黃 毅 李衍素 賀超興 于賢昌

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京100081）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，設(shè)施園藝已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。2013年設(shè)施蔬菜栽培面積達(dá)368萬(wàn)hm2，產(chǎn)值7 800億元，占種植業(yè)產(chǎn)值的25%。但目前我國(guó)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中，施肥嚴(yán)重過(guò)量，肥料利用率偏低，氮素利用率約30%，比先進(jìn)國(guó)家低30個(gè)百分點(diǎn)，磷肥利用率約14%，鉀肥利用率約28%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家（吳建富 等，2003；陳杰 等，2005；郭世榮 等，2012）。另一方面，為了追求高產(chǎn)存在不合理施用化肥的現(xiàn)象，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分不平衡、次生鹽漬化、肥料浪費(fèi)、生產(chǎn)成本增加等問(wèn)題，嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的健康和生態(tài)環(huán)境安全（張維理 等，2004）。黃瓜是我國(guó)設(shè)施栽培的主要蔬菜之一，其種植面積已達(dá)到設(shè)施蔬菜栽培面積的5%，但依舊面臨著單位面積產(chǎn)量低、農(nóng)藥用量大等問(wèn)題（孫玉河 等，2010）。提高設(shè)施黃瓜產(chǎn)量和肥料利用率，對(duì)我國(guó)設(shè)施黃瓜發(fā)展具有重要的意義。

聚天門(mén)冬氨酸（polyaspartic acid，PASP），別名聚天冬氨酸，是一種新型的環(huán)境友好型高分子材料，其含有像蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一樣的酰胺基團(tuán)和羧酸側(cè)鏈，既能完全降解又具有螯合功能，是目前世界上公認(rèn)的“綠色化學(xué)品”，因此被越來(lái)越多地應(yīng)用在日化、農(nóng)業(yè)、水處理等領(lǐng)域（Tomida et al.，1997；方莉和譚天偉，2001）。在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面，聚天門(mén)冬氨酸可用于植物種子的包衣，具有提高發(fā)芽率和保墑的作用。因聚天門(mén)冬氨酸具有良好的殺蟲(chóng)、滅菌和分散能力，還可將聚天門(mén)冬氨酸用于農(nóng)藥，既可保護(hù)植物不受病蟲(chóng)侵害，又可與農(nóng)藥其他成分復(fù)配，使其在植物表面潤(rùn)濕、分散、增溶和滲透，充分發(fā)揮農(nóng)藥的藥效（Sanders，1998）。聚天門(mén)冬氨酸在土壤中一般施用8 d后可生物降解，20 d后降解達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，完全符合新型環(huán)保試劑和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求（Tao et al.，2004）。另一方面，聚天門(mén)冬氨酸在土壤中很容易進(jìn)入植物的根部，可吸收和富集根部周?chē)寥乐袑?duì)植物有用的元素，提高肥料利用率，減少肥料施用量，而且還能減少水分流失，從而增強(qiáng)農(nóng)作物對(duì)養(yǎng)分和水分的高效吸收，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量（Kinnersley et al.，1994，1997）。小麥生產(chǎn)添加聚天門(mén)冬氨酸，可以促進(jìn)小麥分蘗，提高冬小麥產(chǎn)量，提高氮肥利用率（孫克剛 等，2015）。姜雯等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，施肥時(shí)添加一定量的聚天門(mén)冬氨酸，可以提高玉米幼苗葉片葉綠素含量、葉片硝酸還原酶活性和光合作用，同時(shí)增加植株干物質(zhì)的積累，提高植株根系對(duì)氮、鉀的吸收和肥料利用效率。上述研究為聚天門(mén)冬氨酸的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用提供了一定的科學(xué)依據(jù)，但多針對(duì)大田作物和果樹(shù)等，在蔬菜生產(chǎn)上的應(yīng)用研究較少。本試驗(yàn)通過(guò)根施不同量的聚天門(mén)冬氨酸，研究其對(duì)日光溫室黃瓜生長(zhǎng)、產(chǎn)量以及礦質(zhì)元素吸收的影響，為聚天門(mén)冬氨酸在設(shè)施黃瓜生產(chǎn)上的應(yīng)用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016年8月2日至11月15日在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所日光溫室內(nèi)進(jìn)行。供試黃瓜（Cucumis sativusL.）品種為中農(nóng)26號(hào)，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所提供。供試試劑聚天門(mén)冬氨酸由上海荻龍實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%。供試育苗基質(zhì)為無(wú)土營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，按草炭∶蛭石=2∶1（V/V）的比例混合。設(shè)施內(nèi)黃瓜栽培土壤理化性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)含量408.06 g·kg-1，全氮4.02%，全鉀 18.05 g·kg-1，全磷 2 381 mg·kg-1，速效氮 240.40 mg·kg-1，速效鉀 547.5 mg·kg-1，速效磷13.65 mg·kg-1。栽培畦寬0.8 m左右，長(zhǎng)5.5 m左右，共12畦，栽培面積約53 m2，共種植240株黃瓜。生長(zhǎng)期根據(jù)具體生長(zhǎng)狀況共追施黃瓜專(zhuān)用水溶肥〔氮≥16%，磷≥5%，鉀≥26%，黃腐酸≥12%，活性鈣≥10%，硼≥5%，中微量元素≥8%，由金億?。ㄌ旖颍┥锟萍加邢薰旧a(chǎn)〕8 kg。

