動(dòng)物糞肥對(duì)櫻桃蘿卜生長(zhǎng)狀況及光合特性的影響

高 昆，耿睿曼

（1.山西大同大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西大同037009；2.山西大同大學(xué)設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心，山西大同037009）

櫻桃蘿卜（Raphanus sativus L.var.radculus pers）為十字花科（Brassicaceae）蘿卜屬（Raphanus），1 年生草本植物，半耐寒性直根系蔬菜，屬小型蘿卜類，因其外貌與櫻桃相似，故取名為櫻桃蘿卜[1]。它適應(yīng)能力較強(qiáng)，四季皆可種植，生長(zhǎng)周期短，出苗后30 d左右即可采收[2]。櫻桃蘿卜色澤美觀，皮紅肉白，品質(zhì)細(xì)嫩，肉質(zhì)根中富含糖類、蛋白質(zhì)、淀粉酶、維生素C 及各種礦物質(zhì)元素，生食可幫助消化、增加食欲，還有止咳化痰、利尿、抗癌等功效；其葉片也含有多種礦質(zhì)營養(yǎng)、纖維素、蛋白質(zhì)、維生素A 和維生素C 及揮發(fā)油等[3]。其根、葉、幼苗以及嫩芽均可食用，目前已經(jīng)成為人們十分喜愛的蔬菜之一[4]。已有的對(duì)櫻桃蘿卜的研究主要有人工基質(zhì)以及有機(jī)肥等對(duì)櫻桃蘿卜發(fā)芽、出苗及生長(zhǎng)狀況的影響。聶文星等[5]研究表明，人工草炭基質(zhì)可以替代天然草炭用于櫻桃蘿卜的育苗和栽培。夏文靜等[6]研究表明，添加37.5%中藥渣的有機(jī)肥對(duì)櫻桃蘿卜的發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)均有一定的促進(jìn)作用。

隨著畜牧業(yè)的集約化發(fā)展，動(dòng)物糞便產(chǎn)生量越來越多，若不能及時(shí)有效處理，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。腐熟后的動(dòng)物糞便是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，它含有大量植物生長(zhǎng)所需的活性物質(zhì)以及N、P、K 等礦質(zhì)元素，能夠?yàn)橹参锾峁┤娴臓I養(yǎng)，改善植物的生長(zhǎng)狀況和品質(zhì)，并能改良土壤的理化性質(zhì)、提高土壤肥力，具有較高的利用價(jià)值?，F(xiàn)代有機(jī)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)、循環(huán)農(nóng)業(yè)均強(qiáng)調(diào)動(dòng)物糞便有機(jī)肥的施用[7]，特別是在蔬菜生產(chǎn)上開始大量地使用動(dòng)物有機(jī)糞肥[8-9]，這樣既可以變廢為寶，凈化環(huán)境，也促進(jìn)了元素的循環(huán)，還可以改善蔬菜的生長(zhǎng)狀況，增加產(chǎn)量，是生產(chǎn)安全優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品、提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展最經(jīng)濟(jì)有效的舉措之一[10]。

本試驗(yàn)選取豬糞、牛糞、羊糞、雞糞4 種發(fā)酵有機(jī)糞肥并將其應(yīng)用于櫻桃蘿卜的種植，研究其對(duì)櫻桃蘿卜生長(zhǎng)狀況（葉面積、葉片和肉質(zhì)根的干鮮質(zhì)量及其含水率）及光合特性（凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度）的影響，為進(jìn)一步提高櫻桃蘿卜產(chǎn)量及動(dòng)物糞肥的有效利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試櫻桃蘿卜品種為紅丁，購于河北省青縣純豐蔬菜良種繁育場(chǎng)；雪沫發(fā)酵有機(jī)糞肥（粉末狀）4 種，分別為豬糞肥、牛糞肥、羊糞肥、雞糞肥。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)于2018 年6—8 月在山西大同大學(xué)御東校區(qū)北區(qū)試驗(yàn)田進(jìn)行。共設(shè)5 個(gè)處理，分別為牛糞組、豬糞組、雞糞組、羊糞組、空白組，每小區(qū)面積為1 m2，每組設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。以空白組為對(duì)照（CK），不施肥，其余4 個(gè)糞肥組施肥量均為3 kg/m2，撒入土中并混勻耙平。播前灌足底水，待水充分滲入到土壤（10～12 h）后再播種[11]。由于是露天種植，灌水量和灌水次數(shù)視日照強(qiáng)度和溫度而定，溫度過高時(shí)還應(yīng)搭設(shè)遮陽網(wǎng)并適時(shí)撤除。待多數(shù)幼苗長(zhǎng)出2 片真葉時(shí)進(jìn)行間苗和補(bǔ)種，使各組的幼苗數(shù)目基本一致，并定期除草。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

