代中旭,艾新帥,楊正華,袁樂斌,盧波斯,沈 宏
(1. 湖北鄂中生態(tài)工程股份有限公司,湖北 鐘祥 431915;2. 華南農業(yè)大學,廣東 廣州 510642)
菜心是十字花科蕓薹屬白菜亞種的一個變種,以花薹為主要產品[1];喜溫和氣候,適合播種在南方溫暖地區(qū),是我國華南地區(qū)特產蔬菜之一[2]。菜心味辛、性涼,含有豐富的碳水化合物、維生素C,還含有鈣、鐵、維生素A 等各種營養(yǎng)成分,具有清熱解毒、降低膽固醇、預防貧血等功效[3-4]。生長周期短,一年四季都可以栽培與供應,經濟效益較高,在華南蔬菜中占有及其重要的地位[5]。
隨著人民生活水平的提高,人們對蔬菜的口感品質有了更高要求。海藻肥料不僅能提高農作物抗逆能力,而且對提升農產品品質具有作用。海藻寡糖是海藻多糖分解后產生的一類分子量較小的低聚糖[6]。海藻寡糖水溶性好、分子量小,與海藻多糖相比,更易被農作物吸收利用。此外,海藻寡糖還能夠調節(jié)植物生長,誘導作物抗逆抗病,如促進根毛區(qū)維管束增粗,增強與吲哚類物質合成的基因表達,提高農作物的抗旱性,抗細菌病害等。然而,有關海藻寡糖與復合肥配合施用對菜心產量和品質的研究還少有報道。筆者以寧夏菜心品種為材料,探究不同施用方式下,海藻寡糖與復合肥配施對菜心生長、產量及品質的影響,以期為海藻寡糖增效劑的推廣應用提供科學依據。
試驗肥料仟金方復合肥(18-10-14)、海藻寡糖(質量分數90%),均由湖北鄂中生態(tài)工程股份有限公司提供。供試菜心品種為寧夏菜心,生育期49 d。供試土壤基本理化性質如下:土壤為水稻土,土壤w(有機質)15.7 g/kg,w(全氮)1.23 g/kg,w(堿解氮)115.5 mg/kg,w(速效磷)21.8 mg/kg,w(速效鉀)98.2 mg/kg,土壤pH 6.40。試驗地點,廣東省廣州市天河區(qū)五山鎮(zhèn)華南農業(yè)大學東區(qū)試驗基地。
按常規(guī)方法,將水稻田土壤翻耕、耙松散、平整、起垅,然后按667m250 kg的用量,將仟金方復合肥(18-10-14)均勻撒施在垅表面,用耙子將肥料與土混合均勻,表土覆蓋。由于菜心是淺根系作物,扎根淺,肥料施入土壤深度為5 ~ 10 cm。放置1 d 后,將生長至四葉一心的菜心幼苗,移栽至垅面土壤中,移栽幼苗行距、株距分別為25 cm和15 cm。移栽后澆活根水。對于葉面噴施試驗:分別在菜心移栽后第7 天、第14 天、第21 天,葉面噴施不同濃度海藻寡糖溶液各1次,海藻寡糖溶液質量濃度分別為0、50、100、200、300 mg/L,分別記作處理1、2、3、4、5,每667m2每次噴施海藻寡糖溶液30 kg。對于淋根沖施試驗:在菜心移栽后第15 天,分別淋根沖施質量濃度0、100、200、400、600 mg/L的海藻寡糖溶液分別記作處理6、7、8、9、10,667m2淋根施用海藻寡糖溶液的質量為1 000 kg。
視土壤水分狀況,每天下午或早上進行澆水,保持土壤水含量為田間持水量的60%~80%。由于菜心生育期內主要害蟲為根蛆、蠐螬、金針蟲等,在播種前,土壤表面噴施5%敵百蟲粉劑,667 m2劑量為2 kg,噴施后,耕作土壤,將其翻入土壤內。菜心蚜蟲防治選擇10%吡蟲啉1 000 倍稀釋溶液噴施防治。其他管理同常規(guī)管理方法。
試驗分析測定指標包括菜心生長的形態(tài)指標(株高、葉長、葉寬、地上部鮮質量)、品質指標(可溶性糖、維生素C、可溶性蛋白、可溶固形物含量)。其中,菜心可溶性糖含量采用銅還原碘量法測定,具體見標準NY/T 1278—2007;維生素C含量采用2,6—二氯靛酚滴定法測定,具體見標準GB/T 6195—1986;可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定;可溶性固形物含量采用近紅外光譜法測定,具體見標準NY/T 1841—2010。土壤有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀、pH 值均采用史瑞的分析方法測定。
所有數據均采用Excel和SPSS軟件處理,然后進行差異顯著性檢驗分析。
復合肥基施與海藻寡糖噴施對菜心生長和產量的影響見表1。由表1可知,少量及過量的海藻寡糖均能提高菜心的長勢及產量,但并不能使菜心的產量最大化。與不施肥對照相比,復合肥基施與海藻寡糖噴施處理的菜心產量分別增加28.40%、45.13%、52.89%、65.36%、57.88%。與單施復合肥處理相比,復合肥配施海藻寡糖處理的菜心產量分別增加13.02%、19.07%、28.79%和22.96%。當噴施海藻寡糖溶液的質量濃度為200 mg/L時,菜心的形態(tài)指標優(yōu)于其他處理且數據具有顯著差異性,并且單株鮮質量較僅施基肥處理提高了18.5%,每667 m2產量提高了28.7%。
