閆鵬科，常少剛，孫 權(quán)，王 銳

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

枸杞作為寧夏的優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)，也是寧夏戰(zhàn)略性主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，“十二五”末，寧夏枸杞種植面積達(dá)到5.33萬(wàn)hm2，占全國(guó)種植面積的45%以上，干果總產(chǎn)量達(dá)到8.8萬(wàn)t，約占全國(guó)總產(chǎn)量的55%，年綜合產(chǎn)值達(dá)100億元。預(yù)計(jì)到“十三五”末時(shí)，寧夏枸杞將穩(wěn)定在6.67萬(wàn)hm2，產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到300億元以上。近幾年寧夏枸杞快速發(fā)展的同時(shí)也面臨著許多問(wèn)題，比如在枸杞生產(chǎn)管理過(guò)程中，農(nóng)民為了獲得高產(chǎn)和更大的經(jīng)濟(jì)效益過(guò)量施用化肥，少施或不施有機(jī)肥等導(dǎo)致的肥料利用率降低，土壤板結(jié)，農(nóng)田可持續(xù)生產(chǎn)能力下降，枸杞產(chǎn)量下降，品質(zhì)變劣等問(wèn)題，繼而影響寧夏枸杞產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

有機(jī)肥具有培肥地力，活化且平衡土壤養(yǎng)分，提高氮肥利用率［1］，增加土壤有效磷含量［2-3］，改善土壤生態(tài)環(huán)境，降低土壤污染等特點(diǎn)［4］。施用有機(jī)肥能夠改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤的透氣能力、保水能力以及蓄熱能力，為土壤微生物提供適應(yīng)的生存環(huán)境，增強(qiáng)土壤微生物活性和群落功能多樣性，提高土壤酶活性［5-6］。適量的有機(jī)肥投入不但能改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力［7-8］，而且對(duì)作物產(chǎn)量的增加，品質(zhì)的提高有顯著作用［9］。王晶［10］研究表明，在5年生‘寧杞1號(hào)’上施用2 t·hm-2化肥和1.67 t·hm-2生態(tài)有機(jī)肥，促進(jìn)枸杞果實(shí)膨大，縱徑、橫徑和單果重分別增加了8.19%、10.67%和15.25%，增產(chǎn)25.43%，同時(shí)改善果實(shí)品質(zhì)。羅青等［11］研究表明，連續(xù)2年春施生態(tài)有機(jī)肥2 t·hm-2、羊糞25 t·hm-2、油渣0.42 t·hm-2和尿素 0.005 t·hm-2，在 5年生枸杞上增產(chǎn)2 415 kg·hm-2，多糖含量增加0.46%～0.67%，在增加產(chǎn)量和改善品質(zhì)方面有顯著作用。李惠霞等［12］研究表明，在3年生‘寧杞1號(hào)’上連續(xù)5年施入不同有機(jī)物料，能顯著改善土壤物理性質(zhì)，其中在土壤含水量、土壤容重、土壤孔隙度等方面有顯著效果。高亮等［13］研究表明，在4年生‘寧杞1號(hào)’上施4.5 t·hm-2生物有機(jī)肥和1.88 t·hm-2硫酸鉀復(fù)合肥，對(duì)枸杞增產(chǎn)有顯著作用，增產(chǎn)1 341 kg·hm-2，千粒重增加33.2 g，同時(shí)提高枸杞優(yōu)質(zhì)果品率，改善植株?duì)I養(yǎng)狀況。鮑瑞等［14］研究表明，在3年生“寧杞1號(hào)”上施用有機(jī)肥對(duì)枸杞增產(chǎn)和改善品質(zhì)方面有顯著作用。

