王 成，呂 劍，李 靜，張 婧，唐超男，張迎春，頡建明

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

合理施肥是提高作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，改善品質(zhì)的重要措施之一［1］，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍存在單施化肥造成養(yǎng)分單一、供肥不平衡及施用未經(jīng)腐熟的有機(jī)肥等問題，盲目施肥已成為農(nóng)戶追求高效益的重要手段［2］。合理施肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中尤為重要，而生物有機(jī)肥和化肥配施是提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，增加土壤肥力，維持和提高土壤養(yǎng)分的有效途徑，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科學(xué)合理施肥和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義［3］。

生物有機(jī)肥集生物肥和有機(jī)肥的優(yōu)點(diǎn)于一體，將生物、有機(jī)、無機(jī)相結(jié)合形成養(yǎng)分互動(dòng)互補(bǔ)的作用，克服了化肥養(yǎng)分單一，供肥不平衡的問題，既能夠調(diào)控作物生長(zhǎng)、改善產(chǎn)品品質(zhì)，又可增加土壤肥力、減少化肥用量［4-5］。已有研究表明，使用生物有機(jī)肥和平衡施肥，具有較好的土壤改良效果［6-7］，能夠明顯改善植物的性狀和品質(zhì)［8］。周莉華等［9］研究表明，生物有機(jī)肥能夠促進(jìn)小麥生長(zhǎng)和改善土壤理化性質(zhì)。韓曉玲等［10］和王冰清等［11］研究中發(fā)現(xiàn)，化肥配施有機(jī)肥可以提高番茄、黃瓜和甘藍(lán)的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。李杰等［12］研究表明，與單施化肥相比，配施生物有機(jī)肥能夠明顯改善花椰菜的品質(zhì)、提高肥料利用率和光合效率。以往關(guān)于生物有機(jī)肥的研究大多關(guān)注在作物生長(zhǎng)和土壤生物學(xué)特性上，而生物有機(jī)肥與化肥配施對(duì)蔬菜生長(zhǎng)、生理特性及養(yǎng)分利用的影響報(bào)道較少。韭菜（A．tuberosum Rottl．ex Spreng.）作為一種多年生宿根蔬菜，在我國(guó)栽培歷史悠久，是我國(guó)北方冬春季重要設(shè)施蔬菜之一，人們對(duì)其研究多集中在連作障礙、韭蛆防治等方面，關(guān)于化肥配施生物有機(jī)肥對(duì)韭菜生長(zhǎng)和養(yǎng)分利用效果的研究鮮有報(bào)道。本研究通過設(shè)置常規(guī)施肥、常規(guī)施肥配施不同量的生物有機(jī)肥在設(shè)施韭菜上的田間肥效試驗(yàn)，旨在探討合理配施生物有機(jī)肥對(duì)韭菜產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分利用的影響，以期為生物有機(jī)肥在當(dāng)?shù)鼐虏嗽耘嗌系膽?yīng)用提供理論及技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在甘肅省武山縣清池韭菜核心示范區(qū)進(jìn)行。武山縣屬溫帶大陸半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均氣溫10℃，平均日照2199h，≥10℃作物生長(zhǎng)期176d，無霜期180d，年降水量450mm，年蒸發(fā)量1644mm。試驗(yàn)區(qū)土壤為砂質(zhì)土壤，地勢(shì)平坦，肥力中等均勻，耕層土壤（0～20cm）堿解氮55.6mg/kg，有效磷75.4mg/kg，速效鉀131.6mg/kg，有機(jī)質(zhì)16.4g/kg，pH6.8，EC2.5mS/cm。

1.2 供試材料

試驗(yàn)韭菜品種為“馬藺韭-大青根”，該品種是利用高寒氣候條件下雜交而成的抗寒、高產(chǎn)、抗病的雜交一代品種，葉片寬厚肥大，分蘗能力強(qiáng)且生長(zhǎng)快，在我國(guó)北方廣泛種植。

試驗(yàn)供試生物有機(jī)肥由有機(jī)物料、礦物質(zhì)、微生物等原料加工而成的有機(jī)、無機(jī)、微生物復(fù)合型的綠色高能肥料，有效菌為枯草芽孢桿菌、施氏假單胞菌、巨大芽孢桿菌、地衣芽孢菌，有效菌落數(shù)0.2 億/g，氮磷鉀含量為5%，有機(jī)質(zhì)含量為40%，腐植酸含量為25%，水分含量為30%，pH6.8。供試普通化肥：尿素（N46%）、過磷酸鈣（P2O512%）及硫酸鉀（K2O50%）。

