摘" " 要：為研究秸稈沼渣有機(jī)肥理化特性以及在化肥施用量一致的條件下，配施不同用量秸稈沼渣有機(jī)肥對(duì)菜心生長(zhǎng)、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益的影響，采用室內(nèi)室外相結(jié)合的研究方法，以秸稈基沼渣有機(jī)肥和70圓葉菜心為供試材料，在對(duì)秸稈基沼渣有機(jī)肥容重、孔隙度、EC、pH、發(fā)芽指數(shù)，以及養(yǎng)分含量分析的基礎(chǔ)上，以常規(guī)施化肥量為對(duì)照（CK），設(shè)置了15 t·hm-2秸稈沼渣有機(jī)肥+300 kg·hm-2復(fù)合肥（T1）、22.5 t·hm-2秸稈沼渣有機(jī)肥+300 kg·hm-2復(fù)合肥（T2）、30.0 t·hm-2秸稈沼渣有機(jī)肥+300 kg·hm-2復(fù)合肥（T3）共4個(gè)處理。結(jié)果表明：秸稈沼渣有機(jī)肥疏松多孔，呈黃褐色，整體偏堿性；容重為0.29 g·cm-3，發(fā)芽指數(shù)為82.78%。全氮含量為20.29 g·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量為61.82" g·kg-1，是菜心生長(zhǎng)的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥；隨著菜心生育期的推進(jìn)，T2處理株高顯著高于CK處理，生長(zhǎng)速率由高到低為T(mén)2gt;CKgt;T3gt;T1，莖粗的生長(zhǎng)速率由高到低為T(mén)2gt;T3gt;T1gt;CK；施用秸稈沼渣有機(jī)肥處理產(chǎn)量均高于CK處理，T2處理產(chǎn)量顯著高于CK處理50.54%，除去用工、平整土地、機(jī)械、種子、肥料、農(nóng)藥等投入，施用秸稈沼渣有機(jī)肥處理的經(jīng)濟(jì)效益均高于CK，T2處理的效益為7.96萬(wàn)元·hm-2，與CK處理相比，增加了1.81萬(wàn)元·hm-2。綜上所述，T2處理能有效促進(jìn)菜心的生長(zhǎng)，提高菜心產(chǎn)量，產(chǎn)生較高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：菜心；秸稈沼渣有機(jī)肥；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：S634.5" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2024.04.008

Effects of Fertilizer Combined with Straw Biogas Residue Organic Fertilizer on Growth，Yield and Economic Benefits of Chinese Cabbage

ZHOU Jing1，2，NIU Haihui1， QIAO Jian1， GUO Junhui1， LIU Congming1， SHI Xiangyuan2

（1.Shanxi Energy Investment Biomass Energy Development and Utilization Company Limited， Taiyuan， Shanxi 030031，China; 2. Shanxi Academy of Organic Dryland Agriculture， Shanxi Agriculture University， Taiyuan， Shanxi 030031，China）

