梁曼恬 黃科 袁怡鳴 毛舒香 吳秋云 王軍偉

摘 ?要：為探明化肥的減施并增施有機肥對甘藍生長的影響，改善因施用過量化肥導致的蔬菜品質下降、肥料利用率降低和土地鹽堿化等問題。本試驗在冬閑田種植條件下，以雞心甘藍‘探春為試驗材料，采用田間小區(qū)（100%化肥、75%化肥+25%有機肥、50%化肥+50%有機肥）試驗方法研究化肥減量及有機肥增施對甘藍生長、品質以及土壤狀況的影響。結果表明，化肥減量同時增施一定量有機肥對甘藍產量和生物量無顯著影響;隨著有機肥施用量的增加，甘藍橫徑有顯著增加;隨著有機肥施用比重的增加，硝酸鹽含量逐漸從26.3 mg/kg降至17.7 mg/kg，亞硝酸鹽含量從0.86 mg/kg降至0.60 mg/kg;同時土壤放線菌數量顯著提高至300.99×104 CFU/g，土壤真菌數量顯著降低至149.99×103 CFU/g;減施化肥顯著提高了土壤pH（土壤pH提高至7.03），土壤有機質含量無顯著變化。可見，有機肥部分替代化肥可滿足甘藍生長過程中對肥料的需求，T50處理的甘藍能夠在化肥減量50%的情況下保持產量與品質不下降，同時提高土壤狀況與放線菌數量，是相同條件下冬閑田甘藍栽培一種穩(wěn)產合理的施肥模式。

關鍵詞：甘藍;有機肥;生長生理;土壤養(yǎng)分;土壤肥力

中圖分類號：S635 ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： The study was aimed to investigate the effect of reducing fertilizer application and increasing organic ferti-lizer application on cabbage growth， and to improve the problems of vegetable quality decline， fertilizer utilization rate reduction and soil salinization caused by excessive fertilizer application， etc. Under the condition of winter fallow field planting， taking chicken heart cabbage ‘Tanchun as the test material， the effects of chemical fertilizer reduction and organic fertilizer increase on cabbage growth， quality and soil condition were studied by field plots （100% chemical fertilizer， 75% chemical fertilizer+25% organic fertilizer， 50% chemical fertilizer+50% organic fertilizer）. The results showed that the reduction of chemical fertilizer and the addition of a certain amount of organic fertilizer had no sig-nificant effect on cabbage yield and biomass. With the increase of organic fertilizer application， the transverse di-ameter of cabbage increased significantly. With the increase of specific gravity of organic fertilizer application， nitrate content gradually decreased from 26.3 mg/kg to 17.7 mg/kg， and nitrite content decreased from 0.86 mg/kg to 0.60 mg/kg. At the same time， the number of soil actinomycetes increased significantly to 300.99×104 CFU/g， and the number of soil fungi decreased significantly to 149.99×103 CFU/g. Reducing fertilizer application significantly in-creased the soil pH value， and the soil pH value increased to 7.03， which had no significant effect on the content of soil organic matter. Partial substitution of organic fertilizer for chemical fertilizer could meet the demand for fertilizer during cabbage growth. The cabbage treated with T50 could keep the yield and quality unchanged under the condition of 50% reduction of chemical fertilizer and at the same time improve the soil condition and the number of actinomycetes. It is a stable and reasonable fertilization mode for cabbage cultivation in winter fallow fields under the same condi-tions.

Keywords： cabbage; organic fertilizer; growth physiology; soil nutrients; soil fertility

