閆佳會(huì)，張廣楠，杜中平

(青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院，農(nóng)業(yè)部西寧作物有害生物科學(xué)觀(guān)測(cè)實(shí)驗(yàn)站，青海省農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810016)

有效的化肥投入是保證糧食快速增長(zhǎng)的主要措施。作為我國(guó)糧食生產(chǎn)中的戰(zhàn)略資源，化肥被稱(chēng)為糧食的“糧食”，在糧食單產(chǎn)增長(zhǎng)貢獻(xiàn)率方面，化肥的貢獻(xiàn)率在40%～50%左右，在發(fā)展中國(guó)家，這一比例更是高達(dá)55%[1]。然而，單一超量使用化肥所帶來(lái)的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、化肥利用率降低、土壤地下水污染等問(wèn)題也日益凸顯[2-7]。有機(jī)肥替代化肥不僅能有效降低土壤酸化，增加有機(jī)質(zhì)含量，而且對(duì)于作物品質(zhì)的提升也有極大的促進(jìn)作用[8-9]，國(guó)內(nèi)圍繞有機(jī)肥[10]、腐殖酸肥[11]、微生物菌肥[12]等開(kāi)展了較多施肥處理對(duì)蔬菜品質(zhì)和土壤理化性質(zhì)影響的研究。徐大兵等[13]研究表明，小白菜硝酸鹽含量在有機(jī)肥替代比例超過(guò)50%以上時(shí)才能顯著降低；有機(jī)肥替代比例為100%，大白菜的硝酸鹽含量才能顯著降低，100%施用有機(jī)肥也不能降低生菜硝酸鹽含量，且增施有機(jī)肥能顯著降低土壤氮淋失風(fēng)險(xiǎn)。牛振明等[14]研究結(jié)果證實(shí)化肥減量配施生物肥減少了甘藍(lán)中硝酸鹽和可溶性固形物的含量，Vc含量有不同程度的增加?？傮w來(lái)看，減少化肥同時(shí)配施其他形式的有機(jī)肥均有助于蔬菜品質(zhì)的改善和土壤理化性質(zhì)的改良。青海省作為我國(guó)重要的生態(tài)屏障區(qū)，保護(hù)該區(qū)域內(nèi)的土壤和水資源免受污染對(duì)于維系整個(gè)長(zhǎng)江黃河流域的生態(tài)平衡起著重要的作用，在該區(qū)域內(nèi)探討不同梯度化肥減量、增施有機(jī)肥對(duì)改善當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境，提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)具有參考意義。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試甘藍(lán)品種為“綠科50”，耐寒性好，依據(jù)甘藍(lán)定植時(shí)間，于2019年3月15日在溫室進(jìn)行育苗，5月24日定植。供試化肥分別為尿素(N含量46%)，過(guò)磷酸鈣(P2O5含量12%)，硫酸鉀(K2O含量50%)，有機(jī)肥為市售商品有機(jī)肥(N∶P2O5∶K2O=2.6∶2.2∶0.7，有機(jī)質(zhì)≥45%)。替代化肥試驗(yàn)所用肥料均購(gòu)自于大通縣農(nóng)資經(jīng)銷(xiāo)站。

1.2試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年3—8月在青海省大通縣朔北藏族自治鄉(xiāng)得明合作社(36°57′N(xiāo)，101°42′E)進(jìn)行。該區(qū)域地處青海省東部河湟谷地，屬高原大陸性氣候，平均海拔2 547.8 m，年平均氣溫4.9 ℃，年平均降水量523.3 mm，且降雨主要集中在6—8月，年均無(wú)霜期131 d。土壤類(lèi)型為栗鈣土，基本理化性質(zhì)為pH 8.40，全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)含量分別為2.27、1.47、22.81、26.25 g/kg，堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為137.4、69.7、85.6 mg/kg。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)處理，4次重復(fù)，共計(jì)24個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積30 m2(5 m×6 m)，于2019年5月24日每小區(qū)定植600株，株行距為20 cm×30 cm，隨機(jī)區(qū)組排列。以當(dāng)?shù)厝┗?100%)處理為對(duì)照(CK)，共設(shè)置5個(gè)有機(jī)肥替代處理，分別為20%有機(jī)氮80%化肥氮(T1)、40%有機(jī)氮60%化肥氮(T2)、60%有機(jī)氮40%化肥氮(T3)、80%有機(jī)氮20%化肥氮(T4)和100%有機(jī)氮(T5)。所有處理的有機(jī)肥、鉀肥和磷肥均作為底肥一次性施入，有尿素使用量的，一半作為底肥施入，一半作為追肥施入，于6月27日結(jié)球初期進(jìn)行追施。各處理氮肥用量一致，均為345 kg/hm2，氮磷鉀肥和有機(jī)肥具體用量見(jiàn)表1。

