煙梗有機(jī)肥對(duì)萵筍產(chǎn)量的影響

魯賢　魯蓉　王體艷　賈俊狀　鄧丹　李美　王弢　胡小康

摘要 ? ?通過(guò)田間試驗(yàn)，研究以煙梗為原材料發(fā)酵制成的2種水溶性液態(tài)有機(jī)肥對(duì)洱海流域萵筍產(chǎn)量的影響，并分析有關(guān)產(chǎn)量性狀的表現(xiàn)。結(jié)果表明，在不施用肥料的情況下，萵筍莖桿重量為（408.4±47.8）g/株，折合產(chǎn)量為30 704 kg/hm2;施用化肥（施氮量為255 kg/hm2）和煙梗有機(jī)肥均能在一定程度上提高萵筍的產(chǎn)量，施用氮和鉀含量均為47.26 g/kg的煙梗有機(jī)肥處理萵筍產(chǎn)量最高，其莖桿重量為（491.8±67.4）g/株，折合產(chǎn)量為36 977 kg/hm2，分別較不施肥對(duì)照和施用化肥處理高20.4%和18.2%，并且增加了萵筍莖桿長(zhǎng)度;4個(gè)處理間的萵筍葉片重量、莖桿周長(zhǎng)差異均不顯著。綜上所述，施用煙梗有機(jī)肥能增加萵筍產(chǎn)量以及單株萵筍的重量和長(zhǎng)度，從而提高萵筍的商品價(jià)值和生產(chǎn)效益，并大幅度降低化肥用量。

關(guān)鍵詞 ? ?萵筍;煙梗有機(jī)肥;產(chǎn)量;洱海流域

中圖分類號(hào) ? ?S636.2;S141;S481+.9 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

烤煙是云南省的重要產(chǎn)業(yè)，2018年云南省烤煙播種面積達(dá)到40.16萬(wàn)hm2，煙葉產(chǎn)量為84.47萬(wàn)t，產(chǎn)值為244.47億元，占全省種植業(yè)總產(chǎn)值的10.9%[1]。煙梗是烤煙種植和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物，其處理和利用方式是烤煙產(chǎn)業(yè)所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題，特別是對(duì)于中國(guó)烤煙產(chǎn)業(yè)第一大省云南省而言，這一問(wèn)題尤為突出。如果采用傳統(tǒng)的焚燒或衛(wèi)生填埋等方式處理煙梗，將會(huì)給大氣、水體及土壤造成嚴(yán)重污染;如果通過(guò)科學(xué)的方式對(duì)煙梗進(jìn)行加工處理，將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，充分利用其富含的有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)養(yǎng)分元素，則可促進(jìn)作物生產(chǎn)，改善土壤肥力[2-3]。當(dāng)前，將煙梗制作成有機(jī)肥的主要方法是生物發(fā)酵處理，以達(dá)到消滅煙梗攜帶的病原菌及降低煙堿、尼古丁酸、茄尼醇等有害物質(zhì)的目的[4]。有學(xué)者研究探討了煙梗有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用潛力，并取得了良好效果。耿明明等[5]研究表明，與施用化肥相比，施用煙梗有機(jī)肥可以增加土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷和速效鉀含量，提升烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)降低烤煙多種病害的發(fā)病率和病情指數(shù)。王亞麒等[3]研究表明，施用煙梗有機(jī)肥不僅增加了玉米、花椰菜及楊梅等果蔬的產(chǎn)量，而且顯著改善了土壤養(yǎng)分含量和微生物狀況。

萵筍（Lactuca sativa L. var. asparagine Bailey）是一種重要的蔬菜，營(yíng)養(yǎng)豐富、加工方式多樣、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，因而在國(guó)內(nèi)外被廣泛種植[6]。大理洱海流域氣候溫和，常年具備種植萵筍的條件，萵筍是該流域內(nèi)主要栽培的蔬菜之一。當(dāng)?shù)刈魑镌耘噙^(guò)程中長(zhǎng)期普遍存在過(guò)量施用化肥的問(wèn)題，給洱海水體健康帶來(lái)巨大威脅[7-8]。2016年，因蔬菜種植導(dǎo)致的總氮和總磷流失量分別占洱海水環(huán)境氮、磷承載力的37.4%和7.6%，是流域內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染物的重要來(lái)源[9]。因此，降低以萵筍為代表的蔬菜種植過(guò)程中的肥料施用量，減少肥料向環(huán)境中的流失，已經(jīng)成為流域內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)亟須解決的重要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

