炭基肥與化肥配施對生菜養(yǎng)分吸收與產(chǎn)量的影響

謝發(fā)萍　高亮　李苗苗　梁敏　徐孟澤　王宜倫

摘要 [目的]明確生菜科學(xué)施肥技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。[方法]采用盆栽試驗(yàn)研究了不同炭基肥與化肥配施對生菜植株養(yǎng)分吸收、土壤養(yǎng)分、SPAD值及產(chǎn)量的影響。[結(jié)果]在常規(guī)施肥水平下，高量炭基肥與化肥配施能顯著提高生菜產(chǎn)量、SPAD值、植株全鉀含量、土壤堿解氮和速效鉀含量;在中量炭基肥水平下，常規(guī)化肥減施顯著降低了生菜葉片SPAD值、生菜植株全磷、全鉀含量;化肥減施與炭基肥配施處理間產(chǎn)量無顯著差異。[結(jié)論]炭基肥可以部分替代化肥，化肥配施高量炭基肥可促進(jìn)生菜對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收利用，提高產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞 生菜;炭基肥;化肥;養(yǎng)分;產(chǎn)量

中圖分類號 S636.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）21-0163-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.049

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effect of Combined Application of Carbon Base Fertilizer and Chemical Fertilizer on Nutrient Absorption and Yield of Lettuce

XIE Faping， GAO Liang， LI Miaomiao et al

（Resources and Environmental College， Henan Agricultural University， Zhengzhou， Henan 450002）

Abstract [Objective]To clarify the scientific fertilization technology of lettuce and realize the high yield and high quality production of lettuce. [Method]The pot experiment was conducted to study the effects of different carbon based fertilizers and chemical fertilizers on the nutrient absorption， soil nutrient， SPAD value and yield of lettuce plants. [Result]At the level of conventional fertilization， high carbon base fertilizer combined with chemical fertilizer could significantly increase lettuce yield， SPAD value， plant total potassium content， soil available nitrogen and available potassium content;at the level of medium carbon base fertilizer， the SPAD value of lettuce leaves， the total phosphorus and potassium content of lettuce plants were significantly reduced by conventional chemical fertilizer reduction. There was no significant difference in yield between chemical fertilizer reduction and carbon based fertilizer combined treatment.[Conclusion]Carbonbased fertilizer can partially replace chemical fertilizer. The combination of chemical fertilizer and high carbon base fertilizer can promote the absorption and utilization of nitrogen， phosphorus and potassium nutrients in lettuce and improve its yield.

Key words Lettuce;Carbon basal;Fertilizer;Nutrient;Production

基金項(xiàng)目 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目（KF1717）。

作者簡介 謝發(fā)萍（1996—），女，河南信陽人，碩士研究生，研究方向：植物營養(yǎng)與肥料。通信作者，教授，博士，從事植物營養(yǎng)與肥料研究。

收稿日期 2019-04-14;修回日期 2019-04-22

生菜即葉用萵苣，為菊科一年生或二年生草本植物[1]，生育期較短，一般40 d左右就可采收食用[2]，含有豐富的胡蘿卜素、維生素B1、維生素C、維生素E和鈣、磷、鐵等礦質(zhì)營養(yǎng)，既能生食、熟食，又可腌制和干制，很受人們喜愛[3]。隨著生菜在我國栽培面積的不斷擴(kuò)大，越來越多的農(nóng)民通過增加化肥的投入來提高其產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益[4-6]，但也增加了投資成本[7]。而長期大量單施化肥易導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)惡化，有機(jī)質(zhì)含量下降，地下水硝酸鹽含量超標(biāo)，對環(huán)境造成不良影響[8]，因此，化肥施用應(yīng)兼顧減肥增效。通過合理施肥措施來提高肥料利用率，有效發(fā)揮化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用，已成為當(dāng)今肥料科學(xué)的重大研究課題[9]。然而，單純化肥減量并不能很好滿足蔬菜的養(yǎng)分需求[10]。

