不同減肥增效模式對生菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

王素萍，張貴友，杜雷，姜利，黃翔，程維舜，羅茜，葉莉霞，洪娟

（武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與安全研究所，430000）

生菜因營養(yǎng)豐富和食用方式多樣而深受消費者喜愛，生菜在我國栽培面積廣，市場消費量大，同時其因具有經(jīng)濟價值較高、生長期短、復(fù)種茬口多等優(yōu)點也受到菜農(nóng)的歡迎。但生菜全生育期需肥量高，多數(shù)菜農(nóng)通過增加化肥投入量來提高產(chǎn)量，但過量施肥或施肥不平衡都容易造成肥料當季利用率下降[1，2]，土壤肥力下降[3～5]，同時也會造成蔬菜硝酸鹽含量超標[6]，土壤中硝態(tài)氮和速效磷的淋溶[7，8]等一系列問題。為了提高作物產(chǎn)量，同時降低蔬菜對硝酸鹽的積累，國內(nèi)外學(xué)者從多方面進行了大量的研究，已經(jīng)取得一定的成果[9～12]。其中用一定量的有機肥料替代部分化學(xué)肥料效果比較顯著，兩者搭配施用，對于保證作物產(chǎn)量、提高品質(zhì)[13～15]、改善土壤理化性質(zhì)起著重要的作用[16～18]，有機肥的養(yǎng)分全面、肥效長，能夠提高土壤有機質(zhì)及土壤肥力，有利于培肥土壤。

為了改善目前設(shè)施生菜的大水大肥種植模式，本研究以農(nóng)戶習(xí)慣施肥為基礎(chǔ)，設(shè)計減量優(yōu)化施肥方案。通過研究測土配方施肥、有機肥替代化肥和生物菌肥替代化肥等3種化肥減量技術(shù)對生菜生物產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分吸收量及土壤養(yǎng)分等方面的影響，確定生菜優(yōu)化施肥方案，獲得可推廣應(yīng)用的生菜減肥增效模式。

1 材料與方法

1.1 試驗基本情況

試驗點位于武漢市蔡甸區(qū)武漢市新鴻水產(chǎn)專業(yè)合作社，土壤類型為潮土，前茬作物是毛白菜，劃分試驗小區(qū)，每小區(qū)面積20 m2。耕層土壤pH值4.71，容重1.12 g/cm3，EC值為682μS/cm，有機質(zhì)含量13.67 g/kg，堿解氮含量95.78 mg/kg，有效磷含量136.81 mg/kg，速效鉀含量289.66 mg/kg。

1.2 供試作物

供試生菜品種為意大利生菜，種子采購于武漢市大東門農(nóng)資店。

1.3 試驗時間

2021年9月2日整地、施肥，9月14日移栽，株距20 cm，行距30 cm，10月13日試驗結(jié)束。

1.4 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)5個處理，各處理采取隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2，其他田間管理一致。各處理分別為：①空白對照（CK），不施肥；②習(xí)慣施肥（T1），按當?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣施肥，底肥施復(fù)合肥（21-6-13）70 kg/667 m2，所有肥料一次性基施；③測土配方施肥，即推薦施肥（T2），根據(jù)測定土結(jié)果，結(jié)合目標產(chǎn)量，施用尿素15 kg/667 m2，過磷酸鈣30 kg/hm2，硫酸鉀23 kg/667 m2，所有肥料一次性基施；④有機肥替代化肥（T3），施用有機肥300 kg/667 m2作底肥，化肥施用量為推薦施肥量的80%，所有肥料一次性基施；⑤施用微生物菌肥（T4），底肥施用科諾生產(chǎn)的微生物菌肥0.5 t/hm2，化肥施用量為推薦施肥量的80%，所有肥料一次性基施。

供試肥料：尿素（N 46%），過磷酸鈣（P2O516%），硫酸鉀（K2O 51%），有機肥的有機質(zhì)含量為47%，有機碳含量為27.26%，養(yǎng)分（N-P2O5-K2O）含量分別為2.80%、0.82%、1.38%，肥料均采購于化工市場。

