不同施肥模式對(duì)萵筍養(yǎng)分利用和土壤肥力的影響

茍亞妮 何志學(xué) 馬寧 黎小斌 張婧 張瀟丹 頡建明

摘? ? 要：以武山青筍為試材，以當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥為對(duì)照，研究緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥對(duì)萵筍干物質(zhì)積累、養(yǎng)分利用及土壤養(yǎng)分、土壤酶的影響。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥相比，使用緩釋氮肥、普通化學(xué)磷肥和鉀肥并配施400 kg·667 m-2生物有機(jī)肥處理，可顯著提升萵筍養(yǎng)分吸收利用率及土壤肥力;萵筍根、莖、葉干物質(zhì)積累量分別比對(duì)照提高33.2%、11.6%、23.1%，萵筍植株氮、磷、鉀素總積累量分別比對(duì)照提高59.96%、54.48%、22.23%;氮、磷、鉀肥利用率分別比對(duì)照提高165.44%、581.57%、185.20%，同時(shí)，該處理可以顯著提高土壤全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)以及速效養(yǎng)分含量，提高土壤過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶活性。綜上所述，緩釋肥替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機(jī)肥，具有提升萵筍養(yǎng)分吸收利用率及土壤肥力的作用。

關(guān)鍵詞：萵筍;緩釋肥;生物有機(jī)肥;養(yǎng)分;土壤肥力

中圖分類號(hào)：S636.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2021）11-094-06

Effects of different fertilization patterns on nutrient utilization and soil fertility of asparagus lettuce

GOU Yani1， HE Zhixue1， MA Ning1， LI Xiaobin1，2， ZHANG Jing1， ZHANG Xiaodan1， XIE Jianming1

（1. Horticulture College of Gansu Agriculture University， Lanzhou 730070， Gansu， China; 2. Wushan Vegetable Research Institute， Tianshui 741300， Gansu， China）

Abstract： The effects of slow-release fertilizer on dry matter accumulation， nutrient utilization， soil nutrients and soil enzymes activity of asparagus lettuce were studied. The results showed that the application of slow release nitrogen fertilizer， common chemical phosphorus fertilizer and potassium fertilizer combined with 400 kg·667 m-2 bio-organic fertilizer could significantly improve the nutrient uptake and utilization and soil fertility of asparagus lettuce compared with conventional fertilization. The dry matter accumulation of root， stem and leaf increased by 33.2%， 11.6% and 23.1% respectively， the total accumulation of N， P and K in lettuce plants increased 59.96%， 54.48% and 22.23% compared with the control， respectively，，the utilization rate of N、P、K increased by 165.44%， 581.57% and 185.20% respectively， at the same time can significantly increase the soil total nitrogen， total phosphorus， total potassium， organic matter and available nutrient content， increase soil catalase， sucrase， urease and alkaline phosphatase activity.

Key words： Asparagus lettuce; Slow-release fertilizer; Biological organic fertilizer; Nutrient; The soil fertility

萵筍（Lactuca sativa var. angustana），為菊科萵苣屬莖用蔬菜，也是我國(guó)種植比較普遍的短季節(jié)蔬菜，營(yíng)養(yǎng)豐富，含有多種維生素，莖葉均可食用，主要食用莖部。近年來(lái)，設(shè)施蔬菜的種植面積不斷擴(kuò)大，設(shè)施土壤的環(huán)境質(zhì)量又會(huì)直接影響蔬菜作物的品質(zhì)與產(chǎn)量，而連作及長(zhǎng)期大量肥料投入，導(dǎo)致設(shè)施土壤質(zhì)量下降、土壤結(jié)構(gòu)退化、土壤有機(jī)質(zhì)含量降低、次生鹽漬化等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重威脅設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。因此，科學(xué)合理施肥對(duì)于保障作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、改善設(shè)施土壤的不良特性及其土壤可持續(xù)利用具有重要意義[3]。