生物炭是含碳量豐富的生物質(zhì)在無氧或限氧條件下低溫?zé)峤舛玫降囊环N細(xì)粒度、多孔性的碳質(zhì)材料[11]，其可提高土壤蓄水儲養(yǎng)能力，保護(hù)土壤微生物，提高作物產(chǎn)量[12]，環(huán)境效益明顯，已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)[13]。高蓓等[14]研究表明，生菜根、葉中氮、磷和鉀的含量隨著施肥量的增加而增加，且1/4s施肥量（正常施肥量為1s）是醋糟有機(jī)基質(zhì)盆栽生菜的最適宜施肥量。周柳強(qiáng)等[6]研究表明，單施化肥處理的生菜施肥量偏高，導(dǎo)致生菜的硝酸鹽含量明顯提高，對農(nóng)田環(huán)境有潛在污染的可能。農(nóng)傳江等[5]研究表明，有機(jī)肥與化肥配施較單施化肥能夠顯著提高生菜的生物量、養(yǎng)分吸收量、肥料利用率和土壤養(yǎng)分含量。當(dāng)前，關(guān)于生菜生產(chǎn)中炭基肥效果、炭基肥與化肥配施適宜比例鮮見報道。因此，筆者研究了不同炭基肥與化肥配施對生菜養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響，明確生菜生產(chǎn)中炭基肥與化肥的最佳配比，以期為生菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供科學(xué)施肥依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)安排

試驗(yàn)于2018年5月9—6月29日在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院科研網(wǎng)室進(jìn)行。供試土壤類型為石灰性褐土，基本理化性質(zhì)為pH 8.08、有機(jī)質(zhì)含量18.37 g/kg、堿解氮含量60.18 mg/kg、速效磷含量9.28 mg/kg、速效鉀含量285.00 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個處理：T1，常規(guī)化肥（對照）;T2，常規(guī)化肥+低量炭基肥;T3，常規(guī)化肥+中量炭基肥;T4，常規(guī)化肥+高量炭基肥;T5，規(guī)化肥減量20%+中量炭基肥;T6，常規(guī)化肥減量40%+炭基肥。其中，常規(guī)化肥處理中養(yǎng)分含量為N 210 kg/hm2、P2O5 84 kg/hm2和K2O 180 kg/hm2，低、中和高炭基肥處理用量分別為3.75、7.50和15.00 t/hm2。處理施肥量見表1。每個處理4次重復(fù)。

供試炭基肥由河南惠農(nóng)土質(zhì)保育研發(fā)有限公司提供，其中有機(jī)質(zhì)（干基）≥45%，總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）≥5%，生物炭≥20%，粗脂肪≥1%，水分≤20%。供試尿素含N 46%，供試過磷酸鈣含P2O5 16%，供試氯化鉀含K2O 60%。供試生菜為意大利四季抗熱耐抽苔生菜。

采用盆栽試驗(yàn)，試驗(yàn)用盆規(guī)格：50 cm×20 cm×16 cm，每盆裝土8 kg。試驗(yàn)于2018年5月9日將基肥與土壤混勻后裝盆，次日播下生菜種子6粒，1周后，選擇長勢均勻的生菜幼苗留于盆內(nèi)，每盆定植4株。盆缽初次灌水使土壤含水量為田間最大持水量。此后，用重量法補(bǔ)充水分維持土壤含水量在田間最大持水量的80%～90%。于2018年6月3日和2018年6月14日進(jìn)行2次追肥，2018年6月29日收獲。

1.3 樣品采集與分析

1.3.1 土壤樣品采集與測定。裝盆前采集基礎(chǔ)土樣以及收獲后采集收獲期土樣，帶回實(shí)驗(yàn)室使其自然風(fēng)干，磨碎，過篩。采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法（丘林法）測定土壤有機(jī)質(zhì)含量，采用堿解—擴(kuò)散法測定土壤堿解氮含量，采用碳酸氫鈉浸提—鉬藍(lán)比色法測定土壤有效磷含量，采用醋酸銨浸提—火焰光度法測定土壤速效鉀含量，采用電位法測定土壤pH[15]。

1.3.2 SPAD值的測定。收獲期，測定生菜葉片SPAD值，每盆用日本產(chǎn)的SPAD502測定4株生菜從外往里數(shù)第3輪葉片的中間位置，計(jì)算每盆中4株生菜SPAD值的平均值。

1.3.3 植株養(yǎng)分測定。收獲期隨機(jī)采集每盆具有代表性的2株生菜，在105 ℃下殺青15 min，然后在65 ℃條件下烘干至恒重，將植株粉碎測定其養(yǎng)分含量。用水楊酸—硫代硫酸鈉—半微量開氏法消煮，蒸餾定氮法測植株全氮含量;用H2SO4—H2O2 消煮，鉬黃比色法測植株全磷含量;用火焰光度計(jì)法測植株全鉀含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016和DPS 6.55軟件進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對生菜SPAD值的影響

由圖1可知，T4 處理生菜SPAD值最高（33.19），較T1處理顯著提高3.68%，T4處理與T2、T3處理間無顯著差異，化肥與高量炭基肥配施可提高生菜葉片SPAD值。T5、T6處理 SPAD值較T3處理分別顯著降低4.82%和7.59%，在中量炭基肥水平下，常規(guī)化肥減施顯著降低了生菜葉片SPAD值。

