緩釋配方肥在草莓上的減肥增效應(yīng)用研究

羅丙芳，金一鳴，毛連松，俞巧鋼

(1.惠多利農(nóng)資有限公司,浙江 杭州 310052；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所,浙江 杭州 310021)

草莓素有“水果皇后”的美稱，因果實(shí)口感酸甜、色澤鮮艷、營(yíng)養(yǎng)豐富，深受廣大消費(fèi)者青睞，在我國(guó)冬季經(jīng)濟(jì)水果生產(chǎn)中占有十分重要的地位。草莓種植經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，近年來(lái)浙江省通過(guò)引進(jìn)、示范推廣草莓優(yōu)良品種與設(shè)施栽培清潔化生產(chǎn)技術(shù)，加強(qiáng)品牌營(yíng)銷等舉措，促進(jìn)了種植產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；焖俳】蛋l(fā)展，成為全國(guó)重要的設(shè)施草莓主產(chǎn)區(qū)[1-3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前浙江省草莓栽培面積約6 667 hm2，產(chǎn)量15萬(wàn)t，產(chǎn)值穩(wěn)步增加。浙江草莓主產(chǎn)區(qū)主要分布于建德、奉化、鎮(zhèn)海、金東等縣(區(qū))，是浙江省當(dāng)前效益良好的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之一，尤其是杭州市建德市，草莓種植更是成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)。

目前，我國(guó)草莓產(chǎn)業(yè)也存在一些問(wèn)題亟待解決，如脫毒苗使用率低，生產(chǎn)上主要以生產(chǎn)苗作母株自繁自育，導(dǎo)致種性退化，且育苗過(guò)程受天氣等因素影響較大，質(zhì)量不穩(wěn)定，影響草莓移栽后成活率；另外，草莓栽培管理技術(shù)相對(duì)滯后，管理粗放，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)水平低，草莓種植戶多數(shù)憑經(jīng)驗(yàn)施肥用藥，化肥施用量過(guò)大。這種施肥方式不僅肥料利用率不高，而且還會(huì)造成肥料大量流失，導(dǎo)致一系列的環(huán)境問(wèn)題[4-5]。同時(shí)，草莓種植戶普遍有機(jī)肥施用不足，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)偏低，加上部分草莓種植區(qū)連續(xù)種植年限較久，黃萎病等土傳病害、連作障礙影響加大，草莓病害加重，影響草莓產(chǎn)量與品質(zhì)[6-7]。過(guò)量高水平投入化肥追求草莓高產(chǎn)量，致使草莓產(chǎn)量增加幅度、品質(zhì)和口感風(fēng)味日益下降，也造成肥料利用率低下和種植經(jīng)濟(jì)效益較低，尤其是草莓設(shè)施種植土壤的理化性質(zhì)不斷下降以及環(huán)境污染日益嚴(yán)重等問(wèn)題。針對(duì)草莓產(chǎn)業(yè)存在的這些問(wèn)題，急需發(fā)展草莓標(biāo)準(zhǔn)化種植技術(shù)，推廣肥料利用率高的新型緩釋肥，加大有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合型肥料投入等[8-9]。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中硝化抑制劑常被用作氮肥增效劑來(lái)減少氮素流失，提高肥料利用率。常用的硝化抑制劑主要包括雙氰胺、3,4-二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)、2-氯-6-三氯甲基吡啶和乙炔等。土壤中硝態(tài)氮較銨態(tài)氮不易被土壤膠體吸附，更易隨水流失。硝化抑制劑可以通過(guò)抑制氨氧化細(xì)菌的活性進(jìn)而抑制銨態(tài)氮的硝化作用，減少硝酸鹽的形成、淋失以及隨后的反硝化損失[10-13]，從而提高肥料利用率。有研究[14]表明，施用緩釋配方肥能提高茄子產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)內(nèi)對(duì)硝化抑制劑的研究[15-17]表明，在水稻生產(chǎn)中配施硝化抑制劑可顯著提高水稻產(chǎn)量，蔬菜種植中配施硝化抑制劑能夠顯著增加小白菜產(chǎn)量6.1%～28.6%。

本研究供試緩釋配方肥是根據(jù)草莓營(yíng)養(yǎng)需求特點(diǎn)在有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料中添加一定比例的DMPP硝化抑制劑，旨在研究該產(chǎn)品在提高肥料利用率、改善草莓生長(zhǎng)、增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)等方面的效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及概況

試驗(yàn)在建德市航頭鎮(zhèn)航景村建德航頭草莓專業(yè)合作社進(jìn)行。該試驗(yàn)地種植草莓已有15 a的歷史，種植模式為大棚種植，每年8月至翌年4月種植草莓，5—7月每隔1～2 a種植玉米，玉米秸稈粉碎后旋耕入土作為綠肥。試驗(yàn)地土壤pH 6.91，有機(jī)質(zhì)49.4 g·kg-1，全氮2.10 g·kg-1，有效磷101.6 mg·kg-1，速效鉀168 mg·kg-1，電導(dǎo)率 16.3 mS·m-1。