表1 復合肥基施與海藻寡糖噴施對菜心生長和產量的影響
復合肥基施與海藻寡糖噴施對菜心品質的影響見表2。由表2 可知,不施肥處理顯著降低了菜心品質。就不同菜心品質指標而言,復合肥配施200、300 mg/L 海藻寡糖處理的維生素C、可溶性蛋白和可溶固形物含量明顯高于復合肥配施0、50 、100 mg/L 海藻寡糖處理。與未施海藻寡糖處理相比,葉面噴施海藻寡糖溶液能不同程度提高菜心可溶性糖、維生素C、可溶性蛋白和可溶固形物含量。綜合菜心產量和多項品質指標可得,復合肥基施+200 mg/L海藻寡糖溶液噴施處理的效果較好。
表2 復合肥基施與海藻寡糖噴施對菜心品質的影響
復合肥基施與海藻寡糖淋施對菜心生長和產量的影響見表3。由表3 可知,施肥處理顯著增加菜心產量。與不施肥對照相比,復合肥基施與海藻寡糖淋施處理的菜心產量分別增加22.17%、29.71%、37.05%、53.04%、49.79%。不同處理組合中,以復合肥基施與400 mg/L或600 mg/L海藻寡糖淋根處理的菜心產量最高。
表3 復合肥基施與海藻寡糖淋施對菜心生長及產量的影響
復合肥基施與海藻寡糖淋施對菜心品質的影響見表4。由表4 可知,菜心品質指標如可溶性糖、維生素C、可溶性蛋白和可溶固形物含量在處理8、9、10 之間差異不顯著,但明顯高于不施肥處理。綜合產量、品質以及施用成本,以復合肥基施+400 mg/L海藻寡糖淋施處理效果最好。
表4 復合肥基施與海藻寡糖淋施對菜心品質的影響
海藻寡糖是一類生物活性非常高的生物刺激素,是由β-D-甘露糖醛酸與α-L-古羅糖醛酸依靠1,4-糖苷鍵連接而成的共聚物,聚合度一般在2~10[7]。小分子寡糖具有特殊的生理功能,不僅促生長作用明顯,而且還能增強農作物對逆境脅迫的抗性,兼有肥效和藥效雙重生物效果。郭衛(wèi)華等[8]發(fā)現,葉面噴施500 mg/kg 海藻酸鈉寡糖能提高煙草葉片葉綠素含量、凈光合速率,并降低其氣孔限制值。張賡等[9]在營養(yǎng)液條件下研究海藻寡糖對菜薹生長的影響,發(fā)現30 mg/L的海藻寡糖處理可不同程度提高菜薹光合速率、水分利用效率以及蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性,促進蔗糖以及碳代謝產物積累。筆者的研究表明,在中等肥力的水稻土土壤上,在667 m2施復合肥(18-10-14)50 kg 作基肥的基礎上,葉面噴施200 mg/kg或300 mg/kg海藻寡糖溶液3次,能顯著提高菜心經濟產量,并且提高葉片可溶性糖、維生素C、可溶性蛋白和可溶固形物含量。由于作物種類、葉片結構、施用方式及土壤肥力等不同,海藻寡糖的有效作用濃度可能存在差異,因此,上述3個研究中的最佳處理海藻寡糖溶液濃度不同。黃文佳等[10]在水稻分蘗盛期和齊穗期分別噴施70、140、210 mg/m2的海藻寡糖時,發(fā)現70 mg/m2海藻寡糖處理的水稻產量最高,這表明,在增加水稻產量方面,海藻寡糖濃度不是越高越好。
除葉面噴施海藻寡糖外,筆者還研究了海藻寡糖淋施對菜心生長的影響。結果表明,不同濃度海藻寡糖溶液淋根施用1 次能提高菜心產量22.17%~53.04%。張運紅等[11-12]研究了不同濃度海藻酸鈉寡糖(2 000 ~ 6 000 mg/L)灌根處理對小麥產量的影響,發(fā)現4 000 mg/L海藻寡糖處理的小麥產量最高,其主要增產原因歸結于小麥穗數和千粒質量的增加。然而,該研究并沒說明海藻酸鈉寡糖溶液的用量。
比較海藻寡糖溶液噴施和淋施可以發(fā)現,在海藻寡糖溶液噴施處理中,667 m23 次噴施的海藻寡糖溶液用量為90 kg,而淋施1次海藻寡糖溶液用量為1 000 kg,淋施海藻寡糖溶液的用量是葉面噴施的10倍以上,然而,淋根施用海藻寡糖濃度1次對菜心產量和品質的提升效果不如葉面噴施3次海藻寡糖溶液處理,其原因可能與以下因素有關:葉面噴施時,菜心對海藻寡糖溶液吸收效果遠高于淋根施用;淋根施用時,海藻寡糖進入根際土壤,很大部分被土壤固定或微生物吸收,沒有被根系吸收利用;海藻寡糖噴施3次,在不同生育時期,誘導了信號傳遞,提高植物細胞的抗氧化能力,起到了少量多次的效果,而1 次性淋根施用,即便用量大,但持續(xù)性不強。因此,選用仟金復合肥處理+200 mg/L海藻寡糖溶液噴施3次效果較好。