基于以上背景，本研究在云南大理洱海流域開展田間試驗(yàn)，研究煙梗有機(jī)肥對(duì)萵筍產(chǎn)量的影響，并將其與化肥的肥效進(jìn)行比較，以期為流域內(nèi)萵筍以及其他蔬菜作物栽培過(guò)程中應(yīng)用煙梗有機(jī)肥提供參考，探索降低洱海流域農(nóng)業(yè)面源污染的潛在技術(shù)措施。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)在大理大學(xué)農(nóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)站，地理位置為北緯25°41′3″、東經(jīng)100°10′30″，海拔2 002 m，地處云南省大理市的洱海流域，流域的氣候?yàn)閬啛釒Ц咴撅L(fēng)氣候類型。近30年間，年均溫15.5 ℃，最暖月（7月）和最冷月（1月）月均溫分別為20.1 ℃和8.6 ℃;年降水量1 060 mm。0～50 cm土層容重為1.22～1.46 g/cm3，pH值為5.3，有機(jī)質(zhì)含量為3.0%～6.7%，速效磷（以P2O5計(jì)）含量為76.4～225.3 mg/kg。

1.2 ? ?試驗(yàn)材料

供試萵筍品種為紅貴族（四川省綿陽(yáng)科興種業(yè)有限公司）。供試肥料為中微量元素水溶性化肥（Mg、S、B、Zn、Fe含量分別為8.0%、10.0%、0.2%、0.4%、0.4%）、51%氮磷鉀三元復(fù)合肥（17-8-26）、煙梗有機(jī)肥A、煙梗有機(jī)肥B。2種有機(jī)肥均為煙梗發(fā)酵后制成的濾液，為液體狀水溶性肥料，其中，煙梗有機(jī)肥A的氮和鉀含量均為46.57 g/kg，煙梗有機(jī)肥B的氮和鉀含量均為47.26 g/kg。

1.3 ? ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，分別為不施肥作對(duì)照（CK）、化肥處理、煙梗有機(jī)肥A處理和煙梗有機(jī)肥B處理。設(shè)4次重復(fù)，試驗(yàn)各小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，試驗(yàn)期間各處理施肥量見表1。

1.4 ? ?試驗(yàn)實(shí)施

田間試驗(yàn)于2019年10月19日播種，萵筍株距35 cm，行距38 cm，播種密度為75 188株/hm2。2020年3月15日收獲，共持續(xù)149 d。播種前將小區(qū)起壟，壟寬1.5 m、長(zhǎng)6 m、高25 cm，壟上覆蓋透明塑料薄膜。塑料薄膜自帶種植孔，相鄰種植孔的縱橫間距分別為35 cm和38 cm，即本試驗(yàn)所采用的株行距。種子采用直播的方式進(jìn)行種植，每個(gè)種植孔播種3～5粒種子。幼苗長(zhǎng)到約5 cm高度時(shí)進(jìn)行間苗，使每個(gè)種植孔保留健壯幼苗1株。

化肥處理按照研究區(qū)域農(nóng)民普遍采用的肥料管理模式進(jìn)行操作，在第1、2、4次施肥期時(shí)，施用中微量元素水溶性化肥，水溶性化肥用200倍（質(zhì)量比）水溶解后澆于萵筍基部;第3次施肥期施用51%氮磷鉀三元復(fù)合肥（17-8-26），復(fù)合肥穴施于萵筍基部附近5～10 cm深并覆土，同時(shí)澆與其他處理等量的清水;第5次和第6次施肥時(shí)期不施肥，只澆與其他處理等量的清水。施用2種煙梗有機(jī)肥時(shí)，兌水稀釋200倍（質(zhì)量比）后澆于萵筍基部。對(duì)照不施肥處理在每次施肥時(shí)只澆等量的清水。各處理在整個(gè)試驗(yàn)期間的施肥總量：不施肥處理為0 kg/hm2;化肥處理為1 500 kg/hm2（純N、P2O5、K2O用量分別為255、120、390 kg/hm2）;煙梗有機(jī)肥A處理和煙梗有機(jī)肥B處理均為750 kg/hm2，其中煙梗有機(jī)肥A的氮、鉀施用量均為34.93 kg/hm2，煙梗有機(jī)肥B的氮、鉀施用量均為35.45 kg/hm2。