近年來(lái)，人們?cè)谏镉袡C(jī)肥應(yīng)用、緩釋肥部分替代普通化肥方面的研究實(shí)現(xiàn)了在蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的情況下提高肥料利用率[4-5]。生物有機(jī)肥綜合了傳統(tǒng)有機(jī)肥和微生物肥料的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化根際環(huán)境促進(jìn)作物生長(zhǎng)，有效地提高肥料利用率，改善土壤質(zhì)量，增加作物產(chǎn)量，對(duì)綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要[6-7]。張迎春等[4]對(duì)萵筍的研究表明，生物有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)干物質(zhì)積累量、養(yǎng)分積累量、肥料利用率及土壤養(yǎng)分含量等均有顯著提升作用。趙滿興等[8]研究表明，減量復(fù)合肥配施生物有機(jī)肥對(duì)番茄土壤速效養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)、土壤酶均有顯著增加作用。緩釋肥是指肥料施入土壤后，轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀恢参镂盏挠行B(tài)養(yǎng)分，且釋放速率較小，遠(yuǎn)低于普通速溶性化肥的新型肥料[9]。目前，緩釋肥在玉米、水稻等作物上取得了較好的施用效果評(píng)價(jià)[10-11]。緩/控釋肥具有一次性施入養(yǎng)分長(zhǎng)期釋放的特點(diǎn)，基本可以達(dá)到一次施用滿足作物整個(gè)生育期的養(yǎng)分需求[12]。牛天航等[5]研究表明，各處理在施肥量相同的情況下，緩釋肥處理韭菜的養(yǎng)分利用效率最高。朱國(guó)梁等[13]對(duì)黃瓜的研究表明，相對(duì)于普通肥料，緩釋肥可以顯著提高黃瓜產(chǎn)量及氮、磷、鉀肥利用率。前人已分別將緩釋肥、生物有機(jī)肥應(yīng)用于蔬菜等作物上且取得了良好的效果，但對(duì)于緩釋肥與生物有機(jī)肥配合施用的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。故筆者擬探索在化肥減量條件下緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥對(duì)萵筍養(yǎng)分吸收、土壤肥力及肥料利用率的影響，旨在為萵筍優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培尋找科學(xué)合理的施肥模式。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年12月至2020年5月在甘肅省天水市武山縣大南河蔬菜生產(chǎn)基地開(kāi)展，以春提早和秋延后栽培為主，試驗(yàn)點(diǎn)平均海拔1415 m，全年降水量450～700 mm，氣溫6～14 ℃。水源充足，具備較好的灌溉條件，農(nóng)田土壤類型為黃綿土，土壤質(zhì)地為沙壤土，前茬作物為蒜苗。試驗(yàn)地理化性狀如表1所示。

1.2 材料

以武山青筍為供試材料;供試化肥為硫酸鉀（K2O 51%），由青海新格鉀肥有限公司生產(chǎn);過(guò)磷酸鈣（P2O5 12%），由甘肅白銀虎豹化工有限公司生產(chǎn);生物有機(jī)肥為綠能瑞奇精制活性有機(jī)肥（有效活菌數(shù)≥ 0.2億個(gè)，N+P2O5+K2O≥5%，有機(jī)質(zhì)≥40%，腐植酸≥25%），由甘肅綠能農(nóng)業(yè)股份有限公司生產(chǎn);緩釋肥（N∶P2O5∶K2O=30∶5∶5，總養(yǎng)分≥40%）由湖北鄂中生態(tài)工程股份有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用壟面覆膜一壟雙行栽培，壟寬50 cm，溝寬30 cm，株距35 cm，行距40 cm。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)不施肥（CK0）、常規(guī)施肥（CK）、緩釋肥部分替代普通化肥并配施200 kg·667 m-2生物有機(jī)肥（T1）、緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機(jī)肥（T2）。3次重復(fù)，共計(jì)12個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為36.5 m2。T1、T2處理依據(jù)萵筍需肥特性及養(yǎng)分平衡施肥理論進(jìn)行設(shè)計(jì)施肥量，較當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥N減施23%，P2O5減施71%，K2O減施49%，化肥總量減施45.9%。緩釋肥用量為132 kg·667 m-2，氮肥由緩釋肥提供，磷鉀肥不足的由過(guò)磷酸鈣、硫酸鉀補(bǔ)充。補(bǔ)施的過(guò)磷酸鈣于第1次追肥時(shí)施入，氮鉀肥分4次追施，每次追施比例為50%、15%、15%、20%，生物有機(jī)肥于播種前一次性施入。田間管理措施與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣一致，具體施肥量見(jiàn)表2。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 干物質(zhì)測(cè)定 于萵筍采收期每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采取9株樣品用于2020年6月至7月進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。將樣品按不同器官根、莖、葉分開(kāi)，分別稱鮮質(zhì)量后置于烘箱105 ℃殺青30 min，然后在80 ℃下烘至恒重，稱量各器官干質(zhì)量。

1.4.2 養(yǎng)分含量 將烘干樣品粉碎過(guò)篩，用H2SO4-H2O2消煮，分別采用鉬銻抗比色法（UV-1780）、火焰光度法（FP6410）、全自動(dòng)凱氏定氮法（K1100F）測(cè)定全磷、全鉀及全氮含量[14]。

養(yǎng)分積累量/（kg·667 m-2）=各器官（根、莖、葉）干物質(zhì)量×各器官（根、莖、葉）養(yǎng)分含量;

肥料利用率（RE）/%=（施肥區(qū)養(yǎng)分吸收量-不施肥區(qū)養(yǎng)分吸收量）/施肥量×100。

1.4.3 土壤各項(xiàng)指標(biāo) 采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量，采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定堿解氮含量，采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定速效磷含量，采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定速效鉀含量[15]。

