吳金平 周潔 矯振彪 齊傳東 朱鳳娟 邱正明 郭鳳領(lǐng)

摘? ? 要：為明確減施化肥、配施有機(jī)肥在湖北地區(qū)露地甘藍(lán)生產(chǎn)中的應(yīng)用效果及其可行性，以?shī)W奇娜甘藍(lán)為試驗(yàn)材料，采取隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，按照減施化肥20%～30%，配施有機(jī)肥2250 kg·hm-2及1次追肥和2次追肥等處理，研究不同施肥方式對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤酶活性的影響。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥（CK2）相比，減施化肥20%、配施有機(jī)肥，在蓮座期和包心期分別追尿素（T3）時(shí)商品產(chǎn)量增加24.79%；甘藍(lán)葉球可溶性糖、維生素C含量分別提高6.55%和4.88%；減少化肥施用量30%、配施有機(jī)肥（T4），氮、磷、鉀利用率分別提高110.24%、143.21%和95.14%。配施有機(jī)肥土壤中磷酸酶、蔗糖酶、脲酶這三種酶的活性都總體優(yōu)于未施有機(jī)肥處理。綜合分析可知，化肥1200 kg·hm-2配施有機(jī)肥2250 kg·hm-2可以有效促進(jìn)甘藍(lán)生長(zhǎng)、增加產(chǎn)量、優(yōu)化品質(zhì)、增強(qiáng)土壤酶活性、提高土壤肥力，可作為湖北甘藍(lán)生產(chǎn)的推薦施肥模式。

關(guān)鍵詞：甘藍(lán)；肥料減施；產(chǎn)量；品質(zhì)；土壤質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S635 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2023）09-075-05

Effects of different fertilization methods on soil enzyme activity and growth， yield， quality of cabbage

WU Jinping， ZHOU Jie， JIAO Zhenbiao， QI Chuandong， ZHU Fengjuan， QIU Zhengming， GUO Fengling

（Key Laboratory of Vegetable Ecological Cultivation on Highland， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Key Laboratory of Vegetable Germplasm Innovation and Genetic Improvement in Hubei Province/Institute of Economic Crops， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， Hubei， China）

Abstract： In order to make clear the application effect and feasibility of reducing chemical fertilizer and increasing organic fertilizer in the production of cabbage in open field in Hubei province， the cabbage cultivar Aoqina was used as the test material， and a randomized block trial to study the effects of different fertilization treatments on the growth， yield and quality of cabbage in open field with reducing chemical fertilizer application by 20%-30%， increasing organic fertilizer application by 2250 kg·hm-2 and applying chemical fertilizer topdressing once or twice. The results showed that compared with conventional fertilization （CK2）， the commodity output increased by 24.79%， which reduce application of compound fertilizer by 20%， increase application of organic and in the rosette stage and the pericardium stage when topdressing urea （T3）， and the contents of soluble sugar and vitamin C increased by 6.55% and 4.88% respectively， and the utilization rates of N， P and K（T4） increased by 110.24%， 143.21% and 95.14%， respectively. The activities of phosphatase， sucrase and urease in soil treated with organic fertilizer were better than those treated without organic fertilizer. According to comprehensive analysis， 1200 kg·hm-2 chemical fertilizer and 2250 kg·hm-2 organic fertilizer can effectively promote cabbage growth， increase yield， optimize quality， improve soil enzyme activity and enhance soil fertility， it can be used as a recommended fertilization model for cabbage production in Hubei province.

Key words： Cabbage; Fertilizer reduction; Yield; Quality; Soil quality

目前我國(guó)露地蔬菜氮肥利用率為18.4%～34.0%、磷肥利用率為6.1%～17.4%、鉀肥利用率為13.0%～36.9%[1]，化肥的投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了蔬菜正常生長(zhǎng)需要的量而逐漸在土壤中積累，造成土壤次生鹽漬化、肥料利用率低、作物品質(zhì)下降、農(nóng)田生態(tài)環(huán)境被破壞等一系列負(fù)面影響[2]。湖北省咸寧市嘉魚(yú)縣在蔬菜種植方面享有“北有壽光、南有嘉魚(yú)”的美譽(yù)，其中，甘藍(lán)種植面積達(dá)1.2萬(wàn)hm2。常年“兩瓜兩菜”，種植模式單一、土壤復(fù)種指數(shù)高、化學(xué)肥料投入量超標(biāo)，致使土壤出現(xiàn)了鹽漬化、板結(jié)現(xiàn)象，加劇了土壤質(zhì)量退化。已有數(shù)據(jù)表明，適當(dāng)減施化肥、配施有機(jī)肥（氮的占比為50%）可有效提高花椰菜產(chǎn)量[3]；化肥減施25%、增施200 kg·667 m-2有機(jī)肥可使青花菜中可溶性糖含量（w，后同）提高至7.48 mg·g-1[4]；在有機(jī)肥替代30%化肥的配施模式下，白菜和甘藍(lán)具備最佳的商品特性和產(chǎn)量產(chǎn)出[5]；在總化肥減施率達(dá)50.88%的條件下，甘藍(lán)每667 m2的產(chǎn)量較常規(guī)施肥增產(chǎn)12.17%[6]。眾多研究表明，優(yōu)化施肥模式可以使土壤中的養(yǎng)分得到有效利用，促進(jìn)作物生長(zhǎng)、改善品質(zhì)，最終達(dá)到增產(chǎn)增效的目的。