從四葉期開始，每隔3 d 測(cè)定一次葉面積和光合指標(biāo)（光合指標(biāo)于9：30—11：30 測(cè)定），在采收后分別測(cè)地上部和地下部的干、鮮質(zhì)量；同時(shí)測(cè)定含水率。

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 葉面積采用Yaxin-1241 葉面積儀測(cè)定；質(zhì)量指標(biāo)采用稱重法[12]測(cè)定；計(jì)算葉片和肉質(zhì)根的含水率。含水率＝（鮮質(zhì)量－干質(zhì)量）/鮮質(zhì)量×100%。

1.3.2 光合指標(biāo)測(cè)定 光合指標(biāo)凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）等，均用Yaxin-1102 便攜式光合蒸騰儀測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

對(duì)所測(cè)得的數(shù)據(jù)用Excel 2010 進(jìn)行初步整理，用IBMSPSS Statistics 22 軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 4 種動(dòng)物糞肥對(duì)櫻桃蘿卜生長(zhǎng)狀況的影響

2.1.1 葉面積 從圖1 可以看出，四葉期后，除對(duì)照和羊糞組葉面積變化不明顯外，其余3 組均隨著天數(shù)的增加，葉面積呈先增大然后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，其中，0～18 d 時(shí)，其葉片生長(zhǎng)快，葉面積迅速增大；18～21 d 時(shí)，各組葉片生長(zhǎng)幾乎停止，葉面積基本不再增大，說明此時(shí)葉片趨于成熟。

由圖1 可知，4 種動(dòng)物糞肥均能夠使櫻桃蘿卜葉面積增大，其中，羊糞組的葉面積為3 425.20 mm2，略高于空白組（CK）；其次是雞糞組，為4 825.60 mm2，是CK 的1.42 倍；豬糞組為6 022.30 mm2，是CK 的1.78 倍；牛糞組的葉面積最大，達(dá)到6 132.10 mm2，為CK 的1.81 倍。說明對(duì)櫻桃蘿卜施用牛糞肥時(shí)，其葉面積最大。

2.1.2 質(zhì)量

2.1.2.1 鮮質(zhì)量 從表1 可以看出，施用4 種動(dòng)物糞肥后，櫻桃蘿卜的鮮質(zhì)量（包括葉片和肉質(zhì)根2 部分）均高于CK。其中，葉片鮮質(zhì)量方面，牛糞組最大，平均值達(dá)到了13.20 g，為CK 的3.06 倍；其次是豬糞組，平均值為9.67 g，是CK 的2.24 倍；牛糞組、豬糞組與CK 間均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），且牛糞組與豬糞組間也達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）；雞糞組、羊糞組與CK 相比也均表現(xiàn)出促進(jìn)作用，分別比CK 增加了1.03、0.98 g，但未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。說明牛糞肥和豬糞肥均能使櫻桃蘿卜葉片的鮮質(zhì)量有明顯增加，但牛糞組的效果更佳。

表1 4 種動(dòng)物糞肥對(duì)櫻桃蘿卜干、鮮質(zhì)量及含水率的影響

肉質(zhì)根的鮮質(zhì)量方面，牛糞組最大，單果平均值達(dá)19.42 g，為CK 的2.31 倍；其次是豬糞組，為15.88 g，是CK 的1.89 倍，牛糞組、豬糞組的鮮質(zhì)量與CK 間均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）；豬糞組與雞糞組之間也達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），說明牛糞肥和豬糞肥均可對(duì)其肉質(zhì)根鮮質(zhì)量的增加起到了明顯的促進(jìn)作用，可使其肉質(zhì)根產(chǎn)量增加，尤以牛糞肥的作用更為顯著。雞糞組和羊糞組也表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用，分別比CK 鮮質(zhì)量增加40.07%和17.12%，但未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。

2.1.2.2 干質(zhì)量 從表1 可以看出，施用這4 種動(dòng)物糞肥后，櫻桃蘿卜葉片和肉質(zhì)根的干質(zhì)量與CK 相比均有不同程度的增加。其中，葉片干質(zhì)量方面，牛糞組最大，平均值達(dá)到了1.53 g，為CK 的2.89 倍；其次是豬糞組，平均值達(dá)到了1.04 g，為CK 的1.96 倍；牛糞組、豬糞組葉片的干質(zhì)量與CK 間均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），且牛糞組、豬糞組這2 組之間也達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），說明施用牛糞肥和豬糞肥均可使櫻桃蘿卜葉片的干質(zhì)量有明顯的增加，牛糞肥促進(jìn)作用更明顯。雞糞組和羊糞組與CK間未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。