Abstract： This study was to investigate the characteristics of organic fertilizers derived from straw-based biogas sludge and evaluate their effects on the growth， yield， and economic returns of Chinese flowering cabbage. The experiment was conducted under the condition of uniform chemical fertilizer application.The experiment was conducted by utilizing a research method that combined both indoor and outdoor settings. Straw-based biogas sludge organic fertilizer and 70 round-leaf cauliflowers were selected as the materials for the test. After the bulk density， porosity， electrical conductivity （EC）， pH， germination index， and nutrient content of the straw-based biogas sludge organic fertilizer had been analyzed， four treatments were then established： the conventional application rate of chemical fertilizers was used as the control（CK）; 15 tonnes per hectare of straw biogas sludge organic fertilizer combined with 300 kilograms per hectare of compound fertilizer constituted Treatment 1 （T1）; 22.5 tonnes per hectare of straw biogas sludge organic fertilizer mixed with 300 kilograms per hectare of compound fertilizer formed Treatment 2 （T2）; 30.0 tonnes per hectare of straw biogas sludge organic fertilizer together with 300 kilograms per hectare of compound fertilizer comprised Treatment 3（T3）.The results showed that the straw biogas sludge organic fertilizer was distinguished by its loose and porous texture， exhibiting a yellowish-brown color and an inherent alkaline property. It boasted a bulk density of 0.29 g·cm-3， alongside a notable germination index of 82.78%. The measured total nitrogen content stood at 20.29 g·kg-1， and the organic matter content was impressive at 61.82 g·kg-1， qualifying it as an excellent organic fertilizer for nurturing Chinese flowering cabbage. Throughout the growth cycle of the Chinese flowering cabbage， it was observed that plants in the T2 treatment group attained significantly greater heights over those in the CK control group. The growth rates for plant height followed a descending order： T2gt;CKgt;T3gt;T1， and similarly for stem thickness： T2gt;T3gt;T1gt;CK. Yields from areas treated with the straw biogas sludge organic fertilizer surpassed those in the CK group for all treatments， with the T2 treatment outperforming the CK by an impressive 50.54%.After the costs for labor， land leveling， machinery， seeds， fertilizers， and pesticides had been deducted， it was determined that the economic benefits derived from the treatments using straw biogas sludge organic fertilizer were higher than those from the CK treatment. The T2 treatment had yielded an economic benefit of 79 600 yuan per hectare， which represented an increase of 18 100 yuan per hectare compared to the CK treatment. In conclusion， the T2 treatment was shown to effectively enhance the growth of Chinese flowering cabbage， leading to a significant increase in yield and yielding higher economic returns.

Key words： Chinese flowering cabbage; straw-based biogas sludge organic fertilizer; yield; economic benefits

菜心（Brassica campestris L.）又名菜薹，其味道清甜，富含維生素和礦物元素。菜心收獲周期短，種植效益高，是我國(guó)北方地區(qū)供往粵港澳地區(qū)的主要蔬菜之一[1]。近年來(lái)，隨著集約化菜心種植的發(fā)展，過(guò)度施用化肥，大量施用以腐熟的牛、羊糞等作為肥源的單一有機(jī)肥，不僅沒(méi)有提高作物產(chǎn)量，反而造成了肥料的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)成本，造成土壤次生鹽漬化、養(yǎng)分不平衡等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。秸稈沼渣是秸稈厭氧發(fā)酵制取生物天然氣的主要副產(chǎn)物，富含有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)、微量營(yíng)養(yǎng)元素、多種氨基酸、酶類和有益微生物，質(zhì)地疏松、保墑性能好，是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥原料。以沼渣為基礎(chǔ)物料開(kāi)發(fā)有機(jī)肥，不僅可以解決沼液工程的沼渣處理問(wèn)題，而且實(shí)現(xiàn)資源化利用。前人研究表明，合理配施有機(jī)肥不僅可以保證作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，還可以有效改善土壤微生態(tài)環(huán)境[2]。李靜等[3-8] 研究表明，增施有機(jī)肥可以改善白莧菜、辣椒、茶、白菜、油麥菜、葉菜類的產(chǎn)量和品質(zhì)，并提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。已有許多關(guān)于糞便沼渣在蔬菜上的研究報(bào)道[9-13]，但秸稈沼渣有機(jī)肥在菜心上的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。針對(duì)菜心集約化種植過(guò)程中，化肥施用過(guò)量和有機(jī)無(wú)機(jī)配比不合理的問(wèn)題，本研究以秸稈沼渣有機(jī)肥為研究對(duì)象，在基礎(chǔ)理化性狀分析的基礎(chǔ)上，以70圓葉菜心為供試材料，探索了不同秸稈沼渣有機(jī)肥用量對(duì)菜心生長(zhǎng)、產(chǎn)量的影響，并進(jìn)行了成本效益分析，為秸稈沼渣在菜心上的應(yīng)用提供依據(jù)，為沼渣有機(jī)肥的開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)選擇在山西省太原市清徐縣供港蔬菜菜心種植基地，基地位于東經(jīng)112.50°，北緯37.52°。該區(qū)域?qū)儆谂瘻貛Т箨懶詺夂?，四季分明，年平均日照? 577.5 h，日照率達(dá)58%，無(wú)霜期183 d，年均降水量為462 mm。土壤屬于壤土，砂質(zhì)性較好，具體土壤養(yǎng)分情況見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物：70圓葉菜心，種苗由供港蔬菜菜心企業(yè)提供。

