崇明小菠菜輪作模式的效益及品質(zhì)分析

摘" 要： 為篩選適合崇明小菠菜（Spinacia oleracea）的特色蔬菜輪作模式，以葉菜為對(duì)照，比較了崇明小菠菜與香酥芋、紅皮土豆、崇明金瓜、崇明白扁豆、崇明香芋和崇明山藥為主要輪作作物的6種輪作模式的經(jīng)濟(jì)效益，并分析了輪作對(duì)崇明小菠菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響. 結(jié)果表明：崇明金瓜+鮮食玉米+崇明小菠菜（T2）、崇明白扁豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T3）輪作模式的經(jīng)濟(jì)效益在輪作2年周期內(nèi)均最高，增幅均在對(duì)照的20%以上. 崇明小菠菜產(chǎn)量增幅在輪作第2年較高，產(chǎn)量最高的輪作模式是崇明紅皮土豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T6）. 各輪作模式下，崇明小菠菜的維生素C、可溶性蛋白質(zhì)及草酸含量均無顯著差異；崇明香芋+崇明小菠菜（T1）輪作模式的硝態(tài)氮含量顯著高于其他模式；可溶性糖含量在T6輪作模式下含量最高. 綜合考量經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)量和品質(zhì)，T2，T3和T6模式可優(yōu)先應(yīng)用于崇明小菠菜高效輪作生產(chǎn).

關(guān)鍵詞： 輪作； 崇明小菠菜（Spinacia oleracea）； 產(chǎn)量； 經(jīng)濟(jì)效益； 維生素C； 硝態(tài)氮； 可溶性糖

中圖分類號(hào)： S 636.1； S 948""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A""" 文章編號(hào)： 1000-5137（2024）03-0402-07

Analysis of economic benefits and quality in rotation patterns of Chongming small spinach

SHAO Feng

（Shanghai Chongming Vegetable Science and Technology Extension Station，Shanghai 202150，China）

Abstract： To identify suitable vegetable rotation patterns for Chongming small spinach （Spinacia oleracea）， we compared the economic benefits of six rotation patterns involving Chongming small spinach with Chongming taro， red-skin potato， golden melon， lima beans， taro， and yam. Additionally， we analyzed the effects of these rotations on the yield and quality of Chongming small spinach. The results showed that the two rotation patterns （Chongming golden melon + fresh corn + Chongming small spinach （T2）， Chongming golden melon + fresh corn + Chongming small spinach （T3）） achieved the highest economic benefits over the two-year rotation period. The increase rates for these patterns were over 20% higher compared to the control group. The yield of Chongming small spinach increased more in the second year of rotation， with the highest yield observed in the rotation pattern of Chongming red potato + fresh corn + Chongming small spinach （T6）. There were no significant differences in the contents of vitamin C， soluble protein， or oxalic acid in Chongming small spinach among the rotation patterns. The nitrate nitrogen content of Chongming small spinach cultivated under the Chongming taro + Chongming small spinach （T1） rotation pattern was significantly higher than that of the other treatments. The highest soluble sugar content in Chongming small spinach was observed in the T6 rotation pattern. Based on comprehensive assessments of economic benefit， yield and quality， the T2， T3 and T6 rotation patterns are recommended for high-efficiency rotational production of Chongming small spinach.

Key words： rotation； Chongming small spinach （Spinacia oleracea）； production； economic benefit； vitamin C； nitrate nitrogen； soluble sugar

0" 引 言

上海市崇明區(qū)地處長江入海口，因其特殊的地理位置、氣候以及風(fēng)土習(xí)慣，世代繁育保存了一些特色農(nóng)家蔬菜品種，如崇明矮腳小菠菜（Spinacia oleracea）、崇明香酥芋（Colocasia esculenta）、崇明香芋（Apios american Medicus）、崇明紅皮土豆（Solanum tuberosum）、崇明金瓜（Cucurbita pepo）、崇明白扁豆（Phaseolus lunatus）和崇明山藥（Dioscorea spp）等. 這些農(nóng)家蔬菜品種因其良好的適應(yīng)性，獨(dú)特的風(fēng)味或口感，受到越來越多消費(fèi)者的喜愛和育種家的重視. 提升特色蔬菜生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，滿足市場需求，是對(duì)這些農(nóng)家品種最好的保護(hù)和利用.

