孫輝 余志敏 陳新 楊瀟瀟 李清海 張衍國

摘 要：以“七星”水果蘿卜為試材，進(jìn)行了田間小區(qū)試驗，研究了水熱裂解有機肥對水果蘿卜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：不同施肥處理對水果蘿卜莖葉重、肉質(zhì)根重、總鮮重的影響一致，均為T3>T2>T1>CK，T1、T2和T3與CK差異達(dá)到顯著水平?？扇苄蕴呛坑蒀K的2.4%、T1的2.9%提升到了T3的3.8%;可溶性糖從高到低的排序為T3>T2>T1>CK，施有機肥處理與不施有機肥處理差異顯著。干物質(zhì)含量T2最高，比CK提高13.8%，比T1提高8.4%，各處理差異顯著。因此，水熱裂解有機肥具有促進(jìn)水果蘿卜生長、提高產(chǎn)量和品質(zhì)的作用，其中以增施9000kg/hm2有機肥處理（T3）的效果最好。

關(guān)鍵詞：水熱裂解;有機肥;水果蘿卜;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號 S631.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2021）21-0109-04

Abstract： Taking ‘Qixing’ fruit radish as test materials and the field plot experiment was carried out to study the fffect of hydrothermal cracking organic fertilizer on growth， yield and quality of fruit radish. The result shows： The effects of different fertilization treatments on stem and leaf weight， fleshy root weight and total fresh weight of fruit radish are consistent， all of which are T3>T2>T1>CK， and the differences between T1， T2 and T3 and CK were significant. The soluble sugar content is T3>T2>T1>CK， and the difference between organic fertilizer treatment and no organic fertilizer treatment is significant. The dry matter content of T2 is the highest， which is 13.8% higher than that of CK and 8.4% higher than that of T1， and the difference is significant. It is concluded that the hydrothermal cracking organic fertilizer can promote the growth of fruit radish， improve the yield and quality， among which the effect of T3 adding 9000 kg/hm2 is the best.

Key words： Hydrothermal cracking; Organic fertilizer; Fruit radish; Yield; Quality

近年來，隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；⒓s化的快速發(fā)展，產(chǎn)生了越來越多畜禽糞污，造成了不容忽視的環(huán)境問題[1-2]。與此同時，作為農(nóng)業(yè)種植主要廢棄物之一的秸稈，連年持續(xù)不斷的產(chǎn)生，在農(nóng)村隨意堆放、焚燒現(xiàn)象依然屢禁不止[3-4]。治理農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的突出問題主要包括大力推進(jìn)畜禽糞污資源化利用和秸稈綜合利用等。畜禽糞便和秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物是農(nóng)業(yè)面源污染的治理的難點，畜禽糞污與秸稈廢棄物的“污”與“廢”，是放錯地方的“資源”[5]。以畜禽糞污和秸稈為原料，通過充分水熱裂解轉(zhuǎn)化，將畜禽糞污、秸稈制備成液體有機肥，是使畜禽糞便和秸稈廢棄物實現(xiàn)資源化利用的有效途徑之一。