在枸杞上開(kāi)展生物有機(jī)肥施用量的研究，目的是為了提高枸杞園土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能力，提高枸杞產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益和改善枸杞品質(zhì)，明確生物有機(jī)肥的合理用量。同時(shí)探討生物有機(jī)肥對(duì)枸杞園土壤肥力、枸杞產(chǎn)量、品質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)效益的影響，解決肥料利用率低，土壤板結(jié)，農(nóng)田可持續(xù)生產(chǎn)能力下降等問(wèn)題，以期為寧夏枸杞高效、優(yōu)質(zhì)栽培和合理施肥管理提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年5月～2017年11月在寧夏紅寺堡區(qū)地源枸杞生產(chǎn)基地進(jìn)行，該地區(qū)位于東經(jīng)106°5′4.4″，北緯37°19′15.2″，海拔位于1 450～1 678 m間，為緩坡丘陵區(qū)。氣候?qū)俚湫偷臏貛Т箨懶詺夂颍Ｄ旮珊瞪儆?，年均降水?51 mm，年均蒸發(fā)量2 387 mm，年均氣溫8.7℃，日溫差13.7℃，全年≥10℃積溫可達(dá)3 200℃以上，年日照時(shí)數(shù)2 900 h以上，無(wú)霜期154 d，年平均風(fēng)速2.9～3.7 m·s-1，大風(fēng)日數(shù)25 d。晝夜溫差較大，光照充足，有利于枸杞養(yǎng)分的積累，適合枸杞生長(zhǎng)。

1.2 試驗(yàn)材料

該試驗(yàn)選取羊糞基生物有機(jī)肥（pH值7.88，水分21.6%，有機(jī)質(zhì)≥47.3%，N-P2O5-K2O=2.57-1.21-1.63，枯草芽孢桿菌1.13億·g-1，巨大芽孢桿菌0.14億·g-1）。供試枸杞為4年生‘寧杞7號(hào)’，枸杞南北行向定植，株行距為1.0 m×3.0 m，樹(shù)勢(shì)均勻，土壤為普通灰鈣土，質(zhì)地為壤質(zhì)土，基本化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 土壤基本化學(xué)性質(zhì)

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

該試驗(yàn)采用單因素多水平隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)5個(gè)處理：施生物有機(jī)肥0 t·hm-2（T1）、3 t·hm-2（T2）、6 t·hm-2（T3）、9 t·hm-2（T4）、12 t·hm-2（T5），重復(fù)3次。2016年5月和2017年5月分別在距枸杞行兩側(cè)40 cm處，開(kāi)寬20 cm、深40 cm的施肥溝，與表土混勻后回填施入。所有處理灌溉、修剪整枝以及病蟲(chóng)害防治等栽培管理措施一致。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定：土壤pH值用（水土比5∶1）PHS-25精密酸度計(jì)測(cè)定；全鹽采用電導(dǎo)率儀測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-硫酸亞鐵滴定法測(cè)定；堿解氮用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷用鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀用火焰光度法測(cè)定［15］。

干果產(chǎn)量測(cè)定：每個(gè)小區(qū)選取5棵長(zhǎng)勢(shì)均勻的樹(shù)，每茬統(tǒng)一采摘，將采摘的樣品，用純堿浸泡破壞蠟質(zhì)層，自然晾曬3～4 d，達(dá)到市場(chǎng)銷(xiāo)售要求的干度，稱(chēng)重，每茬稱(chēng)重的總和就是年產(chǎn)量，然后換算成該處理的公頃年產(chǎn)量。

漿果品質(zhì)測(cè)定：測(cè)定成熟枸杞漿果的品質(zhì)，選取第3茬枸杞，每個(gè)處理隨機(jī)采集典型果實(shí)20粒，用游標(biāo)卡尺測(cè)量縱徑和橫徑，隨機(jī)采集正常的果實(shí)500粒用電子天平測(cè)量百粒重，隨機(jī)采集正常的果實(shí)300粒用手持糖量計(jì)測(cè)定可溶性固形物含量［16］，用硫酸苯酚法測(cè)定多糖含量［17］，用2，4-二硝基苯肼比色法測(cè)定Vc含量［15］。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2003軟件整理，用SPSS 21軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用生物有機(jī)肥對(duì)枸杞園土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

