不同施肥處理對黃瓜生長及產量的影響

王東升　戎茸　吳旭東　劉慶葉　陳莉莉　李偉明

摘? ? 要： 為探討生物有機肥以及化肥減施條件下不同施肥模式對黃瓜種植的影響，進行了田間試驗。共設置6個處理，分別為不使用任何肥料處理（CK）、常規施肥處理（CF）、生物有機肥處理（OF）、生物有機肥+30%化肥減施處理（OFCFJ）、生物有機肥+30%化肥減施處理+氨基酸葉面肥處理（OFCFJA）和等氮肥含量的生物有機肥（OFOF）。試驗結果表明，常規化肥施用量時，生物有機肥相較于普通有機肥，黃瓜株高、莖粗、葉綠素含量和產量分別提高了14.10%、16.74%、10.85%和6.92%;而在化肥減施30%時，黃瓜株高、葉綠素含量和產量分別較常規施肥處理下降了4.71%、7.74%和11.22%;肥料農學利用效率結果顯示，生物有機肥較普通有機肥可以提高肥料的農學利用效率，且在化肥減施條件下噴施氨基酸肥料可以提升磷肥和鉀肥的農學利用效率。聚類分析和主成分分析結果顯示，化肥減施條件下施用氨基酸葉面肥，可以顯著改善黃瓜的生長。綜上所述，生物有機肥對黃瓜的作用效果顯著高于普通有機肥，且在化肥減施30%條件下，增施氨基酸葉面肥與常規施肥對黃瓜生長指標和產量的影響類似。表明在目前常規施肥的用量前提下，可以降低30%的化肥用量，同時也可以用氨基酸葉面肥配合施用，提高肥料農學利用效率的同時增加作物產量。

關鍵詞： 黃瓜; 生物有機肥; 化肥減施;生長; 產量

Abstract： In order to investigate the effects of different treatments on cucumber， a field plot experiment was conducted. Six treatments were set up， including CK treatment without any fertilizer （CK）， conventional fertilization treatment （CF）， bio-organic fertilizer treatment （OF）， bio-organic fertilizer + 30% fertilizer reduction treatment （OFCFJ）， bio-organic fertilizer + 30% fertilizer reduction treatment + amino acid foliar fertilizer treatment （OFCFJA） and bio-organic fertilizer （OFOF）. The results showed that the plant height， stem diameter，chlorophyll and yield of cucumber were respectively increased by 14.10%， 16.74%， 10.85% and 6.92%， with biological organic fertilizer than ordinary organic fertilizer when the conventional fertilizer applied， while the plant height ， chlorophyll content and yield of cucumber were decreased by 4.71%， 7.74% and 11.22% respectively when the fertilizer was reduced by 30%. Bio-organic fertilizer could improve the agronomic use efficiency of fertilizer compared than ordinary organic fertilizer， and amino acid fertilizer application could improve the agronomic use efficiency of phosphate fertilizer and potassium fertilizer under the fertilizer reducing application. Cluster analysis and principal component analysis showed that application of amino acid foliar fertilizer could significantly improve the growth of cucumber. In conclusion， the effect of bio-organic fertilizer on cucumber was significant higher than that of conventional organic fertilizer in this season， and the effect of amino acid foliar fertilizer on cucumber yield and growth index were similar to those of conventional fertilizer under the condition of 30% reduction of chemical fertilizer. In conclusion， under the conventional fertilization， the amount of chemical fertilizer could be reduced by 30%. At the same time， amino acid foliar fertilizer could be applied together to increase fertilizer agronomic efficiency and crop yield.