水熱裂解制肥是清華大學(xué)獨創(chuàng)的有機肥生產(chǎn)技術(shù)，是將人畜禽糞便、動物尸體，水產(chǎn)廢棄物等養(yǎng)殖廢棄物與調(diào)質(zhì)后的秸稈、枝條、水生植物、蔬果廢棄物等作為有機物料分別輸送至水熱裂解反應(yīng)器。通過能源系統(tǒng)供能使物料在150～250℃與1～2.45MPa（視原料情況）條件下進(jìn)行水熱裂解反應(yīng)與穩(wěn)定化[6]。在此過程中，纖維素、半纖維素等碳水化合物在高溫高壓條件下，利用來自溶解于水中的氧分子和水自身產(chǎn)生的氧發(fā)生連續(xù)的水熱裂解反應(yīng)，依次水解為多聚糖、寡聚糖和單糖（主要是葡萄糖），單糖進(jìn)一步發(fā)生裂解及環(huán)化反應(yīng)生成酚類化合物及各類小分子化合物，如環(huán)戊酮類化合物、腐殖酸等[7]。此類物質(zhì)具有促進(jìn)種子萌發(fā)、開花開穎，降低果蔬儲藏期氧化作用，改善產(chǎn)品香味品質(zhì)以及提高植物病蟲抗逆性等作用[7]。同時，水熱裂解反應(yīng)可全面殺滅病菌、病毒和蟲卵，分解抗生素類激素等有毒有害物質(zhì)，使肥料結(jié)構(gòu)小分子化，可吸收的有機質(zhì)含量增加，促進(jìn)農(nóng)作物吸收消納。水熱裂解后的有機物料進(jìn)行固體、液體分離，分別制備成安全高效的有機固體肥料與液體肥料。新工藝顛覆了傳統(tǒng)發(fā)酵制肥方式，大大提高了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)，并使得制肥工藝實現(xiàn)機械化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化生產(chǎn)。該技術(shù)不僅本身提供有機肥這一綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，同時解決了制肥過程中的環(huán)境問題，消耗了大量廢棄物，減少了溫室氣體排放，屬于典型的資源循環(huán)利用項目，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

近年來，對有機肥效果的研究多集中在常規(guī)發(fā)酵法生產(chǎn)的有機肥對作物生長的促進(jìn)及品質(zhì)的改善方面[9-11]，而水熱裂解有機肥對作物生長、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響研究仍較少。為此，本研究設(shè)置水熱裂解有機肥不同施肥水平，以常規(guī)三元復(fù)合肥料以及不施肥作為對照，通過對水果蘿卜生長狀況、產(chǎn)量及品質(zhì)等指標(biāo)的調(diào)查，考察不同施肥處理的增產(chǎn)提質(zhì)效果，確定合理的施肥方式，以期為水熱裂解有機肥的深度開發(fā)及其今后生產(chǎn)中的合理施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗在山東省海陽市發(fā)城鎮(zhèn)蘆頭泉村溫室大棚內(nèi)進(jìn)行，試驗土壤為砂質(zhì)壤土，其基本理化性質(zhì)：pH 6.76，有機質(zhì)10.5g·kg-1，全氮0.95g·kg-1，有效磷33.8mg·kg-1，速效鉀11.4mg·kg-1。

1.2 試驗材料 供試水果蘿卜品種為“七星”，購于天津科潤蔬菜研究所;供試化肥為復(fù)合肥（15-15-15），由湖北三寧化工股份有限公司生產(chǎn);供試水熱裂解有機肥由北京環(huán)清環(huán)境科技有限公司和海陽市環(huán)清農(nóng)業(yè)科技有限公司聯(lián)合研制生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝流程如下：秸稈+畜禽糞污→預(yù)處理→高溫高壓水熱裂解處理→擠壓脫水→干燥+輔料→粉碎→造?！b→入庫。主要指標(biāo)見表1。

1.3 試驗設(shè)計 試驗共設(shè)4個處理，即常規(guī)施肥（T1），在常規(guī)施肥（T1）基礎(chǔ)上增施不同量有機肥（T2）、（T3），以不施肥做對照（CK），3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積12m2。水果蘿卜行距30cm，株距25cm，小區(qū)周圍設(shè)置保護(hù)區(qū)。肥料施入方式為基施，即整地時一次性施入。各處理施肥量詳見表2。

1.4 試驗實施 2020年9月1日，拖拉機犁耙2遍，9月2日開溝整畦，畦寬2m，垅寬25cm。將稱好的肥料按田間布置圖擺放到相應(yīng)小區(qū)，人工均勻撒施在畦面上，用耙子將肥料翻入土中，定距穴播，每穴播2～3粒種子。播種時土壤墑情充足，9月10日出苗齊，苗期光照充足，長勢良好;苗出齊時進(jìn)行第1次間苗，苗距2～3cm;2～3片真葉時進(jìn)行第2次間苗，苗距6～7cm;4～6片真葉時定棵。出苗后中耕破除板結(jié)，生育期間人工除草6次，澆水5次，12月1日成熟，全小區(qū)收獲，肉質(zhì)根和莖葉分別記產(chǎn)。

