劉 一，王鵬程，黃連超，林曉強(qiáng)，鄧宇虹

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院教學(xué)科研基地管理中心，廣東 廣州 510225；2.廣州正覺(jué)農(nóng)場(chǎng)，廣東 廣州 510980；3.江蘇小瓢蟲生物科技有限公司，江蘇 蘇州 215153；4. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，廣東 廣州 510225；5.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院臨床營(yíng)養(yǎng)科，廣東 廣州 510260）

隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)在解決了人類溫飽問(wèn)題的同時(shí)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了一定影響，人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的關(guān)注度日益提高。在此背景下，科學(xué)家們積極探索健康農(nóng)業(yè)理念，先后提出了有機(jī)農(nóng) 業(yè)（Organic Agriculture）、生 態(tài) 農(nóng) 業(yè)（Ecological Agriculture）、可持續(xù)農(nóng)業(yè)（Sustainable Agriculture）、永續(xù)農(nóng)業(yè)（Permaculture）、可恢復(fù)型農(nóng)業(yè)（Restoration Agriculture）、自然農(nóng)業(yè)（Natural Agriculture）和自然農(nóng)法（Natural Farming）等，利用科學(xué)技術(shù)將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展與人類發(fā)展結(jié)合起來(lái)。

“自然農(nóng)法”是由日本著名的農(nóng)學(xué)家岡田茂吉、福岡正信提出，其特點(diǎn)是無(wú)肥料（主要指化肥）、無(wú)農(nóng)藥、無(wú)除草劑、少翻耕[1-2]。有機(jī)農(nóng)業(yè)是指在生產(chǎn)中完全或基本不用人工合成肥料、農(nóng)藥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，而用有機(jī)肥來(lái)滿足作物的營(yíng)養(yǎng)需求。

胡蘿卜是常見的食根蔬菜，因其富含β-胡蘿卜素[3-4]和多種維生素而深受消費(fèi)者喜愛。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)不同種植模式下，各種作物產(chǎn)量和品質(zhì)的變化有較多研究，但關(guān)于自然農(nóng)法、有機(jī)種植和常規(guī)種植3種種植方式對(duì)胡蘿卜產(chǎn)質(zhì)量影響的研究尚未見報(bào)道。為此，筆者以高農(nóng)新黑田五寸人參為供試胡蘿卜品種，比較了自然農(nóng)法、有機(jī)種植與常規(guī)種植對(duì)胡蘿卜產(chǎn)量及其β-胡蘿卜素含量的影響，為探索健康農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于廣東省廣州市從化區(qū)神崗鎮(zhèn)銀林村廣州正覺(jué)農(nóng)場(chǎng)（23.51°N，113.48°E），年均氣溫19.5～21.4℃，年均降雨1 800～2 200 mm，年日照時(shí)數(shù)1 610 h，屬典型的南亞熱帶季風(fēng)氣候。供試土壤為沙壤土，2017年前常年種植常規(guī)水稻，2017年初，深翻曝曬后，采用自然農(nóng)法種植作物，前茬作物為花生，2018年下半年開展試驗(yàn)。試驗(yàn)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)25.6 g/kg，速效氮54 mg/kg，速效磷9 mg/kg，速效鉀79 mg/kg，pH值5.4。

1.2 試驗(yàn)材料

供試胡蘿卜為雜交胡蘿卜品種高農(nóng)新黑田五寸人參。常規(guī)種植復(fù)合肥在農(nóng)資市場(chǎng)上購(gòu)買，N-P2O5-K2O含量為17-17-17。有機(jī)種植中的基肥用江蘇小瓢蟲生物科技有限公司提供的植物源有機(jī)肥和菌劑制品PB菌寶，其中有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)含量60%，總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）為5%。試驗(yàn)過(guò)程中未進(jìn)行病蟲害防治。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，T0為常規(guī)種植（CK），T1為有機(jī)種植，T2為自然農(nóng)法種植，具體技術(shù)措施見表1。每個(gè)處理3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積4.8 m2（4 m×1.2 m）；小區(qū)之間挖20 cm寬深溝隔離，防止串水串肥。撒播種植，于2018年10月4日低溫催芽，7日播種，播種后10～15 d出苗，2片真葉時(shí)間苗，5片真葉時(shí)定苗（播種后25 d左右），行株距10 cm×10 cm，采用噴灌管理肥水，2019年1月20日收獲。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