1.3 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)5 個(gè)處理：不施肥（CK），常規(guī)施肥（T1），2400kg/hm2生物有機(jī)肥+常規(guī)施肥（T2），3600kg/hm2生物有機(jī)肥+常規(guī)施肥（T3），4800kg/hm2生物有機(jī)肥+常規(guī)施肥（T4），3 次重復(fù)，小區(qū)面積為25m2。各處理常規(guī)施肥均按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶韭菜種植普通化肥傳統(tǒng)習(xí)慣施肥量施肥，即各施肥處理所需化肥用量相同。肥料用量見表1。

表1 試驗(yàn)各處理肥料配比及施肥量（kg/hm2）

定植前（6月20日）各處理撒施干雞糞9750kg/hm2，并翻入土壤。定植時(shí)（6月25日），將韭苗起出，剪去須根先端，留2～3cm 以促進(jìn)新根發(fā)育，行距20cm、穴距10cm，每穴栽苗3 株。各處理常規(guī)施肥養(yǎng)根期每次追施25%的化肥，分別于7月10日、7月27日、8 月15日、9月4日追肥，共4次。所有處理于8月20日撒施油渣2475kg/hm2，于11月25日一次性施入越冬生產(chǎn)期所需化肥和生物有機(jī)肥，11月30日扣棚。分別于2018年1月17日、2月7日收割兩刀韭菜。試驗(yàn)各處理其他田間管理措施均一致。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及測(cè)定方法

韭菜收割時(shí)全小區(qū)計(jì)產(chǎn)，以總產(chǎn)值減去肥料成本計(jì)算凈收益。收割第二刀時(shí)每小區(qū)隨機(jī)選取9 穴韭菜用于測(cè)定營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)：2，6-二氯酚靛酚鈉染色法測(cè)定維生素C 含量；蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量；硝基水楊酸法測(cè)定硝酸鹽含量［13］；考馬斯亮藍(lán)G-250 溶液法測(cè)定可溶性蛋白含量［14］。

收割時(shí)每小區(qū)隨機(jī)選取9 穴韭菜，分根、莖、葉稱鮮重，105℃下殺青30min，70℃下烘干至恒重，用于測(cè)定韭菜養(yǎng)分含量：稱重法測(cè)定植株干物質(zhì)量；采用凱氏定氮法測(cè)定植株全氮含量；釩鉬黃比色法測(cè)定植株全磷含量；火焰光度法測(cè)定植株全鉀含量［15］。

按王宜倫等［16］的公式計(jì)算氮（磷、鉀）肥利用率：

氮（磷，鉀）肥利用率［REN（P，K），%］=［施肥區(qū)植物地上部分吸氮（磷、鉀）量-不施肥區(qū)植物地上部分吸氮（磷、鉀）量］/氮（磷、鉀）肥投入量×100

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理使用Excel2010，統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS20.0，顯著性水平為P＜0.05，用Origin9.0 繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜產(chǎn)量的影響

隨著生物有機(jī)肥用量的增加韭菜產(chǎn)量不斷提高（表2）。T2、T3 和T4 處 理 產(chǎn) 量 均 顯 著 高 于T1，分別增產(chǎn)13.2%、19.2%和19.9%。不同生物有機(jī)肥用量之間，與T2 相比，T3、T4 處理產(chǎn)量顯著提高，分別增產(chǎn)5.3%、5.9%，但T3 和T4 處理之間產(chǎn)量無顯著差異。相對(duì)于T1，T2、T3 和T4 均有顯著的增產(chǎn)效果，增產(chǎn)效果為T4＞T3＞T2＞ T1。

表2 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜產(chǎn)量的影響

2.2 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜經(jīng)濟(jì)效益的影響

各追肥處理凈收益依次為T3＞T2＞T4＞T1。與T1 相比，T2、T3 和T4 均顯著提高了韭菜凈收益，分 別 增 加 收 益7373.4、9471.1 和7297.9 元/hm2，凈收益分別提高10.2%、13.1%和10.1%，但各生物有機(jī)肥處理之間凈收益無顯著差異。相對(duì)于T1，配施生物有機(jī)肥均可以提高韭菜產(chǎn)量和產(chǎn)值，但肥料成本相應(yīng)大幅度增大，由凈收益可以看出，T3處理取得了較高的凈收益增長(zhǎng)。