1.5 測定方法 水果蘿卜成熟后全小區(qū)收獲，整株取出，用毛刷擦拭掉表面泥土，將莖葉和肉質(zhì)根分開，用電子天平分別稱重;采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[12];干物質(zhì)含量采取干燥法（105℃）進(jìn)行測量[13]。

1.6 數(shù)據(jù)分析 采用Microsoft Excel 2016和SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析檢驗處理間的差異顯著性，采用最小顯著差數(shù)法（P<0.05）進(jìn)行不同處理間均值的顯著性差異比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機肥對水果蘿卜莖葉重、肉質(zhì)根重、總鮮重及根冠比的影響 試驗各處理的莖葉重、肉質(zhì)根重、總鮮重及根冠比見圖1。由圖1可知：與不施肥對比，不同施肥處理對水果蘿卜莖葉重、肉質(zhì)根重、總鮮重的影響一致，均為T3處理（增施9000kg/hm2有機肥）莖葉重、肉質(zhì)根重和總鮮重最高，T2處理（增施6000kg/hm2有機肥）次之，隨后是T1處理（單施化肥），CK處理（不施肥）最小。處理T1、T2和T3的水果蘿卜莖葉重、肉質(zhì)根重、總鮮重與處理CK差異達(dá)到顯著水平。對于莖葉鮮重，T2比T1增加15.5%，差異不顯著，T3比T1增加31.1%，差異顯著，T3比T2增加13.5%，差異不顯著。對于肉質(zhì)根重，從處理CK的78.4kg提升到了處理T3的120.0kg，增幅達(dá)53.1%，處理T2、T3與T1差異達(dá)到顯著水平，處理T2和T3差異不顯著。結(jié)果表明，常規(guī)施肥增施有機肥能提高水果蘿卜莖葉重、肉質(zhì)根重和總鮮重，最終實現(xiàn)提高產(chǎn)量的效果，其中以處理T3的效果最為明顯。不同施肥處理T1、T2和T3均比不施肥處理CK的根冠比大，差異達(dá)到顯著水平。由此可見，施肥處理對水果蘿卜的根冠比有促進(jìn)作用，且處理T2的促進(jìn)作用最大，根冠比較不施肥處理CK增加22%。處理T1和T2的根冠比差異不顯著，處理T2和T3的根冠比差異顯著。

2.2 有機肥對水果蘿卜可溶性糖和干物質(zhì)含量的影響 從圖2可以看出，處理T2、T3和處理T1、CK的可溶性糖含量差異達(dá)顯著水平，其中處理T3的數(shù)值最大為3.8%，處理CK的數(shù)值最小為2.4%。由此可見，施肥處理可提高水果蘿卜的可溶性糖含量，且在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施化肥能進(jìn)一步促進(jìn)了水果蘿卜中可溶性糖的積累。處理CK與處理T1差異不顯著，處理T2與處理T3差異也不顯著，說明單純施化肥對水果蘿卜中可溶性糖的影響不明顯;施用化肥配合增施有機肥對水果蘿卜中可溶性糖的含量影響明顯;但是增施6000kg/hm2（T2）與9000kg/hm2（T3）有機肥處理，水果蘿卜可溶性糖含量影響不明顯。

由圖2還可知，不同的施肥處理均可提高水果蘿卜干物質(zhì)含量，與不施肥處理（CK）差異達(dá)顯著水平，其中常規(guī)施肥增施有機肥6000kg/hm2（T2）效果最好，干物質(zhì)較不施肥處理（CK）提高13.8%，比單施化肥（T1）處理提高8.4%。處理T1與處理T2，處理T2和T3干物質(zhì)含量差異均不顯著，說明僅施化肥并不能顯著提高水果蘿卜的干物質(zhì)含量，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施有機肥可以提高水果蘿卜中干物質(zhì)的比重。