供試基肥：供試基肥有機(jī)肥為秸稈沼渣有機(jī)肥，購(gòu)自華遠(yuǎn)陸港集團(tuán)所屬山西能投生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用股份有限公司子公司山西神沐新能源有限公司，主要原料為玉米秸稈（85%）和雞糞（15%），含水率lt;30%；供試基肥化肥為撒可富復(fù)合肥（15-15-15），購(gòu)自山西晉中榆次東陽(yáng)農(nóng)資店。

供試追肥：水溶肥1為易富寧（33-8-11）高氮型水溶肥，水溶肥2為天脊（20-20-20）均衡型水溶肥，二者均購(gòu)自榆次東陽(yáng)農(nóng)資店。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以菜心種植基地傳統(tǒng)施肥方式為對(duì)照（CK） ，共設(shè)置4個(gè)處理，每個(gè)試驗(yàn)處理面積231.25 m2（12.5 m×18.5 m），處理情況詳見(jiàn)表2，每個(gè)處理重復(fù)3次，其他管理同日常。菜心采用起壟種植方式，壟面寬1.2 m，壟高15～20 cm。將底肥均勻撒施，旋耕起壟，按照12 kg·hm-2的用量將種子均勻播撒在壟面上，細(xì)土覆蓋，采用噴灌澆水。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 沼渣有機(jī)肥基礎(chǔ)理化指標(biāo)測(cè)定" " （1）容重、孔隙度測(cè)定。取已知體積為V、質(zhì)量為M0的燒杯，在燒杯中裝滿（與燒杯口平）準(zhǔn)備好的風(fēng)干沼渣有機(jī)肥樣品，稱質(zhì)量（M1）。將燒杯用2層紗布封口，于清水中浸泡24 h后，稱質(zhì)量（M2），并將濕紗布稱質(zhì)量（M3）。用濕紗布將燒杯封住后倒置，直至沒(méi)有水分滲出為止，稱質(zhì)量（M4），具體計(jì)算公式如下：

容重（g·cm-3）=（M1-M0）/ V

總孔隙度（%）=（M2-M1-M3）/V×100

通氣孔隙度（%）=（M2+M3-M4）/V×100

持水孔隙度（%）=總孔隙度-通氣孔隙度

氣水比=通氣孔隙度/持水孔隙度

（2）EC和pH值的測(cè)定。采用10 ∶1水土比法測(cè)定，振蕩頻率為 200 r·min-1，水平震蕩時(shí)間為30 min，過(guò)濾并靜置，采用CyberScan PC 300便攜式pH/電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x測(cè)定。

（3）腐熟度的測(cè)定。稱取10.0 g沼渣有機(jī)肥樣品于三角瓶中，以1∶10 （g∶mL）質(zhì)量體積比加蒸餾水100 mL放入搖床以速度170 r·min-1，25 ℃左右震蕩1 h后，在轉(zhuǎn)速10 000 r·min-1條件下離心10 min，取上清液6 mL加入鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，蒸餾水為對(duì)照。每個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)點(diǎn)播15粒飽滿的菜心種子，放置在28 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，48 h后統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽數(shù)、測(cè)定根長(zhǎng)，每個(gè)樣品設(shè)3個(gè)重復(fù)，以蒸餾水為對(duì)照。發(fā)芽指數(shù)GI 的計(jì)算方法（參照NY/T525—2021標(biāo)準(zhǔn)）：

式中，GI 為種子發(fā)芽指數(shù)；G為堆肥樣品浸提液中種子的發(fā)芽率；L為堆肥樣品浸提液中種子的根長(zhǎng)；G0為蒸餾水中的種子的發(fā)芽率；L0為蒸餾水中種子的根長(zhǎng)。

1.4.2 菜心生長(zhǎng)指標(biāo)及產(chǎn)量測(cè)定 （1）植株生長(zhǎng)指標(biāo)。緩苗后，每隔30 d測(cè)每個(gè)處理的生長(zhǎng)指標(biāo)，隨機(jī)選取3個(gè)地塊，地塊面積均為1.6 m×1.1 m（1.76 m2），一次性采收全部植株，并稱質(zhì)量，再根據(jù)面積大小測(cè)算出單位面積產(chǎn)量。株高為從根莖部到生長(zhǎng)點(diǎn)的實(shí)際高度，莖粗測(cè)地面以上1 cm處。生長(zhǎng)速率公式如下：

