不同肥料處理對草莓生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

魏啟舜 周影 王琳

關(guān)鍵詞：草莓;羽毛生物降解氨基酸;營養(yǎng)生長;前期產(chǎn)量;果實(shí)品質(zhì)

草莓在世界七大水果中營養(yǎng)價值最高，享有“水果皇后”的美譽(yù)，是經(jīng)濟(jì)效益較高的漿果類果品，在我國各地區(qū)生產(chǎn)發(fā)展非常迅速[1]。

我國設(shè)施栽培草莓多以農(nóng)戶為主，種植者技術(shù)水平較低，化肥投入量過高，三元素復(fù)合肥因能夠提供草莓氮、磷、鉀3種主要營養(yǎng)元素，且施用便捷，是一種普遍應(yīng)用于草莓生產(chǎn)的化肥，但常年大量使用，造成土壤酸化、鹽漬化越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡，影響了作物對土壤中養(yǎng)分的吸收和利用，多年栽培草莓后土壤嚴(yán)重退化，連作障礙很大，草莓減產(chǎn)現(xiàn)象十分普遍[2-3]。

有機(jī)肥含有豐富的有機(jī)養(yǎng)分，能夠有效改善土壤理化性狀，所含養(yǎng)分持效性強(qiáng)，可以延長作物的生育期，增加植株養(yǎng)分積累[4]。在草莓設(shè)施生產(chǎn)中施用有機(jī)肥，可以減少化肥的施用量，但有機(jī)肥中氮、磷、鉀養(yǎng)分含量低，無法保證草莓養(yǎng)分的需求，因此有機(jī)肥和化肥結(jié)合施用，可以保證草莓養(yǎng)分需求，也能改良土壤，提高草莓生產(chǎn)的品質(zhì)和產(chǎn)量[5]。當(dāng)前農(nóng)民栽培草莓時，一般都以有機(jī)肥和化肥混合作為基肥施用。

氨基酸水溶肥是一種新型的功能型肥料，合理施用后，能夠促進(jìn)作物生長，有增產(chǎn)、提高品質(zhì)的作用[6]。在草莓生產(chǎn)中，劉杰等報道施用氨基酸水溶肥能夠促進(jìn)草莓植株生長，提高產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)[1，7-10]。羽毛經(jīng)過生物降解后含有豐富的氨基酸，筆者在前期試驗中，通過盆栽草莓施用羽毛生物降解氨基酸，也取得了與前人報道一致的研究結(jié)果。

本研究通過連棟大棚設(shè)置田間小區(qū)試驗，以當(dāng)前栽培最廣的紅顏草莓為對象，設(shè)定了常規(guī)基肥、全化肥基肥、常規(guī)基肥增施羽毛微生物降解氨基酸的肥料處理，研究不同施肥處理對草莓營養(yǎng)生長、前期產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為草莓生產(chǎn)中科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點(diǎn)

試驗于2018年9月12日開始，試驗地位于江蘇省南京市棲霞區(qū)江蘇丘陵地區(qū)南京農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所的連棟塑料大棚內(nèi)，栽培土壤有機(jī)質(zhì)含量為 11.6 g/kg，全氮含量為1.2 g/kg、全磷含量為 0.5 g/kg、全鉀含量為13.3 g/kg，速效磷含量為 11.5 mg/kg、速效鉀含量為95.0 mg/kg，pH值為6.25，EC值為60 μS/cm。

1.2 試驗材料

1.2.1 栽培品種 試驗栽培草莓品種為紅顏，由江蘇丘陵地區(qū)南京農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所果樹研究室提供。

1.2.2 試驗肥料 供試化肥為史丹利三元素復(fù)合肥（N-P2O5-K2O=17-17-17）、普通過磷酸鈣（P2O5 12%）、硫酸鉀（含K2O 50%）;供試有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)含量為240.88 g/kg，全氮含量為 11.02 g/kg、全磷含量為8.34 g/kg、全鉀含量為 14.66 g/kg，速效磷含量為1.07 g/kg、速效鉀含量為9.21 g/kg，由南京沃優(yōu)生物肥業(yè)有限公司提供;羽毛生物降解氨基酸為筆者所在實(shí)驗室自制。