3 結(jié)論與討論

關(guān)于有機肥增產(chǎn)的原理，當(dāng)前研究普遍認(rèn)為是有機肥因其含有作物生長發(fā)育必需的多種營養(yǎng)元素，蘊含著大量的生物活性物質(zhì)，既可以為植株提供養(yǎng)分，促進(jìn)其生長，又能改善土壤環(huán)境，進(jìn)而增加土壤中微生物數(shù)量、多樣性及活性，提高土壤中微生物量碳、氮含量，提升土壤的營養(yǎng)元素的利用效率[14-20]。

本研究表明，常規(guī)施肥增施水熱裂解有機肥能提高水果蘿卜的莖葉重、肉質(zhì)根重和總鮮重，從產(chǎn)量數(shù)據(jù)來看，其中以處理T3的效果最為明顯，比處理CK增產(chǎn)53%，比處理T1增產(chǎn)23%。李超然等研究表明，精制有機肥對蘿卜的生長發(fā)育有較好的促進(jìn)作用，對其生物性狀影響表現(xiàn)在植株長勢良好，單個蘿卜重量增加[20]。郭小靜等研究表明，無機肥和有機肥配施對增強蘿卜的生長發(fā)育，提高產(chǎn)量以及改善可食器官品質(zhì)均具有顯著的促進(jìn)作用[22]。何思君、張華等研究表明，復(fù)合肥和有機肥搭配使用時，可使蘿卜增產(chǎn)[23-24]。以上研究與本研究結(jié)果相類似。

施肥處理對水果蘿卜的根冠比有促進(jìn)作用，且處理T2促進(jìn)作用最大，根冠比較不施肥處理增加22%。然而處理T3對水果蘿卜的根冠比促進(jìn)最弱，可能是由于水熱裂解有機肥施用太多導(dǎo)致土壤環(huán)境中氮元素過量，造成水果蘿卜營養(yǎng)生長過盛，植株徒長所致。

果實的口感主要取決于其內(nèi)在的品質(zhì)，即可溶性糖和有機酸的含量，研究表明，有機肥可以提高果實中可溶性固形物的含量[25]，改善果實風(fēng)味。王欣芳等研究表明，施用有機肥的蘿卜可溶性糖含量較不施肥分別提高18.37%，本研究中施用有機肥比不施肥水果蘿卜可溶性糖增加58.4%，較常規(guī)施肥提高30%[26]。3項研究表現(xiàn)出了相似的趨勢。本研究顯示，單獨施用化肥對水果蘿卜干物質(zhì)含量無影響，配施有機肥可以使作物保持良好的生長發(fā)展態(tài)勢，促進(jìn)了水果蘿卜干物質(zhì)含量的提升，其中以常規(guī)施肥增施有機肥6000kg/hm2的效果最好。

水熱裂解有機肥含有大量可改善土壤環(huán)境的有機質(zhì)及作物生長必需的營養(yǎng)元素，通過和化肥配合施用，不僅可以有效提高水果蘿卜產(chǎn)量，顯著增大水果蘿卜的根冠比，促進(jìn)水果蘿卜經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的提升，而且明顯地提高了水果蘿卜的可溶性糖含量和干物質(zhì)含量，進(jìn)而提升品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]孔源，韓魯佳.我國畜牧業(yè)糞便廢棄物的污染及其治理對策的探討[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002，7（6）：92-96.

[2]李紅娜，吳華山，耿兵，等.我國畜禽養(yǎng)殖污染防治瓶頸問題及對策建議[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報，2020，10（2）：167-172.