肉質(zhì)根干質(zhì)量方面，各組大小依次為牛糞組＞豬糞組＞羊糞組＞雞糞組，分別是CK 的2.52 倍、1.97 倍、1.27 倍和1.1 倍；牛糞組和豬糞組與CK 間均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），且牛糞組與豬糞組間也達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），說明牛糞肥和豬糞肥均可使其肉質(zhì)根的干質(zhì)量有特別明顯的增加，尤以牛糞肥的作用最為顯著。羊糞組與雞糞組也表現(xiàn)出促進(jìn)作用，但作用不明顯。

2.1.3 含水率 從表1 可以看出，施用4 種動(dòng)物糞肥后，櫻桃蘿卜葉片的含水率均得以提高，但其肉質(zhì)根的含水率則除雞糞組外，其余3 組（豬糞組、羊糞組、牛糞組）均表現(xiàn)為下降，低于CK。其中，羊糞組葉片的含水率最高，平均值達(dá)到了89.78%，比CK 高出2.15 百分點(diǎn)；其次是豬糞組，平均值達(dá)到了89.27%，比CK 高出1.64 百分點(diǎn)；牛糞組和雞糞組分別比CK 高出0.74、0.39 百分點(diǎn)。羊糞組和豬糞組與CK 間均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），說明羊糞肥和豬糞肥均可使櫻桃蘿卜葉片的含水率得到明顯提高，以施用羊糞肥的葉片含水率較高。

雞糞組肉質(zhì)根的含水率最高，平均值達(dá)到94.42%，比CK（92.82%）高出1.60 百分點(diǎn)，而其他3 組均比CK 略有降低。說明雞糞肥可使其肉質(zhì)根的含水率有所提高，而豬糞組、羊糞組與牛糞組肉質(zhì)根的含水率均有所降低。

2.2 4 種動(dòng)物糞肥對(duì)櫻桃蘿卜光合特性的影響

2.2.1 凈光合速率（Pn） 從圖2 可以看出，在櫻桃蘿卜四葉期后，隨著天數(shù)的增加，櫻桃蘿卜的凈光合速率呈先增大后緩慢減小的趨勢(shì)。即各組的凈光合速率在0～18 d 時(shí)不斷增大，18～21 d 時(shí)開始減小，說明此時(shí)櫻桃蘿卜趨于成熟。

櫻桃蘿卜施用4 種不同的動(dòng)物糞肥后，各組的凈光合速率存在差異，但均大于CK，表現(xiàn)出不同的促進(jìn)作用。其中，羊糞肥的促進(jìn)作用最小，其凈光合速率與CK 最為接近，為10.69 μmol/（m2·s），僅比CK 高1.15 μmol/（m2·s）；其次是雞糞組，比CK 高出2.06 μmol/（m2·s），但這2 組與CK 間均未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）；而豬糞組凈光合速率為12.11 μmol/（m2·s），比CK 高出2.57 μmol/（m2·s），與CK 間差異達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）；牛糞組凈光合速率最高，為14.07 μmol/（m2·s），約為CK 的1.5 倍，與CK 間達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），說明牛糞肥可使其凈光合速率顯著提高，有利于櫻桃蘿卜有機(jī)物質(zhì)的積累。

4 種糞肥對(duì)凈光合速率的促進(jìn)作用與其對(duì)生長(zhǎng)指標(biāo)的影響存在對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即牛糞組和豬糞組的葉面積較大，其凈光合速率也較大，使得其質(zhì)量也較大，符合較大的葉面積可以促進(jìn)其光合作用，從而有利于其干物質(zhì)的積累和產(chǎn)量的增加這一原理。

2.2.2 蒸騰速率（Tr） 由圖3 可知，施用4 種動(dòng)物糞肥后，櫻桃蘿卜的蒸騰速率均比CK 低。其中，豬糞組的抑制作用最大，僅為3.34 mmol/（m2·s），比CK低38.72%；其次是牛糞組和羊糞組，分別為3.59、3.60 mmol/（m2·s），比CK 降低34.13%和33.94%；4組中最大的是雞糞組，為4.23 mmol/（m2·s），比CK 低22.39%。差異性分析結(jié)果表明，這4 組與CK 之間均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），說明當(dāng)對(duì)櫻桃蘿卜施用這4 種動(dòng)物糞肥后，其蒸騰速率會(huì)受到明顯地抑制而下降，從而使得其呼吸作用減弱，有利于光合作用有機(jī)物質(zhì)的積累，提高產(chǎn)量。

