不同種類有機(jī)肥對娃娃菜生理特性及產(chǎn)量的影響

薛勇 吳平江 夏葉 陳修斌 董怡玲

摘? ? 要：為獲得娃娃菜生產(chǎn)上的適宜有機(jī)肥種類與用量，以娃娃菜‘春寶黃為試材，研究了不同種類有機(jī)肥對娃娃菜生理特性及產(chǎn)量的影響。試驗(yàn)設(shè)A1～ A5共5個不同種類的有機(jī)肥處理，以生產(chǎn)上常用的化肥為對照。結(jié)果表明：采用再生有機(jī)肥2.7 t·hm-2的A2處理，其娃娃菜葉片光合速率、蒸騰速率、葉片胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度的數(shù)值最高;同時(shí)其葉片中蛋白質(zhì)的含量也最高、POD和SOD的活性也最強(qiáng)，分別為7.48 ?g·g-1、185 U·g-1·min-1和28.21 U·g-1，葉片中MDA的含量最低，為0.39 ?mol·g-1;A2處理的娃娃菜在葉片數(shù)、橫徑、縱徑、單株經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和每hm2產(chǎn)量，均高于其他處理，分別為每株41.23片、28.34 cm、40.23 cm、1.36 kg和113.95 t·hm-2，不同處理對產(chǎn)量的影響大小順序?yàn)锳2>A4>A3>A5>A1>CK，說明采用2.7 t·hm-2的再生有機(jī)肥，有利于促進(jìn)娃娃菜的生長與提高產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：娃娃菜;生物有機(jī)肥;生理特性;產(chǎn)量

Absrtact： In order to obtain the suitable types and dosage of organic fertilizer in the production of baby cabbage（Brassica pekinensis）， the baby cabbage variety ‘Chunbaohuangwas used as the test material， the effects of different organic fertilizers on the physiological characteristics and yield of baby vegetables were studied by the method of randomized block design. Five different kinds of organic fertilizers were used in A1-A5 treatment， the chemical fertilizers commonly used in production was used as control. The results showed that the photosynthetic rate， transpiration rate， intercellular CO2 and stomata conductance of the leaves of baby cabbage were the highest when treated with 2.7t·hm-2 of recycled organic fertilizer. At the same time， the protein content in the leaves was the highest， and the POD and SOD activities were the strongest， which were48 ?g·g-1， 185 U·g-1·min-1 and 28.21 U·g-1， respectively. The MDA content in the leaves was the lowest， which was 0.39 mol·g-1. The yield of leaves， horizontal stems， vertical stems， economic yield of the baby cabbage treated with A2 were higher than those of other treatments， which were 41.23 pieces， 28.34 cm， 40.23 cm， 1.36 kg per plant and 113.95 t·hm2， respectively. The order of the effects of different treatments on the yield was A2>A4>A3>A5>A1>CK， it was indicated that the growth and yield of baby cabbage could be improved when treated by 2.7 t·hm-2 recycled organic fertilizer.

Key words： Brassica pekinensis; Bio-organic fertilizer; Physiological characteristics; Yield

娃娃菜（Brassica pekinensis）是十字花科蕓薹屬白菜亞種的一種袖珍型小株白菜，近年來，隨著張掖市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，娃娃菜已經(jīng)成為高原夏菜的主要蔬菜種類之一，種植娃娃菜可以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但在娃娃菜生產(chǎn)過程中，常存在重視化肥施用，而忽視有機(jī)肥的應(yīng)用，結(jié)果造成土壤板結(jié)、肥料利用率低下，污染環(huán)境以及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降等問題[1-2]。有機(jī)肥含有作物生長所需的多種營養(yǎng)元素，能滿足作物各個時(shí)期對養(yǎng)分的需要;此外，有機(jī)肥還含有氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪、胡敏酸等各種有機(jī)養(yǎng)分，可直接為根系吸收或是分解后作為作物重要的營養(yǎng)源[3]，羅佳等[4]研究表明不同有機(jī)肥與化肥配施可以獲得與化肥相當(dāng)或者超過化肥的黃瓜產(chǎn)量，可增產(chǎn)26.77%;萬水霞等[5]研究得出在有機(jī)肥1 hm2用量為7 500 kg時(shí)甘藍(lán)產(chǎn)量最高;萬群等[6]研究結(jié)果表明在每株番茄使用200 g有機(jī)肥和5.9 g尿素、5.6 g過磷酸鈣、4.0 g硫酸鉀能極大地促進(jìn)番茄生長、提高番茄產(chǎn)量。從以上研究來看，國內(nèi)有關(guān)有機(jī)肥的研究方面，大多局限于有機(jī)肥與化肥配施對土壤微生物數(shù)量變化與產(chǎn)量的影響方面居多，而對于不同種類有機(jī)肥施用后對作物的生理特性及生化指標(biāo)的變化方面研究的較少，本試驗(yàn)選取當(dāng)?shù)爻Ｒ姷膸追N不同種類的生物有機(jī)肥為試材，研究其對娃娃菜生理特性與產(chǎn)量影響，以期篩選出適于娃娃菜生長的最適宜的有機(jī)肥種類與用量，為張掖地區(qū)娃娃菜生產(chǎn)中有機(jī)肥替代化肥及實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地狀況