田間觀察：生長(zhǎng)期間觀察并記錄各個(gè)處理性狀表現(xiàn)。

產(chǎn)量性狀測(cè)定：成熟后按小區(qū)收獲后測(cè)定生物產(chǎn)量、胡蘿卜肉質(zhì)根產(chǎn)量，每小區(qū)取樣10株測(cè)定胡蘿卜肉質(zhì)根長(zhǎng)、根中部直徑、單根重。

β-胡蘿卜素含量測(cè)定：每個(gè)處理的3個(gè)重復(fù)樣品混勻后，按國(guó)標(biāo)GB5009.83—2016采用反相色譜法分離、外標(biāo)法測(cè)定β-胡蘿卜素含量。

緊實(shí)度計(jì)算：緊實(shí)度=單根重/（根長(zhǎng)×根中部直徑），無(wú)量綱[5]。

食用性鑒定：β-胡蘿卜素含量測(cè)定取樣后剩余胡蘿卜取樣切片、榨汁后觀察、品嘗。

2 結(jié)果與分析

2.1 田間觀察

試驗(yàn)播種3 d后遇大雨，致使土壤緊實(shí)度增加，對(duì)出苗產(chǎn)生了一定影響，但自然農(nóng)法因有覆蓋，有機(jī)種植則因施用了有機(jī)肥，土質(zhì)較為疏松，所以自然農(nóng)法和有機(jī)栽培的出苗較好；常規(guī)栽培雖然出苗不理想，但在中后期生長(zhǎng)較快。

2.2 單株指標(biāo)及產(chǎn)量

由表2可知，與常規(guī)種植相比，有機(jī)種植的胡蘿卜根長(zhǎng)略有增加，單根重、直徑稍低，緊實(shí)度相當(dāng)；自然農(nóng)法的胡蘿卜單根重、根長(zhǎng)、根直徑、緊實(shí)度都較高，其中緊實(shí)度增加11.9%。有機(jī)種植、自然農(nóng)法的產(chǎn)量分別較常規(guī)種植降低2.8%和9.8%。

2.3 β-胡蘿卜素含量

從表2可以看出，與常規(guī)種植相比，有機(jī)種植、自然農(nóng)法種植的胡蘿卜中β-胡蘿卜素含量分別增加了3.6%和36.1%，這與2017年同期在該農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行的預(yù)試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

2.4 食用性鑒定

試驗(yàn)結(jié)果表明，自然農(nóng)法和有機(jī)種植的胡蘿卜顏色鮮艷，肉質(zhì)緊密，口感甜脆，無(wú)常見胡蘿卜味，風(fēng)味顯著，適合鮮食或榨汁；常規(guī)種植的胡蘿卜顏色淺淡，肉質(zhì)較為松軟，味淡，風(fēng)味較差。

3 討論與小結(jié)

3.1 討 論

近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)能力穩(wěn)步提高，食物供需基本平衡，居民營(yíng)養(yǎng)狀況顯著改善，但仍存在結(jié)構(gòu)性營(yíng)養(yǎng)不足問(wèn)題[6]。不同種植方式除了影響作物產(chǎn)量，也會(huì)影響作物品質(zhì)。

按一般理解，有機(jī)種植或自然農(nóng)法種植產(chǎn)量較低，試驗(yàn)中有機(jī)種植和自然農(nóng)法種植胡蘿卜產(chǎn)量降幅均不大，分別僅比常規(guī)種植低2.8%和9.8%，其原因可能在于以下幾個(gè)方面。（1）試驗(yàn)地土壤有機(jī)質(zhì)含量2.56%，屬于中等水平；有機(jī)種植按照常規(guī)種植氮磷鉀同等養(yǎng)分量施入了植物源有機(jī)肥，自然農(nóng)法雖然沒(méi)有施用肥料，但用碎草覆蓋，兩者均使土壤有較好的通透性和保水性，在出苗期遇暴雨的情況下出苗比常規(guī)種植好，而在生長(zhǎng)期降雨較少的情況下，有較好的產(chǎn)量潛力。吳彬等[7]研究表明，與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀含量，改良酸性土壤，并顯著提高土壤酶活性；沈茂華等[8]的研究顯示，與常規(guī)栽培相比，有機(jī)栽培葉菜增產(chǎn)幅度可達(dá)57.1%～377.5%；劉洋等[9]研究表明，4 a有機(jī)栽培早稻和晚稻的產(chǎn)量分別只比常規(guī)栽培模式低3.0%和4.4%，2 a有機(jī)栽培早稻和晚稻的產(chǎn)量分別比常規(guī)栽培模式低8.0%和9.1% 。因?yàn)橛袡C(jī)肥肥效緩慢，此次胡蘿卜的生育期只有3個(gè)月左右，有機(jī)肥的持效性特點(diǎn)尚未發(fā)揮。（2）研究表明，與無(wú)覆蓋水種相比，無(wú)覆蓋旱種減產(chǎn)18.0%～27.6%，而覆草旱種僅減產(chǎn)1.9%～6.6%，說(shuō)明覆草對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)顯著[10]；秸稈還田能顯著提高水稻產(chǎn)量和稻米中Fe、Zn等營(yíng)養(yǎng)元素含量[11]；自然農(nóng)法也具有一定的增產(chǎn)潛力[12]。（3）研究表明，土壤速效氮（硝態(tài)氮、銨態(tài)氮或堿解氮）在中性、微酸及微堿條件下有效性最高，當(dāng)pH值低于6.0時(shí)，硝化速率明顯下降，堿解氮也隨土壤pH值下降呈直線下降[13-14]，試驗(yàn)地土壤pH值5.4，為酸性土壤，這可能是影響常規(guī)種植胡蘿卜產(chǎn)量的因素之一。