8月2日催芽，8月3日播種，8月17日黃瓜幼苗兩葉一心時(shí)定植。共設(shè)4個(gè)處理，分別為CK（常規(guī)栽培，每次聚天門(mén)冬氨酸處理時(shí)澆同量自來(lái)水）、T1（30 mg·株-1聚天門(mén)冬氨酸）、T2（60 mg·株-1聚天門(mén)冬氨酸）、T3（90 mg·株-1聚天門(mén)冬氨酸），每處理共60株，6次重復(fù)，每重復(fù)10株，采用田間土壤栽培，隨機(jī)區(qū)組排列，定植2 d后開(kāi)始根施聚天門(mén)冬氨酸處理：將聚天門(mén)冬氨酸溶于一定量清水中，通過(guò)滴灌滴施到植株根部。之后每隔7 d處理1次，截至拉秧共滴施13次。試驗(yàn)田其他管理均按常規(guī)方法進(jìn)行。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目

在黃瓜定植50 d后（10月5日，共處理7次），每個(gè)處理隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)良好的18株植株，用卷尺測(cè)量黃瓜植株株高（莖基部到生長(zhǎng)點(diǎn)的距離），用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗（地上部1 cm位置），并統(tǒng)計(jì)其葉片數(shù)。

10月6日，每個(gè)處理選12株長(zhǎng)勢(shì)良好的植株，取白色、活性高的根尖，采用氯化三苯基四氮唑（TTC）比色法（高俊鳳， 2006）測(cè)定黃瓜根系活力。

10月8日（晴天）上午11：00，每個(gè)處理隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)良好的18株植株，使用Li-6400 便攜式光合測(cè)定儀（美國(guó)Li-Cor 公司）測(cè)定黃瓜植株功能葉（上數(shù)第4片葉）的光合速率（Pn）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr），測(cè)定時(shí)設(shè)定光量子通量密度（PFD）為400 μmol·m-2·s-1，CO2濃度為 350～360 μL·L-1，葉溫為（25 ± 1）℃。

10月8日（晴天），每個(gè)處理隨機(jī)選取第12片葉片（上數(shù)第4片葉），樣本均勻混合后，采用丙酮浸提法測(cè)定黃瓜葉片的葉綠素含量（高俊鳳，2006）。

采收期（10月20日）摘取生長(zhǎng)一致、成熟度良好的黃瓜果實(shí)樣品，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量，采用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量，采用茚三酮比色法測(cè)定游離氨基酸含量，采用二甲苯萃取比色法測(cè)定VC含量（王學(xué)奎和黃見(jiàn)良，2015）。同時(shí)測(cè)定果實(shí)中全氮、全磷、全鉀含量，全氮含量采用ATC-165凱氏定氮儀測(cè)定，全磷、全鉀含量采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-AEC）分析方法測(cè)定。

