有機、無機鉀肥配施對生菜產量、品質及土壤狀況的影響

王素萍 杜雷 洪娟

摘要：為闡明生菜（Lactucas sativa L. var. ramosa Hort.）有機、無機鉀肥施用的最佳配比，研究了不同有機鉀與無機鉀配施比例對生菜產量、品質及土壤微生物含量、酶活性的影響。結果表明，施用鉀肥促進了生菜成熟期葉片數及蓮座期SPAD值、凈光合速率和蒸騰速率的增加，降低了葉片中硝酸鹽含量和增加了可溶性糖含量，可顯著提高生菜產量、鉀素含量和鉀素積累量，還可提高生菜收獲后根際中脲酶、堿性磷酸酶和轉化酶的活性，同時可增加土壤中可培養細菌和真菌的數量。等施鉀量條件下，施用有機肥可以降低葉片中硝酸鹽積累量，減少葉片維生素C含量，提高可溶性糖含量。有機鉀肥和無機鉀肥3∶7和1∶1配施的生菜產量、鉀素積累量、鉀素表觀利用率和鉀肥農學效率均較高，高于其他施鉀處理，且有機鉀肥與無機鉀肥1∶1配比的土壤脲酶和堿性磷酸酶活性較高。綜上所述，有機鉀肥與無機鉀肥配施較全部施用化肥可以提高生菜的產量、品質、肥料利用率及土壤酶活性，且以有機鉀肥和無機鉀肥3∶7或 ?1∶1配施效果較好。

關鍵詞：生菜（Lactucas sativa L. var. ramosa Hort.）;產量;品質;土壤狀況;有機鉀肥;無機鉀肥;配施

中圖分類號：S636.2;S143.3 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）17-0049-05

Abstract： In order to clarify the optimum proportion of organic and inorganic potassium fertilizer on lettuce （Lactucas sativa L. var. ramosa Hort.）， the effects of different combination of organic and inorganic potassium on the yield， quality of lettuce， the content of soil microorganisms ?and soil enzyme activity in Wuhan were studied. The results showed that the application of potassium fertilizer promoted the increase of leaves， SPAD value， photosynthetic rate and transpiration rate， decreased the content of nitrate and increased soluble sugar in the leaves， and significantly increased the yield， potassium content and potassium accumulation of lettuce， and also increased the activities of urease， phosphatase and invertase in the rhizosphere of lettuce after harvest， and the number of bacteria and fungi that could be cultured in the soil. Under the condition of equal potassium application， the application of organic fertilizer could reduce the accumulation of nitrate in leaves， reduce the content of VC in leaves and increase the content of soluble sugar. The yield of lettuce， accumulation of potassium， apparent utilization rate and agronomic efficiency of potassium fertilizer with the ratio of organic and inorganic potassium of 3∶7 and 1∶1 were all higher than other potassium treatments， and the activity of urease and phosphatase in the soil with the ratio of 1∶1 was also higher.Analysis indicated that the application of organic and inorganic potash fertilizer could improve the yield， quality， fertilizer utilization rate and soil enzyme activity of lettuce， and the effect of organic and inorganic potash fertilizer was better than that of all chemical fertilizers. The ratio of 3∶7 or 1∶1 of organic and inorganic potash fertilizer had better effect.

Key words： lettuce（Lactucas sativa L. var. ramosa Hort. ）; yield; quality; soil regime; organic potassium fertilizer; inorganic potassium fertilizer; combination application

生菜（Lactucas sativa L. var. ramosa Hort.）即葉用萵苣，屬菊科萵苣，一年生或二年生蔬菜，因其營養豐富和食用方式多樣而深受消費者喜愛。生菜在中國的栽培面積很廣，市場消費量很大。隨著人們生活水平的逐步提高和科學研究的不斷深入，蔬菜品質的提高越來越受到人們的重視。鉀是公認的“品質元素”，在改善蔬菜品質方面起著舉足輕重的作用[1]，但中國現有耕地的有效供鉀能力明顯不足，56%土壤速效鉀含量偏低，南方地區尤為嚴重。因此，增施鉀肥已成為實現生菜高產優質栽培的重要途徑。中國鉀礦資源相當稀缺，探明資源儲量僅占世界總儲量的1.8%[2]，鉀肥供應主要依賴國外進口。但國內現有的大量有機鉀肥資源沒有開發利用，資源浪費嚴重，因此，如何高效利用現有的大量有機鉀資源，降低鉀肥施用成本，減少鉀肥進口量[3-6]，逐漸被提上日程。

