生物菌肥與化肥組合施用可有效提升白菜品質

王東歧 楊柳 耿妍

摘 要：為了探究不同生物菌肥產(chǎn)品組合對十堰地區(qū)蔬菜產(chǎn)量和品質的影響，減少肥料使用量及土壤中的化肥殘留，于2019年研究了不同生物菌肥在大田白菜上的應用效果。試驗設置不同施肥配方處理，調查并測定白菜長勢、產(chǎn)量、土壤的速效N、P、K以及白菜的亞硝酸鹽含量和可溶性糖含量。結果表明：底肥用生物有機肥代替1/3用量的化肥、追肥時使用不同沖施型菌劑或菌肥代替常用的蔬菜專用肥，不影響白菜的生長及產(chǎn)量并可顯著提高白菜中可溶性糖含量（P<0.05），比僅施用化肥增加33.86%;白菜收獲后該處理土壤中N、P、K含量比僅施用化肥含量分別減少了53.07%、52.70%和51.85%。綜上所述，生物有機肥部分替代化肥作為基肥，并在生長期追施生物菌肥，不影響白菜產(chǎn)量，并可提升白菜品質，優(yōu)于單一施用化學肥料。

關鍵詞：生物菌肥;施肥配方;白菜品質;土壤中N、P、K含量

中圖分類號：S-3 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201030002

傳統(tǒng)設施農(nóng)業(yè)的高水高肥、農(nóng)藥過量施用造成土壤質量下降、面源污染風險高等問題，集成優(yōu)化生態(tài)型高效設施農(nóng)業(yè)養(yǎng)分平衡調控技術、化肥替代技術、水肥（藥）一體化技術等，對減少農(nóng)藥和化肥的投入，特別是對南水北調中線核心水源涵養(yǎng)區(qū)（丹江口）生態(tài)環(huán)境的保護具有重要意義。

針對化學肥料和農(nóng)藥的過量施用造成的土壤和水體污染[1]，蔬菜產(chǎn)量和品質下降等一系列問題，前人從多個方面研究了肥料的施用種類和施用方式對肥料供應、利用率等的影響。劉德平等[2]研究表明適量N、P、K肥配施能夠有效提高作物對氮肥的吸收，降低土體中硝態(tài)氮的殘留。魏曉蘭等[3]研究報道，減少常規(guī)施肥量的15%～25%對土壤供肥能力不產(chǎn)生明顯的影響，并可減少農(nóng)業(yè)面源污染，減輕環(huán)境污染壓力。生物有機肥不僅能夠顯著提高土壤供應養(yǎng)分的能力[4]，還促進小白菜對土壤中N、P、K的吸收，提高了肥料的利用率[5]。

水肥一體化技術屬于滴灌栽培技術，是借助微灌系統(tǒng)，將肥料配兌成肥液在灌溉的同時將肥料輸送到蔬菜根部土壤，適時適量地滿足蔬菜對水分和養(yǎng)分需求的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術[6]。這項技術保證了根系對水分、養(yǎng)分的快速吸收，從而提高了N肥有效利用率，減少了對環(huán)境及地下水的污染。與此同時，方便、靈活、準確地控制施肥、灌溉數(shù)量和時間，可以節(jié)省施肥用工[7]。研究表明，地表灌溉的水肥利用率僅為45%，噴灌為75%，而滴灌高達95%，還可節(jié)約60%以上的肥料，節(jié)省80%以上的用工[8]。

有關生物有機肥替代部分化肥并使用生物菌劑作為追肥的研究相對較少。本研究以具有防病促生功能的生物菌劑和生物有機肥代替部分化肥，設計了不同的生物菌肥及化肥的組合處理，采用水肥一體化技術進行追肥，研究其對大白菜生長、產(chǎn)量、品質以及土壤殘留N、P、K的影響。生物菌肥的應用不僅對環(huán)境無污染，同時能夠促進植物生長、防止病蟲害的發(fā)生，具有吸引力和應用前景。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