1.3 試驗設(shè)計與方法

1.3.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)3個處理，處理1（YJH）為有機(jī)肥與化肥混合基肥，肥料水平為商品有機(jī)肥15.00 t/hm2和三元素復(fù)合肥0.75 t/hm2，為當(dāng)前草莓生產(chǎn)中常用施肥量;處理2（CHF）以全化肥作為基肥，根據(jù)YJH處理中氮元素含量計算出施用氮素總量為0.29 t/hm2，換算成三元素復(fù)合肥施用量為 1.72 t/hm2，將2個處理基肥的磷、鉀元素含量調(diào)節(jié)成相等，不足部分以過磷酸鈣、硫酸鉀補(bǔ)充;處理3（YHA）基肥與YJH處理相同，但在草莓栽培過程中增施濃度為0.364 g/L（前期盆栽試驗最佳濃度）的羽毛生物降解氨基酸。

1.3.2 試驗方法 試驗每小區(qū)種植草莓40株，不同處理隨機(jī)排列，每個處理重復(fù)3次。試驗前測定大棚土壤和有機(jī)肥的理化指標(biāo)，不同處理基肥均在草莓苗栽培前一次性施入，草莓生長期間其他田間管理相同。YHF處理于2018年10月25日、11月9日、12月4日噴施羽毛生物降解氨基酸3次，羽毛生物降解氨基酸的制作方法是在羽毛發(fā)酵培養(yǎng)基中接入1%的Thermoactinomyces sp. YT06種子液，55 ℃、180 r/min搖床培養(yǎng)3 d后離心收集上清液得到，使用時根據(jù)用量適度稀釋[11]。

營養(yǎng)生長數(shù)據(jù)于11月15日測定，果實(shí)品質(zhì)數(shù)據(jù)以12月28日采收的草莓進(jìn)行測定，草莓前期產(chǎn)量為統(tǒng)計春節(jié)前12月29日至1月28日所有處理草莓的收獲量后計算獲得。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 土壤與有機(jī)肥 有機(jī)肥與土壤中有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、全磷含量、全鉀含量、速效磷含量、速效鉀含量等指標(biāo)參照鮑士旦《土壤農(nóng)化分析》中的方法[12]進(jìn)行測定。

1.4.2 營養(yǎng)生長 株高：用直尺測量地面到最高葉片的自然高度[13];株徑：用游標(biāo)卡尺測量緊貼基質(zhì)面的植株直徑[13];葉面積：取心葉向外第2張展平的功能葉，用游標(biāo)卡尺測量3張復(fù)葉中央小葉，以長×寬×0.73進(jìn)行計算得出[13];葉柄長：用直尺測量心葉向外第2張展平的功能葉的葉柄長度[13];葉柄粗：用游標(biāo)卡尺測量心葉向外第2張展平的功能葉葉柄中段的粗度[13]。

葉綠素相對含量（SPAD）采用日本Konica Minolta公司SPAD-502Plus型葉綠素儀測定，方法是選取第4葉位中間葉片進(jìn)行測定[1]。

各項測定指標(biāo)每小區(qū)隨機(jī)選取10株草莓苗進(jìn)行測量，取其平均值。

1.4.3 果實(shí)品質(zhì) 可溶性固形物含量采用齊威牌PAL-101型手持式糖度計直接測定[1];可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[1];可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定[1];糖酸比測定的可溶性糖含量與可滴定酸含量之比[1];維生素C含量采用紫外分光光度法測定[14];硝酸鹽含量采用紫外分光光度法[15]。