用一定量的有機肥料替代部分化學肥料，對保證作物產量、提高品質和改善土壤理化性質起著重要的作用[7]。國內不同有機肥替代部分化肥的研究在水稻[8，9]、棉花、番茄、烤煙[10]和玉米[11]等作物上已經進行了大量的研究，得出有機肥替代部分化肥能夠提高作物產量和品質，同時還能夠提高肥料利用效率和改善土壤環境等。而且已有的研究指出，有機肥替代化肥的比例不同，對作物產量和改善土壤理化性質的效果也不盡相同，并非有機肥所占比例越高越好，需要尋找替代的最佳比例[12]。本研究試圖通過研究不同比例有機肥替代部分化肥對生菜產量、品質和土壤酶及微生物的影響，明確生菜生產中有機肥施用最佳比例，在保證產量和品質的前提下，減少化肥施用量，提高肥料利用率，改善土壤性狀，為有機鉀肥資源在生菜種植中高效利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗地概況

供試品種為澳優四季生菜，2017年4月18日播種，5月11日移栽， 7月1日結束，移栽密度為14.3萬株/hm2。

在湖北省武漢市黃陂區武湖農業生態園布置田間試驗，前茬作物為西蘭花，土壤類型為灰潮土，由江河沖積物發育而成。試驗前取耕作層（0～20 cm）土壤，土壤pH 7.84，有機質含量為15.86 g/kg，全氮含量為1.42 g/kg，銨態氮含量為60.15 mg/kg，硝態氮含量為36.72 mg/kg，速效磷含量為20.27 mg/kg，速效鉀含量為136.58 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗設5個施鉀肥處理，分別為不施鉀肥處理對照（CK）、鉀肥全部施用化肥（100%CF）、施用30%的有機鉀肥和70%的化學鉀肥（30%OF+70%CF，按K2O用量比計算，下同）、施用50%的有機鉀肥和50%的化學鉀肥（50%OF+50%CF）、施用70%有機鉀肥和30%的化學鉀肥（70%OF+30%CF）。所有處理的氮肥和磷肥施用量保持一致;N、P2O5和K2O施用量分別為225、90、150 kg/hm2。小區面積32 m2，3次重復，隨機區組排列。

供試肥料品種分別為有機肥（養分含量為N 1.94%、P2O5 1.46%和K2O 1.77%），尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 16%）、硫酸鉀（含K2O 51%），全部作基肥一次性施入。

1.3 測定項目與方法

1）生菜生長指標、產量和品質。收獲期各處理選樣6株調查葉片數，蓮座期測定葉片SPAD值、凈光合速率和蒸騰速率（采用 CIRAS-2 型便攜式光合儀）。收獲期按小區采收，稱取鮮重，總鮮重為該小區的最終產量。成熟期采集生菜可鮮食部分，采用水楊酸硝化法測定硝酸鹽含量，蒽酮比色法測定可溶性糖含量，2，6-二氯靛酚滴定法測定維生素C（VC）含量[13]。

2）土壤微生物數量和酶活性。采用稀釋平板計數法測定土壤中微生物，細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基培養;放線菌采用改良高氏一號培養基培養;真菌采用馬丁氏培養基培養;每處理3次重復，結果以每克干土所含數量表示。土壤過氧化氫酶采用KMnO4滴定法，以每克土壤消耗的0.002 mol/L ? KMnO4的體積（mL）表示;脲酶采用苯酚鈉比色法，以3 h后每百克土壤中的NH4+-N含量（mg）表示;轉化酶采用硫代硫酸鈉滴定法，以24 h后每克土中0.1 mol/L硫代硫酸鈉體積（mL）表示;堿性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法測定，以24 h后每克土中酚的體積（mL）表示。

3）植株全鉀含量、鉀肥利用率和農學效率。植株全鉀含量（干重含量）采用濃H2SO4-H2O2消化，火焰光度計（FP640）測定。鉀肥表觀利用率=（施鉀區吸鉀量-不施鉀區吸鉀量）/鉀肥用量×100%。鉀肥農學效率=（施鉀肥處理生菜產量-不施鉀肥對照產量）/施鉀量。

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel 2007和SPSS 17.0軟件進行處理分析，采用最小顯著法（LSD）進行差異顯著性（P<0.05）檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同施鉀處理對生菜生長指標的影響

由表1可知，施用鉀肥明顯促進了葉片數的增加，與不施鉀肥對照（CK）相比，施用鉀肥處理的生菜葉片數增幅為16.26%～29.06%，與鉀肥全部施用化學鉀肥處理（100%CF）相比，其他施用鉀肥處理的生菜葉片數增幅為6.78%～11.02%。蓮座期測定了生菜葉片的SPAD值，與CK相比，施用鉀肥處理的生菜葉片SPAD值增幅為1.82%～8.39%，各施鉀處理的SPAD值差異不顯著。