11月13日，每個(gè)處理隨機(jī)選取24株長(zhǎng)勢(shì)良好的植株，進(jìn)行全株干、鮮質(zhì)量的測(cè)定，干質(zhì)量測(cè)定方法：105 ℃殺青30 min，75 ℃烘干48 h后稱(chēng)重。同時(shí)進(jìn)行植株全磷、全氮、全鉀含量的測(cè)定，測(cè)定方法與果實(shí)中全氮、全磷、全鉀含量的測(cè)定方法一致。

10月2日開(kāi)始采收，11月15日拉秧，按小區(qū)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量，計(jì)算黃瓜單株產(chǎn)量和每667 m2產(chǎn)量。

分別在定植前、黃瓜定植60 d后（10月10日，已處理8次）取0～20 cm土壤樣品，測(cè)定速效氮、速效磷、速效鉀含量（魯如坤，2000；譚和平 等，2010）。

植物氮（磷、鉀）吸收量（mg·株-1）=植株氮（磷、鉀）含量×植株整株干質(zhì)量+果實(shí)氮（磷、鉀）含量×果實(shí)干質(zhì)量

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算和作圖采用Microsoft Excel 2013軟件，數(shù)據(jù)的單因素方差分析采用DPS v7.05軟件，差異顯著性檢驗(yàn)（α=0.05）采用Duncan新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜生長(zhǎng)的影響

與對(duì)照相比，根施60 mg·株-1（T2）和90 mg·株-1（T3）聚天門(mén)冬氨酸處理顯著增加了黃瓜的株高、葉片數(shù)、根系活力，其中根施60 mg·株-1的處理效果較好，株高、葉片數(shù)、根系活力分別比對(duì)照增加5.05%、7.41%和7.98%。根施聚天門(mén)冬氨酸顯著促進(jìn)了全株干、鮮質(zhì)量的增加，60 mg·株-1處理效果最為顯著，全株干、鮮質(zhì)量分別比對(duì)照增加16.24%、11.16%（表1）。

表1 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜生長(zhǎng)的影響

2.2 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜葉片葉綠素含量和光合作用的影響

根施一定量的聚天門(mén)冬氨酸提高了黃瓜葉片中色素的含量（表2）。與對(duì)照相比，根施60、90 mg·株-1處理對(duì)增加葉綠素a和葉綠素b含量的效果最為顯著。60 mg·株-1處理的黃瓜植株葉片中葉綠素a、葉綠素b含量分別比對(duì)照增加14.97%、19.58%，90 mg·株-1處理的黃瓜植株葉片中葉綠素a、葉綠素b含量分別比對(duì)照增加12.83%、16.88%。根施聚天門(mén)冬氨酸顯著提高了植株葉片的光合速率，以60 mg·株-1處理影響最為顯著，相比對(duì)照增加了33.33%。根施聚天門(mén)冬氨酸60 mg·株-1和90 mg·株-1顯著增加了胞間CO2濃度、蒸騰速率，分別比對(duì)照增加了10.86%、6.50% 和12.25%、4.87%。 根 施 60 mg· 株-1處理的植株葉片氣孔導(dǎo)度相比對(duì)照顯著增加了10.38%。

表2 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜葉片葉綠素含量和光合作用的影響

2.3 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

由表3可以看出，根施60 mg·株-1和90 mg·株-1聚天門(mén)冬氨酸處理的黃瓜果實(shí)中VC含量顯著高于對(duì)照，分別增加4.47%、4.12%。根施聚天門(mén)冬氨酸處理的黃瓜果實(shí)可溶性蛋白和可溶性糖含量均顯著高于對(duì)照，但根施一定量的聚天門(mén)冬氨酸對(duì)果實(shí)中游離氨基酸含量并沒(méi)有顯著影響。由此可知，根施60、90 mg·株-1的聚天門(mén)冬氨酸提高了黃瓜果實(shí)的品質(zhì)。

表3 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜果實(shí)品質(zhì)的影響mg·g-1（FW）

2.4 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量的影響

由表4可以看出，根施60、90 mg·株-1的聚天門(mén)冬氨酸可以顯著提高土壤速效氮、速效磷、速效鉀的含量，提高土壤養(yǎng)分含量。60 mg·株-1處理的土壤中速效氮、速效磷、速效鉀含量分別比對(duì)照增加 20.91%、31.65%、35.87%。