由表2可知，隨著施肥量的增加，土壤pH值和全鹽含量下降，堿解氮、有效磷、速效鉀含量增加。T2～T5處理與T1處理相比，全鹽含量分別降低9.80%、27.27%、47.37%和60.00%；有機(jī)質(zhì)含量分別增加了136.93%、173.86%、185.89%和229.05%，堿解氮含量分別增加了80.00%、103.33%、166.67%和210.00%；有效磷含量分別增加了31.62%、76.63%、92.66%和196.09%；速效鉀含量分別增加了42.77%、60.23%、88.16%和135.87%。

表2 施用生物有機(jī)肥對(duì)枸杞園土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

2.2 施用生物有機(jī)肥對(duì)枸杞產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

枸杞栽培管理過(guò)程中投入成本過(guò)高，中間環(huán)節(jié)多，且投入成本組成復(fù)雜，包括肥料成本、農(nóng)藥成本、水費(fèi)、電費(fèi)、采摘費(fèi)和管理人工費(fèi)等。由表3可知，所有處理除施肥量外的其他栽培管理措施一致，故農(nóng)藥投入、水費(fèi)和電費(fèi)是相同的，人工費(fèi)不同的原因是增加了施肥的開(kāi)支，采摘費(fèi)與產(chǎn)量呈正比，隨著施肥量的增加，產(chǎn)量增加，采摘費(fèi)增加；總投入指的是各個(gè)中間環(huán)節(jié)投入的總和，隨施肥量的增加而增加，T2～T5處理與T1處理相比，分別增加了30.83%、57.50%、74.25%和88.07%。從表4可看出，枸杞產(chǎn)量與施肥量呈正相關(guān)，與T1處理相比，T2～T5處理增產(chǎn)38.01%～86.88%，分別增產(chǎn)622.50、1 119.15、1 315.45和1 422.90 kg·hm-2；枸杞粒徑隨施肥量的增加而增加，枸杞單價(jià)與粒徑呈正相關(guān)，相應(yīng)的產(chǎn)值也表現(xiàn)出明顯增加，T2～T5處理與T1處理相比，產(chǎn)值分別增加45.97%、84.52%、108.06%和115.63%。然而，經(jīng)濟(jì)效益從44 282.20元·hm-2增 長(zhǎng) 至106 749.80元·hm-2， 較T1處理，T2～T5處理分別增加了59.95%、109.46%、139.27%和141.07%，產(chǎn)投比分別增加了11.54%、17.31%、17.79%、14.90%，其中，T4處理產(chǎn)投比最高，達(dá)到2.45，T1處理的產(chǎn)投比最低，僅為2.08。

表3 各處理下成本投入 （元·hm-2）

表4 施用生物有機(jī)肥對(duì)枸杞產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.3 施用生物有機(jī)肥對(duì)枸杞漿果品質(zhì)的影響

由表5可知，枸杞縱徑隨施肥量的增加而增加，T5處理縱徑最長(zhǎng)，為20.05 mm，比T1、T2、T3和T4處理分別增長(zhǎng)13.62%、7.43%、3.04%和1.10%。枸杞橫徑隨施肥量的增加而增加，T5處理橫徑最長(zhǎng)，為11.71 mm，比T1、T2、T3、T4處理的橫徑分別增長(zhǎng)16.23%、8.97%、4.01%和1.54%。枸杞百粒重隨施肥量的增加先增加后降低，T4處理的百粒重最大，為90.84 g，比T1、T2、T3和T5處理分別增重15.72%、10.27%、6.84%和3.02%。枸杞可溶性固形物含量隨施肥量的增加先增加后降低，T4處理的可溶性固形物含量最高，為20.33%，比T1、T2、T3和T5處理分別增高9.39%、3.25%、3.25%和5.80%。枸杞多糖含量隨施肥量的增加先增加后降低，多糖含量的變化范圍為3.15%～3.75%，與T1處理相比，T2、T3、T4和T5處理多糖含量分別增高8.57%、11.43%、19.05%和15.24%。枸杞Vc含量隨施肥量的增加而增加，Vc含量的變化范圍為257.14～301.06 mg·kg-1，T5處理的Vc含量最高，為301.06 mg·kg-1，與T1處理相比，T2、T3、T4和T5處理Vc含量分別增高5.69%、11.38%、16.58%和17.08%。