光合速率和呼吸速率是影響生菜產量形成的重要因子。由表1可知，生菜蓮座期凈光合速率和蒸騰速率呈相近的變化趨勢，施用鉀肥明顯促進了生菜葉片凈光合速率和蒸騰速率的增加，與CK相比，增幅分別為10.61%～18.94%和10.00%～30.00%，各施鉀處理的凈光合速率和蒸騰速率差異不顯著。

2.2 不同施鉀處理對生菜產量的影響

由表2可知，施用鉀肥可以明顯促進生菜產量的增加，與CK相比，施鉀處理產量增幅為5 795～12 535 kg/hm2，增產率為30.98%～67.00%。各有機、無機鉀肥配施處理比全部施用化學鉀肥處理的生菜產量高出22.85%～27.51%，其中以有機鉀肥與無機鉀肥3∶7和1∶1配施處理的產量較高，分別為31 243、31 229 kg/hm2。

2.3 不同施鉀處理對生菜品質的影響

由表3可知，施用鉀肥顯著降低了生菜葉片中硝酸鹽含量，與CK相比，施鉀處理的生菜葉片中硝酸鹽含量降低了14.76%～26.44%。其他施鉀處理表現為有機、無機鉀肥配合施用處理生菜葉片中硝酸鹽含量低于鉀肥全部施用化學鉀肥處理，降幅為9.95%～13.70%。

全部施用化學鉀肥處理生菜葉片VC中含量高于其他所有施鉀處理和CK，增幅為18.39%～34.01%。其他施鉀處理生菜葉片中VC含量無明顯差異。

施用鉀肥增加了生菜葉片中可溶性糖含量，與CK相比，施鉀肥處理的生菜葉片中可溶性糖含量增加了31.37%～58.82%。施鉀處理表現為30%OF+70%CF處理生菜葉片中可溶性糖含量高于其他施鉀處理，增幅為6.58%～20.90%，其次為50%OF+50%CF處理，增幅為10.14%～13.43%。

2.4 不同施鉀處理對生菜鉀素積累量、鉀肥表觀利用率和農學效率的影響

由表4可知，施鉀明顯促進了生菜鉀含量的增加，與CK相比，施鉀處理生菜的鉀含量增加了31.91%～38.19%，各施鉀處理的生菜鉀含量無顯著差異。施鉀明顯促進了鉀素積累量的增加，與CK相比，施鉀處理的鉀素積累量增加了52.28%～81.90%，所有施鉀處理中以有機鉀肥與無機鉀肥1∶1配合施用處理（50%OF+50%CF）的生菜鉀素積累量最大，為78.07 kg/hm2，其次為有機鉀肥與無機鉀肥3∶7配合施用處理（30%OF+70%CF）的鉀素積累量，為76.48 kg/hm2，鉀肥全部施用化學鉀肥處理（100% CF）的鉀素積累量最低，為65.36 kg/hm2。

肥料的表觀利用率能很好地反映作物對肥料養分的吸收狀況，本研究中所有施鉀處理的鉀肥用量相等，因此，鉀肥表觀利用率與生菜鉀素積累量表現規律一致。50%OF+50%CF處理的鉀肥表觀利用率最高，為28.24%，其次為30%OF+70%CF處理的鉀肥表觀利用率，為26.96%，100% CF處理的鉀肥表觀利用率最低，為18.03%。農學效率以100%CF處理的最低，為38.63 kg/kg，有機鉀肥和無機鉀肥配合施用各處理的鉀肥農學效率為75.96～83.57 kg/kg。

2.5 不同施鉀處理對生菜收獲后根際土壤各性狀的影響

2.5.1 不同施鉀處理對生菜收獲后根際土壤酶活性的影響 土壤脲酶活性與土壤微生物數量、有機質含量、全氮含量和速效氮含量呈正相關，常用土壤的脲酶活性表征土壤的氮素狀況。由表5可知，施用鉀肥后土壤中脲酶活性提高，與CK相比，提高幅度為18.88%～52.66%。所有施用鉀肥處理中以有機鉀與無機鉀1∶1配比施用處理的脲酶活性最高，為59.02 mg NH4+-N/（100 g·h），顯著高于其他處理，其他施鉀處理的脲酶活性均沒有顯著差異，范圍為45.96～48.26 mg NH4+-N/（100 g·h）。

土壤過氧化氫酶的活性與土壤呼吸強度和土壤微生物活動相關。由表5可知，施用鉀肥對土壤的過氧化氫酶活性沒有明顯影響。

磷酸酶能酶促有機磷化合物的水解，表征土壤的肥力狀況（特別是磷的含量狀況）。施用鉀肥提高了土壤中堿性磷酸酶的活性，與CK相比，提高幅度為20.00%～63.87%。所有施鉀處理中以50%OF+50%CF和70%OF+30%CF處理土壤堿性磷酸酶活性最高，均為5.08 mg/（g·h），以100%CF處理的土壤堿性磷酸酶活性最低，為3.72 mg/（g·h）。