表4 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量的影響mg·kg-1

2.5 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜植株氮、磷、鉀吸收量的影響

由表5可以看出，根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)黃瓜植株氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量的影響與黃瓜株高、生物量的趨勢(shì)一致，根施聚天門(mén)冬氨酸的處理植株氮、磷、鉀吸收量顯著高于對(duì)照。其中60 mg·株-1處理的效果最為顯著，相比對(duì)照每株氮、磷、鉀吸收量分別增加30.29%、33.00%、36.39%。由于生長(zhǎng)過(guò)程中各處理的肥料施用量是相等的，可見(jiàn)根施聚天門(mén)冬氨酸能提高肥料的利用率。

2.6 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜產(chǎn)量的影響

由表6可以看出，在黃瓜生長(zhǎng)過(guò)程中，根施一定量的聚天門(mén)冬氨酸可以顯著增加黃瓜的產(chǎn)量。其中根施60 mg·株-1處理對(duì)黃瓜單株產(chǎn)量、單株果數(shù)和總產(chǎn)量的增加最為顯著，與對(duì)照相比，分別增加17.85%、20.92%和17.85%。

表5 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜植株氮、磷、鉀吸收量的影響

表6 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜產(chǎn)量的影響

3 討論

3.1 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響

根施一定量聚天門(mén)冬氨酸有利于紫穗槐的生長(zhǎng)，相比于對(duì)照，增加了新梢直徑、新梢高度、葉片數(shù)和葉面積（王婷 等，2010）。在水稻生長(zhǎng)施肥過(guò)程中添加一定量的聚天門(mén)冬氨酸，能夠促進(jìn)水稻分蘗，增加根質(zhì)量、苗高、葉片長(zhǎng)度和寬度，提高水稻產(chǎn)量（Ju et al.，2013）。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，根施60 mg·株-1聚天門(mén)冬氨酸，黃瓜植株株高、莖粗、葉片數(shù)、根系活力、葉綠素含量、光合速率、胞間CO2濃度等相比對(duì)照都顯著增加，促進(jìn)了日光溫室黃瓜植株的生長(zhǎng)發(fā)育，這與前人研究結(jié)果基本一致。

3.2 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)土壤養(yǎng)分含量以及黃瓜植株氮、磷、鉀吸收量的影響

Ju等（2013）和Deng等（2015）的研究表明，在施肥過(guò)程中添加一定量的聚天門(mén)冬氨酸，能夠促進(jìn)水稻對(duì)氮元素的吸收。謝方淼等（2011）、侯曉娜和王旭（2014）、Deng等（2014）發(fā)現(xiàn)用聚天門(mén)

冬氨酸作為肥料增效劑，可使土壤中氮含量保持較高的有效性，增加了土壤肥力，促進(jìn)了作物對(duì)氮元素的吸收。土壤中施用聚天門(mén)冬氨酸，可使氧化態(tài)和富集的Zn轉(zhuǎn)化為水溶性、弱酸性、還原態(tài)Zn，有利于植株的吸收（關(guān)連珠 等，2013）。本試驗(yàn)研究表明，根施60 mg·株-1聚天門(mén)冬氨酸，土壤速效氮、速效磷、速效鉀的含量相比對(duì)照顯著增加了20.91%、31.65%、35.87%。黃瓜植株對(duì)氮、磷、鉀的吸收量分別顯著增加了30.29%、33.00%、36.39%，因此，根施聚天門(mén)冬氨酸提高了肥料的利用率。前人研究表明，聚天門(mén)冬氨酸能夠提高土壤中速效氮、磷、鉀的含量，促進(jìn)植株對(duì)其吸收，主要原因是聚天門(mén)冬氨酸為多肽高分子聚合物，同時(shí)具有?；?、羧基和酰胺基等活性集團(tuán)，具有極強(qiáng)的螯合、分散、吸附等能力，且配伍性極佳，因此能夠活化土壤中固定態(tài)的養(yǎng)分元素，減少礦質(zhì)元素的揮發(fā)和流失；另一方面，聚天門(mén)冬氨酸能改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤陽(yáng)離子代換量，提高土壤保肥能力（Kinnersley et al.，1994，1997）。