表3 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜經(jīng)濟(jì)效益的影響（元/hm2）

2.3 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響見圖1。與T1 相比，T3 和T4 處理均顯著提高了韭菜可溶性糖含量，分別提高25.0%和28.0%，與T2 的可溶性糖含量差異不顯著；各追肥處理之間韭菜可溶性蛋白含量無顯著差異；T3、T4 處理均顯著提高了韭菜維生素C的含量，分別提高7.5%、22.0%，T2 對(duì)韭菜維生素C含量無顯著影響；T2、T3、T4 處理均顯著降低了葉片硝酸鹽含量，分別降低2.7%、19.4%、25.9%。相對(duì)于T1，韭菜可溶性糖和維生素C 含量隨著生物有機(jī)肥用量的增加而增加，葉片硝酸鹽含量隨著生物有機(jī)肥用量的增加而降低，施用生物有機(jī)肥對(duì)韭菜可溶性蛋白含量無顯著影響。

2.4 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜干物質(zhì)積累量及分配率的影響

圖1 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

表4 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜干物質(zhì)積累量及分配率的影響

不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜干物質(zhì)積累和分配率的影響見表4。T3、T4 處理均顯著提高了韭菜干物質(zhì)積累總量，分別提高5.1%、13.5%。與T1相比，T3、T4 顯著提高了韭菜根部干物質(zhì)積累量，分別提高4.0%、17.0%，T2 根部干物質(zhì)積累量顯著下降；各生物有機(jī)肥處理葉片干物質(zhì)積累量高于T1，莖部積累量低于T1，但均無顯著差異。干物質(zhì)分配方面，與T1 相比，各生物有機(jī)肥處理的韭菜根部和葉片干物質(zhì)分配率均無顯著差異，T2 和T3 莖部干物質(zhì)分配率無顯著差異，T4 的莖部干物質(zhì)分配率顯著降低。隨著生物有機(jī)肥用量的增加，T2、T3、T4 的莖部和葉片干物質(zhì)分配率逐漸降低，根部干物質(zhì)分配率逐漸增加。增施一定量的生物有機(jī)肥可以提高韭菜根部和葉片干物質(zhì)的積累量，為多年生韭菜進(jìn)入越冬生產(chǎn)期提供足夠的養(yǎng)分供應(yīng)，保證韭菜產(chǎn)量。

2.5 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜不同器官氮素吸收、分配以及氮肥利用率的影響

施用生物有機(jī)肥可以大幅度提高韭菜氮肥利用率，氮肥利用率隨著生物有機(jī)肥用量的增加而提高（表5）。與T1 相比，T2、T3、T4 氮肥利用率均顯著提高，分別提高27.2%、35.8%、44.0%。各生物有機(jī)肥處理之間氮肥利用率逐漸提高，但無顯著性差異。

與T1 相比，T2、T3、T4 處理的葉片和莖部氮素吸收量均顯著增加，分別增加41.0%、32.6%、37.7%和17.3%、12.3%、20.3%；T2、T3 對(duì)根部吸氮量無顯著影響，T4 處理的根部吸氮量顯著提高。

T2、T3、T4 處理的葉片氮素分配率均高于T1，對(duì)莖部氮素分配率均無顯著影響，根部氮素分配率均有所降低。施用生物有機(jī)肥有利于促進(jìn)氮素向葉片的輸送，增加氮素在葉片中的積累和分配，隨著生物有機(jī)肥用量的增加葉片和莖部的氮素分配率逐漸降低，根部氮素分配率逐漸增加。從不同器官氮素分配率來看，各處理均以根部分配率最高，葉片次之，莖部分配率最低。

表5 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜不同器官氮素吸收、分配以及利用率的影響

2.6 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜不同器官磷素吸收、分配以及利用率的影響

施用生物有機(jī)肥可以大幅度提高韭菜磷肥利用率，磷肥利用率隨著生物有機(jī)肥用量的增加而提高（表6）。與T1 相比，T2、T3、T4 磷肥利用率均顯著提高，分別提高18.4%、18.7%、29.7%。T2、T3之間磷肥利用率無顯著性差異。