2.2 不同處理對生菜植株養(yǎng)分含量的影響

由表2可看出，T4處理生菜的全氮、全鉀含量均最大，分別為3.660%和1.889%，T6處理較T3處理全氮含量顯著降低13.86%;T3和T4處理較T1處理全鉀含量分別顯著提高10.68%和14.93%，T5和T6處理較T3處理全鉀含量分別顯著降低8.25%和9.43%;T3處理全磷含量最大（0.181%），T3較T1處理全磷含量顯著提高14.60%，T5和T6處理較T3處理全磷含量分別顯著降低14.25%和15.58%;T5、T6處理與T1處理間植株養(yǎng)分無顯著差異。綜上所述，常規(guī)化肥與高量炭基肥配施能提高生菜植株全鉀含量;在中量炭基肥配施水平下，常規(guī)化肥減施能顯著降低生菜植株全磷和全鉀含量;炭基肥部分替代化肥較常規(guī)施肥植株養(yǎng)分含量無顯著影響。

2.3 不同處理對生菜收獲期土壤速效養(yǎng)分含量的影響

土壤速效養(yǎng)分是土壤中直接被植物吸收利用的營養(yǎng)元素，是評價土壤供應(yīng)養(yǎng)分的強(qiáng)度指標(biāo)之一。由表3可看出，T4處理土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量均最高，T1處理含量均最低。T4較T1處理土壤堿解氮含量顯著提高11.93%，T2、T3和T4處理較T1處理速效鉀含量分別顯著提高10.69%、21.37%和37.66%。可見，在常規(guī)化肥水平下，配施高量炭基肥能夠顯著提高土壤堿解氮和速效鉀含量;在配施中量炭基肥水平下，常規(guī)化肥減施對土壤速效養(yǎng)分含量無顯著差異，炭基肥可以部分替代化肥。

2.4 不同處理對生菜產(chǎn)量的影響

由圖2可看出，T4處理產(chǎn)量最高（305.74 g/盆），T4較 T1處理產(chǎn)量顯著提高24.42%，說明炭基肥低量和中量施用對生菜沒有增產(chǎn)作用，高量施用可以顯著增加生菜產(chǎn)量。T5、T6處理產(chǎn)量較 T3處理分別減少6.50%、9.40%，化肥減施對生菜產(chǎn)量略有影響，但差異不顯著。T5、T6處理與 T1處理間產(chǎn)量無顯著差異，說明炭基肥可以替代部分化肥，不降低生菜產(chǎn)量。

3 討論與結(jié)論

生物炭是土壤改良劑，有助于改良土壤理化性質(zhì)[16]，對促進(jìn)農(nóng)作物生長有重要意義[17]。生物炭能夠抑制土壤養(yǎng)分淋失，提高土壤養(yǎng)分有效性，從而增加植物對氮、磷和鉀養(yǎng)分的吸收量[18]，對生菜生長具有促進(jìn)作用[19]。該研究結(jié)果表明，化肥配施炭基肥較單施化肥生菜植株全氮、全磷和全鉀含量分別提高2.89%～5.14%、10.39%～14.39%和5.58%～

14.93%，土壤堿解氮、速效磷和速效鉀分別提高0.25%～

11.93%、10.60%～18.61%和10.69%～37.66%。炭基肥與常規(guī)化肥配施SPAD值較單施常規(guī)化肥高，有利于生菜光合作用[20]。

李大偉等[21]研究表明，炭基肥可以替代部分常規(guī)化肥，降低化肥施用量的同時，不會影響蔬菜的產(chǎn)量。該試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在中量炭基肥的水平下，常規(guī)化肥減施20%和40%產(chǎn)量分別降低6.95%和10.38%，但無顯著差異，說明炭基肥部分替代化肥對生菜產(chǎn)量無明顯影響，與李大偉等研究結(jié)果相符。

化肥配施高量炭基肥提高了土壤堿解氮和速效鉀，促進(jìn)了生菜對養(yǎng)分的吸收利用，提高了生菜葉片SPAD值，顯著增加了生菜產(chǎn)量;炭基肥可以部分替代化肥不影響生菜產(chǎn)量。生菜生產(chǎn)中化肥適當(dāng)減量配施高量炭基肥具有較好的產(chǎn)量效應(yīng)，有助于土壤培肥。

47卷21期謝發(fā)萍等 炭基肥與化肥配施對生菜養(yǎng)分吸收與產(chǎn)量的影響

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