糖總產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的60 %以上[1]。在榨糖過程中，每噸甘蔗將產(chǎn)生3.5 %～4.8 %的濾泥，廣西年均產(chǎn)原料蔗5600萬t，榨糖產(chǎn)生濾泥235.2萬t，利用亞硫酸法濾泥發(fā)酵制成生物有機(jī)肥，能解決環(huán)境污染問題，緩解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中土壤肥力下降的問題，促進(jìn)蔗糖產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展[2]。長(zhǎng)期實(shí)踐證明，單施化肥或有機(jī)肥對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都存在一定弊端，有機(jī)肥與無機(jī)肥配施不僅能提高肥料利用率[3]，還能改善土壤物理結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，進(jìn)而提高土壤肥力[4]。因此，開展糖廠濾泥有機(jī)肥與無機(jī)肥的配施對(duì)作物影響的研究，對(duì)改善土壤肥力及糖廠濾泥有機(jī)肥推廣使用均具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】邢世和等[5]研究表明，施用20 %粉煤灰+80 %糖廠濾泥的混合物對(duì)試供土壤的改良及大麥的增產(chǎn)效果顯著。譚宏偉等[1]的研究證實(shí)，全部施用濾泥及酒精廢液于蔗田，蔗區(qū)每年可省化肥150萬～200萬t，增加土壤有機(jī)質(zhì)120萬～165萬t。目前，有機(jī)肥與無機(jī)肥的合理配施已成為新的熱點(diǎn)。蒙世協(xié)等[6]研究表明亞硫法濾泥+復(fù)合微生物菌處理的生土熟化改良措施，提高了甘蔗萌芽率，促進(jìn)甘蔗增產(chǎn)。Hassan等[7]的研究表明，適量的糖廠濾泥和鉀鹽搭配，可有效提高茴香揮發(fā)性油、氮、磷、鉀的含量和生長(zhǎng)速率。以上研究均表明，甘蔗糖廠濾泥對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有較大的促進(jìn)作用。有關(guān)研究表明，有機(jī)肥和無機(jī)肥的配施能有效提高蔬菜產(chǎn)量[8-9]，但也有研究結(jié)果與其相悖，崔崧等[10]在研究配施等量化肥及不同用量有機(jī)肥對(duì)黃瓜生長(zhǎng)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，高量有機(jī)肥處理(100 kg/m3)嚴(yán)重抑制黃瓜定植初期的生長(zhǎng)。【本研究切入點(diǎn)】目前，關(guān)于甘蔗糖廠濾泥有機(jī)肥和復(fù)合肥不同配施比例的研究還少有報(bào)道，二者最佳配比模式還值得進(jìn)一步探索?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以菜心為試驗(yàn)材料，研究甘蔗糖廠濾泥有機(jī)肥和復(fù)合肥的不同配施比例對(duì)菜心農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以確定最佳配施比例，為甘蔗糖廠濾泥有機(jī)肥的推廣使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在廣西武鳴縣廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建基地進(jìn)行，土壤為赤紅壤，基本肥力性狀為：全氮2.09 g/kg，堿解氮93.25 mg/kg，有效磷15.53 mg/kg，速效鉀122.24 mg/kg，pH為5.56，有機(jī)質(zhì)2.75 %。供試作物為菜心，供試肥料為甘蔗糖廠濾泥有機(jī)肥和復(fù)合肥，有機(jī)肥由廣西喀斯特生物肥業(yè)有限公司提供，含N、P2O5、K2O和有機(jī)質(zhì)含量分別為12.1 %、7.5 %、10.2 %和15.5 %。復(fù)合肥含N、P2O5和K2O分別為21.0 %、6.0 %和13.0 %。

1.2 試驗(yàn)方法

設(shè)置5個(gè)處理，詳見表1，每個(gè)處理 3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積24 m2，行距0.4 m，株距0.3 m。于2017年5月10日育苗，5月27日施肥、移栽、培土并淋水，6月10日追肥。于6月13日調(diào)查菜心農(nóng)藝性狀，6月28日調(diào)查菜心農(nóng)藝性狀并分析菜心品質(zhì)指標(biāo)，6月29日收獲并統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 菜心農(nóng)藝性狀 每小區(qū)隨機(jī)選取5株菜心，分別測(cè)量或計(jì)算菜心株高、莖粗、葉片數(shù)、葉長(zhǎng)及葉寬。株高、葉長(zhǎng)及葉寬用卷尺測(cè)量，莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)量。