與T1 相比，T2、T3、T4 處理的葉片和莖部磷素吸收量均顯著增加，分別增加6.0%、11.4%、15.0%和22.4%、9.8%、22.6%；T2 和T3 對(duì)根部吸磷量無顯著影響，T4 處理的根部吸磷量顯著提高。

與T1 相比，T2、T3、T4 處理的葉片和莖部磷素分配率均有所提高，根部磷素分配率均有所降低。施用生物有機(jī)肥有利于促進(jìn)磷素向葉片的輸送，增加磷素在葉片中的積累和分配。從不同器官磷素分配率來看，各處理均以根部分配率最高，葉片次之，莖部分配率最低。

表6 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜不同器官磷素吸收、分配以及利用率的影響

2.7 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜不同器官鉀素吸收、分配以及利用率的影響

施用生物有機(jī)肥可以大幅度提高韭菜鉀肥利用率（表7）。與T1 相比，T2、T3、T4 鉀肥利用率均顯著提高，分別提高26.9%、15.4%、25.9%。與T3 相比，T2 和T4 鉀肥利用率均顯著提高。T2 和T4 處理之間鉀肥利用率無顯著性差異。

表7 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜不同器官鉀素吸收、分配以及利用率的影響

與T1 相比，T2、T3、T4 處理的葉片鉀素吸收量均顯著增加，分別增加19.7%、16.3%、22.5%；T2 和T4 莖部吸鉀量顯著提高，T3 和T4 根部吸鉀量顯著提高。

與T1 相比，T2、T3 處理的葉片和莖部鉀素分配率均顯著提高，根部鉀素分配率均顯著降低。施用生物有機(jī)肥有利于促進(jìn)鉀素向葉片的輸送，增加鉀素在葉片中的積累和分配。從不同器官鉀素分配率來看，各處理均以根部分配率最高，葉片次之，莖部分配率最低。

3 討論

3.1 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響

化肥配施生物有機(jī)肥具有養(yǎng)分組成完全、肥效好等特性，能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量及其他營(yíng)養(yǎng)元素，改善土壤性狀，是作物優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)的有效途徑［17］。本研究表明，與常規(guī)施肥相比，3600、4800kg/hm2生物有機(jī)肥處理顯著增加了根部干物質(zhì)積累量；所有配施生物有機(jī)肥的處理均增加了韭菜葉片干物質(zhì)積累量，說明化肥配施一定量的生物有機(jī)肥有利于增加根部和葉片干物質(zhì)的積累，且韭菜干物質(zhì)積累量在一定范圍內(nèi)隨著生物有機(jī)肥用量的增加而增加，從而提高了韭菜產(chǎn)量。王延軍等［18］研究結(jié)果表明，生物有機(jī)肥的施用可以顯著提高有機(jī)水稻和有機(jī)番茄的產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，配施不同量生物有機(jī)肥均不同程度的提高了韭菜產(chǎn)量，在一定用量范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨著生物有機(jī)肥用量的增加而增加，這與林志鋒等［19］在豆角和苦瓜上施用生物有機(jī)肥的研究結(jié)果相似。本研究結(jié)果中，配施生物有機(jī)肥后，韭菜產(chǎn)量增加13.2%～19.9%，經(jīng)濟(jì)收益增加10.1%～13.1%；4800kg/hm2生 物 有 機(jī) 肥 處 理 產(chǎn) 量 最 高，3600kg/hm2生物有機(jī)肥處理經(jīng)濟(jì)收益最高，表明化肥配施一定量的生物有機(jī)肥能夠增加韭菜產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)收益，過多的生物有機(jī)肥雖然獲得了高產(chǎn)，但卻增加了成本，降低了經(jīng)濟(jì)收益。

