不同肥料處理對草莓生長、產量和品質的影響

2020-06-21 15:35:06魏啟舜周影王琳

江蘇農業科學 2020年9期

魏啟舜周影王琳

關鍵詞：草莓;羽毛生物降解氨基酸;營養生長;前期產量;果實品質

草莓在世界七大水果中營養價值最高，享有“水果皇后”的美譽，是經濟效益較高的漿果類果品，在我國各地區生產發展非常迅速[1]。

我國設施栽培草莓多以農戶為主，種植者技術水平較低，化肥投入量過高，三元素復合肥因能夠提供草莓氮、磷、鉀3種主要營養元素，且施用便捷，是一種普遍應用于草莓生產的化肥，但常年大量使用，造成土壤酸化、鹽漬化越來越嚴重，導致土壤養分失衡，影響了作物對土壤中養分的吸收和利用，多年栽培草莓后土壤嚴重退化，連作障礙很大，草莓減產現象十分普遍[2-3]。

有機肥含有豐富的有機養分，能夠有效改善土壤理化性狀，所含養分持效性強，可以延長作物的生育期，增加植株養分積累[4]。在草莓設施生產中施用有機肥，可以減少化肥的施用量，但有機肥中氮、磷、鉀養分含量低，無法保證草莓養分的需求，因此有機肥和化肥結合施用，可以保證草莓養分需求，也能改良土壤，提高草莓生產的品質和產量[5]。當前農民栽培草莓時，一般都以有機肥和化肥混合作為基肥施用。

氨基酸水溶肥是一種新型的功能型肥料，合理施用后，能夠促進作物生長，有增產、提高品質的作用[6]。在草莓生產中，劉杰等報道施用氨基酸水溶肥能夠促進草莓植株生長，提高產量和果實品質[1，7-10]。羽毛經過生物降解后含有豐富的氨基酸，筆者在前期試驗中，通過盆栽草莓施用羽毛生物降解氨基酸，也取得了與前人報道一致的研究結果。

本研究通過連棟大棚設置田間小區試驗，以當前栽培最廣的紅顏草莓為對象，設定了常規基肥、全化肥基肥、常規基肥增施羽毛微生物降解氨基酸的肥料處理，研究不同施肥處理對草莓營養生長、前期產量及果實品質的影響，以期為草莓生產中科學施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

試驗于2018年9月12日開始，試驗地位于江蘇省南京市棲霞區江蘇丘陵地區南京農業科學研究所的連棟塑料大棚內，栽培土壤有機質含量為 11.6 g/kg，全氮含量為1.2 g/kg、全磷含量為 0.5 g/kg、全鉀含量為13.3 g/kg，速效磷含量為 11.5 mg/kg、速效鉀含量為95.0 mg/kg，pH值為6.25，EC值為60 μS/cm。

1.2 試驗材料

1.2.1 栽培品種試驗栽培草莓品種為紅顏，由江蘇丘陵地區南京農業科學研究所果樹研究室提供。

1.2.2 試驗肥料供試化肥為史丹利三元素復合肥（N-P2O5-K2O=17-17-17）、普通過磷酸鈣（P2O5 12%）、硫酸鉀（含K2O 50%）;供試有機肥的有機質含量為240.88 g/kg，全氮含量為 11.02 g/kg、全磷含量為8.34 g/kg、全鉀含量為 14.66 g/kg，速效磷含量為1.07 g/kg、速效鉀含量為9.21 g/kg，由南京沃優生物肥業有限公司提供;羽毛生物降解氨基酸為筆者所在實驗室自制。

1.3 試驗設計與方法

1.3.1 試驗設計試驗設3個處理，處理1（YJH）為有機肥與化肥混合基肥，肥料水平為商品有機肥15.00 t/hm2和三元素復合肥0.75 t/hm2，為當前草莓生產中常用施肥量;處理2（CHF）以全化肥作為基肥，根據YJH處理中氮元素含量計算出施用氮素總量為0.29 t/hm2，換算成三元素復合肥施用量為 1.72 t/hm2，將2個處理基肥的磷、鉀元素含量調節成相等，不足部分以過磷酸鈣、硫酸鉀補充;處理3（YHA）基肥與YJH處理相同，但在草莓栽培過程中增施濃度為0.364 g/L（前期盆栽試驗最佳濃度）的羽毛生物降解氨基酸。