1.4.4 產(chǎn)量統(tǒng)計 每次收獲后稱量每個小區(qū)的果實(shí)質(zhì)量，記錄果實(shí)數(shù)量，最后計算每個處理的單株產(chǎn)量、單株產(chǎn)果數(shù)及平均單果質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2007處理數(shù)據(jù)和繪制表格，SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理對草莓營養(yǎng)生長的影響

對草莓植株地上部分生長狀況（表1）分析可知，YHA處理與YJH和CHF處理相比，各項生長指標(biāo)數(shù)據(jù)均為最大，株高、株莖、葉柄長、葉柄粗差異均達(dá)到顯著水平，SPAD處理間差異不顯著，說明YHA處理草莓植株生長最健壯。CHF與YJH處理之間，各項生長指標(biāo)均差異不顯著，說明有機(jī)、無機(jī)混合基肥與等量營養(yǎng)元素的全化肥基肥對草莓生長的影響差別不大;YHA處理比YJH處理的株高、株莖、葉面積、葉柄長、葉柄粗分別增加了14.9%、16.8%、12.3%、33.8%、17.5%，表明增施羽毛生物降解氨基酸可有效促進(jìn)草莓植株生長。

2.2 不同肥料處理對草莓前期產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，YHA處理的草莓單株平均產(chǎn)量和單株平均產(chǎn)果數(shù)均為最高，與YJH和CHF比較差異達(dá)到顯著水平，平均單果質(zhì)量不同處理間差異不顯著，表明YHA處理的草莓前期產(chǎn)量最高。CHF與YJH處理間，各產(chǎn)量指標(biāo)差異不顯著，說明有機(jī)、無機(jī)混合基肥與等量營養(yǎng)元素的純化肥基肥對草莓產(chǎn)量的影響差別不大;YHA處理與YJH處理相比，單株平均產(chǎn)量、單株平均產(chǎn)果數(shù)分別提高了72.7%、68.2%，但平均單果質(zhì)量沒有顯著性差異，表明增施羽毛生物降解氨基酸可以顯著增加平均產(chǎn)果數(shù)，從而大幅提升草莓產(chǎn)量。

2.3 不同肥料處理對草莓果實(shí)品質(zhì)的影響

從表3可以看出，YHA處理可溶性固型物含量、可溶性糖含量、維生素C含量和糖酸比最高，可滴定酸含量、硝酸鹽含量最低，可溶性糖含量、維生素C含量、可滴定酸含量、糖酸比與YJH、CHF處理相比差異顯著，可溶性固型物與硝酸鹽含量處理間差異不顯著，說明YHA處理的草莓果實(shí)品質(zhì)最好。CHF處理與YJH處理相比較，糖酸比降低了1839%，可溶性固型物、可溶性糖含量低，維生素C含量、可滴定酸含量、硝酸鹽含量高，但處理間差異不顯著，說明有機(jī)肥替代部分化肥可以提高草莓的風(fēng)味，對草莓品質(zhì)有一定作用;YHA處理與YJH處理相比較，可溶性糖含量、維生素C含量、糖酸比分別提高14.5%、13.7%、50.8%，可滴定酸、硝酸鹽含量分別降低了25.5%、16.0%，表明增施羽毛生物降解氨基酸可顯著提高草莓品質(zhì)。