供試草莓品種為紅玉。供試肥料為浙江惠多利肥料科技有限公司生產(chǎn)的惠多利緩釋配方肥(有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥，13-5-7+DMPP，即N 13%、P2O55%、K2O 7%)，及農(nóng)戶自行采購(gòu)的洋豐復(fù)合肥(15-15-15,即N 15%、P2O515%、K2O 15%)。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)緩釋配方肥處理和常規(guī)施肥對(duì)照(CK)，小區(qū)面積為38 m2，重復(fù)3次。緩釋配方肥處理底肥施用緩釋配方肥750 kg·hm-2，CK底肥施用洋豐復(fù)合肥600 kg·hm-2，其他追肥用肥、用藥等農(nóng)事管理處理與對(duì)照一致。

試驗(yàn)于2021年8月11日施底肥，隨后整地起壟，8月25日移栽。于定植后第35天(9月29日)對(duì)各處理進(jìn)行緩苗期成活率調(diào)查，并于第一批果實(shí)成熟盛期用SPAD儀測(cè)定草莓功能葉葉片葉綠素相對(duì)含量(SPAD值)及氮含量，取樣考查單果重、畸形果率，并用糖度儀測(cè)定果實(shí)糖度[18]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel和SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan’s檢驗(yàn)比較平均值之間的差異性(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 成活率

草莓移栽成活率決定草莓的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益。圖1顯示，緩釋配方肥處理草莓平均成活率為60.6%，而農(nóng)戶常規(guī)施肥草莓平均成活率只有43.2%，這說(shuō)明緩釋配方肥處理有利于草莓移栽后緩苗成活。草莓移栽后成活率主要與草莓幼苗是否健康以及氣溫高低情況有關(guān)，在移栽地草莓幼苗質(zhì)量基本一致以及移栽時(shí)相同蘸根處理的前提下，緩釋配方肥處理草莓成活率顯著提高可能是由于施用的緩釋配方肥含有一定量的有機(jī)質(zhì)，有效地改善了土壤環(huán)境，促進(jìn)了土壤中健康有益微生物的繁殖，有利于草莓根系的生長(zhǎng)，從而促進(jìn)緩苗。試驗(yàn)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)，施用緩釋 配方肥處理的草莓根系較常規(guī)施肥對(duì)照明顯發(fā)達(dá)，生物量增加。另外2021年8月底至9月整體氣溫較高，不利于草莓緩苗成活，而施用緩釋配方肥提高了草莓苗的抗性，顯著提高了草莓移栽后的成活率。

柱上無(wú)相同小寫字母表示處理與對(duì)照間差異顯著(P<0.05)。圖2～7同。圖1 不同處理對(duì)草莓緩苗期成活率的影響

2.2 單果重和糖度

草莓果實(shí)單果重指標(biāo)用于評(píng)判草莓商品果等級(jí)高低，草莓糖度是重要品質(zhì)指標(biāo)之一。本試驗(yàn)測(cè)定了草莓單果重及糖度指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2和圖3。從圖中可見(jiàn)，緩釋配方肥處理和農(nóng)戶常規(guī)施肥對(duì)照草莓平均單果重分別為13.01和13.16 g，兩者無(wú)顯著差異。成熟期緩釋配方肥處理草莓糖度達(dá)12.5%，較常規(guī)施肥的11.8%增高0.7百分點(diǎn)，兩者差異顯著。這說(shuō)明緩釋配方肥處理能均勻提供草莓生長(zhǎng)所需養(yǎng)分，促進(jìn)草莓葉片的光合作用和糖度的積累，提升了草莓的品質(zhì)。

圖2 不同處理對(duì)草莓單果重的影響

圖3 不同處理對(duì)草莓果實(shí)糖度的影響

2.3 畸形果率

畸形果影響其外觀，造成草莓種植的經(jīng)濟(jì)效益下降，其中施肥不合理和營(yíng)養(yǎng)元素失衡是引起草莓畸形果發(fā)生的重要原因之一。在成熟期考查了草莓畸形果率指標(biāo)，從圖4可見(jiàn)，緩釋配方肥處理草莓畸形果率較對(duì)照明顯降低。常規(guī)施肥對(duì)照草莓畸形果率達(dá)12.5%，而緩釋配方肥處理畸形果率為8.5%，畸形果率降低了4.0百分點(diǎn)，說(shuō)明緩釋配方肥處理能促進(jìn)草莓正常生長(zhǎng)，改善畸形生長(zhǎng)，提升草莓的商品性。其原因可能是有機(jī)無(wú)機(jī)緩釋肥能均衡供給養(yǎng)分，以及所含的有機(jī)質(zhì)有助于土壤健康微生物的生長(zhǎng)，進(jìn)而使草莓果實(shí)均勻發(fā)育，畸形果率明顯下降。