表1 不同處理的主要技術(shù)措施

表2 不同栽培措施對(duì)胡蘿卜產(chǎn)量及β-胡蘿卜素的影響

研究表明，隨著氮肥含量的增加，谷子β-胡蘿卜素和葉黃素含量呈下降趨勢(shì)；過(guò)量施用氮肥不利于小麥光合色素類胡蘿卜素的形成；高氮水平下花針期花生類胡蘿卜素含量呈先增后降趨勢(shì)[15-16]；低磷肥處理可顯著降低小麥中胡蘿卜素含量；高磷肥、中等氮肥配合適宜的鉀肥和有機(jī)肥施用可明顯促進(jìn)胡蘿卜素的積累；有機(jī)肥的合理使用可以提高柚果實(shí)中的胡蘿卜素含量[17-18]。歐洲議會(huì)2016年“有機(jī)農(nóng)業(yè)與有機(jī)食品對(duì)人類健康的影響”的報(bào)告中指出：養(yǎng)分充足時(shí)，植物初級(jí)代謝旺盛；許多環(huán)境脅迫，如土壤養(yǎng)分、病原體、草食壓力等都可能會(huì)影響植物的化學(xué)組分[19]。試驗(yàn)中有機(jī)種植和自然農(nóng)法種植的胡蘿卜中β-胡蘿卜素含量更高，可能是因?yàn)橹参镌从袡C(jī)肥給作物補(bǔ)充了更全面的養(yǎng)分，自然農(nóng)法雖然沒(méi)有另外補(bǔ)充養(yǎng)分，但是土壤固有的養(yǎng)分平衡沒(méi)有被打破，因此品質(zhì)更好。也是由于沒(méi)有施肥，作物生長(zhǎng)速度更慢，自然農(nóng)法種植的胡蘿卜緊實(shí)度更高。常規(guī)種植只補(bǔ)充了氮磷鉀，增快了作物的生長(zhǎng)速度，但因?yàn)轲B(yǎng)分不全面導(dǎo)致胡蘿卜品質(zhì)下降，也就是所謂的“稀釋效應(yīng)”[6]。

3.2 小 結(jié)

對(duì)胡蘿卜的研究大多集中在產(chǎn)品加工、胡蘿卜素提取等加工工藝方面，栽培技術(shù)研究則集中在施肥與產(chǎn)量性狀關(guān)系方面，栽培模式與產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)性狀關(guān)系的研究尚未見報(bào)道。研究結(jié)果表明，與常規(guī)種植比較，無(wú)論是自然農(nóng)法還是有機(jī)農(nóng)業(yè)栽培措施，在產(chǎn)量降幅不大的情況下，均可提高胡蘿卜中β-胡蘿卜素的含量，而且口感良好，這是通過(guò)種植措施來(lái)改善農(nóng)產(chǎn)品性狀的重要技術(shù)措施，有潛在的健康價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

試驗(yàn)僅進(jìn)行了產(chǎn)量和β-胡蘿卜素的研究，對(duì)于不同栽培方式對(duì)胡蘿卜微量元素及其他營(yíng)養(yǎng)成分的影響有待進(jìn)一步研究。