其中，崇明矮腳小菠菜（簡稱崇明小菠菜）是深受上海消費(fèi)者喜愛的特色綠葉菜品種，其栽培歷史悠久，外形明顯區(qū)別于市面上的常規(guī)菠菜品種，個(gè)頭矮小、莖葉圓潤肉厚、葉色深綠，耐抽薹，采收期長，富含維生素C（VC）、類胡蘿卜素以及鈣、鐵、磷等礦物質(zhì)，可炒食或涼拌，口感軟糯滑嫩，風(fēng)味濃厚［1］. 崇明小菠菜喜冷涼，商品生長周期短，可重茬，常與其他作物輪作. 研究表明，合理的輪作有助于改善土壤質(zhì)量，提高土壤中有效氮磷鉀含量，改善微生物菌群，緩解連作障礙，增強(qiáng)植株對(duì)病、蟲、草害的抵抗能力，還能促進(jìn)作物和高產(chǎn)［2］. 本文以崇明小菠菜為研究對(duì)象，比較了其與不同特色蔬菜輪作的種植效益，以期篩選出基于崇明小菠菜的特色蔬菜輪作模式，為實(shí)現(xiàn)崇明特色蔬菜的周年高效生產(chǎn)提供參考.

1" 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2022—2023年在上海靜捷蔬菜專業(yè)合作社連棟溫室（面積20 畝，1畝=667 m2）進(jìn)行. 試驗(yàn)地氣候類型為亞熱帶季風(fēng)氣候，土壤類型為黏質(zhì)土.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以前茬輪作模式：青菜+杭白菜+雞毛菜+米莧+雞毛菜+崇明小菠菜為對(duì)照（CK），設(shè)置崇明香芋+崇明小菠菜（T1），崇明金瓜+鮮食玉米+崇明小菠菜（T2），崇明白扁豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T3），崇明山藥+崇明小菠菜（T4），崇明香酥芋+崇明小菠菜（T5）和崇明紅皮土豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T6）6種輪作模式（圖1）. 每種模式的種植小區(qū)長40 m寬8 m，重復(fù)種植3個(gè)小區(qū)，設(shè)為3個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列. 各小區(qū)間通過埋設(shè)25 cm深的黑色地膜相隔. 每區(qū)組間設(shè)置1～2個(gè)小區(qū)作為隔離緩沖帶.

所有模式地塊種植前施底肥——復(fù)合微生物肥料（上海綜寶環(huán)境工程有限公司）200 kg/畝，崇明小菠菜和崇明白扁豆在種植過程中不再追肥；崇明紅皮土豆追施過磷酸鈣20 kg/畝；崇明山藥、崇明香芋、崇明香酥芋追施45% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）氮磷鉀（NPK）復(fù)合肥2次，每次施用量為20 kg/畝；崇明金瓜沖施大量元素水溶肥（7-12-40+微量元素，上海永通生態(tài)工程股份有限公司）1 kg/畝. 其他田間管理同一般生產(chǎn)田.

1.3 試驗(yàn)方法

待各作物進(jìn)入商品成熟期，進(jìn)行收獲、測產(chǎn)，采用三點(diǎn)取樣法，隨機(jī)取樣. 崇明香芋、崇明山藥、崇明香酥芋、崇明紅皮土豆測定薯塊或塊莖產(chǎn)量，崇明白扁豆和崇明金瓜以豆莢生物量和瓜重分別測產(chǎn)，崇明小菠菜和各類葉菜以地上部分生物量計(jì)入產(chǎn)量.

崇明小菠菜采收后，取地上部分鮮樣用紫外分光光度法測定維生素C含量，水楊酸硝化法測定硝態(tài)氮含量，磺基水楊酸比色法測定可溶性草酸含量，采用考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白質(zhì)含量；取烘干地上部分樣品測可溶性糖含量，方法參考蒽酮比色法. 具體測定方法參考文獻(xiàn)［3］.

1.4 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)

各蔬菜產(chǎn)量單位以畝產(chǎn)量計(jì)（kg/畝）. 用一個(gè)輪作周期內(nèi)不同輪作作物畝產(chǎn)量乘以平均單價(jià)的積的總和，計(jì)算畝總產(chǎn)值；畝效益為畝總產(chǎn)值減去畝總成本，總成本包括播種、農(nóng)藥、收獲、運(yùn)輸?shù)冗^程中投入的人工、物資和機(jī)械等費(fèi)用.