2.2.3 氣孔導(dǎo)度（Gs） 從圖3、4 可以看出，施用4 種動(dòng)物糞肥后，櫻桃蘿卜的氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率成正比，且其值均顯著地低于CK。其中，豬糞組的氣孔導(dǎo)度最小，僅為208.21 mmol/（m2·s），比CK 低46.47%，達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），其次是牛糞組和羊糞組，分別為271.87、285.30 mmol/（m2·s），比CK 低30.10%和26.66%；這4 組中雞糞組的氣孔導(dǎo)度最大，為296.30 mmol/（m2·s），低于CK 23.83%。說明當(dāng)對(duì)櫻桃蘿卜施用這4 種動(dòng)物糞肥特別是豬糞肥后，會(huì)使其氣孔導(dǎo)度明顯減小。

通過以上分析可以得出，櫻桃蘿卜的蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度幾乎成正比。氣孔導(dǎo)度的減小使得蒸騰速率降低，從而保證了葉片正常的光合作用和生命活動(dòng)的需水量[13]，也進(jìn)一步提高了細(xì)胞的水分利用效率。

2.2.4 胞間CO2濃度（Ci） 從圖5 可以看出，雞糞組和豬糞組的胞間CO2濃度均高于CK，分別為378.00、366.14 μmol/mol，比CK 高20.57、8.71 μmol/mol；牛糞組和羊糞組則均低于CK，分別為351.86、334.14 μmol/mol，比CK 低5.57、23.29 μmol/mol。差異性分析結(jié)果顯示，雞糞、豬糞、羊糞3 組與CK 間均達(dá)到了顯著水平（P＜0.05），說明雞糞肥可使櫻桃蘿卜胞間CO2濃度顯著提高，有利于光合作用過程中有機(jī)物的積累；羊糞肥則使其顯著降低，不利于有機(jī)物的積累。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)所選取的4 種動(dòng)物糞肥（牛糞肥、羊糞肥、雞糞肥、豬糞肥）對(duì)櫻桃蘿卜的生長(zhǎng)狀況及光合特性均有明顯的影響。本研究表明，4 種動(dòng)物糞肥都能使櫻桃蘿卜的葉面積增大，葉面積由大到小依次為牛糞組＞豬糞組＞雞糞組＞羊糞組，其中，牛糞肥作用最為顯著，羊糞肥效果不明顯；櫻桃蘿卜的質(zhì)量也均得到了增加，除肉質(zhì)根的干質(zhì)量為羊糞組高于雞糞組外，其余均為牛糞組的質(zhì)量最大，其次是豬糞組和雞糞組，羊糞組的最小，以牛糞肥的增質(zhì)量作用最為顯著；羊糞肥和豬糞肥還可使櫻桃蘿卜葉片的含水率有明顯的提高，牛糞肥和雞糞肥也能使其提高，但作用不顯著；對(duì)于其肉質(zhì)根的含水率來說，僅雞糞肥可使其顯著提高，而豬糞肥、羊糞肥和牛糞肥則對(duì)其表現(xiàn)為不明顯的抑制作用，使其含水率降低。

本研究還表明，4 種動(dòng)物糞肥處理下的櫻桃蘿卜的凈光合速率均有提高，大小依次為牛糞肥＞豬糞肥＞雞糞肥＞羊糞肥；其蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度均減小，豬糞組的抑制作用最為顯著；雞糞肥和豬糞肥均可提高胞間CO2濃度，尤以雞糞肥的促進(jìn)作用最為顯著，牛糞肥和羊糞肥則表現(xiàn)為抑制作用，使其濃度降低，尤以羊糞肥的抑制作用最為顯著。

綜合以上各指標(biāo)，4 種糞肥中，施用牛糞肥時(shí)櫻桃蘿卜的生長(zhǎng)狀況及光合特性均最好。

一般來說，氣孔導(dǎo)度降低會(huì)導(dǎo)致植物的凈光合速率降低[14]，這是氣孔因素導(dǎo)致的，但是植物的光合作用會(huì)受到外界多方因素的影響，如固體基質(zhì)的差異，因不同的固體基質(zhì)可提供不同的礦質(zhì)營養(yǎng)種類和比例[15]，使得同一種植物在不同的基質(zhì)中生長(zhǎng)，在同一時(shí)間點(diǎn)測(cè)定的光合速率不同。本試驗(yàn)選取了4 種動(dòng)物糞肥，其中的N、P、K、S 等礦質(zhì)元素含量不同，導(dǎo)致櫻桃蘿卜在4 種基質(zhì)中的凈光合速率存在差異。但這種差異不是氣孔因素導(dǎo)致的，所以氣孔導(dǎo)度和凈光合速率表現(xiàn)出非正相關(guān)性。