圖4 不同處理對(duì)草莓畸形果率的影響

2.4 葉綠素及氮含量

葉綠素是高等植物和其他所有能進(jìn)行光合作用的生物體含有的一類綠色色素，葉綠素含量的高低直接影響作物的光合效率，進(jìn)而影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。氮素的豐缺與葉片中葉綠素含量有密切的關(guān)系，葉片大小和葉色深淺都與氮素營(yíng)養(yǎng)的狀況密切相關(guān)。在草莓采收盛期，分別對(duì)各小區(qū)的草莓用SPAD儀測(cè)量草莓功能葉的葉綠素相對(duì)含量及氮含量。圖5～6顯示，緩釋配方肥處理、常規(guī)施肥對(duì)照草莓功能葉SPAD值分別為33.1和32.6，氮含量分別為13.1和13.0 mg·g-1，說(shuō)明緩釋肥處理促進(jìn)了葉片光合作用，使得葉片葉綠素含量及氮含量有所增加，但同常規(guī)施肥相比無(wú)顯著差異。

圖5 不同處理對(duì)草莓功能葉葉綠素相對(duì)含量的影響

圖6 不同處理對(duì)草莓功能葉氮含量的影響

2.5 產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益

施用緩釋配方肥的草莓比常規(guī)施肥采收期提前，不同施肥處理對(duì)草莓總產(chǎn)量的影響如圖7所示。從圖7可以看出，施用緩釋配方肥對(duì)草莓有明顯增產(chǎn)效果，總產(chǎn)量達(dá)24.62 t·hm-2，比常規(guī)施肥增產(chǎn)9.2%。由于2021年移栽時(shí)草莓苗的質(zhì)量不高，加上9月前后異常高溫天氣，不利于草莓緩苗成活，整體成活率不高，產(chǎn)量也較往年低。但施用緩釋配方肥對(duì)草莓有明顯增產(chǎn)效果，按照市場(chǎng)價(jià)24元·kg-1計(jì)，緩釋配方肥處理產(chǎn)值達(dá)59.09萬(wàn)元·hm-2，比常規(guī)施肥對(duì)照增收4.97萬(wàn)元·hm-2。可見(jiàn)，施用緩釋配方肥對(duì)草莓產(chǎn)量增加有顯著影響，經(jīng)濟(jì)價(jià)值明顯增加。

圖7 不同處理對(duì)草莓果實(shí)產(chǎn)量的影響

3 小結(jié)與討論

有機(jī)無(wú)機(jī)緩釋肥不僅能滿足草莓生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的需求，還可全生育期一次性施用，減少肥料用量和降低施肥成本。施用緩釋配方肥的草莓緩苗期成活率達(dá)60.6%，草莓總產(chǎn)量達(dá)24.62 t·hm-2，產(chǎn)值增加4.97萬(wàn)元·hm-2，草莓果實(shí)平均糖度達(dá)12.5%，較對(duì)照均有顯著差異；同時(shí)施用緩釋配方肥顯著降低了草莓畸形果率，較對(duì)照減少了4.0百分點(diǎn)；施用緩釋配方肥的草莓平均單果重13.01 g，功能葉SPAD值33.1，氮含量13.1 mg·g-1，施用緩釋配方肥使得草莓功能葉葉綠素含量及氮含量有所增加，同常規(guī)施肥對(duì)照相比無(wú)顯著差異，平均單果重也無(wú)顯著差異。由于草莓生長(zhǎng)周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，需肥量較高，往往需頻繁施肥，且傳統(tǒng)種植多采用覆膜栽培技術(shù)增加了追施肥料的難度。緩釋肥料由于養(yǎng)分元素的緩慢釋放，減少施肥次數(shù)，降低了種植環(huán)節(jié)的施肥人工成本，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。本試驗(yàn)底肥緩釋配方肥處理純養(yǎng)分減施30%，結(jié)合試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)效果，說(shuō)明緩釋配方肥處理一定程度上提高了肥料利用率。

有研究[19-20]表明，采用包膜緩釋氮肥、無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)混肥和欄肥作基肥一次性在設(shè)施草莓生產(chǎn)上施用，由于能夠較好地協(xié)調(diào)土壤水、氣、熱等肥力因素，促進(jìn)土壤中有益健康微生物的生長(zhǎng)，起到調(diào)節(jié)根系生長(zhǎng)的根區(qū)環(huán)境，促進(jìn)草莓對(duì)養(yǎng)分的吸收利用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，減量施用緩釋配方肥30%的條件下，仍對(duì)提高移栽后成活率、增加草莓總產(chǎn)量、提升草莓糖度，以及減少草莓畸形果方面效果顯著。該試驗(yàn)效果的作用機(jī)理可能一方面是由于緩釋配方肥通過(guò)增氮控磷的配比增加草莓對(duì)養(yǎng)分的吸收，肥料養(yǎng)分能在作物全生育期中均衡協(xié)調(diào)緩慢的釋放供給；另一方面緩釋配方肥所含有機(jī)質(zhì)可有效地改善根系生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境，促進(jìn)根系發(fā)育，營(yíng)造健康土壤的微生態(tài)環(huán)境，形成草莓健康的生長(zhǎng)植株，提高草莓對(duì)養(yǎng)分的吸收和轉(zhuǎn)化。