Key words： Cucumber; Bio-organic fertilizer; Chemical fertilizer reducing application; Growth; Yield

設施蔬菜是指利用設施，在局部范圍改善或創造出適宜的氣象環境因素，為蔬菜生長發育提供良好的環境條件而進行的有效生產，因設施蔬菜種植季節往往比露地種植更為持久，因此，設施蔬菜栽培又被稱為保護地蔬菜栽培或反季節蔬菜栽培。近年來，隨著設施蔬菜種植規模不斷增加，其規模化、產業化、專業化程度日趨完善，但其弊端也在這一過程中逐步顯現，設施蔬菜因其化肥使用量大、復種指數高、品種單一等特點，極易造成設施土壤連作障礙的發生，導致突然那個板結、酸化、肥力退化、化肥利用率降低等現象，最終也導致蔬菜減產或其品質下降等一系列問題[1-2]。因此，如何更好的利用好設施，如何改良好設施土壤是擺在農業科技工作者面前的一大難題。

陳天祥等[3]在分析設施蔬菜連作障礙的原因時提出，過量施用化肥是導致設施蔬菜土壤鹽漬化、酸化、養分不平衡等現象的重要誘因。而要緩解設施蔬菜土壤連作障礙的發生，就必須摒棄傳統觀念，控制化肥施用量，增施有機肥。陳莉莉等[4]的研究表明，設施蔬菜種植過程中，多施有機肥，減少化肥的使用量，是保證設施蔬菜安全、可持續生產的一個重要因素。隨著科學研究的不斷深入，在有機肥的基礎上，科研人員逐步將功能微生物與有機肥進行有機結合，將特定功能的微生物與發酵腐熟的有機物料按照一定比例制成生物有機肥。生物有機肥是一種營養豐富、富含多種有益微生物的新型肥料，其不僅可以為作物提供養料，更可以通過微生物的作用改善土壤理化性狀。生物有機肥可以提升土壤酶活性，提升土壤養分的有效性和利用率[5]。生物有機肥相較于普通有機肥，添加了具有特定功能的微生物菌群，為使微生物有機肥中的微生物菌群可以更好地發生作用，以添加當地土壤中篩選出的優勢菌群為最佳[6]。近年來，隨著農業部“減肥減藥”計劃的提出，在設施蔬菜化肥減施方面的研究較多，但在化肥減施的前提下，研究普通有機肥、生物有機肥以及氨基酸葉面肥的施入對設施蔬菜的生產具有怎樣的作用不是很明確，對于化肥減施以后使用生物有機肥對土壤微生物數量的研究相對較少。因此，筆者的研究目的一方面是研究生物有機肥與普通有機肥的效果差別;另一方面，旨在探索化肥減施條件下，生物有機肥對作物生長的影響。

在本研究中，選擇‘南水2號黃瓜為試驗對象，該黃瓜新品種是設施專用的優質水果型黃瓜，其具有植株生長勢旺盛、全雌型、單性結實能力強等特點;生物有機肥選擇南京農業大學研制的專用型肥料，該肥料所添加的微生物菌群來源于當地土壤，因此可能具有更好的定殖能力和適應效果。

1 材料與方法

1.1 材料

供試黃瓜品種為‘南水2號，種子購于南京裕盛種子有限公司;生物有機肥品牌名聯業，總養分≥8%（含N 4.54%，P2O5 2.13%，K2O 1.2%），由江陰市聯業生物科技有限公司生產;有機肥品牌名好漢，由南通惠農生物有機肥有限公司提供，總養分≥5%（含N 2.77%，P2O5 1.55%，K2O 0.81%），有機質≥45%;化學肥料是由安徽省司爾特肥業股份有限公司生產的45%復合肥（含N 15%，P2O5 15%，K2O 15%）。

1.2 試驗地點

試驗地設在南京市蔬菜科學研究所科技園溫室大棚進行（N31°43′19″，E118°46′12″）。土壤為黃棕壤，基本性質為：pH 6.35，有機質39.56 g·kg-1，速效氮196.36 mg·kg-1，速效磷137.67 mg·kg-1，速效鉀289.43 mg·kg-1。