采用Solarbio試劑盒反應(yīng)，分光光度法測(cè)定過(guò)氧化氫酶（S-CAT）、脲酶（S-UE）、蔗糖酶（S-SC）、堿性磷酸酶（S-ALP）活性。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥模式對(duì)萵筍干物質(zhì)積累與分配的影響

由表3可知，萵筍各處理不同器官根、莖、葉干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為：T2>T1>CK>CK0。與CK相比，T1、T2處理萵筍干物質(zhì)總積累量分別顯著提高12.7%、19.4%。與CK相比，T1、T2處理葉片中干物質(zhì)積累量分別顯著提高13.4%、23.1%，莖中干物質(zhì)積累量分別提高10.8%、11.6%，根系中干物質(zhì)積累量分別提高17.8%、33.2%。各施肥處理葉片干物質(zhì)積累量占整株51.9%～53.5%，莖占干物質(zhì)積累量占整株37.0%～39.6%，根系干物質(zhì)積累量占整株比則小于10%，其中，葉片分配率各處理間表現(xiàn)為T2>T1>CK。這表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機(jī)肥處理有利于提高萵筍各器官干物質(zhì)積累量及葉片中干物質(zhì)分配率。

2.2 不同施肥模式對(duì)萵筍氮素積累、分配與利用率的影響

由表4可以看出，與CK相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥處理均可顯著提高氮肥利用率，且T2處理比CK提高165.44%。與常規(guī)施肥相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥處理植株葉片、莖氮素積累量均顯著增加。與CK相比，T1、T2處理氮素總積累量分別顯著提高28.98%、59.96%，葉片中氮素積累量分別提高27.70%、66.03%，莖中氮素積累量分別提高31.20%、47.81%，根系中氮素積累量分別提高32.26%、90.32%。各施肥處理各器官中氮素分配率均表現(xiàn)為葉>莖>根，葉片中氮素分配比例為59.84%～62.76%，其中T2處理葉片中氮素分配率最大，莖的分配則與葉片相反，根系中T1、T2處理分配率均大于CK，但差異不顯著。這表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機(jī)肥處理可以提高氮素積累量、氮肥利用率以及使氮素合理分配。

2.3 不同施肥模式對(duì)萵筍磷素積累、分配與利用率的影響

由表5可以看出，與CK相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥處理均可提高磷肥利用率，且T2處理較CK提高了581.58%。與常規(guī)施肥相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥處理的植株葉片、莖、根系磷素積累量均增加。與CK相比，T1、T2處理磷素總積累量分別顯著提高23.45%、54.48%，T2處理葉片、莖、根系磷素積累量分別提高46.34%、55.21%、75.00%，T1處理葉片、莖、根系磷素積累量分別提高14.63%、26.04%、37.5%。各施肥處理的各器官中磷素分配率均表現(xiàn)為莖>葉>根，莖中磷素分配率占66.41%～67.67%，其中T1處理分配率最大，T2次之，葉片的分配率與莖中相反，根系中則占約6%。這表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥處理可以提高磷素積累量、磷肥利用率以及使磷素合理分配。

2.4 不同施肥模式對(duì)萵筍鉀素積累、分配與利用率的影響

由表6可知，與CK相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥處理均可提高鉀肥利用率，且T2處理較CK提升185.20%。與常規(guī)施肥相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機(jī)肥處理的萵筍葉片、莖、根系鉀素積累量均顯著增加。相較CK，T1、T2處理鉀素總積累量分別顯著提高11.63%、22.23%，T2處理葉片、莖、根系鉀素積累量分別提高24.52%、13.45%、60.77%。萵筍各施肥處理的各器官中鉀素分配率表現(xiàn)為葉>莖>根，葉片中鉀素分配率占47.17%～48.55%，其中T2處理最大，莖的分配率與葉片相反，根系分配率則不足10%。這表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機(jī)肥處理可以提高鉀素積累量、鉀肥利用率以及使鉀素合理分配。

2.5 不同施肥模式對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

由表7可知，與常規(guī)施肥相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥可以提高土壤養(yǎng)分含量。與CK相比，T1、T2處理土壤全氮含量分別顯著提高18.67%、46.67%，全磷含量分別提高8.43%、14.94%，全鉀含量分別提高5.47%、11.00%。

與常規(guī)施肥相比，T1、T2處理土壤堿解氮含量分別提高13.10%、34.53%，速效磷含量分別提高10.96%、17.60%，速效鉀含量分別顯著提高15.16%、18.90%。

各施肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量比CK均有不同程度的提高，T1處理有機(jī)質(zhì)含量高于CK，但差異不顯著，T2處理則顯著高于CK且提高27.80%。