試驗(yàn)于2018年3至7月在張掖市甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)汪家堡村高原夏菜生產(chǎn)基地內(nèi)進(jìn)行。供試土壤為灌漠土，有機(jī)質(zhì)含量（w，后同）為12.32 g·kg-1，堿解氮含量51.47 mg·kg-1，速效磷含量15.78 mg·kg-1，速效鉀含量143.73 mg·kg-1，pH為7.85，全鹽含量0.76 g·kg-1，總孔隙度43.64%，質(zhì)地砂壤。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與種植

采用田間隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)6個處理，處理CK：生產(chǎn)上常用化肥量[尿素375 kg·hm-2+過磷酸鈣525 kg·hm-2+硫酸鉀300 kg·hm-2）;處理A1：星碩有機(jī)肥2.7 t·hm-2（N+P2O5+K2O）≥5%，甘肅星碩生物科技有限公司生產(chǎn)，用量參考使用說明確定，下同。）;處理A2：再生有機(jī)肥2.7 t·hm-2（總氮18 g·kg-1，有效磷30 g·kg-1，速效鉀35 g·kg-1，以假劣包衣種子無害化銷毀生產(chǎn)的有機(jī)肥）;處理A3：老黃牛有機(jī)肥2.7 t·hm-2（N+K2O≥12%，有機(jī)質(zhì)≥45%，腐殖酸≥10%，北京豐樂德農(nóng)國際肥業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)）;處理A4：沃土有機(jī)肥2.7 t·hm-2（N+K2O≥15%，杭州沃土有機(jī)肥有限公司）;處理A5：混配有機(jī)肥2.7 t·hm-2（N+P2O5+K2O）≥5%，用發(fā)酵假劣包衣種子與星碩有機(jī)肥按1∶18配制，甘肅星碩生物科技有限公司生產(chǎn)）。各處理種植1畦，重復(fù)3次，處理之間用塑料薄膜隔離，埋深40 cm，作畦的規(guī)格為畦長10 m、寬0.8 m;供試的娃娃菜品種為‘春寶黃，由北京中農(nóng)綠亨種子科技有限公司生產(chǎn)。

試驗(yàn)于2018年3月20日采用72孔穴盤育苗，4月25日定植，株距25 cm，行距40 cm，667 m2保苗數(shù)5 586株。試驗(yàn)中各處理有機(jī)肥用量的70%作基肥施入，剩余30%在娃娃菜結(jié)球的初期與中期，分2次等量隨灌水沖施;其他管理同常規(guī)管理。

1.3 測定項(xiàng)目

1.3.1 葉片光合特性測定 在娃娃菜結(jié)球后期（2018年6月3日），于上午10：00—12：00，每個處理隨機(jī)選擇3株同葉位的葉子，用英國Hansatech公司的TPS-2便攜式光合儀測定凈光合速率、蒸騰速率、細(xì)胞間隙CO2濃度及氣孔導(dǎo)度，取其平均值。

1.3.2 植株形態(tài)性狀及產(chǎn)量測定 在娃娃菜收獲期（6月20日），每個處理標(biāo)記3株，統(tǒng)計(jì)葉片數(shù)，用卷尺測定葉球縱徑、橫徑;每次收獲時(shí)按不同處理，統(tǒng)計(jì)其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，最后折合成1 hm2產(chǎn)量。