1.5 采樣及測定

①土壤樣品采集與測試 試驗前采集耕層（0～20 cm）土壤樣品，作物收獲后，采取多點混合法采集每個小區(qū)土壤樣品，充分混合后采用“四分法”留取1 kg土壤，帶回實驗室，取部分鮮樣用于分析土壤微生物含量，其他樣品風(fēng)干，除去植物殘體和礫石，碾碎，過篩裝袋，供化學(xué)分析用。

土壤物理性狀：在生菜收獲期采用環(huán)刀法測定土壤容重，采用SC-900土壤緊實度儀直接測試土壤緊實度。

土壤化學(xué)性狀：pH值——電位法；有機質(zhì)：硫酸重鉻酸鉀氧化外加熱——容量法；堿解氮：堿解擴散法；有效磷；碳酸氫鈉浸提——鉬銻抗比色法；速效鉀：乙酸銨浸提——火焰光度法[19]。

土壤微生物數(shù)量：采用稀釋平板計數(shù)法測定。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基；放線菌采用改良高氏I號培養(yǎng)基；真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基；每處理3次重復(fù)，結(jié)果以每1 g干土所含數(shù)量表示。

②蔬菜生長指標 在生菜收獲期，每小區(qū)隨機選取6株，測定其株高、葉片數(shù)和SPAD值。

③蔬菜產(chǎn)量 生菜收獲期按小區(qū)收獲，記錄產(chǎn)量。

④蔬菜品質(zhì)測定 生菜收獲期，采集生菜可鮮食部分，測定其品質(zhì)，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，2，6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C（VC）含量，紫外分光光度法測定硝酸鹽含量，考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白含量。

⑤養(yǎng)分積累量 在生菜收獲時，采集植株樣品，風(fēng)干磨碎，采用H2SO4-H2O2消解，用德國AA3流動分析儀測定其氮和磷含量，火焰光度計測定鉀含量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析，采用最小顯著法（LSD）進行多重比較（p＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對生菜生長的影響

表1分析了不同施肥處理對生菜株高、葉片數(shù)和SPAD值的影響，施肥顯著促進了生菜株高的增加，增幅達10.89%～17.17%，與農(nóng)民習(xí)慣施肥（T1）比較，其他減肥措施的株高均有增加趨勢，增幅達4.22%～5.70%，推薦施肥處理（T2）生菜株高最高，與其他減肥措施之間差異不顯著。施肥顯著促進了生菜葉片數(shù)的增加，增幅達到22.22%～57.04%，與農(nóng)民習(xí)慣施肥比較，其他減肥措施的葉片數(shù)均有顯著增加，增幅達13.94%～28.48%，推薦施肥處理生菜株高最大。施肥顯著促進了生菜SPAD值的增加，增幅達到5.96%～15.05%，施有機肥處理的生菜葉片的SPAD值最大。

表1 不同施肥處理對生菜生長的影響

表2 不同施肥處理對生菜產(chǎn)量的影響

表3 不同施肥處理對生菜品質(zhì)的影響

2.2 不同施肥處理對生菜產(chǎn)量的影響

表2分析了不同施肥處理對生菜產(chǎn)量的影響，施肥可以顯著促進生菜產(chǎn)量增加，與CK處理相比，施肥處理生菜667 m2產(chǎn)量增幅為573～1 836 kg，增幅53.52%～171.45%。其他施肥處理以T2推薦施肥處理的生菜產(chǎn)量最高，為2 907 kg/667 m2，其次為T3施用有機肥處理，生菜產(chǎn)量為2 355 kg/667 m2，施肥處理中農(nóng)民習(xí)慣施肥（T1）的生菜產(chǎn)量最低，為1 644 kg/667 m2，化肥減量化處理比農(nóng)民習(xí)慣施肥增產(chǎn)19.83%～76.82%。