表5 施用生物有機(jī)肥對(duì)枸杞品質(zhì)的影響

2.4 枸杞產(chǎn)量與品質(zhì)的相關(guān)性分析與主成分分析

在枸杞的產(chǎn)量和品質(zhì)的評(píng)價(jià)過(guò)程中，通過(guò)單一指標(biāo)無(wú)法綜合確定施肥量，因此，采用主成分分析法進(jìn)行綜合分析，可以更加科學(xué)地篩選出相對(duì)較合理的施肥量。以枸杞的產(chǎn)量、縱徑、橫徑、百粒重、可溶性固形物、多糖和Vc為評(píng)價(jià)指標(biāo)，先進(jìn)行相關(guān)性分析，找出產(chǎn)量與品質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系，再進(jìn)行主成分分析，得到主成分得分與綜合得分［18］。從表6可以看出，產(chǎn)量與縱徑、橫徑和Vc呈極顯著相關(guān)，與百粒重和多糖呈顯著相關(guān)，百粒重與多糖和Vc呈極顯著相關(guān)，與縱徑和橫徑呈顯著相關(guān)。

由表7可以看出，T2、T3、T4和T5處理的綜合得分均高于T1處理，綜合得分排名依次為T(mén)4＞T5＞T3＞T2＞T1，其中 T4 處理得分最高，得分為0.882 4，得分最低的是T1處理，得分為-1.408 0，故生物有機(jī)肥施用量9 t·hm-2為最佳。

表6 產(chǎn)量與品質(zhì)的相關(guān)性分析

表7 主成分得分與綜合得分

3 討論

3.1 施用生物有機(jī)肥對(duì)土壤肥力的影響

生物有機(jī)肥自身含有大量的有機(jī)質(zhì)和作物生長(zhǎng)所需的多種營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)含有大量有益微生物，施入土壤后能提高土壤有機(jī)質(zhì)，活化土壤養(yǎng)分，增加土壤供肥能力，滿足植物生長(zhǎng)需要［19-20］。施用生物有機(jī)肥能夠改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，為土壤微生物提供更舒適的生存環(huán)境，從而增強(qiáng)土壤微生物活性和群落功能多樣性，提高土壤酶活性［5-6］。有研究表明，施用生物有機(jī)肥能顯著提高農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效養(yǎng)分含量［21］。與不施肥或者施化肥相比，施用有機(jī)肥對(duì)土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮有顯著提高作用［22］。施用生物有機(jī)肥能顯著增加有機(jī)質(zhì)、各種形態(tài)的氮含量和土壤酶活性，其中土壤氮含量與生物有機(jī)肥含量的施用量呈正相關(guān)關(guān)系［23］。本研究表明，施用生物有機(jī)肥，可顯著降低土壤pH值和全鹽含量，顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分。與不施肥（T1）相比，施用生物有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)增加幅度為136.93%～229.05%，堿解氮含量增加80.00%～210.00%，有效磷含量增加31.62%～196.09%，速效鉀含量增加42.77%～135.87%，土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分與生物有機(jī)肥施用量呈正相關(guān)，施生物有機(jī)肥12 t·hm-2處理表現(xiàn)最佳。分析其原因是由于有機(jī)肥自身含有大量的有機(jī)質(zhì)和多種作物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)含有大量有益微生物，微生物分解釋放的有機(jī)酸活化土壤，釋放被土壤固定的養(yǎng)分。