3.3 根施聚天門(mén)冬氨酸對(duì)日光溫室黃瓜產(chǎn)量的影響

研究發(fā)現(xiàn)，在水稻施肥時(shí)添加一定量的聚天門(mén)冬氨酸，可以增加水稻分蘗數(shù)，提高水稻產(chǎn)量（Ju et al.，2013；Deng et al.，2015）。 冷 一 欣 等（2005）也研究證實(shí)，根施聚天門(mén)冬氨酸同源多肽能夠促進(jìn)玉米生長(zhǎng)，提高玉米產(chǎn)量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在日光溫室秋冬茬黃瓜生長(zhǎng)過(guò)程中，根施一定量的聚天門(mén)冬氨酸可以顯著增加黃瓜產(chǎn)量，根施60 mg·株-1處理對(duì)黃瓜單株產(chǎn)量、單株果數(shù)和總產(chǎn)量的增加最為顯著，分別比對(duì)照增加17.85%、20.92%和17.85%。根施聚天門(mén)冬氨酸，每667 m2成本約為50元，按每667 m2黃瓜產(chǎn)量15 000 kg、平均售價(jià)1.0元·kg-1計(jì)算，黃瓜增產(chǎn)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益約2 678元，效益增加明顯。其增產(chǎn)可能是由于聚天門(mén)冬氨酸自身的特性，聚天門(mén)冬氨酸能夠活化土壤中固定態(tài)的養(yǎng)分元素，保持土壤水分，進(jìn)而提高水肥利用率，促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)、增加產(chǎn)量（Kinnersley et al.，1994，1997）。

4 結(jié)論

在日光溫室秋冬茬黃瓜生長(zhǎng)過(guò)程中根施一定量的聚天門(mén)冬氨酸，不僅能夠促進(jìn)黃瓜植株的生長(zhǎng)發(fā)育，增加黃瓜產(chǎn)量，還能夠提高植株對(duì)氮、磷、鉀礦質(zhì)元素的吸收量和肥料利用率，提高土壤速效氮、磷、鉀的含量。本試驗(yàn)中聚天門(mén)冬氨酸根施的最適濃度為60 mg·株-1。本試驗(yàn)為結(jié)合水肥一體化利用聚天門(mén)冬氨酸促進(jìn)日光溫室秋冬茬黃瓜的生長(zhǎng)提供了一定的理論依據(jù)，但由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)和條件的限制，對(duì)于是否存在更合適的聚天門(mén)冬氨酸用量以及最優(yōu)根施時(shí)間和次數(shù)都需進(jìn)一步試驗(yàn)。

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山東德州新增3家供港蔬菜基地

2018年1月，國(guó)家質(zhì)檢總局公布最新供港蔬菜備案種植場(chǎng)名單，德州3家蔬菜種植企業(yè)上榜，分別是山東溢佳設(shè)施蔬菜生產(chǎn)基地、雷集朱莊樂(lè)農(nóng)蔬菜基地、山東金魯班有機(jī)農(nóng)業(yè)科技有限公司。此次德州新增供港蔬菜基地面積143 hm2，品種近50種，預(yù)計(jì)產(chǎn)量3 500 t。

供港蔬菜基地在食品安全保障、監(jiān)管力度方面要求十分嚴(yán)格。基地的土壤、水源、空氣等全部符合要求才準(zhǔn)予備案。生產(chǎn)過(guò)程必須嚴(yán)格按照內(nèi)地和香港的有機(jī)生產(chǎn)規(guī)程生產(chǎn)，并實(shí)行全過(guò)程監(jiān)管，嚴(yán)格抽檢，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中僅農(nóng)殘限量就有3 300多項(xiàng)，并經(jīng)常修訂，一旦有一項(xiàng)抽檢不合格，基地便進(jìn)入“黑名單”。德州檢驗(yàn)檢疫局發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提前介入，多次到田間地頭，看地形，查環(huán)境，幫助企業(yè)科學(xué)規(guī)劃，建立追溯體系；立足風(fēng)險(xiǎn)分析，從農(nóng)業(yè)投入品管理、田間管理、自檢能力、檔案管理等方面進(jìn)行嚴(yán)格審核監(jiān)管，確保供港蔬菜質(zhì)量安全；加強(qiáng)對(duì)基地管理人員食品防護(hù)、追溯體系培訓(xùn)，提高基地管理水平，保障蔬菜質(zhì)量的穩(wěn)定性。

（新農(nóng)網(wǎng)）