筆者在嘉魚(yú)縣甘藍(lán)常規(guī)施肥方式基礎(chǔ)上研究不同施肥模式對(duì)甘藍(lán)生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤酶活性的影響，旨在為當(dāng)?shù)馗仕{(lán)生產(chǎn)提供合理的施肥依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概述

試驗(yàn)地點(diǎn)位于湖北省咸寧市嘉魚(yú)縣潘家灣鎮(zhèn)湖北金潤(rùn)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司蔬菜基地，地處長(zhǎng)江中游南岸，氣候?qū)賮啛釒駶?rùn)型季風(fēng)氣候，年平均氣溫17.2 ℃，>10 ℃的初終間日數(shù)平均為242 d，年降水量為1398 mm，汛期（5－9月）降水量為780 mm左右；年日照時(shí)數(shù)多于1856 h；無(wú)霜期260 d左右。土壤類(lèi)型為黃棕壤，前茬作物為大白菜。

1.2 材料

參試甘藍(lán)品種為奧奇娜（湖北省嘉魚(yú)縣金潤(rùn)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供）。耕層土壤理化性狀：pH 6.25，有機(jī)質(zhì)含量（w，后同）3.60 g·kg-1，堿解氮含量89.43 mg·kg-1，速效磷含量83.62 mg·kg-1，速效鉀含量52.00 mg·kg-1。供試肥料來(lái)源于湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司：尿素（N含量46%）、有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)含量為47%，有機(jī)碳含量為27.26%，N、P2O5、K2O含量分別為2.80%、0.82%、1.38%）、復(fù)合肥（N-P2O5-K2O=15-15-15）。

1.3 時(shí)間

2021年12月13日整地、施肥、移栽。分別于2022年3月12日（蓮座期）、4月11日（包心期）追肥，5月10日（成熟期）收獲。

1.4 設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，3次重復(fù)，合計(jì)18個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)置，每個(gè)小區(qū)面積50 m2，行株距45 cm×40 cm。除施肥外其他田間管理一致。6個(gè)處理施肥情況如表1所示。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.5.1 甘藍(lán)樣品采集與分析 采收時(shí)每小區(qū)選取20株甘藍(lán)測(cè)定產(chǎn)量和商品產(chǎn)量。每小區(qū)取5株采用馬彥霞等[7]的方法測(cè)量株高、中心柱長(zhǎng)、葉球橫徑/縱徑、單株質(zhì)量等農(nóng)藝性狀指標(biāo)；采用鄒琦[8]的方法對(duì)葉球可食用部分的維生素C、可溶性蛋白、可溶性糖含量等品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定；采用山楠等[9]方法測(cè)定甘藍(lán)干物質(zhì)累積量及全氮、全磷和全鉀含量。

1.5.2 土壤樣品采集與分析 每小區(qū)采用5點(diǎn)“S”型混合法取土樣。檢測(cè)土壤樣品中脲酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶、蛋白酶和磷酸酶活性，采用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司的試劑盒方法（分光光度法）進(jìn)行測(cè)定。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 2016處理數(shù)據(jù)，采用SPSS 19.0單因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較和差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥模式對(duì)甘藍(lán)農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，各處理間甘藍(lán)株高無(wú)顯著差異，但T1處理葉球縱徑、葉球橫徑指標(biāo)顯著高于CK2。在底肥化肥減施30%，增施有機(jī)肥2250 kg·hm-2，后期在蓮座期和包心期分別追施尿素112.5 kg·hm-2時(shí)（T4）甘藍(lán)農(nóng)藝性狀總體表現(xiàn)最優(yōu)。以上結(jié)果表明，肥料的施用直接影響甘藍(lán)的農(nóng)藝性狀指標(biāo)，最終表現(xiàn)為對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量的影響，適當(dāng)減少化學(xué)肥料的施用并配施一定量的有機(jī)肥（T4）有利于甘藍(lán)生長(zhǎng)。