1.3.3 葉片生化指標(biāo)測定 收獲時(shí)，各處理隨機(jī)選取3株，蛋白質(zhì)含量（以FW計(jì)）采用考馬斯靚藍(lán)染色法測定[7];參照李合生[8]的方法測定生化指標(biāo)，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測定[8];超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）法測定，以抑制NBT光化學(xué)還原的50%的酶量為1個酶活性單位;過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚氧化法測定，以每分鐘OD470變化0.1為1個酶活單位。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 DPS 9.50和 Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與分析，采用Duncans 法進(jìn)行差異顯著性分析，顯著性水平設(shè)置為 α =0. 05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對娃娃菜生理特性的影響

不同處理對娃娃菜生理特性的影響見表1，從表1可以看出，增施有機(jī)肥的各處理（A1、A2、A3、A4和A5）的娃娃菜植株的光合速率均高于對照（CK），以A2的光合速率最高，與對照相比，高出6.53 ?mol·m-2·s-1，處理A1、A3、A4和A5，分別比對照高出1.23、4.67、6.21和3.08 ?mol·m-2·s-1，不同處理間差異顯著，說明施用有機(jī)肥能夠促進(jìn)娃娃菜葉片光合作用的進(jìn)行。蒸騰速率的變化也以處理A2為最高，比對照高出3.97 mmol·m-2·s-1，處理A1、A3、A4和A5，分別比對照高出1.01、2.68、2.47和1.80 mmol·m-2·s-1，說明蒸騰速率的變化趨勢與光合速率相一致，說明娃娃菜隨著葉片光合速率的加快，其水分通過葉片氣孔散失的也越激烈，葉片保持較高的蒸騰速率。

娃娃菜葉片胞間CO2和氣孔導(dǎo)度的變化與光合速率、蒸騰速率的變化相似（表1），施用有機(jī)肥的各處理A1、A2、A3、A4和A5的數(shù)值均高于對照，不同處理間呈顯著差異水平，也以處理A2的胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度的值最高，分別為362 mmol·m-2·s-1和326 mmol·m-2·s-1，比對照（CK）高出179 mmol·m-2·s-1和180 mmol·m-2·s-1，說明隨著娃娃菜光合作用與蒸騰速率的加快，其胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度也隨著增加。

2.2 不同處理對娃娃菜生長與產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，不同處理對娃娃菜的葉數(shù)、橫徑、縱徑、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和折合1 hm2產(chǎn)量，以處理A2的數(shù)值最大，分別為41.23片、28.34 cm、40.23 cm、1.36 kg·株-1和113.95 t·hm-2，顯著高于其他處理。施用有機(jī)肥的各處理，其娃娃菜葉數(shù)、橫徑和縱徑等生長指標(biāo)與單株平均經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和1 hm2產(chǎn)量指標(biāo)上均高于施用化肥的對照處理，各處理對產(chǎn)量的影響大小順序?yàn)锳2>A4>A3>A5>A1>CK，說明增施有機(jī)肥的各處理，均能提高娃娃菜的產(chǎn)量，究其原因是施用有機(jī)肥的各處理，娃娃菜在保持較高的光合速率與蒸騰速率條件下，促進(jìn)了其根系對養(yǎng)分的吸收，光合作用積累了更多的營養(yǎng)物質(zhì)，因此，植株形成較高的產(chǎn)量。

2.3 不同處理對娃娃菜生化指標(biāo)的影響

從表3可以看出，娃娃菜葉片中蛋白質(zhì)含量以處理A2最高，達(dá)到7.48 ?g·g-1，與CK相比，高出2.20 ?g·g-1，不同處理間呈現(xiàn)顯著差異;MDA含量以處理CK最高，處理A2最低，其值分別為1.41 ?mol·g-1和0.39 ?mol·g-1，與CK相比，處理A2的丙二醛的含量降低72.34%;葉片中POD和SOD活性也以處理A2最高，分別為185 U·g-1·min-1和28.21 U·g-1，比處理CK高出88 U·g-1·min-1和18.35 U·g-1，說明采用再生有機(jī)肥2.7 t·hm-2的處理A2，更有利于提高娃娃菜葉片的蛋白質(zhì)含量，同時(shí)MDA含量最低，POD和SOD活性最高，究其原因主要是施用處理A2的再生有機(jī)肥，其組成的土壤溶液更有利于娃娃菜根系對養(yǎng)分的吸收，從而促進(jìn)了地上部分代謝水平提高，因此娃娃菜植株保持較高的生理活性。