R＝（Q2－Q1）/（t2－t1）

式中，Q1 第1次取樣時(shí)（t1）的測(cè)定值；Q2定第2次取樣時(shí)（t2）的測(cè)定值。

（2）產(chǎn)量的測(cè)定。每個(gè)處理隨機(jī)選取3個(gè)地塊，地塊面積均為1.6 m×1.1 m（1.76 m2），一次性采收全部植株，并稱質(zhì)量，再根據(jù)面積大小測(cè)算出單位面積產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

本研究數(shù)據(jù)采用Excel 2010軟件整理，通過(guò)SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析，采用 LSD 法（P＜0.05）進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈沼渣有機(jī)肥基礎(chǔ)理化性質(zhì)分析

由表3可知，秸稈沼渣有機(jī)肥呈粉末狀，顏色為黃褐色，其容重為0.29 g·cm-3，總孔隙度為65.81%，偏堿性，EC值為2.6 0 ms·cm-1，發(fā)芽指數(shù)為82.78%，符合《沼氣工程沼液沼渣后處理技術(shù)規(guī)范》（NY/T2374—2013）腐熟要求。秸稈沼渣有機(jī)肥全氮含量為20.29 g·kg-1，有效磷含量在0.37 g·kg-1，速效鉀含量為8.55 g·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量為61.82 g·kg-1，如表4所示。

2.2 不同秸稈沼渣有機(jī)肥基肥對(duì)菜心生長(zhǎng)的影響

2.2.1 不同基肥處理對(duì)菜心株高的影響" "由表5可知，不同基肥處理對(duì)菜心株高影響不同。施用沼渣生物有機(jī)肥處理株高均高于CK處理。幼苗期，施用沼渣生物有機(jī)肥處理的菜心株高比CK處理高1.62%～2.34%，但各處理間差異不顯著。隨著生育期的推進(jìn)，T2處理株高顯著高于CK處理，與CK處理相比，菜心株高提高了5.65%。T3處理菜心株高雖高于CK處理，但與CK處理差異不顯著，T1處理菜心株高顯著低于CK處理，生長(zhǎng)速率由快到慢為T(mén)2gt;CKgt;T3gt;T1，T1處理菜心生長(zhǎng)速率顯著慢于其他處理。

2.2.2 不同基肥處理對(duì)菜心莖粗的影響" "由表6可知，不同生育期隨著施肥處理的不同，菜心莖粗也隨之變化。幼苗期，T1、T2處理的菜心莖粗差異不顯著，T2處理菜心莖粗顯著大于CK處理5.00%。成熟期，T2處理菜心莖粗顯著大于其他處理，T2處理莖粗與CK處理相比，莖粗增幅為48.05%。施用沼渣生物有機(jī)肥處理的菜心莖粗均大于CK，T1處理與CK處理差異不顯著。不同施肥處理下，菜心莖粗的生長(zhǎng)速率由快到慢為T(mén)2gt;T3gt;T1gt;CK。

2.3 不同基肥處理對(duì)菜心產(chǎn)量的影響

由表7可知，不同施肥處理對(duì)菜心產(chǎn)量影響不同。施用秸稈沼渣有機(jī)肥處理的菜心產(chǎn)量均顯著高于CK處理。T2處理的菜心產(chǎn)量較CK處理提高了33.49%。T1、T2、T3處理產(chǎn)量差異不顯著。T1處理產(chǎn)量較CK處理提高了25.87%，T3處理產(chǎn)量較CK處理提高了26.61%。不同處理菜心產(chǎn)量由高到低為T(mén)2gt;T3gt;T1gt;CK。