1.3 試驗設計

試驗共設6個處理，每個處理3次重復，小區長5 m，寬2 m，面積為10 m2，采用完全隨機區組設計，每處理設3個小區，共18個小區。本試驗于2018年7—9月進行，2018年7月1日育苗，8月18日定植，每小區定植52株，每個小區四周用40 cm高的水泥擋板（地下30 cm，地上10 cm）進行圍擋，防止處理間肥水側滲相互影響，相鄰小區間隔50 cm。各處理具體施肥方法如表1所示，各處理中的有機肥或者生物有機肥均是在黃瓜定植前施入土壤（8月15日），而45%的復合肥則分為定植前（8月15日）、坐果期（9月5日）和結果期（9月15日）3個時間段施入，其質量比為3∶1∶1。

1.4 測定項目與方法

黃瓜株高的測定：雙子葉植物株高測量方法為：用直尺測量子葉節到主莖頂端（即生長點）的距離[5]。黃瓜莖粗的測定：雙子葉植物莖粗測量方法為：用得威斯游標卡尺測定[7]。葉綠素含量的測定：TYS-A型葉綠素測定儀進行測定[8]。黃瓜總產量的測定：從黃瓜始果期開始統計各小區累計產量，即為總產量。

1.5 數據處理與統計分析

試驗結果以測定的平均值表示，數據結果采用SPSS 20.0進行統計分析，差異顯著性采用單因素方差分析評價，多重比較采用最小顯著極差法（LSD）;采用Microsoft Excel 2007自動分析軟件制圖表。

化肥農學利用效率（AE）/（kg·kg-1）=[施肥區產量（kg·hm-2）-不施肥區產量（kg·hm-2）]/ 施肥純養分量（kg·hm-2）[9]。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對黃瓜株高的影響

由圖1可知，黃瓜的株高介于1.15～1.54 m之間，其中以OF處理黃瓜株高最高，達到1.54 m。不同處理黃瓜株高的排序為：OF>OFOF>CF>OFCFJ>OFCFJA>CK。OF處理較CK黃瓜株高增加了33.63%;CF和OFOF處理株高分別為1.35、1.37 m，但二者之間沒有達到顯著性差異;化肥減施的2個處理（OFCFJ和OFCFJA）較OF處理，株高顯著降低，分別較OF處理降低了16.67%和17.32%，但二者之間沒有達到顯著性差異。以上結果表明，施用生物有機肥可以顯著提高黃瓜的株高;化肥減施條件下，黃瓜的株高相比較于常規施肥有所下降，但沒有達到顯著性差異。

2.2 不同處理對黃瓜莖粗的影響

由圖2可知，各處理較CK相比，黃瓜莖粗均有所增加，其中以OFCFJA處理黃瓜莖粗最大，達到0.93 cm;OFCFJ處理莖粗次之，其莖粗為0.92 cm;而全量施用化肥的處理（CF和OF）較化肥減施的OFCFJ和OFCFJA黃瓜莖粗有所下降，CF和OF處理黃瓜莖粗分別為0.72和0.84 cm。以上結果表明，生物有機肥的施用，可以提高黃瓜的莖粗，但與常規施肥相比，沒有達到顯著性差異;而在化肥減施30%條件下，黃瓜的莖粗比常規施肥條件下顯著增加，并且施用氨基酸的處理黃瓜莖粗增加的幅度略大。

2.3 不同處理對黃瓜葉綠素含量的影響

由圖3可知，OF處理黃瓜葉片的SPAD值最高，達到37.80;OFCFJA處理SPAD值次之，為36.83，與OF處理沒有達到顯著性差異。從OFCFJ和OFCFJA處理可以看出，在化肥減施條件下，較OF處理黃瓜SPAD有所下降，但隨著氨基酸的加入，可以顯著提高黃瓜SPAD值，OFCFJA處理較OFCFJ黃瓜SPAD值增加了16.32%。OFOF處理較OF處理，黃瓜SPAD值顯著下降，表明全部施用生物有機肥的條件下，葉綠素值有所下降。以上結果表明，施用生物有機肥（OF）比常規施肥（CF）可以顯著提高黃瓜SPAD值，化肥減施30%的情況下，雖然黃瓜SPAD值有所下降，但與CF處理沒有達到顯著性差異，且隨著氨基酸的施入，OFCFJA處理較OFCFJ處理可以顯著提高黃瓜SPAD值。