表1 田間試驗(yàn)各處理肥料用量

表1(續(xù))

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及測(cè)定指標(biāo)

1.4.1 土壤養(yǎng)分測(cè)定 甘藍(lán)采收時(shí)采用“S”形每小區(qū)多樣點(diǎn)采集0～20 cm耕層土壤，4分法留樣1 kg，帶回實(shí)驗(yàn)室置于陰涼處自然風(fēng)干。土壤各養(yǎng)分含量參照鮑士旦[15]研究方法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-硫酸外加熱法；半微量凱氏法測(cè)定全氮，堿解擴(kuò)散法測(cè)定堿解氮；氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法測(cè)定全磷，鉬銻抗比色法測(cè)定速效磷；氫氧化鈉熔融-火焰光度法測(cè)定全鉀，醋酸銨浸提-火焰光度測(cè)定速效鉀。

1.4.2 甘藍(lán)產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀及品質(zhì)測(cè)定 當(dāng)甘藍(lán)進(jìn)入成熟期后，采用馬彥霞等[16]研究方法對(duì)各處理的球高、中心柱長(zhǎng)、葉球縱橫徑、經(jīng)濟(jì)學(xué)產(chǎn)量及生物學(xué)產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定，每小區(qū)測(cè)定樣本數(shù)為30株。甘藍(lán)成熟后，參照鄒琦[17]研究方法對(duì)其可食部分的游離氨基酸、可溶性蛋白、硝酸鹽、可溶性糖及Vc含量進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

幫葉比=(球葉中幫鮮質(zhì)量/全葉鮮質(zhì)量)×100%

葉球緊實(shí)度(g/cm3)[18]=單球質(zhì)量/(葉球縱莖×葉球橫莖)

采用Microsoft Excel 2007軟件、SPSS 20.0數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、多重比較及方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥替代化肥對(duì)土壤主要養(yǎng)分含量的影響

由表2可知，土壤理化性狀受有機(jī)質(zhì)含量高低的影響，有機(jī)肥替代肥后各處理有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于CK，與CK相比增加了11.85%～53.09%，其中T5處理的有機(jī)質(zhì)含量最高，為33.71 g/kg；土壤氮素的基礎(chǔ)肥力通常用全氮含量來(lái)衡量，有機(jī)肥替代化肥后土壤全氮含量變化趨勢(shì)與有機(jī)質(zhì)含量一致，均隨有機(jī)肥替代比例的增大而增大，有機(jī)肥替代比例為100%時(shí)，全氮含量為2.72 g/kg，顯著高于其他處理；有機(jī)肥替代化肥后，土壤全磷和速效磷含量均隨有機(jī)肥替代比例的增加而減小，CK顯著高于其他處理；有機(jī)肥替代化肥對(duì)全鉀、堿解氮、速效鉀和pH的影響均不顯著。

表2 有機(jī)肥替代化肥對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

2.2 有機(jī)肥替代化肥對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

由表3可知，與CK相比，T1、T2和T3處理，甘藍(lán)單球重、小區(qū)生物產(chǎn)量、小區(qū)商品產(chǎn)量及干物質(zhì)量均呈增加趨勢(shì)，分別提高了2.04%～6.09%(P>0.05)、3.96%～9.33%(P>0.05)、2.61%～11.60%(P<0.05)、3.50%～5.81%(P<0.05)，其中T3處理的有機(jī)肥替代比例最佳，增長(zhǎng)幅度均達(dá)到最大值；與CK相比，T4和T5處理甘藍(lán)單球重、小區(qū)生物產(chǎn)量、小區(qū)商品產(chǎn)量及干物質(zhì)量均呈降低趨勢(shì)，分別減少了16.91%～18.80%(P<0.05)、4.45%～5.70%(P>0.05)、4.87%～11.46%(P>0.05)、0.38%～1.14%(P>0.05)；有機(jī)肥替代化肥對(duì)各處理經(jīng)濟(jì)系數(shù)影響不顯著；有機(jī)肥替代化肥大幅度增加了肥料投入，對(duì)凈收益影響顯著，T3處理下經(jīng)濟(jì)效益最高，顯著高于CK、T1、T4和T5處理。