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.05.024

在蔬菜的生產過程中，隨著蔬菜栽培面積的不斷擴增，化肥的使用量逐年增大，為追求更大的經濟效益，蔬菜種植者盲目施用化肥，這導致了蔬菜產量和品質下降，土壤的生產力降低，土壤中各養(yǎng)分比例失調，酸堿失衡[1]。有機肥可以產生多種活性物質，并且該類活性物質能夠溶解土壤中的難溶化合物，提升土壤肥力，有機肥具有保水性和長效性，肥效可以持續(xù)多年，但存在肥效慢等問題[2-3]。為綜合兩種肥料的優(yōu)點，有機肥部分代替化肥的施肥方式成為近年來的研究熱點，有較多研究表明，化肥配施一定量有機肥能夠提高土壤肥效，使作物提質增產[4-6]。也有研究表明，減施化肥配施生物有機肥可促進油菜生長，提高油菜根系活力[7]。在小麥[8]、黃瓜[9]等作物的研究中發(fā)現，有機肥部分替代化肥可以通過提高作物的葉綠素含量和光合作用強度，進而提升作物的產量。土壤微生物群落是維持土壤肥力和保證作物正常生長發(fā)育的重要因素，施用有機肥對于植物根際環(huán)境pH有良好的緩沖性，可提高土壤中細菌數量和放線菌數量，抑制土壤真菌的生長，顯著改變土壤微生物群落結構[10-12];生物有機肥部分替代化肥可以調節(jié)作物土壤微生物的種類和數量，提升土壤中易于被植物吸收的養(yǎng)分含量，這對維持土壤生態(tài)系統(tǒng)平衡和可持續(xù)生產力具有重要作用[13]。目前，對于化肥減施研究多集中在常規(guī)葉菜類及瓜類蔬菜栽培，對于冬閑田甘藍栽培相關的化肥減施方式研究較少。湖南地區(qū)冬季有大量冬閑田，用于種植生育期較短的作物可提高經濟效益，同時有機肥施用減輕土壤養(yǎng)分流失，提高土壤利用率，對于同類型土壤利用及減施化肥有重要意義。本試驗以雞心甘藍‘探春為材料，研究化肥減量并增施一定量有機肥對冬閑田甘藍產量及品質的影響。通過測定甘藍產量、生物量、品質、葉球形態(tài)、葉色、光合作用參數、土壤微生物數量和根際土壤養(yǎng)分含量，探究有機肥部分替代化肥對甘藍生長發(fā)育及土壤養(yǎng)分和肥力的影響。通過有機肥和化肥不同配比之間相互比較，選出最優(yōu)的肥料配比，為甘藍高效優(yōu)質的栽培方式和土壤的可持續(xù)利用提供理論依據。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

本研究所采用的甘藍品種為雞心甘藍‘探春，由長沙春潤公司提供;供試化肥為硫酸鉀型復合肥和鈣鎂磷肥，購于湖北三寧化工股份有限公司（硫酸鉀型復合肥其有效含量≥45%，純N含量為17%，P2O5含量為6%，K2O含量為25%;鈣鎂磷肥其有效含量≥60%，P2O5≥15%，MgO≥8%，CaO≥30%）;供試有機肥購于湖南天心日日春有機肥有限公司，有效活菌數≥0.2億個，N + P2O5 + K2O≥5%，有機質≥50%，腐植酸≥25%，供試肥料均為市售，符合行業(yè)標準。

試驗于2018年11月—2019年5月在湖南省長沙市湖南農業(yè)大學蔬菜基地進行，該地域屬亞熱帶季風氣候，氣候溫和，降水充沛，雨熱同期，四季分明。該試驗地為菜園土，主要的理化性狀為：pH為5.05，有機質含量為45.6 g/kg，全氮、全磷、全鉀含量分別為3.48、2.01、11.24 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為99.7、148.6、297.0 mg/kg。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗設計 ?根據甘藍栽培基肥應以有機肥與無機肥相結合的模式，通過對湖南省內長沙、岳陽、邵陽等地農戶進行調研可計算得出湖南地區(qū)常規(guī)冬季甘藍栽培的田間化肥施用量為硫酸鉀型復合肥50 kg/667 m2和鈣鎂磷肥80 kg/667 m2，同時施用300 kg/667 m2有機肥。本試驗設計3個施肥處理，設常規(guī)施用化肥為對照（CK）、化肥減施25%+增施25%有機肥（T25）、化肥減施50%+增施50%有機肥（T50），試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，各處理重復3次，隨機區(qū)組排列，共計9個小區(qū)，每個小區(qū)面積13.2 m2。其中化肥減施25%和減施50%均是在常規(guī)施肥總施肥量的基礎上進行減施，即化肥較常規(guī)施肥總施肥量減施25%（鈣鎂磷肥減施25%，硫酸鉀型復合肥減施25%）;化肥較常規(guī)施肥總施肥量減施50%（鈣鎂磷肥減施50%，硫酸鉀型復合肥減施50%）。各處理具體化肥施用設置見表1。

1.2.2 ?測試指標及方法 ?產量與生物量測定：成熟期按小區(qū)采收后用天平進行稱重，按部位計算單株產量和生物量;于每個小區(qū)隨機挑選3株甘藍，縱切后采用直尺測量甘藍縱徑（從植株基部至最外層葉片的高度，cm）、橫徑（葉球左右的最大寬度，cm）及軸長（從植株基部至生長點的長度，cm）。

每小區(qū)隨機選取3株甘藍測定葉球各項品質指標：可溶性蛋白含量用考馬斯-G250溶液法測定，可溶性糖含量用蒽酮-硫酸比色法測定，硝酸鹽含量用水楊酸-硫酸比色法測定，亞硝酸鹽采用磺胺比色法測定，維生素C含量用2，6-二氯酚靛酚染色法測定。在每小區(qū)隨機選取3株甘藍，采用氮平衡儀測定甘藍第3片葉的氮平衡指數、葉綠素指數;選擇相同葉片于晴天上午9：00—11：00采用便攜式光合儀測定光合參數，并采用Fluorpen便攜式葉綠素熒光儀測定葉綠素熒光動力學曲線（OJIP）。