采用Microsoft Excel 2007和IBM SPSS Statistics 26進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和差異顯著性分析.

2" 結(jié)果與分析

2.1 不同輪作模式效益比較

由表1可知，第一年輪作后大部分輪作模式的畝效益均高于對(duì)照組，其中崇明白扁豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T3）輪作的畝效益最高，比對(duì)照組增加67.8%；其次是崇明金瓜+鮮食玉米+崇明小菠菜（T2）和崇明山藥+崇明小菠菜（T4），分別比對(duì)照組增加21.7%和34.5%；崇明香酥芋+崇明小菠菜（T5）和崇明紅皮土豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T6）模式的畝效益增幅較小，分別為12.9%和4.7%. 崇明香芋+崇明小菠菜（T1）輪作模式組畝效益與對(duì)照組無顯著差異.

表2是2023年各試驗(yàn)地塊產(chǎn)量和產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)表. 第2年輪作后，除T1模式畝效益低于對(duì)照外，大部分輪作模式的畝效益均高于對(duì)照組，其中，崇明白扁豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T3）輪作的畝效益最高，比對(duì)照組增加75.50%；其次是崇明金瓜+鮮食玉米+崇明小菠菜（T2）和崇明紅皮土豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T6），分別增幅54.00%和39.30%；崇明山藥+崇明小菠菜（T4）和崇明香酥芋+崇明小菠菜（T5）模式的畝效益增幅較?。?.14%～7.30%）. 而崇明香芋+崇明小菠菜（T1）輪作模式組畝效益低于對(duì)照組（-13.20%）.

表3對(duì)比了不同年度各輪作模式的總效益，結(jié)果顯示，2023年重復(fù)輪作后，除崇明山藥+崇明小菠菜（T4）輪作模式的經(jīng)濟(jì)效益有所下降外，其余輪作模式的經(jīng)濟(jì)效益均明顯增加，增幅高于對(duì)照組的是崇明金瓜+鮮食玉米+崇明小菠菜（T2），崇明白扁豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T3），和崇明紅皮土豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T6）.

2.2 不同輪作模式產(chǎn)量比較

表4比較了不同年份崇明小菠菜的總產(chǎn)量，因2023年崇明小菠菜連茬2次，所以總產(chǎn)量高于2022年度. 單從崇明小菠菜產(chǎn)量看，2022年度僅崇明金瓜+鮮食玉米+崇明小菠菜（T2）、崇明香酥芋+崇明小菠菜（T5）總產(chǎn)量增幅較高，T4甚至低于對(duì)照組（-3.23%）；2023年度除T4無增加外，其余模式崇明小菠菜產(chǎn)量均高于對(duì)照組，崇明紅皮土豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T6）最高，與對(duì)照組相比，增幅為7.92%.

2.3 不同輪作模式品質(zhì)比較

表5以2023年收獲的第2茬崇明小菠菜為材料，比較了除T4外的6個(gè)輪作模式下崇明小菠菜的主要營養(yǎng)品質(zhì). 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各輪作模式下，維生素C、可溶性蛋白質(zhì)及草酸含量均無顯著差異. T1輪作模式的硝態(tài)氮含量顯著高于其他模式；可溶性糖在T6模式下含量最高，其次是T1和對(duì)照組，T2，T3和T5的可溶性糖含量低于對(duì)照組.

3" 討 論

本文比較了不同輪作模式和不同輪作年限下崇明特色蔬菜輪作模式效益，綜合2年輪作表現(xiàn)，T2和T3輪作模式的經(jīng)濟(jì)效益均最高，T1最低. 崇明金瓜和崇明白扁豆生長周期較崇明香芋、崇明香酥芋及崇明紅皮土豆短，可以增加鮮食玉米補(bǔ)充茬口空缺，是其經(jīng)濟(jì)效益較高的主要原因. 此外，T3模式的白扁豆為豆科作物，根系具有固氮作用，可能在改善土壤養(yǎng)分供應(yīng)上具有積極作用. 已有較多研究發(fā)現(xiàn)，豆類參與輪作能顯著提高產(chǎn)量或土壤微生物多樣性，如丁俊男等［4］發(fā)現(xiàn)前茬種植豆科有利于改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高微生物群落多樣性.