1.3.2 菜心產(chǎn)量及效益 菜心價(jià)格為12元/kg，種子成本為150元/hm2，復(fù)合肥(21-6-13)價(jià)格為3200元/t，濾泥有機(jī)肥價(jià)格為2000元/t，農(nóng)藥成本為600元/hm2，人工成本忽略不計(jì)。分別計(jì)算各處理菜心的經(jīng)濟(jì)效益和純收入。

1.3.3 菜心品質(zhì)檢測(cè)方法 每小區(qū)隨機(jī)選取5株菜心，對(duì)可溶性糖、總糖、粗纖維、維生素C含量及含水量進(jìn)行測(cè)定。可溶性糖含量的測(cè)定采用NY/T 1278-2007中的方法[11]，總糖含量的測(cè)定采用SB/T 10203-1994中的方法[12]，采用GB5009.3-2016中的方法測(cè)定水分含量[13]。GB5009.10-2003中的方法測(cè)定粗纖維含量[14]，GB5009.86-2016中的方法測(cè)定維生素C含量[15]。

表1 施肥方案

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

利用SPSS 22.0軟件進(jìn)行單因素分析(one-way ANOVA)，用Duncan(Duncan’s multiple range teat) 檢驗(yàn)法統(tǒng)計(jì)差異顯著性，用軟件Origin 8.5繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥方式對(duì)菜心農(nóng)藝性狀的影響

如表1可知，6月13日取樣的菜心農(nóng)藝性狀結(jié)果顯示：25 %復(fù)合肥+75 %有機(jī)肥處理組的農(nóng)藝性狀均為不同施肥處理組的最佳水平；其中菜心的葉長(zhǎng)顯著高于其他處理(P<0.05，下同)，分別高出對(duì)照組、單施復(fù)合肥、75 %復(fù)合肥+25 %有機(jī)肥、50 %復(fù)合肥+50 %有機(jī)肥處理組20.38 %、16.88 %、10.72 %和14.34 %。其余農(nóng)藝性狀指標(biāo)的影響均未達(dá)到顯著水平(P>0.05，下同)。2次取樣結(jié)果顯示：除6月28日取樣的株高和葉片數(shù)，施復(fù)合肥-有機(jī)肥的處理組的菜心農(nóng)藝性狀均優(yōu)于對(duì)照組和單施復(fù)合肥處理組。

2.2 不同施肥方式對(duì)菜心產(chǎn)量的影響

由圖1可知，不同施肥處理對(duì)菜心產(chǎn)量的影響均未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。施肥均在一定程度上提高了菜心的產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益及純收入。25 %復(fù)合肥+75 %有機(jī)肥處理組的單株重量的試驗(yàn)結(jié)果則為全組最低。其中，與農(nóng)民收入直接掛鉤的經(jīng)濟(jì)效益以及純收入均在50 %復(fù)合肥+50 %有機(jī)肥處理組達(dá)到最高水平，其中，經(jīng)濟(jì)效益分別比對(duì)照組、單施復(fù)合肥、75 %復(fù)合肥+25 %有機(jī)肥和25 %復(fù)合肥+75 %有機(jī)肥處理組高33.48 %、4.62 %、12.29 %和14.99 %；純收入分別比對(duì)照組、單施復(fù)合肥、75 %復(fù)合肥+25 %有機(jī)肥和25 %復(fù)合肥+75%有機(jī)肥處理組高25.81 %、0.54 %、10.62 %和19.07 %。故單從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，50 %復(fù)合肥+50 %有機(jī)肥施肥處理組為最佳的配比。

表2 6月13日采樣的菜心農(nóng)藝性狀

注：不同小寫字母表示同一種農(nóng)藝性狀在不同施肥處理之間有顯著差異(P<0.05)，下同。

Note: Value with the different lowercase letters are significantly different among different treatments at 0.05 level, the same as below.

表3 6月28日采樣的菜心農(nóng)藝性狀

不同小寫字母表示不同施肥處理之間有顯著差異(P<0.05)，下同Value with the different lowercase letters are significantly different among different treatments at 0.05 level. The same as below圖1 不同施肥方式對(duì)菜心產(chǎn)量的影響Fig.1 Effects of different fertilization on yield of Chinese flowering cabbage

2.3 不同施肥方式對(duì)菜心品質(zhì)的影響

數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，不同施肥處理對(duì)菜心品質(zhì)的影響均未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。如圖2所示，菜心的可溶性糖含量和維生素C含量均表現(xiàn)出隨有機(jī)肥含量的增加而增加的趨勢(shì)。其中，50 %復(fù)合肥+50 %有機(jī)肥處理組和25 %復(fù)合肥+75 %有機(jī)肥處理組的可溶性糖含量分別比75 %復(fù)合肥+25 %有機(jī)肥處理組高出13.86 %和37.62 %。50 %復(fù)合肥+50 %有機(jī)肥處理組和25 %復(fù)合肥+75 %有機(jī)肥處理組的維生素C含量分別比75 %復(fù)合肥+25 %有機(jī)肥處理組高出19.79 %和34.69 %。