表4 不同施肥處理對生菜干物質(zhì)及養(yǎng)分積累量的影響

2.3 不同施肥處理對生菜品質(zhì)的影響

表3分析了不同施肥處理對生菜品質(zhì)的影響，農(nóng)民習(xí)慣施肥處理生菜葉片中的硝酸鹽含量為437.68 mg/kg，顯著高于其他施肥處理，增幅達90.43%～173.86%，施用有機肥和微生物菌肥處理的生菜葉片硝酸鹽含量分別為167.27、159.82 mg/kg，顯著低于其他施肥處理，降幅分別為20.96%～161.66%和26.60%～173.86%。施肥對生菜葉片VC含量有顯著的促進作用，增幅為11.69%～24.26%，化肥減量處理的生菜葉片VC含量高于農(nóng)民習(xí)慣施肥，不同減肥處理之間無顯著差異。施肥增加了生菜葉片中可溶性糖的含量，與CK處理相比，施肥處理的生菜葉片可溶性糖含量增加10.00%～53.92%，化肥減量處理的生菜葉片可溶性糖含量高于農(nóng)民習(xí)慣施肥，不同減肥處理之間無顯著差異。施肥增加了生菜葉片可溶性蛋白的含量，與CK處理相比，施肥處理的生菜葉片可溶性蛋白含量增加8.96%～15.42%，化肥減量處理的生菜葉片可溶性蛋白含量高于農(nóng)民習(xí)慣施肥，不同減肥處理之間無顯著差異。

表5 生菜收獲后不同施肥處理對土壤物理性狀的影響

2.4 不同施肥處理對生菜干物質(zhì)及養(yǎng)分積累量的影響

58.93%～169.91%，推薦施肥處理的氮素積累量最大，為8.61 kg/667 m2，減肥處理的氮素積累量顯著高于農(nóng)民習(xí)慣施肥處理，增幅為16.57%～69.82%。施肥促進了生菜磷素積累量的增加，與CK處理相比，施肥處理的氮素積累量增加了97.06%～202.94%，推薦施肥處理的磷素積累量最大，為1.03 kg/667 m2，顯著高于其他施肥處理。施肥顯著促進了生菜鉀素積累量的增加，與CK處理相比，施肥處理的氮素積累量增加了77.06%～104.72%，推薦施肥處理的鉀素積累量最大，為18.15 kg/667 m2，其次為施用有機肥處理的鉀素積累量。

從表4中看出，施肥顯著促進了生菜干物質(zhì)量的增加，與CK處理相比，施肥處理的鉀干物質(zhì)量增加了53.52%～148.84%，推薦施肥處理的干物質(zhì)量最大，為319.78 kg/667 m2，減肥處理的干物質(zhì)積累量均顯著高于農(nóng)民習(xí)慣施肥處理，增幅為19.84%～62.09%。

施肥顯著促進了生菜氮素積累量的增加，與CK處理相比，施肥處理的氮素積累量增加了

2.5 生菜收獲后不同施肥處理對土壤物理性狀的影響

表5分析了生菜收獲后不同施肥處理對土壤物理學(xué)性狀的影響，可見，生菜收獲后不同施肥處理土壤的容重、緊實度和耕層深度無顯著差異。

2.6 生菜收獲后不同施肥處理對土壤養(yǎng)分化學(xué)性狀的影響

表6分析了不同施肥處理對生菜收獲后土壤養(yǎng)分化學(xué)性狀的影響，結(jié)果表明，生菜收獲后不同施肥處理土壤的pH值無顯著差異，化肥減量處理的土壤有機質(zhì)含量之間無顯著差異，但均顯著高于農(nóng)民習(xí)慣施肥，土壤礦質(zhì)態(tài)氮含量T1＞T2＞T4＞T3＞CK，有效磷含量T3＞T4＞T2＞T1＞CK，速 效鉀含 量T3＞T1＞T2＞T4＞CK。