3.2 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

生物有機(jī)肥營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放緩慢，氮素養(yǎng)分以NH4+或氨基酸形式供植物吸收利用，不用消耗大量能量和光合產(chǎn)物，直接參與植物細(xì)胞物質(zhì)的合成，增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少硝酸鹽等有害物質(zhì)的污染［20］。前人研究表明，施用有機(jī)肥可明顯改善作物品質(zhì)［21-22］。本研究表明，與單施化肥相比，配施2400kg/hm2生物有機(jī)肥處理的韭菜可溶性糖和維生素C 含量雖有所提高，但無顯著差異，這可能是因?yàn)榕涫?2400kg/hm2生物有機(jī)肥用量過少，不足以改善和緩解因長(zhǎng)期施用大量化肥和連作后導(dǎo)致的土壤微生物生態(tài)失衡和土傳病害［23］等問題。各追肥處理可溶性蛋白含量均無顯著性差異，這與鞏子毓等［24］在黃瓜上施用生物有機(jī)肥的研究結(jié)果相反，表明生物有機(jī)肥對(duì)韭菜可溶性蛋白含量無顯著影響。配施 3600、4800kg/hm2生物有機(jī)肥處理均明顯提高了韭菜可溶性糖含量和維生素C 含量，且顯著降低了韭菜葉片硝酸鹽含量；隨著生物有機(jī)肥用量的增多可溶性糖和維生素C 含量逐漸增加，葉片硝酸鹽含量逐漸降低，這與朱代強(qiáng)［25］的研究結(jié)果相一致。研究還發(fā)現(xiàn)韭菜葉片維生素C 含量與硝酸鹽含量變化趨勢(shì)相反，這主要是因?yàn)榫S生素C 可以阻止硝酸鹽還原為亞硝酸鹽并抑制胺與亞硝酸鹽的結(jié)合［26］。

3.3 不同生物有機(jī)肥用量對(duì)韭菜養(yǎng)分利用的影響

生物有機(jī)肥具有速效、長(zhǎng)效、抗病、改良土壤和抗板結(jié)作用，其中添加的微生物還可以不斷將土壤中難以被作物吸收的無效養(yǎng)分分解轉(zhuǎn)化為易吸收的形態(tài)，提高養(yǎng)分供應(yīng)能力［27-28］。湯宏等［29］在辣椒上的研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥和無機(jī)肥配合施用下相對(duì)于單施化肥均能夠提高氮、磷、鉀的吸收量和利用率。本研究表明，配施生物有機(jī)肥處理的氮、磷、鉀肥的利用率均顯著高于常規(guī)施肥，且以配施 4800kg/hm2生物有機(jī)肥處理的氮、磷肥利用率最高，同時(shí)其韭菜葉片吸氮、磷、鉀量相對(duì)較高，這與彭華偉等［30］研究結(jié)果相似。這可能是由于生物有機(jī)肥含有的多種微生物與作物根際土壤環(huán)境的相互作用，在一定階段內(nèi)通過微生物的活化作用調(diào)節(jié)養(yǎng)分水溶態(tài)、吸附態(tài)和結(jié)合態(tài)的比例，增加了土壤氮、磷、鉀的供應(yīng)，并有效減少地表徑流造成氮、磷、鉀養(yǎng)分的損失；同時(shí)未被植株吸收利用的化肥，被生物有機(jī)肥中的有益菌吸收消化，轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)后，再供作物利用減少化肥的流失，進(jìn)而提高了肥料利用率［31］。配施生物有機(jī)肥后，根部氮素積累量和分配率隨著生物有機(jī)肥用量的增加而增加，配施生物有機(jī)肥有利于促進(jìn)氮、磷、鉀素向葉片的輸送，增加氮、磷、鉀素在葉片中的積累和分配，這和鄭少玲等［32］的研究結(jié)果相似。這主要是因?yàn)樯镉袡C(jī)肥中添加的固氮微生物，通過其固氮酶的作用，將空氣中的N2還原為能夠被作物吸收利用的NH+4；同時(shí)，添加的溶磷微生物和硅酸鹽細(xì)菌，施入土壤后經(jīng)與其它土壤微生物協(xié)同作用，分解土壤中的原次生礦物，并將這些礦物所固定的磷、鉀等養(yǎng)分釋放出來，把無效態(tài)磷、鉀轉(zhuǎn)化成可供作物吸收利用的有效態(tài)養(yǎng)分，提高土壤供肥能力，從而提高作物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用［33］。

4 結(jié)論

在本研究條件下，不同用量生物有機(jī)肥配施化肥在保證韭菜高產(chǎn)的同時(shí)，配施3600kg/hm2生物有機(jī)肥（T3）能夠獲得最大經(jīng)濟(jì)收益，顯著降低韭菜葉片硝酸鹽含量，提高維生素C、可溶性糖含量，同時(shí)提高韭菜干物質(zhì)積累量及氮、磷、鉀肥的利用率。