1.3.2 試驗方法試驗每小區種植草莓40株，不同處理隨機排列，每個處理重復3次。試驗前測定大棚土壤和有機肥的理化指標，不同處理基肥均在草莓苗栽培前一次性施入，草莓生長期間其他田間管理相同。YHF處理于2018年10月25日、11月9日、12月4日噴施羽毛生物降解氨基酸3次，羽毛生物降解氨基酸的制作方法是在羽毛發酵培養基中接入1%的Thermoactinomyces sp. YT06種子液，55 ℃、180 r/min搖床培養3 d后離心收集上清液得到，使用時根據用量適度稀釋[11]。

營養生長數據于11月15日測定，果實品質數據以12月28日采收的草莓進行測定，草莓前期產量為統計春節前12月29日至1月28日所有處理草莓的收獲量后計算獲得。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 土壤與有機肥有機肥與土壤中有機質含量、全氮含量、全磷含量、全鉀含量、速效磷含量、速效鉀含量等指標參照鮑士旦《土壤農化分析》中的方法[12]進行測定。

1.4.2 營養生長株高：用直尺測量地面到最高葉片的自然高度[13];株徑：用游標卡尺測量緊貼基質面的植株直徑[13];葉面積：取心葉向外第2張展平的功能葉，用游標卡尺測量3張復葉中央小葉，以長×寬×0.73進行計算得出[13];葉柄長：用直尺測量心葉向外第2張展平的功能葉的葉柄長度[13];葉柄粗：用游標卡尺測量心葉向外第2張展平的功能葉葉柄中段的粗度[13]。

葉綠素相對含量（SPAD）采用日本Konica Minolta公司SPAD-502Plus型葉綠素儀測定，方法是選取第4葉位中間葉片進行測定[1]。

各項測定指標每小區隨機選取10株草莓苗進行測量，取其平均值。

1.4.3 果實品質可溶性固形物含量采用齊威牌PAL-101型手持式糖度計直接測定[1];可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[1];可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定[1];糖酸比測定的可溶性糖含量與可滴定酸含量之比[1];維生素C含量采用紫外分光光度法測定[14];硝酸鹽含量采用紫外分光光度法[15]。

1.4.4 產量統計每次收獲后稱量每個小區的果實質量，記錄果實數量，最后計算每個處理的單株產量、單株產果數及平均單果質量。

1.3 數據處理

使用Excel 2007處理數據和繪制表格，SPSS 19.0軟件進行統計分析，Duncan氏新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同肥料處理對草莓營養生長的影響

對草莓植株地上部分生長狀況（表1）分析可知，YHA處理與YJH和CHF處理相比，各項生長指標數據均為最大，株高、株莖、葉柄長、葉柄粗差異均達到顯著水平，SPAD處理間差異不顯著，說明YHA處理草莓植株生長最健壯。CHF與YJH處理之間，各項生長指標均差異不顯著，說明有機、無機混合基肥與等量營養元素的全化肥基肥對草莓生長的影響差別不大;YHA處理比YJH處理的株高、株莖、葉面積、葉柄長、葉柄粗分別增加了14.9%、16.8%、12.3%、33.8%、17.5%，表明增施羽毛生物降解氨基酸可有效促進草莓植株生長。

2.2 不同肥料處理對草莓前期產量的影響

從表2可以看出，YHA處理的草莓單株平均產量和單株平均產果數均為最高，與YJH和CHF比較差異達到顯著水平，平均單果質量不同處理間差異不顯著，表明YHA處理的草莓前期產量最高。CHF與YJH處理間，各產量指標差異不顯著，說明有機、無機混合基肥與等量營養元素的純化肥基肥對草莓產量的影響差別不大;YHA處理與YJH處理相比，單株平均產量、單株平均產果數分別提高了72.7%、68.2%，但平均單果質量沒有顯著性差異，表明增施羽毛生物降解氨基酸可以顯著增加平均產果數，從而大幅提升草莓產量。