2.2 不同施肥模式對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量的影響

由表3可知，減施化肥20%、增施有機(jī)肥2250 kg·hm-2，在蓮座期和包心期分別追施尿素（T3）產(chǎn)量最高，經(jīng)濟(jì)系數(shù)達(dá)0.62，凈收益為77 832.87元·hm-2，較常規(guī)施肥模式（CK2）凈收益顯著提高了31.07%。整體而言，配施有機(jī)肥有利于增產(chǎn)（T2、T3、T4），追肥分兩次追（T3）比一次追（T2）效果好；與CK2相比，減少20%化肥施入的T1處理商品產(chǎn)量高出8.68%，凈收益增加4 098.6元·hm-2。

2.3 不同施肥模式對(duì)甘藍(lán)品質(zhì)的影響

由表4可知，在不同施肥水平下，甘藍(lán)干物質(zhì)含量無(wú)顯著差異；T3處理甘藍(lán)的可溶性蛋白含量為1.53 mg·g-1，維生素C含量為0.43 mg·g-1，可溶性糖含量為2.44%，在品質(zhì)方面綜合表現(xiàn)最優(yōu)；維生素C、可溶性糖含量分別比CK2提高了4.88%和6.55%。結(jié)果表明，減少化肥增施有機(jī)肥有利于提高甘藍(lán)品質(zhì)。在蓮座期和包心期分別追肥（T3、T4）的甘藍(lán)品質(zhì)總體優(yōu)于在包心期一次性追肥（T2）。

2.4 不同施肥模式對(duì)肥料利用率的影響

由表5可知，不同施肥模式下，甘藍(lán)中氮、磷、鉀元素含量由高到低分別為T(mén)4>T1>CK2>T3>T2>CK1、T1>T4>T3>T2>CK2>CK1、T4>T2>T1>CK2>T3>CK1。T4處理甘藍(lán)氮、磷、鉀利用率均顯著高于CK2，分別比CK2提高110.24%、143.21%、95.14%。

2.5 不同施肥模式對(duì)土壤酶活的影響

由表6可知，T4處理土壤過(guò)氧化氫酶活性高達(dá)42.40 mg·g-1·d-1，說(shuō)明適量減施化肥配施有機(jī)肥提高了過(guò)氧化氫酶活性。土壤蛋白酶參與土壤中存在的氨基酸、蛋白質(zhì)以及其他含蛋白質(zhì)氮的有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化，其水解產(chǎn)物是高等植物的氮源之一，表中各處理蛋白酶活性間沒(méi)有顯著差異。減施化肥增施有機(jī)肥T2處理土壤磷酸酶活性顯著高于CK2，說(shuō)明過(guò)量施肥抑制磷酸酶活性。增施有機(jī)肥（T2、T3和T4）各處理與未施有機(jī)肥（CK1、CK2和T1）間比較，蔗糖酶活性明顯提高。土壤脲酶活性反映了土壤的氮素狀況，在T1～T4處理中，T4施氮最少，該酶活性最低；在氮素施用量一致的前提下，T2與T3間無(wú)顯著差異；CK2與T1比較，減肥20%有利于提高脲酶活性。

3 討論與結(jié)論

化肥在植物產(chǎn)量增長(zhǎng)方面貢獻(xiàn)率在40%～50%[10]。蔬菜種植者經(jīng)常使用大肥大水以期獲得高產(chǎn)，而單一超量使用化肥往往導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、化肥利用率降低、連作障礙嚴(yán)重等問(wèn)題[11-12]，同時(shí)，過(guò)量施用化肥導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能被作物完全吸收而滲入地下或隨著農(nóng)田退水進(jìn)入河流、湖泊等，最終導(dǎo)致地下水或地表水污染。湖北位于中國(guó)中部、長(zhǎng)江中游，“黃金水道”縱貫東西，保護(hù)該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境對(duì)維系整個(gè)長(zhǎng)江流域的生態(tài)平衡起著重要作用。增施有機(jī)肥對(duì)作物品質(zhì)提升、土壤改良有極大的促進(jìn)作用[13]。因此，在該區(qū)域探討減施化肥、增施有機(jī)肥對(duì)改善土壤環(huán)境、提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。