3 討論與結(jié)論

3.1 有機(jī)肥對草莓生長、前期產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

有機(jī)肥替代化肥是當(dāng)前國家力推的工作，有機(jī)肥與化肥配合施用可提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)[16]，但本次試驗中，有機(jī)肥與化肥配合施用的YJH處理對比全化肥施用的CHF處理，YJH處理在株高、株莖、葉面積、葉柄長等營養(yǎng)生長指標(biāo)和單株平均產(chǎn)量、單株平均產(chǎn)果數(shù)、平均單果質(zhì)量等產(chǎn)量指標(biāo)上均小于CHF處理，而果實(shí)品質(zhì)提升也不是很大，主要原因可能是YJH處理中有機(jī)肥氮素比例過大，李玲玲報道，玉米有機(jī)肥氮替代化肥氮量適宜的比例是15%～45%[17]。張長春等報道小麥有機(jī)肥氮替代化肥氮較為合理的范圍是10%～30%[18-19]。有機(jī)肥中的氮素礦化是一個緩慢過程，替代化肥量過多無法滿足作物生長所需氮素[20]。本試驗根據(jù)不同肥料的施用量計算，YJH處理有機(jī)肥氮比例超過56%，因而導(dǎo)致土壤中速效氮不足，而草莓是喜肥作物，加上設(shè)施栽培氮肥的利用率僅為10%左右[5];也有研究表明，有機(jī)肥替代化肥氮肥會推遲高峰苗出現(xiàn)時間[21]，以上諸多因素導(dǎo)致了YJH處理草莓苗營養(yǎng)生長不足，進(jìn)而影響了產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)。

因此，利用有機(jī)肥替代化肥進(jìn)行作物栽培，雖然可有效控制土壤的退化，但有機(jī)肥應(yīng)在一定范圍內(nèi)替代化肥氮，只有在合適比例替代后施用才能維持作物的高產(chǎn)[20]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)肥替代化肥，應(yīng)針對不同作物需肥特點(diǎn)，研究相應(yīng)的肥料運(yùn)籌技術(shù)，才能發(fā)揮施用有機(jī)肥的生態(tài)效益，同時保障栽培作物的產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 羽毛生物降解氨基酸對草莓生長、前期產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

氨基酸肥是一種生態(tài)、安全和高效的功能性肥料，在作物增產(chǎn)和改善品質(zhì)方面具有重要作用，相關(guān)研究結(jié)果表明，氨基酸肥在多種作物上都具有促進(jìn)生長、增產(chǎn)和提高品質(zhì)的積極作用[6]。本研究結(jié)果也證實(shí)，增施羽毛生物降解氨基酸的YHA處理，在營養(yǎng)生長、前期產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)上具有顯著正效應(yīng)，在本試驗條件下，噴施羽毛生物降解氨基酸可以有效促進(jìn)草莓營養(yǎng)生長，提高前期產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)，與前人的研究結(jié)果一致，這與氨基酸對作物的生物學(xué)效應(yīng)密切相關(guān)，氨基酸可以通過增加作物體內(nèi)激素合成、促進(jìn)根系生長、增加根系氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等方式來促進(jìn)作物吸收養(yǎng)分，同時氨基酸還可以影響作物中許多酶的活性，具有提高作物品質(zhì)的特殊生理功能[22-23]。另外，氨基酸本身含有的氨基酸態(tài)氮能夠直接被作物葉片快速吸收和利用，有機(jī)氮補(bǔ)充促進(jìn)了草莓地上部分的生長[24]，YHA處理的草莓植株比其他處理更健壯，良好的營養(yǎng)生長基礎(chǔ)也促進(jìn)了前期產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的提高。

綜上分析，在當(dāng)前草莓生產(chǎn)的基肥施用水平下，增施羽毛生物降解氨基酸肥可以有效提高草莓的產(chǎn)量和品質(zhì)，本試驗噴施的生物降解羽毛液是一種含有20種氨基酸的混合氨基酸[25]，作為肥料使用，比單一氨基酸肥效更高[26]，而利用生物降解羽毛來生產(chǎn)氨基酸，比目前常用的酸水解法更環(huán)保、安全和經(jīng)濟(jì)，且形成的氨基酸結(jié)構(gòu)更完整，肥效更高，具有明顯優(yōu)勢[27]。氨基酸還是一種理想的微量元素螯合劑，與微量元素螯合后被公認(rèn)為作物生長最理想的微肥[28]。本次試驗中使用的羽毛生物降解氨基酸還是實(shí)驗室產(chǎn)品，并沒有螯合微量元素，如針對栽培作物螯合相應(yīng)的微量元素再施用，肥效表現(xiàn)一定會更好，因此，羽毛生物降解氨基酸值得進(jìn)一步研究與開發(fā)。

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