3 討論與結(jié)論

葉片光合速率的大小反映植株光合能力的強(qiáng)弱[10]，本試驗(yàn)中施用有機(jī)肥的各處理，其娃娃菜葉片的光合速率、蒸騰速率、胞間CO2和氣孔導(dǎo)度的值比CK都高，說明施用有機(jī)肥后可以改善植株的生長環(huán)境，促進(jìn)了娃娃菜對營養(yǎng)物質(zhì)吸收，植株保持較強(qiáng)的生長能力，這與李翊華[9]等人的研究相一致，也與鄭元等[10]研究不同施肥處理對木棉葉片光合特性和幼苗生長的結(jié)果相似，各處理中以處理A2的光合能力最高，這可能是因?yàn)樘幚鞟2的有機(jī)肥施入土壤后，各元素之間達(dá)到了一個動態(tài)平衡狀態(tài)，協(xié)同促進(jìn)了植物生理和光合特性的改善所致[12]。本試驗(yàn)中施用有機(jī)肥的各處理，其娃娃菜的葉片數(shù)、橫徑、縱徑、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和折合1 hm2產(chǎn)量比CK要高，這表明生物有機(jī)肥促進(jìn)娃娃菜植株的生長，根系發(fā)育較快，表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長能力，因此有利于娃娃菜有機(jī)物質(zhì)合成及產(chǎn)量的提高，這與張鳳英等[13]在西瓜的研究結(jié)果一致。

施用有機(jī)肥能夠較好改善作物生長狀況，提高植株生理活性[14]，本試驗(yàn)從娃娃菜葉片內(nèi)蛋白質(zhì)和丙二醛含量以及POD和SOD的活性高低等生化指標(biāo)的角度，研究了不同種類的有機(jī)肥對娃娃菜的生長的生理效應(yīng)，結(jié)果顯示以采用2.7 t·hm-2再生有機(jī)肥的A2處理，其娃娃菜葉片中蛋白質(zhì)含量最高可達(dá)到7.48 ?g·g-1，說明本處理下的娃娃菜植株體內(nèi)氮代謝水平最強(qiáng)[15]，究其原因是本處理的有機(jī)肥與其他生物有機(jī)肥相比，更利于促進(jìn)植株生長與代謝能力提高;試驗(yàn)中處理A2的MDA的含量最低，POD和SOD的活性最高，究其原因MDA是膜質(zhì)過氧化的最終產(chǎn)物，其含量大小可以反映植物遭受逆境傷害的程度，含量越高表明受傷害程度越大[16]，而POD是細(xì)胞膜系統(tǒng)的保護(hù)酶，當(dāng)植物生長在受到不良環(huán)境條件影響時(shí)，對保持體內(nèi)代謝平衡起著重要的作用[17]， SOD的活性大小可以反映細(xì)胞對鹽害逆境的適應(yīng)能力[18];說明在采用A2處理?xiàng)l件下，再生有機(jī)肥與土壤組成的營養(yǎng)環(huán)境，最適于娃娃菜生長時(shí)對養(yǎng)分的吸收與利用，從而促進(jìn)了娃娃菜的光合強(qiáng)度的提高，植株表現(xiàn)較強(qiáng)的生長勢，因此表現(xiàn)出POD與SOD活性的提高;本試驗(yàn)從娃娃菜植株的光合特性、植株生長及葉片內(nèi)蛋白質(zhì)和丙二醛含量等生化指標(biāo)上，評價(jià)了不同種類有機(jī)肥對娃娃菜生長及產(chǎn)量的影響;但對娃娃菜葉片內(nèi)品質(zhì)指標(biāo)的研究尚未涉及到，這在今后的研究中需要進(jìn)一步完善。

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，以采用A2 處理（2.7 t·hm-2再生有機(jī)肥）的娃娃菜，其植株保持較強(qiáng)的代謝能力，其生理活性及葉片內(nèi)蛋白質(zhì)含量最高，同時(shí)MDA的含量最低，POD、SOD的活性與產(chǎn)量最高;不同處理對產(chǎn)量的影響大小順序?yàn)锳2>A4>A3>A5>A1>CK，這一研究結(jié)果可為張掖地區(qū)娃娃菜實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)栽培提供技術(shù)支撐。

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