2.3 不同肥料處理對草莓果實品質的影響

從表3可以看出，YHA處理可溶性固型物含量、可溶性糖含量、維生素C含量和糖酸比最高，可滴定酸含量、硝酸鹽含量最低，可溶性糖含量、維生素C含量、可滴定酸含量、糖酸比與YJH、CHF處理相比差異顯著，可溶性固型物與硝酸鹽含量處理間差異不顯著，說明YHA處理的草莓果實品質最好。CHF處理與YJH處理相比較，糖酸比降低了1839%，可溶性固型物、可溶性糖含量低，維生素C含量、可滴定酸含量、硝酸鹽含量高，但處理間差異不顯著，說明有機肥替代部分化肥可以提高草莓的風味，對草莓品質有一定作用;YHA處理與YJH處理相比較，可溶性糖含量、維生素C含量、糖酸比分別提高14.5%、13.7%、50.8%，可滴定酸、硝酸鹽含量分別降低了25.5%、16.0%，表明增施羽毛生物降解氨基酸可顯著提高草莓品質。

3 討論與結論

3.1 有機肥對草莓生長、前期產量及品質的影響

有機肥替代化肥是當前國家力推的工作，有機肥與化肥配合施用可提高農產品的產量和品質[16]，但本次試驗中，有機肥與化肥配合施用的YJH處理對比全化肥施用的CHF處理，YJH處理在株高、株莖、葉面積、葉柄長等營養生長指標和單株平均產量、單株平均產果數、平均單果質量等產量指標上均小于CHF處理，而果實品質提升也不是很大，主要原因可能是YJH處理中有機肥氮素比例過大，李玲玲報道，玉米有機肥氮替代化肥氮量適宜的比例是15%～45%[17]。張長春等報道小麥有機肥氮替代化肥氮較為合理的范圍是10%～30%[18-19]。有機肥中的氮素礦化是一個緩慢過程，替代化肥量過多無法滿足作物生長所需氮素[20]。本試驗根據不同肥料的施用量計算，YJH處理有機肥氮比例超過56%，因而導致土壤中速效氮不足，而草莓是喜肥作物，加上設施栽培氮肥的利用率僅為10%左右[5];也有研究表明，有機肥替代化肥氮肥會推遲高峰苗出現時間[21]，以上諸多因素導致了YJH處理草莓苗營養生長不足，進而影響了產量和果實品質。

因此，利用有機肥替代化肥進行作物栽培，雖然可有效控制土壤的退化，但有機肥應在一定范圍內替代化肥氮，只有在合適比例替代后施用才能維持作物的高產[20]。農業生產中有機肥替代化肥，應針對不同作物需肥特點，研究相應的肥料運籌技術，才能發揮施用有機肥的生態效益，同時保障栽培作物的產量，提高經濟效益。

3.2 羽毛生物降解氨基酸對草莓生長、前期產量及品質的影響

氨基酸肥是一種生態、安全和高效的功能性肥料，在作物增產和改善品質方面具有重要作用，相關研究結果表明，氨基酸肥在多種作物上都具有促進生長、增產和提高品質的積極作用[6]。本研究結果也證實，增施羽毛生物降解氨基酸的YHA處理，在營養生長、前期產量和果實品質指標上具有顯著正效應，在本試驗條件下，噴施羽毛生物降解氨基酸可以有效促進草莓營養生長，提高前期產量和果實品質，與前人的研究結果一致，這與氨基酸對作物的生物學效應密切相關，氨基酸可以通過增加作物體內激素合成、促進根系生長、增加根系氨基酸轉運蛋白等方式來促進作物吸收養分，同時氨基酸還可以影響作物中許多酶的活性，具有提高作物品質的特殊生理功能[22-23]。另外，氨基酸本身含有的氨基酸態氮能夠直接被作物葉片快速吸收和利用，有機氮補充促進了草莓地上部分的生長[24]，YHA處理的草莓植株比其他處理更健壯，良好的營養生長基礎也促進了前期產量和果實品質的提高。

綜上分析，在當前草莓生產的基肥施用水平下，增施羽毛生物降解氨基酸肥可以有效提高草莓的產量和品質，本試驗噴施的生物降解羽毛液是一種含有20種氨基酸的混合氨基酸[25]，作為肥料使用，比單一氨基酸肥效更高[26]，而利用生物降解羽毛來生產氨基酸，比目前常用的酸水解法更環保、安全和經濟，且形成的氨基酸結構更完整，肥效更高，具有明顯優勢[27]。氨基酸還是一種理想的微量元素螯合劑，與微量元素螯合后被公認為作物生長最理想的微肥[28]。本次試驗中使用的羽毛生物降解氨基酸還是實驗室產品，并沒有螯合微量元素，如針對栽培作物螯合相應的微量元素再施用，肥效表現一定會更好，因此，羽毛生物降解氨基酸值得進一步研究與開發。

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