2.6 不同施肥模式對(duì)土壤酶活性的影響

由表8可以看出，與常規(guī)施肥相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥處理的土壤酶活性均提高。與CK相比，T1、T2處理蔗糖酶活性分別提高22.95%、58.47%，脲酶活性分別提高11.39%、40.51%，堿性磷酸酶活性分別提高3.17%、12.14%，過(guò)氧化氫酶活性表現(xiàn)為T2>T1>CK，且T1、T2處理與CK差異不顯著。

2.7 不同施肥模式下土壤養(yǎng)分含量與土壤酶活性間相關(guān)性分析

由表9可知，過(guò)氧化氫酶活性與全氮、全鉀、堿解氮、有機(jī)質(zhì)含量均極顯著正相關(guān)，與全磷、速效鉀含量均顯著正相關(guān);脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶活性分別與全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量均呈極顯著正相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

干物質(zhì)是作物光合作用產(chǎn)物的最高形式，其積累和分配與產(chǎn)量有密切關(guān)系[16]。筆者研究結(jié)果表明，與CK相比，T1與T2處理均顯著提高了干物質(zhì)積累量，且T2處理最高。這表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥有利于干物質(zhì)的積累，與前人研究結(jié)果類似[4]。主要原因是緩釋肥與生物有機(jī)肥為萵筍生長(zhǎng)提供了長(zhǎng)期且有效的養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)含量，使得其干物質(zhì)積累量增加。對(duì)于各施肥處理，干物質(zhì)積累量在莖中的分配小于葉片中，可能是因?yàn)榍o中的含水量大于葉片，表明萵筍莖脆嫩富含水分，具有較高的食用價(jià)值。

作物養(yǎng)分需求量與吸收規(guī)律是合理施肥的基礎(chǔ)，也是不同生育進(jìn)程養(yǎng)分供應(yīng)的依據(jù)[17]。本研究結(jié)果表明，T2處理可以顯著提高萵筍植株的氮、磷、鉀素積累量及肥料利用率。與湯宏等[18]的研究結(jié)果類似，主要原因是緩釋肥肥料釋放速率緩慢，營(yíng)養(yǎng)元素可發(fā)揮最大的肥效或利用率。生物有機(jī)肥含有一定的功能微生物，它們通過(guò)加快分解土壤外源有機(jī)物，達(dá)到釋放氮、磷、鉀的目的，在一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)活化作用提升土壤氮、磷、鉀的供給，調(diào)節(jié)養(yǎng)分比例，減小地表徑流造成土壤養(yǎng)分流失的概率[19]，進(jìn)而提高肥料利用率。

土壤養(yǎng)分是土壤肥力中最重要的因素。本研究結(jié)果表明，與常規(guī)施肥相比，T2處理可以顯著提高土壤全效、速效養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)含量，與前人研究結(jié)果類似[8，20]，表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機(jī)肥處理對(duì)土壤養(yǎng)分含量有顯著提升作用，可能是因?yàn)樯镉袡C(jī)肥中含有大量有機(jī)物質(zhì)及多種活菌，微生物活動(dòng)加速有機(jī)質(zhì)礦化分解，釋放大量有效養(yǎng)分，緩釋肥可以在蔬菜生長(zhǎng)后期保持較高的氮磷鉀供應(yīng)水平，提高養(yǎng)分含量和土壤肥力[12，21]。

土壤酶是土壤物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要參與者，參與土壤肥力形成和演變的全過(guò)程，是土壤生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的組分之一[22-23]。本研究結(jié)果表明，與常規(guī)施肥相比，T2處理可以使土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和過(guò)氧化氫酶的活性提高，與前人研究結(jié)果一致[12，24]。究其原因是生物有機(jī)肥的施入增加了土壤有機(jī)質(zhì)和有益菌，緩釋肥的施入使養(yǎng)分合理釋放，促進(jìn)了根系生長(zhǎng)，使得微生物活動(dòng)更加旺盛，進(jìn)而的提高土壤酶活性。

筆者通過(guò)相關(guān)性分析得出土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性與土壤養(yǎng)分含量間存在顯著相關(guān)關(guān)系，結(jié)果表明土壤酶活性與土壤養(yǎng)分含量間有密不可分的聯(lián)系，與前人研究結(jié)果一致[25-26]，表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥可以同時(shí)提升土壤酶活性與土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)微生物活動(dòng)，使土壤養(yǎng)分可被作物有效利用，形成土壤、作物、微生物間良性循環(huán)關(guān)系[26]。

綜上所述，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機(jī)肥，可提高萵筍產(chǎn)品器官干物質(zhì)積累量、養(yǎng)分積累量、氮磷鉀肥利用率，也可提高土壤養(yǎng)分含量、土壤酶活性，而且減少了化肥用量，其中，緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機(jī)肥處理效果最優(yōu)。

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