2.4 不同施肥處理經(jīng)濟(jì)效益分析

由表8可知，不同處理菜心產(chǎn)值由高到低為T(mén)2gt;T3gt;T1gt;CK。除去用工、平整土地、機(jī)械、種子、肥料、農(nóng)藥等投入，根據(jù)投入產(chǎn)出比計(jì)算，不同處理菜心經(jīng)濟(jì)效益由高到低為T(mén)2gt;T1gt;T3gt;CK。施用秸稈沼渣有機(jī)肥處理的經(jīng)濟(jì)效益均高于CK，其經(jīng)濟(jì)效益較CK處理提高了12.00% ～29.49%。T2處理經(jīng)濟(jì)效益為7.96萬(wàn)元·hm-2，與CK處理相比，增加了1.81萬(wàn)元·hm-2。T3處理產(chǎn)值高于T1處理，但經(jīng)濟(jì)收益較T1處理降低了10.75%?？傮w評(píng)價(jià)，T2處理在除去基肥成本、追肥成本，以及其他一些開(kāi)支后，可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 討論與結(jié)論

隨著供港蔬菜規(guī)模化、集約化種植面積的擴(kuò)大，以單一糞源為主的有機(jī)肥被大量施用，不但沒(méi)有提高作物產(chǎn)量，還可能造成土壤次生鹽堿化。本研究以秸稈沼渣有機(jī)肥為研究對(duì)象，通過(guò)其理化性質(zhì)的測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，秸稈沼渣有機(jī)肥容重為0.29 g·cm-3，總孔隙度為65.81%，發(fā)芽指數(shù)為82.78%，有機(jī)質(zhì)含量61.82 g·kg-1，是一種輕質(zhì)、疏松多孔、有機(jī)質(zhì)含量高的有機(jī)肥，且該有機(jī)肥EC值為2.60 ms·cm-1，鹽分含量大大低于糞源有機(jī)肥。沼渣作為優(yōu)良的有機(jī)物料，可以有效減少化肥的施用，同時(shí)可以降低沼渣隨意堆放帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[14]。王站付等[15]和董志新等[16]研究表明，秸稈的資源化利用、沼渣肥料的投入，可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)，形成植物與土壤的良好協(xié)同關(guān)系。本研究中，EC值為2.60 ms·cm-1，這與張青青等[17]的測(cè)定結(jié)果不同。原因可能與沼渣好氧堆肥工藝和沼渣有機(jī)肥制備物料來(lái)源有關(guān)。

本研究表明，適量施用秸稈沼渣有機(jī)肥均能有效促進(jìn)菜心生長(zhǎng)，成苗期的影響大于幼苗期，秸稈沼渣有機(jī)肥施用不足或過(guò)量，都有可能影響菜心的生長(zhǎng)，這與楊嬌等[18-20]就有機(jī)肥與化肥配施對(duì)菜心生長(zhǎng)影響的結(jié)果一致。李濤等[21]研究證明，施用沼渣有機(jī)肥后，西紅柿成熟期單株產(chǎn)果量增加19.14%。本研究中，施用秸稈沼渣有機(jī)肥的處理菜心產(chǎn)量均高于CK處理，產(chǎn)量較CK顯著提高了25.87%～33.49%，這與田瑞鈞等[22]研究結(jié)果一致。本研究中，T2處理經(jīng)濟(jì)收益較好，為7.96萬(wàn)元·hm-2，與CK處理相比，增加了1.81萬(wàn)元·hm-2。T3處理產(chǎn)值高于T1處理，但經(jīng)濟(jì)收益較T1處理降低了10.75%。原因可能是T3處理有機(jī)肥施用過(guò)量，增加了菜心生產(chǎn)成本，抵消了產(chǎn)值高于T1處理帶來(lái)的效益。

綜上所述，T2處理能有效促進(jìn)菜心株高、莖粗的生長(zhǎng)，提高菜心產(chǎn)量，增加菜農(nóng)收入。秸稈沼渣有機(jī)肥的施用，增加了化肥和有機(jī)肥的協(xié)同效應(yīng)，改善了土壤微環(huán)境。因此，在該區(qū)域菜心種植中，推薦底肥施用量為22.5 t·hm-2秸稈沼渣有機(jī)肥+300 kg·hm-2復(fù)合肥。本研究?jī)H從菜心的生長(zhǎng)和產(chǎn)量方面進(jìn)行了驗(yàn)證，還需進(jìn)一步對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境、品質(zhì)等方面進(jìn)行測(cè)定。

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