3.2 施用生物有機(jī)肥對(duì)枸杞產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

氮、磷、鉀均是作物生長(zhǎng)所需的大量營(yíng)養(yǎng)元素，其中，氮素是植物氨基酸、蛋白質(zhì)、葉綠素、維生素等物質(zhì)的組成成分之一；磷素是調(diào)控作物碳水化合物代謝和糖類(lèi)物質(zhì)合成和運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵；鉀素是CO2同化所必需的元素，促進(jìn)作物進(jìn)行光合作用，同時(shí)促進(jìn)光合作用產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸［24］。生物有機(jī)肥含有作物生長(zhǎng)所需的多種營(yíng)養(yǎng)元素，施用生物有機(jī)肥能為作物生長(zhǎng)提供所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，替代化肥，同時(shí)可減少農(nóng)藥的施用量，增強(qiáng)作物抗逆性，促進(jìn)作物增產(chǎn)，改善作物品質(zhì)［25］。高亮等［13］研究表明，施用有機(jī)肥枸杞千粒重提高了33.2 g，增產(chǎn)1 341 kg·hm-2，同時(shí)，改善枸杞的內(nèi)在品質(zhì)，其中可溶性固形物、Vc和多糖等含量均有所提高。鮑瑞等［14］研究認(rèn)為，施用有機(jī)肥能增加枸杞千粒重10%～14%，增產(chǎn)45%左右，改善枸杞品質(zhì)，有利于糖、黃酮和類(lèi)胡蘿卜素的積累。本研究結(jié)果表明，施用生物有機(jī)肥能顯著促進(jìn)枸杞增產(chǎn)和改善枸杞品質(zhì)，與不施肥（T1）相比，隨著生物有機(jī)肥施用量的增加，各指標(biāo)均出現(xiàn)了不同程度的增加。其中，增產(chǎn)38.01%～86.88%，縱徑增加7.16%～15.76%，橫徑增加8.66%～19.37%，百粒重增加6.47%～18.65%，可溶性固形物增加了3.96%～10.37%，隨著施肥量的增加先增加后降低；多糖增加8.57%～19.05%，隨著施肥量的增加先增加后降低；Vc增加5.69%～17.08%，與施肥量呈正相關(guān)。這是由于生物有機(jī)肥含有枸杞生長(zhǎng)所需的多種營(yíng)養(yǎng)元素，各種營(yíng)養(yǎng)元素含量直接影響著枸杞的產(chǎn)量和品質(zhì)，適量施用，有利于品質(zhì)的提高。在滿足作物生長(zhǎng)之后，多糖含量與土壤中速效磷的含量呈負(fù)相關(guān)［26-27］；Vc與土壤堿解氮含量呈正相關(guān)［27］，與速效磷和速效鉀的含量呈負(fù)相關(guān)［27-28］；可溶性固形物隨速效磷和速效鉀含量的增加而增加［28］。有關(guān)生物有機(jī)肥對(duì)枸杞其他品質(zhì)的影響，有待進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

施用生物有機(jī)肥對(duì)改善土壤的理化性質(zhì)，增加枸杞產(chǎn)量和促進(jìn)果實(shí)膨大有顯著作用，隨生物有機(jī)肥施用量的增加，土壤pH值和全鹽含量降低，有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分顯著提高，產(chǎn)量增加，果實(shí)膨大，當(dāng)施肥量達(dá)到12 t·hm-2時(shí)表現(xiàn)最佳。從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，施肥12 t·hm-2經(jīng)濟(jì)效益最大，但產(chǎn)投比較低；施肥9 t·hm-2經(jīng)濟(jì)效益較12 t·hm-2低796.40元，但產(chǎn)投比最大，高達(dá)2.45。綜合產(chǎn)量和品質(zhì)分析，合理的生物有機(jī)肥施用量控制在9 t·hm-2較為適宜，增產(chǎn)效果顯著，品質(zhì)最佳。