2.4 不同處理對黃瓜肥料農學利用率的影響

肥料農學利用效率（AE）是指特定施肥條件下，單位施肥量所增加的作物經濟產量，是施肥增產效應的綜合體現。表2所示為不同處理對黃瓜肥料農學利用率的影響結果，總體來看，各處理肥料農學利用率依次為：OF>OFCFJA>OFCFJ>CF>OFOF。施用生物有機肥與常規化肥的處理（OF）肥料農學利用率最高，OF處理的綜合肥料農學利用率較CF處理提高了5.28 kg·kg-1，其中氮肥、磷肥、鉀肥的農學利用率較CF分別提高了8.58、23.24 和24.13 kg·kg-1。在化肥減施條件下，噴施氨基酸葉面肥可以提高肥料的綜合農學利用率，OFCFJA較OFCFJ提高了0.46 kg·kg-1，其中噴施氨基酸葉面肥提高了磷肥和鉀肥的農學利用率，較OFCFJ分別提高16.05、22.13 kg·kg-1。當使用生物有機肥完全替代化肥時（OFOF），較OF處理降低了肥料的農學利用率。

2.5 不同施肥處理對黃瓜產量的比較

由圖4可知，各處理較CK呈現顯著增加，其中，生物有機肥處理的黃瓜產量最高，達到35.21 kg，顯著高于其它處理;CF和OFCFJA處理的黃瓜產量次之，分別為32.93和31.28 kg，但二者之間沒有顯著性差異;OFCFJ和OFOF處理黃瓜產量分別為29.24、28.30 kg，且沒有達到顯著性差異。從以上結果可以看出，化肥減施的處理較全量施用化肥的處理，黃瓜產量有所下降，但補施氨基酸以后（OFCFJA），則會顯著提高黃瓜的產量，彌補了因化肥減施所造成的黃瓜產量的下降。OF和OFOF處理相比較可以得知，等養分的生物有機肥替代化肥以后，在該生產季內，黃瓜產量顯著下降。以上結果表明，施用生物有機肥（OF）相較于普通有機肥（CF），可以顯著提高黃瓜的產量;在化肥減施30%的條件下，各處理黃瓜產量有所下降，但隨著氨基酸的加入，可以顯著提高黃瓜的產量，且OFCFJA與CF處理黃瓜產量之間沒有顯著性差異。

2.6 聚類分析和主成分分析

圖5和圖6所示分別為不同處理條件下，黃瓜株高、莖粗、SPAD值、肥料農學利用效率、產量的聚類分析結果和主成分分析（PCA）結果。由圖5可知，不同處理對黃瓜株高、莖粗、SPAD值、肥料農學利用效率及產量的影響，可以分為2個大類，其中，第一類則是不同施肥的各個處理，包括CF、OF、OFCFJ、OFCFJA和OFOF，第二類就是CK處理，進一步分類則借助于主成分分析的結果。根據圖6主成分分析結果，可以得知，通過主成分分析，可以得到2個因子（PC1和PC2），其中PC1可以解釋全面分析結果的81.5%，PC2可以解釋全面分析結果的17.86%;從PCA結果還可以得知，6個不同的處理，按照對黃瓜株高、莖粗、SPAD值、肥料農學利用效率及產量的影響，可以分為4大類，其中，CK單獨為一類，OFCFJ和OFOF為一類，CF和OFCFJA為一類，OF單獨為一類。OFCFJ和OFOF歸為一類，表明按照等養分將生物有機肥替代化肥與直接將化肥減施30%對黃瓜株高、莖粗、SPAD值及產量的影響相類似;CF和OFCFJA歸為一類，表明在化肥減施30%的前提下，補施氨基酸葉面肥，對黃瓜株高、莖粗、SPAD值、肥料農學利用效率及產量與全量化肥施用相類似;OF處理單獨為一類，再結合該處理對黃瓜各指標的影響結果，可以看出，全量化肥配施生物有機肥對黃瓜的生長和產量效果最好。