1.5 ? ?測(cè)定內(nèi)容與方法

在萵筍收獲時(shí)進(jìn)行采樣和指標(biāo)測(cè)定。將萵筍從齊地面的位置切斷，平均每個(gè)小區(qū)采集萵筍約38株。測(cè)定的指標(biāo)包括萵筍莖桿鮮重、葉片鮮重、莖桿基部周長(zhǎng)（表征萵筍的粗細(xì)）、莖桿長(zhǎng)度。進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定時(shí)，以單株萵筍為測(cè)定單元進(jìn)行單獨(dú)測(cè)定和記錄。

試驗(yàn)地點(diǎn)的氣候特征采用位于試驗(yàn)地附近的大理氣象觀測(cè)站近30年的觀測(cè)數(shù)據(jù)。萵筍生長(zhǎng)期間的土壤溫度和水分含量采用EM50（Decagon Devices，Inc.USA）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在田間選取2個(gè)相距約6 m的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)深度為10 cm和30 cm的土層中安裝EM50的溫濕度探頭，每10 min采集土壤溫濕度數(shù)據(jù)1次。

1.6 ? ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

單個(gè)小區(qū)所有萵筍各指標(biāo)的平均值代表小區(qū)各指標(biāo)的數(shù)值，同一處理的4個(gè)重復(fù)小區(qū)各指標(biāo)的平均值代表該處理各指標(biāo)的數(shù)值。萵筍的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量系數(shù)為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（即萵筍莖桿鮮重）與萵筍地上部總重（即莖桿與葉片的總鮮重）的比值。

用單因素方差分析檢驗(yàn)處理效應(yīng)的顯著性。用TukeyHSD方法進(jìn)行多重比較，分析各處理間的差異是否顯著，顯著性檢驗(yàn)的水平為P<0.05。統(tǒng)計(jì)分析所用工具為R軟件。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?土壤溫濕度狀況

由圖1可以看出，10 cm和30 cm深度土層中，日均溫分別為13.6 ℃（變化范圍為8.9～20.4 ℃）和13.9 ℃（變化范圍為10.1～19.5 ℃），瞬時(shí)最低溫分別為4.1 ℃和9.2 ℃，瞬時(shí)最高溫分別為24.1 ℃和20.0 ℃;二者的水分含量日均值分別為0.27 cm3/cm3（變化范圍為0.19～0.46 cm3/cm3）和0.34 cm3/cm3（變化范圍為0.31～0.42 cm3/cm3），瞬時(shí)最低含水量分別為0.19 cm3/cm3和0.30 cm3/cm3，瞬時(shí)最高含水量分別為0.49 cm3/cm3和0.43 cm3/cm3。

2.2 ? ?萵筍產(chǎn)量

由圖2（a）可以看出，不施肥處理（CK）的萵筍重量為（408.4±47.8）g/株（折合產(chǎn)量為30 704 kg/hm2），施用化肥及有機(jī)肥均能在一定程度上增加萵筍的產(chǎn)量。其中，產(chǎn)量最高的是施用煙梗有機(jī)肥B處理，達(dá)到（491.8±67.4） g/株（折合產(chǎn)量為36 977 kg/hm2）;其后依次為煙梗有機(jī)肥A處理和化肥處理，萵筍重量分別為（458.5±48.9）g/株和（416.2±26.6）g/株（折合產(chǎn)量分別為34 471 kg/hm2和31 296 kg/hm2）。與不施肥處理（CK）相比，煙梗有機(jī)肥A處理和煙梗有機(jī)肥B處理產(chǎn)量分別增加12.3%和20.4%;與施用化肥處理相比，分別增加10.2%和18.2%，但各處理間產(chǎn)量差異不顯著。

由圖2（b）可以看出，不施肥處理（CK）、化肥、煙梗有機(jī)肥A及煙梗有機(jī)肥B等4個(gè)處理萵筍葉片鮮重分別為（371.8±34.6）g/株、（428.8±16.7）g/株、（427.0±41.4）g/株及（418.6±38.5）g/株，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量系數(shù)分別為0.52、0.49、0.52、0.54。各處理間的葉片鮮重差異不顯著，但施用肥料的3個(gè)處理的葉片鮮重與不施肥處理（CK）相比，有較為明顯的增加趨勢(shì)。