3 討 論

前人研究表明，有機(jī)肥與N、P、K肥配施是維持系統(tǒng)可持續(xù)的最優(yōu)施肥模式，有機(jī)肥養(yǎng)分釋放緩慢，使土壤養(yǎng)分庫逐漸提高，植物抗干旱等逆境能力也得以提高，故有利于作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，有機(jī)肥中腐解產(chǎn)生的有機(jī)酸還可能增加土壤中有機(jī)養(yǎng)分的礦化過程，促進(jìn)難溶性養(yǎng)分的釋放，進(jìn)而增加了土壤中全效和速效養(yǎng)分的含量，即相當(dāng)于施入了更多的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)[16-17]。本研究結(jié)果表明，甘蔗糖廠濾泥有機(jī)肥與復(fù)合肥的配施對(duì)菜心的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量以及品質(zhì)均有一定的改善。

6月13日取樣結(jié)果表明，菜心的各農(nóng)藝性狀均在25 %復(fù)合肥+75 %有機(jī)肥處理組表現(xiàn)為最佳，說明在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)濃度范圍內(nèi)，在菜心生長(zhǎng)初期，有機(jī)肥含量越高，越利于其生長(zhǎng)。收獲前取樣分析結(jié)果表明，隨有機(jī)肥含量的增加，菜心株高、葉長(zhǎng)及葉寬有增加的趨勢(shì)，而莖粗和葉片數(shù)的趨勢(shì)則與之相反。這有可能是由于生長(zhǎng)后期，菜心生長(zhǎng)迅速，對(duì)養(yǎng)分需求量大，有限的土壤養(yǎng)分不能滿足菜心所有的農(nóng)藝性狀都能得到最好的滿足導(dǎo)致的。

本研究結(jié)果表明，菜心單株重的最佳施肥方式為75 %復(fù)合肥+25 %有機(jī)肥處理組。而對(duì)菜心產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益及純收入的進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，最優(yōu)的施肥方式為50 %復(fù)合肥+50 %有機(jī)肥處理組。這與前人研究結(jié)果相似，李卓勇等[18]通過添加木薯加工廢棄物轉(zhuǎn)化的有機(jī)肥與復(fù)合肥配施，能分別比單施復(fù)合肥和單施有機(jī)肥增產(chǎn)24.27 %和44.47 %。值得注意的是，25 %復(fù)合肥+75 %有機(jī)肥處理組的蔬菜品質(zhì)下降的重要原因就是過量施用化肥，而施用有機(jī)肥則具有改善蔬菜品質(zhì)的作用，能減輕施用化肥對(duì)蔬菜品質(zhì)的不利影響。本研究中，隨有機(jī)肥含量的增加，菜心的可溶性糖含量、總糖含量及維生素C含量均呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。這與前人研究結(jié)果一致，化肥中加入有機(jī)肥會(huì)提高果實(shí)中可溶性糖和維生素C含量[20]。原因是有機(jī)肥的施入能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和多種生物活性物質(zhì)、改善土壤物料、化學(xué)及生物性狀，提高土壤肥力；另一方面，有機(jī)肥能為作物提供漸進(jìn)、持續(xù)、全面的養(yǎng)分供應(yīng)，能起到很好的增產(chǎn)提質(zhì)的作用。但過多的有機(jī)肥投入無濟(jì)于作物的進(jìn)一步增產(chǎn)，相反還存在環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 不同施肥方式對(duì)菜心品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of different fertilization on quality of Chinese flowering cabbage

菜心單株重為同組最低。崔崧等[10]的研究發(fā)現(xiàn)，高量有機(jī)肥嚴(yán)重抑制黃瓜定植初期的生長(zhǎng)，黃瓜前期產(chǎn)量也明顯低于不施肥或低量有機(jī)肥處理組。這也再次證實(shí)了有機(jī)肥與無機(jī)肥配施一定要選擇合理比例，比例適當(dāng)才能使蔬菜品質(zhì)和產(chǎn)量得到較大提高的觀點(diǎn)[19]。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，復(fù)合肥配施甘蔗糖廠濾泥有機(jī)肥對(duì)菜心增產(chǎn)提質(zhì)效果明顯，其中，50 %復(fù)合肥+50 %有機(jī)肥為最佳配施比例，該處理菜心產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益和純收入等指標(biāo)均為最高。

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