表3 有機(jī)肥替代化肥對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

2.3 有機(jī)肥替代化肥對(duì)甘藍(lán)農(nóng)藝性狀的影響

表4為有機(jī)肥替代化肥甘藍(lán)農(nóng)藝性狀表現(xiàn)。T2、T3和T4處理球高和球徑與CK相比差異不顯著，但均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，分別增加1.15%～5.43%、1.94%～10.62%，T5處理球高和球徑顯著低于CK；隨著有機(jī)肥替代比例的提高，中心柱長(zhǎng)逐漸降低，T3、T4和T5處理顯著低于CK、T1和T2處理；增施有機(jī)肥顯著提高葉球緊實(shí)度，T3處理葉球緊實(shí)度最高，為0.525 g/cm3，其次為T(mén)4處理，葉球緊實(shí)度為0.507 g/cm3，其余處理均在0.5 g/cm3以下；有機(jī)肥替代化肥對(duì)幫葉比無(wú)顯著影響。有機(jī)肥替代化肥能顯著增加葉球緊實(shí)度，減少中心柱長(zhǎng)。

表4 有機(jī)肥替代化肥對(duì)甘藍(lán)農(nóng)藝性狀的影響

2.4 有機(jī)肥替代化肥對(duì)甘藍(lán)品質(zhì)的影響

有機(jī)肥替代化肥對(duì)甘藍(lán)品質(zhì)的影響如表5所示。隨著有機(jī)肥替代比例逐漸提高，甘藍(lán)中硝酸鹽含量逐漸降低，分別降低了2.28%、7.27%、8.10%、25.42%和40.70%。有機(jī)肥替代化肥顯著增加甘藍(lán)Vc含量，不同替代比例下各處理Vc含量較CK分別增加了7.06%、15.56%、13.40%、22.66%、22.08%；增施有機(jī)肥對(duì)游離氨基酸和可溶性糖的含量影響較小；隨著有機(jī)肥替代比例的增加，可溶性蛋白含量逐漸增加，相比CK增加了20.95%～80.95%。增施有機(jī)肥顯著提升Vc和可溶性蛋白含量，顯著降低硝酸鹽含量，對(duì)游離氨基酸和可溶性糖的含量影響不大。

表5 有機(jī)肥替代化肥對(duì)甘藍(lán)品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

(1)作物生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)是土壤，土壤理化性質(zhì)的好壞直接決定了作物的生長(zhǎng)發(fā)育，影響產(chǎn)量的高低和品質(zhì)的優(yōu)劣[19]。青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)土壤類(lèi)型為栗鈣土，pH高、土壤黏性大、易板結(jié),轉(zhuǎn)化和供應(yīng)養(yǎng)分均較慢。增施有機(jī)肥后，有機(jī)質(zhì)含量最高為33.71 g/kg，與CK相比增加了53.09%，全氮含量最高為2.72 g/kg，與CK相比增加了36.68%，顯著提升土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量，改善了土壤的理化性質(zhì)。這與魯洪娟等[20]的研究結(jié)果一致

(2)本試驗(yàn)中，有機(jī)肥替代比例在20%～60%時(shí)，甘藍(lán)單球重、小區(qū)生物產(chǎn)量、小區(qū)商品產(chǎn)量及干物質(zhì)量呈增加趨勢(shì)，其中T3處理的增長(zhǎng)幅度均達(dá)到最大值；有機(jī)肥替代比例為60%和80%時(shí)，葉球緊實(shí)度分別為0.525、0.507 g/cm3；有機(jī)肥替代比例在40%～100%時(shí)，各處理的中心柱長(zhǎng)分別為球高的0.47、0.44、0.46、0.47倍。趙有為等[21]認(rèn)為葉球緊實(shí)度在0.5 g/cm3以上，中心柱長(zhǎng)不超過(guò)球高的0.5倍，幫葉比不超過(guò)30%的甘藍(lán)為優(yōu)質(zhì)甘藍(lán)，本研究均達(dá)到以上要求，這說(shuō)明甘藍(lán)生產(chǎn)中配施有機(jī)肥能改善甘藍(lán)的農(nóng)藝性狀。

(3)有機(jī)肥替代化肥對(duì)甘藍(lán)品質(zhì)影響顯著，與CK相比，T1、T2、T3、T4和T5處理的硝酸鹽含量降低了2.28%～40.70%，Vc含量增加了7.06%～22.08%；可溶性蛋白含量增加了20.95%～80.95%?？傮w來(lái)看，增施有機(jī)肥有助于甘藍(lán)品質(zhì)的改善。