本研究結(jié)果表明，T3處理減少化肥用量20%，增施有機(jī)肥和追肥分2次追施，甘藍(lán)商品產(chǎn)量較常規(guī)施肥CK2增產(chǎn)24.8%，除去增施有機(jī)肥成本，凈收益增加31.1%。已有研究表明，部分化肥與有機(jī)肥的配合比單施化肥條件下水稻增產(chǎn)1.7%～62.4%，與本研究結(jié)果是一致的[14]。

眾多研究表明，在增施有機(jī)肥的條件下，農(nóng)產(chǎn)品可溶性蛋白、可溶性糖、干物質(zhì)含量等品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)更高，產(chǎn)品綜合品質(zhì)更好[15]，這主要是因?yàn)橛袡C(jī)肥通過(guò)對(duì)土壤養(yǎng)分、酶及土壤微生物的影響，改變作物的代謝途徑及生長(zhǎng)條件，進(jìn)而影響農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)[16]。本研究結(jié)果也表明，增施有機(jī)肥（T2～T4）處理的甘藍(lán)可溶性蛋白含量和可溶性糖含量高于未施有機(jī)肥（T1）。

已有研究表明，增施有機(jī)肥能促進(jìn)蔬菜對(duì)氮、磷、鉀的吸收利用[17]，這主要是因?yàn)楹侠砼涫┯袡C(jī)肥可增加土壤微生物功能群數(shù)量，改善土壤微生態(tài)環(huán)境和土壤氮素營(yíng)養(yǎng)循環(huán)，提高土壤酶活性，從而提高肥料利用率。在筆者的研究中，增施有機(jī)肥2250 kg·hm-2（T4），氮、磷、鉀利用率分別提高110.24%、143.21%和95.14%，植株中氮、磷、鉀含量分別提高了20.06%、11.79%、3.27%，與前人研究結(jié)果一致[18-19]。

筆者的研究通過(guò)增施有機(jī)肥減施化肥（T2～T4），調(diào)節(jié)土壤微生態(tài)系統(tǒng)，土壤中磷酸酶、蔗糖酶和脲酶酶活性都高于未施有機(jī)肥處理（CK2、T1），這與馮龍等[20]研究增施有機(jī)肥提高土壤中酶活性的結(jié)果一致。

本試驗(yàn)中脲酶活性依次是T2>T3>T1>T4>CK2>CK1，T2、T3施肥量一致，只是追肥次數(shù)不同，T1比T2少施了有機(jī)肥2250 kg·hm-2，T4比T3少施了化肥150 kg·hm-2，該結(jié)果表明，脲酶活性與土壤有機(jī)質(zhì)、氮元素含量有關(guān)。這和脲酶活性與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量等肥力因素呈顯著正相關(guān)的結(jié)論一致[21]。蔗糖酶、磷酸酶活性與土壤中有機(jī)質(zhì)含量存在著正相關(guān)關(guān)系[22]。本研究結(jié)果表明，增施有機(jī)肥提高了土壤蔗糖酶、磷酸酶活性，從而改善了土壤肥力水平，T2、T3、T4雖然減少了化肥施用量20%～30%，但由于增施了有機(jī)肥，提高了土壤酶活性，改善了土壤肥力，最終導(dǎo)致甘藍(lán)產(chǎn)量增加。本研究結(jié)果表明，各處理蛋白酶活性之間沒(méi)有顯著差異，過(guò)氧化氫酶活性除T4顯著高于其他各處理外，其他各處理間沒(méi)有顯著差異。這可能是因?yàn)橥寥烂富钚圆粌H與土壤有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)，與土壤中氮、磷、鉀含量也存在正相關(guān)關(guān)系，這就需要進(jìn)一步研究不同施肥水平下土壤營(yíng)養(yǎng)元素水平，從而更好地解釋土壤酶活性差異的原因。

在湖北地區(qū)甘藍(lán)常規(guī)施肥模式基礎(chǔ)上，筆者的研究通過(guò)減施化肥、增施有機(jī)肥及采用不同追肥方式，探究不同施肥模式對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤酶活性等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，減施化肥20%～30%，配施有機(jī)肥2250 kg·hm-2可以有效促進(jìn)甘藍(lán)生長(zhǎng)，增加產(chǎn)量，優(yōu)化品質(zhì)，改善土壤生態(tài)系統(tǒng)，提高土壤肥力。建議湖北地區(qū)甘藍(lán)種植化肥施用量為1200 kg·hm-2左右，增施有機(jī)肥。此外，甘藍(lán)整個(gè)生育期內(nèi)少量多次追肥，更加有利于產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。

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