湖北十堰市鄖陽區(qū)譚家灣鎮(zhèn)心怡蔬菜專業(yè)合作社，大棚面積為30m×8m。

1.2 蔬菜品種

大白菜，品種為“吉祥如意”。試驗于2019年8月30日播種，9月21日移栽，12月10日收獲。

1.3 肥料

蔬菜專用肥：十堰當?shù)爻Ｓ檬卟藢Ｓ梅剩琋-P-K比例為20-5-20;生物有機肥：中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所提供，芽胞桿菌活菌量為0.5億·g-1，有機質≥45%，總養(yǎng)分≥5%;沖施基施型復合微生物菌劑：中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所提供，芽胞桿菌和粉紅螺旋聚孢霉的活菌量為10億·g-1;沖施滴灌型復合微生物菌劑：中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所提供，芽胞桿菌和粉紅螺旋聚孢霉的活菌量為20億·g-1;灌根寶：中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所提供，芽胞桿菌和粉紅螺旋聚孢霉的活菌量為20億·g-1。

1.4 試驗方法

1.4.1 試驗處理

試驗設4個處理，每小區(qū)面積12m2，每處理3個重復，即每處理面積約為36m2。棚兩頭作為保護行。各處理間起高垅分隔，垅寬50cm。做基肥的肥料結合整地施入，做追肥的肥料隨水沖施，分別于大白菜蓮座期、結球初期、結球中期各沖施1次，整個生育期沖施3次。

處理1：基肥，蔬菜專用肥1500kg·hm-2;追肥，蔬菜專用肥，每次150kg·hm-2，追施3次。

處理2：基肥，蔬菜專用肥1500kg·hm-2;追肥，沖施滴灌型復合微生物菌劑，每次30kg·hm-2，追施3次。

處理3：基肥，蔬菜專用肥1004kg·hm-2加生物有機肥5997kg·hm-2加沖施基施型復合微生物菌劑540kg·hm-2;追肥，沖施基施型復合微生物菌劑，每次120kg·hm-2，追施3次。

處理4：基肥，蔬菜專用肥1004kg·hm-2加生物有機肥5997kg·hm-2;追肥：灌根寶，每次75kg·hm-2，追施3次。

1.4.2 數(shù)據(jù)調查和收集

1.4.2.1 白菜生長和產(chǎn)量測定方法

每個小區(qū)按不同方位隨機選取10棵白菜，用卷尺測量白菜的株高、株寬，用電子天平測量白菜的單株重，測定每個小區(qū)的白菜總株數(shù)，計算產(chǎn)量。

1.4.2.2 白菜樣品采集及品質測定方法

每個小區(qū)按不同方位選擇5～6棵白菜，去掉白菜外層老葉，取裹心部分的第2片和第3片葉片各2片，自然晾至表面無水，然后用廚房用紙包裹，放入塑料袋中，每棵白菜單獨包裝裝入1個塑料袋。每個處理3個小區(qū)。所采集樣品用于白菜品質的測定。采用蒽酮比色法[9]測定白菜中可溶性糖含量、根據(jù)國家標準GB5009.33-2016測定白菜中亞硝酸鹽含量。

1.4.2.3 土壤樣品采集及養(yǎng)分測定方法

整地前，采用“S”型多點混和采樣法采集土壤約500g;白菜收獲時，在采集白菜葉片樣品時，同時采集對應白菜的根部周圍土壤約100g。根據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T-1849-2010測定土壤中速效N、P、K含量。

2 結果與分析

2.1 不同生物菌肥與化肥組合施用前后土壤中N、P、K的含量 ?由表1可以看出，同種植白菜前相比，處理1、處理2土壤各項可溶性養(yǎng)分指標下降幅度不大，尤其是處理1，其可溶性氮反而比種植前高31.07%，出現(xiàn)了積累現(xiàn)象。處理3、處理4土壤各項可溶性養(yǎng)分指標下降幅度相對較大，可溶性氮下降了32.67%～38.48%、可溶性磷下降了30.77%～57.63%、可溶性鉀下降了44.52%～51.35%。

在本次試驗中，采用生物菌肥與化肥組合施用的處理（處理2、處理3、處理4）比僅施用化肥的處理（處理1）土壤可溶性氮含量分別降低了34.57%、48.63%和53.07%，處理1與處理3、處理4之間差異顯著（P<0.05）（見表1）;土壤可溶性磷含量分別降低了22.63%、22.71%和52.70%，處理4與其它各處理之間差異顯著（P<0.05）（見表1）;土壤可溶性鉀含量分別降低了7.62%、45.10%和51.85%，處理1、處理2與處理3、處理4之間差異顯著（P<0.05）（見表1）。