表6 生菜收獲后不同施肥處理對土壤養(yǎng)分化學(xué)性狀的影響

2.7 生菜收獲后不同施肥處理對土壤微生物數(shù)量的影響

由表7可以看出，各處理土壤細菌數(shù)量和放線菌數(shù)量呈相同規(guī)律，施肥處理的土壤細菌數(shù)量和放線菌數(shù)量都顯著高于CK處理。各施肥處理間，T1處理的土壤細菌數(shù)量和放線菌數(shù)量顯著低于其他施肥處理，施用生物菌肥處理的細菌和放線菌數(shù)量顯著高于其他施肥處理。各處理土壤真菌數(shù)量為CK＞T1＞T2＞T3＞T4，施用生物菌肥處理的真菌數(shù)量顯著低于其他處理。

表7 生菜收獲后不同施肥處理對土壤微生物數(shù)量的影響

3 討論與結(jié)論

隨著人們生活水平的逐步提高和科學(xué)研究的不斷深入，蔬菜品質(zhì)的提高和土地的可持續(xù)利用越來越受到人們的重視，所以筆者在生菜上開展了化肥減量研究，研究表明，施肥顯著促進了生菜株高、葉片數(shù)和葉片SPAD值的增加。施肥可以顯著促進生菜產(chǎn)量的增加，增率為53.52%～171.45%。推薦施肥的生菜產(chǎn)量最高，為2 907 kg/667 m2，化肥減量化技術(shù)比農(nóng)民習(xí)慣施肥增產(chǎn)19.83%～76.82%。農(nóng)民習(xí)慣施肥生菜葉片硝酸鹽含量為437.68 mg/kg，顯著高于其他施肥處理，施用有機肥和微生物菌肥處理的生菜葉片硝酸鹽含量比較低。施肥對生菜葉片VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量有顯著的促進作用，增幅分別為11.69%～24.26%、10.00%～53.92%和8.96%～15.42%，化肥減量處理的生菜葉片VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量均高于農(nóng)民習(xí)慣施肥，不同減肥處理之間無顯著差異。

施肥促進生菜干物質(zhì)量增加了53.52%～148.84%，推薦施肥處理的干物質(zhì)量最大，減肥處理的干物質(zhì)積累量均顯著高于農(nóng)民習(xí)慣施肥處理。施肥顯著促進了生菜氮素、磷素和鉀素積累量的增加，增幅分別為58.93%～169.91%、97.06%～202.94%和77.06%～104.72%，推薦施肥處理的氮素、磷素和鉀素的積累量均顯著高于其他處理。

生菜收獲后不同施肥處理土壤的容重、緊實度和耕層深度等物理指標均無顯著差異。土壤化學(xué)指標方面表現(xiàn)為土壤的pH值無顯著差異，化肥減量化處理的土壤有機質(zhì)含量均顯著升高，從培肥土壤的角度建議選用有機肥替代化肥作為化肥減量技術(shù)進行推廣。土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量呈現(xiàn)不同趨勢。各種化肥減量技術(shù)均顯著提高了土壤細菌和放線菌含量，降低了土壤真菌的數(shù)量，促進了有益微生物的增長，其中施用微生物菌肥效果最顯著，其次為施用有機肥處理，這與王耀[20]和張緒成等[21]的研究結(jié)果一致，有機肥替代化肥技術(shù)可以提高土壤有益微生物數(shù)量。

綜上所述，在目前設(shè)施生菜的種植當中，綜合考慮農(nóng)戶增產(chǎn)增收及土壤的可持續(xù)利用，有機肥替代化肥和微生物菌肥替代化肥技術(shù)能夠在保證生菜生長的同時，提高生菜品質(zhì)及經(jīng)濟產(chǎn)量，豐富了土壤微生物數(shù)量，減少因化肥過量施用造成的土壤速效養(yǎng)分富集，緩解化肥面源污染問題，后期可大面積推廣應(yīng)用。