3 討論與結論

目前，有機無機生物活性肥料、生物有機無機復合肥以及新型生物菌肥在常規農業中已經得到較廣泛的應用，并取得了良好的增產效果[10]。其中，生物有機肥是指將具有某些特定功能的微生物與腐熟的物料和一定比例的活性有機物料通過一系列發酵工藝所制成的有機類肥料，生物有機肥往往具有抑制病原菌和促進作物生長的多重作用，張鳳英等[11]研究了生物有機肥對西瓜產量和品質的影響，得出結論，生物有機肥的施用可以顯著促進西瓜單果質量和產量的增加。在本研究中，通過對生物有機肥（OF）和普通有機肥（CF）的處理比較，可以得知，生物有機肥的施用可以顯著提高黃瓜的產量，OF處理較CF處理黃瓜產量顯著提高了6.92%。這一結果也得到前人研究者的支持，王國中等[12]在研究了生物有機肥在黃瓜上的應用效果表明，生物有機肥的施用較常規施肥方式可以提高黃瓜產量9.7%左右。此外，在本研究中，生物有機肥較普通有機肥處理除了對黃瓜產量顯著影響外，對黃瓜植株的株高、莖粗和SPAD值也有顯著促進，分別提高了14.11%、16.74%和10.85%。產生這一現象的原因，可能是因為生物有機肥相較于普通有機肥，可以更好地提高土壤酶活性，調節土壤區系微生物群落結構，改善土壤理化性狀和肥力的吸收以及抑制土壤土傳病害的發生[13-15]。有研究表明，生物有機肥的處理西瓜SPAD值較普通有機肥處理提高了9.9%[16]。鞏子毓等[17]研究表明，相比于有機肥處理，施用生物有機肥的每一季均增加了植株株高、莖粗、葉綠素含量和產量。

在本研究中，化肥減量（OFCFJ）處理較CF處理，黃瓜產量顯著下降;但通過氨基酸與化肥減量配施（OFCFJA）處理與化肥全量（CF）處理相比較，可以得知，黃瓜產量、株高和SPAD值均沒有顯著性差異。氨基酸葉面肥主要是通過氨基酸作為螯合劑的配位體進行作物所需養分的螯合，是一種可以使不同種營養元素共存的復合葉面肥;通常情況下，小分子氨基酸可以被作物直接吸收利用，在作物體內，參與作物有機體的蛋白物質的合成，加速了作物體內生理生化反應的進程，促進了作物新陳代謝和生長發育，促進了作物干物質的積累，因此氨基酸葉面肥的施用可以促進作物產量的提升[18-19]。在本研究中，雖然化肥減量以后，黃瓜產量有所下降，但隨著氨基酸葉面肥的噴施，彌補了因化肥減少所造成的黃瓜產量的下降。由肥料農學利用率結果可知，氨基酸的噴施可以提高磷肥和鉀肥的農學利用率，即氨基酸的添加可以促進化學肥料對黃瓜產量的提高。因此，在化肥減量過程中，為避免造成作物產量的下降，可以適當地補充氨基酸葉面肥，在保證作物產量的同時，進一步改善作物的品質。而在本季試驗中，如果按照等養分原則將生物有機肥替代化肥（OFOF），與OF相比，其對黃瓜生長指標和產量的促進作用不夠明顯，這可能是因為，生物有機肥養分釋放速率相較于化肥而言比較緩慢，由表2所示的化肥農學利用率也可以看出，完全施用生物有機肥，降低了氮磷鉀肥料的利用率，不利于黃瓜產量的提升。

在本研究中，生物有機肥的施用可以顯著提高作物生長指標和產量，且生物有機肥的施用可以提升肥料的農學利用效率;在化肥減量情況下，黃瓜產量有所下降，但隨著氨基酸葉面肥的補充，彌補了因化肥減施所造成的生長指標和產量的下降;生物有機肥等養分替代化肥與化肥-生物有機肥配施相比，對黃瓜生長及產量的促進效果不夠明顯。

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