隨著輪作次數(shù)的延長，不同輪作模式表現(xiàn)不一致. T4和T5輪作在第1年有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益，增幅達(dá)12.9%以上，但第2年經(jīng)濟(jì)效益增幅不如對(duì)照組，T4甚至明顯低于第1年. 可能與香酥芋、山藥存在明顯連作障礙有關(guān)，兩者均為地下根莖類蔬菜，田間發(fā)現(xiàn)連作導(dǎo)致病蟲害積累嚴(yán)重，影響作物生長. 但T6模式中，崇明紅皮土豆同為地下變態(tài)莖，連作2年內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的連作障礙，且第2年畝增產(chǎn)效益是所有輪作模式中最高的（65.71%），可能作物不同，連作障礙機(jī)制不同. 與T6相似，T2和T3輪作模式也隨著輪作年數(shù)的增加，經(jīng)濟(jì)效益增幅反而變大，說明這些作物的輪作增益效果顯著，可能通過不同作物的組合改善了土壤肥力和微生態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)作物生長. 后續(xù)可以通過土壤肥力指標(biāo)測定以及微生物多樣性分析等方法深入研究輪作效益差異的機(jī)制.

研究還發(fā)現(xiàn)，輪作模式與崇明小菠菜的產(chǎn)量與輪作年限有關(guān). 輪作第1年，大部分輪作模式對(duì)崇明小菠菜產(chǎn)量影響較小；輪作第2年，T6增產(chǎn)效果最高；T6組合作物崇明紅皮土豆和崇明小菠菜之間可能在養(yǎng)分分配、病蟲害減少等方面存在一定的互利作用. 有研究比較了不同作物輪作對(duì)土壤害蟲白松蟲（Scutigerella immaculata）種群的影響，發(fā)現(xiàn)菠菜種植土壤的白松蟲種群增長顯著高于番茄、甜玉米、馬鈴薯，而馬鈴薯種植土壤中白松蟲種群增長顯著低于菠菜、玉米、番茄土壤［5］. 胡建軍等［6］也發(fā)現(xiàn)馬鈴薯-白菜間作糯玉米-菠菜在“一年四茬”種植模式下的畝經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于冬小麥-玉米或冬小麥-夏大豆連作種植模式. 崇明紅皮土豆和崇明小菠菜的互作機(jī)制值得后續(xù)深入研究.

有報(bào)道發(fā)現(xiàn)，輪作能改善作物品質(zhì)，如輪作能提高芡實(shí)抗性淀粉和酚類成分含量［7］. 本研究發(fā)現(xiàn)T1模式的崇明小菠菜硝態(tài)氮含量較高，T6能顯著提高崇明小菠菜的可溶性糖含量. 硝態(tài)氮含量增加可能與該輪作施肥量大、土壤殘留硝態(tài)氮濃度較高有關(guān). 通常根際硝態(tài)氮濃度越高，菠菜硝酸鹽積累量越高［8］. 綜合考量經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)量和品質(zhì)，T2，T3和T6模式可優(yōu)先應(yīng)用于崇明小菠菜高效輪作生產(chǎn).

4" 結(jié) 論

本文以崇明小菠菜為主要作物，比較了2年輪作周期內(nèi)不同輪作模式的經(jīng)濟(jì)效益、崇明小菠菜產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)，篩選到2個(gè)經(jīng)濟(jì)效益突出的輪作模式：崇明金瓜+鮮食玉米+崇明小菠菜（T2）、崇明白扁豆+鮮食玉米+崇明小菠菜（T3）；此外，輪作模式崇明紅皮土豆+鮮食玉米+崇明小菠菜的經(jīng)濟(jì)效益、崇明小菠菜產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)也較高. 以上3種輪作模式均可用于崇明小菠菜高效輪作生產(chǎn). 后續(xù)有必要從土壤理化、養(yǎng)分指標(biāo)、微生物群落等方面對(duì)篩選出的3種輪作模式進(jìn)行機(jī)制分析，挖掘影響崇明小菠菜輪作效益的主要因素，為提升田間生產(chǎn)管理水平，進(jìn)一步優(yōu)化輪作效益奠定理論基礎(chǔ).

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（責(zé)任編輯：顧浩然）