[3]呼和濤力，袁浩然，劉曉風(fēng)，等.我國農(nóng)村廢棄物分類資源化利用戰(zhàn)略研究[J].中國工程科學(xué)，2017，19（4）：103-108.

[4]趙立欣，孟海波，沈玉君，等.中國北方平原地區(qū)種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研與發(fā)展分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33（18）：1-10.

[5]李金祥.畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理及資源化利用模式創(chuàng)新研究[J].農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全，2018（1）：3-7.

[6]陳新，張凝.一種固體有機肥生產(chǎn)裝置：ZL201820207416.4[P].2018-11-13.

[7]金強，張紅漫，嚴(yán)立石，等.生物質(zhì)半纖維素稀酸水解反應(yīng)[J].化學(xué)進(jìn)展，2010，2（4）：654-662.

[8]張知曉，澤桑梓，戶連榮，等.茉莉酸甲酯生物活性研究進(jìn)展[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，47（11）：1-7.

[9]NARAYAN S.， AHMED N.， NARAYAN R，et al. Effect of Organic Manures and Inorganic Fertilizers on Fruit Yield of Tomato[J].Journal of Horticultural Sciences，2016，3（1）：72-74.

[10]杜少平，馬忠明，薛亮.不同有機肥對砂田西瓜產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分吸收的影響[J]，應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2019，30（04）：1269-1277.

[11]吳翔，胡從勇，蔡瑞婕，等.蟲糞有機肥對番茄生長及品質(zhì)的影響[J].北方園藝，2019，43（03）：60-64.

[12]熊慶娥.植物生理學(xué)實驗教程[M].成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，2010.

[13]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析（第三版）[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[14]田小明，李俊華，危常州，等.連續(xù)3年施用生物有機肥對土壤有機質(zhì)組分、棉花養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2012，18（5）：1111-1118.

[15]楊珍平，張翔宇，苗果園.施肥對生土地谷子根苗生長及根際土壤酶和微生物種群的影響[J].核農(nóng)學(xué)報，2010，24（4）：802-808.

[16]陳歡，李瑋，張存嶺，等.淮北砂姜黑土酶活性對長期不同施肥模式的響應(yīng)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，47（3）：495-502.

[17]李輝信，袁穎紅，黃欠如，等.不同施肥處理對紅壤水稻土團(tuán)聚體有機碳分布的影響[J].土壤學(xué)報，2006，43（3）：422-429.

[18]李瑋，孔令聰，張存嶺，等.長期不同施肥模式下砂姜黑土的固碳效應(yīng)分析[J].土壤學(xué)報，2015，52（4）：943-949.

[19]臧逸飛，郝明德，張麗瓊，等.26年長期施肥對土壤微生物量碳、氮及土壤呼吸的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2015，35（5）：1445-1451.

[20]MARINARI S，MASCIANDARO G，CECCANTI B，et al.Evolution of soil organic matter changes using pyrolysis andmetabolic indices： A comparison between organic and mineral fertilization[J].Bioresource Technology，2007，98：2495-2502.

[21]李超然，張曉明.精制有機肥在黃州蘿卜上的應(yīng)用效果研究[J].作現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2018（3）：83-85.

[22]郭小靜，艾山江·賽衣丁，周三喜，等.有機無機肥配施對豇豆和蘿卜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].上海蔬菜，2016，04：49-51.

[23]何思君，歐澤江，趙祥倫.有機肥施用對蘿卜產(chǎn)量的影響[J].南方農(nóng)業(yè)，2019，13（1）：44-46.

[24]張華，李玉鑾.有機肥對蘿卜產(chǎn)量和品質(zhì)影響試驗[J].福建農(nóng)業(yè)科技，2005（1）：42-43.

[26]王宏偉，張連忠，路克國.有機肥對紅富士蘋果生長及品質(zhì)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（28）：13572-13573.

[26]王欣芳，高昆，不同糞肥對櫻桃蘿卜營養(yǎng)品質(zhì)的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（11）：99-102. （責(zé)編：張宏民）