土壤理化性質及微生物測定：在距離主根5 cm處用取樣器采集0～20 cm耕層土樣，每小區(qū)按五點采樣法取樣，將所采土壤混合均勻后帶回實驗室分析土壤理化性質及微生物。真菌、細菌和放線菌采用林先貴[14]平板培養(yǎng)法，分別采用馬丁（Martin）培養(yǎng)基、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、改良高氏Ⅰ號培養(yǎng)基;采用鮑士旦[15]常規(guī)農化分析方法測定風干土的堿解氮、有效磷、速效鉀及有機質含量。

1.3 ?數據處理

試驗統(tǒng)計分析采用 SPSS 20.0軟件，數據作圖采用Microsoft Excel 2010軟件。

2 ?結果與分析

2.1 ?有機肥部分代替化肥對甘藍產量與生長的影響

由圖1可知，對照與各處理之間甘藍的產量和生物量沒有顯著差異;在不同的處理之間，甘藍的縱徑與軸長沒有顯著差異，而在橫徑上存在顯著差異，其中T25處理的橫徑顯著長于CK和T50處理，而在CK和T50處理之間，橫徑沒有顯著差異。

2.2 ?有機肥部分代替化肥對甘藍品質的影響

在蔬菜品質的評判中，蔬菜中硝酸鹽、維生素C、可溶性糖和可溶性蛋白是常見的品質測量指標。從表2可見，與CK處理相比，硝酸鹽含量隨著化肥施用量的減少而顯著降低，相較于CK，T50處理甘藍硝酸鹽含量降至最低僅為17.7 mg/kg;亞硝酸鹽具有致癌作用，從表2中可以看出，隨著減施化肥的比例增加，各處理亞硝酸鹽的含量逐漸降低，其中T50處理顯著低于CK。本試驗中，T25處理維生素C含量與對照之間無顯著差異，而T50處理顯著降低;T50處理可溶性糖含量顯著低于對照;可溶性蛋白隨化肥施用量減少呈下降趨勢，但各處理間無顯著差異。

2.3 ?有機肥部分代替化肥對甘藍光合作用的影響

光合作用是植物重要的生理過程，聞靖等[16]指出葉色是反映葉片中葉綠素含量最直觀的指標，葉綠素含量直接影響著作物光合作用的強度，進而影響作物的生長狀況。從表3可以看出，各處理下甘藍葉片的氮平衡指數、葉綠素指數以及凈光合速率沒有顯著差異，減施化肥同時配施有機肥不會減少葉片中光合色素的含量，降低作物的光合速率。Xu等[17]和Saikia等[18]研究表明，在增施有機肥的情況下，隨著有機肥施用量的增加，植物葉片碳同化能力增強。這意味著可以將更多的光能轉為化學能，說明生物有機肥與化肥配施在一定程度上保證植株的光合效率，不會因為化肥施用量的減少而降低植物的生長和干物質的積累。本試驗中，從表3可知，不同的施肥處理對甘藍葉片的氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率均沒有顯著影響，因而短期內進行有機肥部分代替化肥對甘藍的光合作用強度無影響。

本試驗采用Fluorpen便攜式葉綠素熒光儀測量甘藍葉片葉綠素熒光快速誘導動力學曲線。FK、FJ和FI分別是300 μs、2 ms和30 ms時的熒光強度，FM=FP即最大熒光強度。從圖2可以看出，不同施肥處理的葉片熒光誘導動力學曲線各時間點和形態(tài)略有差異，各點之間都以T50處理的熒光強度最大。

2.4 ?有機肥部分代替化肥對甘藍根際微生物數量的影響

劉鵬等[19]和黃紹文等[20]的研究表明土壤中微生物的種類組成和數量對土壤的質量具有直接影響，土壤中微生物具有改善土壤理化性質、提高土壤肥力、抑制土傳病害產生的作用。由圖3可知，T25處理的根際細菌數量顯著低于CK與T50處理，而T50處理與對照之間的細菌數量無顯著差異。有機肥部分替代化肥可減少根際真菌數量，在不同的施肥處理間，T50處理顯著低于對照，但與T25處理無顯著差異;隨著有機肥增施量的增大，放線菌數量呈顯著上升趨勢。