2.2 不同生物菌肥與化肥組合施用對白菜生長和產(chǎn)量的影響 ?在本次試驗中，處理2產(chǎn)量最高，達到了99950.52kg·hm-2，處理1產(chǎn)量最低，為91608.69kg·hm-2，處理3與處理4產(chǎn)量介于二者之間，但方差分析后可知，各處理間產(chǎn)量并無顯著差異（P<0.05）（見表2）。

相關性分析可知，白菜的單株重、株高、株寬等單株性狀與白菜產(chǎn)量之間呈正相關，其中單株重與產(chǎn)量之間的相關性最高，相關系數(shù)達到了0.9196（y=53585x-18415，r=0.9196）。

不同生物菌肥與化肥組合施用的處理2、處理3和處理4與僅施用化肥的處理1相比，除處理4白菜單株重略有下降外，白菜株高、株寬之間差異不顯著（P<0.05）（見表2）。

2.3 不同施肥配方對白菜品質的影響

亞硝酸鹽含量一般與N肥施用水平呈正相關，但本次試驗中，白菜施氮量最高的處理1與其它各處理間亞硝酸鹽含量無顯著差異（見圖1）。

可溶性糖含量是重要的品質指標，本次試驗中，白菜可溶性糖含量以處理4最高，處理1最低，處理4比處理1增加了33.86%，差異顯著（P<0.05）（見圖2）。其它處理可溶性糖含量介于二者之間，相互之間差異不顯著（見圖2）。

3 討論

作物生產(chǎn)會消耗土壤養(yǎng)分，一般情況下通過施肥可以補充土壤養(yǎng)分，保持土壤養(yǎng)分平衡。白菜是一種對氮肥需求量比較大的蔬菜，但過量施肥會導致土壤養(yǎng)分積累，增加流失風險，尤其是N、P的流失易污染環(huán)境造成水體富營養(yǎng)化，同時還可能造成白菜中亞硝酸鹽的過度積累，影響人的健康。有研究表明，N肥用量增加可以顯著提高大白菜體內(nèi)亞硝酸鹽的含量[10]。本研究比較了化學肥料和幾種不同生物菌肥組合施用對大棚大白菜的產(chǎn)量、品質以及收獲后土壤中N、P、K含量的影響。試驗結果表明：基肥施用等量的化學肥料，只在追肥時用生物菌肥替代化肥，對土壤中N、P、K含量的影響不顯著（見表1）;而基肥中用生物有機肥替代1/3的化學肥料，在后期追施生物菌肥，土壤中N、P、K的含量減少，而且可明顯提升白菜中可溶性糖含量，差異顯著（見圖1），產(chǎn)量則基本與只施用蔬菜專用肥持平。試驗結果說明白菜對可溶性N、P、K營養(yǎng)的需求，不需要在基肥施用時一次性供給，生物有機肥更有利于長期供應白菜生長。這一點與前人關于生物有機肥對土壤肥力和利用率的研究相似[4，5]。

由于白菜生長時間短，試驗中未發(fā)生嚴重病害，因此無法評估生物菌肥中生物菌劑對白菜病害的防控效果。但試驗中使用的生物菌肥中的芽胞桿菌和粉紅螺旋聚孢霉為多年試驗篩選到的高效生防菌株[11，12]。不僅具有防病作用，還具有促進根系生長和增產(chǎn)作用，可能在生物菌肥提升白菜品質效果中起重要作用，尚需進一步研究。

4 結論

試驗結果表明，用生物有機肥代替1/3化學肥料作為底肥，并在生長期追施生物菌肥，不影響白菜產(chǎn)量，可提升白菜品質;生物有機肥和可溶性生物菌肥組合的合理選擇和施肥方式可顯著降低土壤中殘留的N、P、K，有利于土壤和水體環(huán)境的保護，為后期研制水肥（藥）一體化產(chǎn)品并明確其使用方式提供了依據(jù)。

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（責任編輯 周康）