2.3 ? ?萵筍產(chǎn)量性狀

由圖2（c）可以看出，不施肥處理（CK）、化肥、煙梗有機(jī)肥A和煙梗有機(jī)肥B等4個(gè)處理的萵筍莖桿基部周長(zhǎng)分別為（17.7±0.4）cm、（17.2±0.2）cm、（17.9±0.5）cm及（17.7±0.5）cm，各處理間無(wú)顯著差異。由圖2（d）可以看出，不施肥處理CK、化肥、煙梗有機(jī)肥A和煙梗有機(jī)肥B等4個(gè)處理萵筍莖桿長(zhǎng)度分別為（29.0±1.7）cm、（32.6±2.1）cm、（31.7±2.1）cm及（33.8±3.2）cm，煙梗有機(jī)肥B處理的萵筍莖桿長(zhǎng)度最長(zhǎng)，較不施肥處理（CK）長(zhǎng)16.6%（P<0.05）;施用化肥及煙梗有機(jī)肥A處理的萵筍莖桿長(zhǎng)度與不施肥處理（CK）和施用煙梗有機(jī)肥B處理的差異均不顯著。

3 ? ?結(jié)論與討論

整個(gè)田間試驗(yàn)期間，土壤的溫度都處于有利于萵筍生長(zhǎng)發(fā)育的水平，土壤含水量也比較充足，環(huán)境溫濕度狀況沒(méi)有對(duì)萵筍生長(zhǎng)發(fā)育構(gòu)成脅迫，能夠保證萵筍正常生長(zhǎng)[10]。與不施肥對(duì)照和施化肥相比，2種煙梗有機(jī)肥均能促進(jìn)萵苣的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，且煙梗有機(jī)肥B（氮和鉀含量均為47.26 g/kg）的促進(jìn)效果優(yōu)于煙梗有機(jī)肥A（氮和鉀含量均為46.57 g/kg）。盡管煙梗有機(jī)肥B處理的氮和鉀施用量均僅為35.45 kg/hm2，是施用化肥處理的13.9%和9.1%，但其產(chǎn)量卻較施用化肥的處理高18.2%。說(shuō)明施用煙梗有機(jī)肥B有利于研究區(qū)域的萵筍生產(chǎn)。

從萵筍的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量系數(shù)來(lái)看，施用煙梗有機(jī)肥B處理最高，施用化肥處理最小，表明煙梗有機(jī)肥B對(duì)萵筍莖桿生長(zhǎng)的促進(jìn)作用較對(duì)葉片生長(zhǎng)的促進(jìn)作用強(qiáng);化肥處理導(dǎo)致萵筍葉片旺長(zhǎng)，對(duì)莖桿生長(zhǎng)不利。在洱海流域的另一研究也發(fā)現(xiàn)，肥料用量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致萵筍經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量系數(shù)下降[11]。此外，不少研究還發(fā)現(xiàn)，肥料用量過(guò)多也會(huì)直接導(dǎo)致萵筍產(chǎn)量下降[12-14]。本研究表明，研究區(qū)域萵筍生產(chǎn)的現(xiàn)有肥料管理模式存在肥料嚴(yán)重過(guò)量施用的風(fēng)險(xiǎn)，這不僅給萵筍高產(chǎn)造成負(fù)面影響，而且可能給洱海流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來(lái)巨大威脅。

就萵筍的產(chǎn)量性狀而言，施用煙梗有機(jī)肥B主要通過(guò)促進(jìn)萵筍莖桿長(zhǎng)度的增加來(lái)提升產(chǎn)量，而對(duì)萵筍的粗細(xì)（基部周長(zhǎng)）影響不明顯。類似的研究也表明，萵筍莖桿的重量更多地取決于莖桿的長(zhǎng)度，莖桿的粗細(xì)對(duì)其重量影響很小[15]。施用煙梗有機(jī)肥對(duì)萵筍莖桿長(zhǎng)度的促進(jìn)作用還能增加萵筍的商品性，提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

綜上所述，施用煙梗有機(jī)肥，一方面，能提高萵筍的產(chǎn)量和商品性，大幅度降低化肥用量，減少化肥投入的支出，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高萵筍生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益;另一方面，其具有培肥土壤、有效降低洱海流域農(nóng)業(yè)面源污染的巨大潛力。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

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文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）19-0059-04

基金項(xiàng)目 ? 云南省科技廳地方本科高?；A(chǔ)研究聯(lián)合專項(xiàng)青年項(xiàng)目（2019FH001〔-105〕）;大理大學(xué)博士科研啟動(dòng)費(fèi)項(xiàng)目（KYBS2018028）。

通信作者

收稿日期 ? 2020-05-30