2.5 ?有機肥部分替代化肥對甘藍根際土壤養(yǎng)分含量的影響

郭小強等[21]指出施用生物肥可增加土壤微生物功能群數量，改善土壤微生態(tài)環(huán)境和土壤氮素營養(yǎng)循環(huán)，提高土壤酶活性和土壤肥力。由表4可知，隨著有機肥施用量的增加，土壤中的pH呈增長趨勢，T50處理顯著高于CK;不同處理之間的有機質含量呈下降趨勢，各處理間無顯著差異;CK、T25、T50處理后有效磷、速效鉀含量較原土壤有明顯提高;T50處理全氮、堿解氮含量與CK處理中全磷含量較原土壤有所下降，各處理中其他養(yǎng)分較原土壤無明顯差異。

3 ?討論

植物光合作用的效率直接決定作物產量的高低，施肥量對作物的葉片氣體交換參數和葉綠素熒光參數有著重要的影響[22]。本試驗中，減少化肥施用量，并增施有機肥，甘藍葉片的凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率均沒有顯著下降，表明化肥減施并增施有機肥沒有降低甘藍葉片的光合作用，光合速率和氣孔開度不降低，能夠保證光合作用正常進行，其原因可能是增施有機肥有利于保持正常狀態(tài)下的氣孔開度，確保有充足的CO2進入葉肉細胞參與植物體內的光合作用，并保證CO2的正常供應，這與在花生[23]上的研究結果較為一致。

路花等[24]在燕麥的施肥研究中指出，隨配施有機肥量增加，燕麥田土壤微生物群落的豐富度和均勻度顯著提高;在連續(xù)栽種煙草的土壤中，有機無機肥料配施提高了土壤放線菌門（Actinobacteria）的細菌豐度[25]。本研究中，T50處理的真菌數量顯著低于對照;放線菌數量隨施加有機肥比重的增加呈上升趨勢，T50處理與對照之間的放線菌數量存在顯著差異。這與在辣椒[21]及萵筍[13]等試驗中相似，原因可能是因為有機肥中本身就含有大量有益活菌，有機肥的使用改善了土壤酸性，施入土壤后有益微生物在適宜的土壤環(huán)境中大量繁殖，從而抑制住真菌的生長。在本試驗中，隨著有機肥施用比重的增加，土壤中的pH呈增長趨勢，其中T50的根際土壤pH值為7.03，這與馬鐵錚等[26]的研究結果相似，施用有機肥可以提高土壤pH，是因為有機肥含有較高的有機質，還含有大量的有益微生物，對土壤酸性環(huán)境有良好的緩沖作用。在本試驗中，土壤養(yǎng)分變化與在小麥[27]上的研究結論有出入，處理中有效磷、速效鉀含量顯著高于原土壤，可能是由于本試驗中施用肥料中，有效磷、速效鉀的含量較高，遠遠超過了作物在生長過程中所需要的含量，所以土壤中有效磷與速效鉀的含量明顯增加;而T50處理中全氮、堿解氮含量與CK處理中全磷含量較原土壤中有所下降，可能是因為甘藍在該處理中對氮、磷等元素的吸收較好，超過處理中肥料配比所供給的量。為更深入地探討土壤理化性狀、養(yǎng)分變化與減施化肥之間的關系，需要排除外界環(huán)境的干擾，通過長期試驗進一步研究。

作物的產量和品質與光合作用及土壤微生物結構之間有著密不可分的聯系[28-29]。本試驗條件下，化肥減量50%并增施有機肥顯著降低了甘藍葉球中硝酸鹽與亞硝酸鹽的含量，與李杰等[30]的研究結果相一致，說明適宜的有機肥替代化肥可減少甘藍硝酸鹽及亞硝酸鹽的積累，提高食用甘藍的安全性和營養(yǎng)品質。本研究發(fā)現，不同處理之間在橫徑上存在顯著差異，T25處理的橫徑顯著長于對照和T50處理，而在CK和T50之間沒有差異，因而，說明適當的有機肥與化肥配比可以增加甘藍的橫徑。本研究中，化肥減量25%～50%并增施有機肥沒有減少甘藍產量與生物量，這與楊眉等[31]的研究相似。減少了化肥的施用量，但有機肥的補充能夠維持作物正常的光合作用，能夠為作物正常生長提供足量的養(yǎng)分，不會因為化肥的減量而降低作物的產量。

4 ?結論

綜合考慮甘藍品質、土壤微生物以及土壤狀況，T50處理在本試驗中優(yōu)于對照及T25處理。此外，化肥減施25%并增施有機肥，甘藍橫徑最長。綜上所述，在本試驗條件下，T50處理甘藍能夠在化肥減量50%的情況下保持產量與品質不下降，同時提高土壤狀況與放線菌數量，是相同條件下冬閑田甘藍生產的一種穩(wěn)產合理的施肥方式。

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責任編輯：沈德發(fā)