土壤轉化酶能酶促蔗糖分子中果糖的裂解，其活性與土壤中的腐殖質、水溶性有機質和黏粒的含量以及微生物的數據及活動呈正相關。隨著土壤熟化程度的提高，轉化酶的活性也增強，常用土壤轉化酶活性來表征土壤的熟化程度和肥力水平。施用鉀肥后土壤轉化酶活性略有提高，比CK提高了6.67%～36.44%，施鉀肥土壤的轉化酶活性隨著有機肥的增加而增強。

2.5.2 不同施鉀處理對生菜收獲后根際土壤微生物狀況的影響 土壤微生物與土壤質量或肥力高低密切相關，其主要包括細菌、真菌及放線菌三大類。由表6可以看出，施用鉀肥后土壤中的細菌和真菌的數量明顯增加，與CK相比，增加幅度分別為18.42%～1 255.26%和8.19%～53.58%。有機、無機鉀肥配施條件下，細菌和放線菌數量隨著有機肥比例的增加先增加后降低，而真菌呈先降低后增加的趨勢。

2.5.3 不同施鉀處理對生菜收獲后根際土壤pH及養分狀況的影響 由表7可知，生菜收獲后不同施鉀處理土壤的pH和銨態氮沒有明顯差異，土壤有機質、速效磷和速效鉀含量呈相同的規律，均為70%OF+30%CF處理>50%OF+50%CF處理>30%OF+70%CF 處理>100% CF處理>CK，其中速效鉀規律最明顯，與CK處理相比，施鉀處理的土壤有機質、速效磷和速效鉀含量分別提高2.41%～12.58%、21.35%～106.93%和26.54%～80.06%。

3 小結與討論

施用鉀肥明顯促進了生菜成熟期葉片數和蓮座期葉片SPAD值、凈光合速率及蒸騰速率的增加，與CK相比，增幅分別為16.29%～29.06%、1.82%～8.39%、10.61%～18.94%和10.00%～30.00%。成熟期有機、無機鉀肥配合施用比全部施用化學鉀肥的生菜葉片數增加6.78%～11.02%。蓮座期所有施鉀處理的SPAD值、凈光合速率和蒸騰速率無顯著差異。

施用鉀肥明顯降低了生菜葉片中硝酸鹽含量，增加了可溶性糖含量。等施鉀量條件下，施用有機肥可以降低生菜葉片中硝酸鹽積累量，有機、無機鉀肥配合施用的硝酸鹽含量比全部施用化學鉀肥降低了9.95%～13.70%，這與方素萍[14]的研究結論一致。由于鉀有促進硝酸鹽吸收與提高其還原和同化速率的雙重作用，蔬菜體內硝酸鹽含量是其對硝態氮吸收與還原二者促進作用平衡的結果。全部施用化學鉀肥的生菜葉片中VC含量高于其他所有施鉀處理和CK，增幅為18.39%～34.01%。有機鉀肥與無機鉀肥3∶7配施情況下，生菜葉片中可溶性糖含量高于其他施鉀處理，增幅為6.58%～20.90%。這與許多研究中有機、無機鉀肥配合施用處理果實中的可溶性糖含量略高于單獨施用有機鉀肥或無機鉀肥是一致的，因為合理施用鉀肥可以提高蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶的活性，從而促進果實中蔗糖的合成[15]，而蔗糖是可溶性糖的主要組成部分[16，17]。

施用鉀肥可以促進生菜產量的增加，與CK相比，增幅為5 795～12 535 kg/hm2，增產率為30.98%～67.00%。施鉀處理以有機鉀與無機鉀3∶7和1∶1配比施用的產量較高，分別為31 243、31 229 kg/hm2，比全部施用化學鉀肥處理的產量分別增加27.45%、27.51%。全部施用化學鉀肥處理的農學效率最低，為38.63 kg/kg，有機、無機鉀肥配合施用各處理的鉀肥農學效率為75.96～83.57 kg/kg。因此，從生菜產量和鉀肥農學效率的結果來看，有機鉀肥與無機鉀肥1∶1和3∶7配合施用可以達到較好的效果。

施鉀使生菜鉀素含量和鉀素積累量均增加，比CK分別增加31.91%～38.19%和52.28%～81.90%，施鉀處理的生菜鉀含量無明顯差異，有機鉀與無機鉀1∶1配合施用的生菜鉀素積累量最大，為78.07 kg/hm2，其次為有機鉀與無機鉀3∶7配合施用的鉀素積累量，為76.48 kg/hm2。鉀肥表觀利用率與生菜鉀素積累量表現規律一致。有機鉀肥與無機鉀肥 ? 1∶1配合施用的生菜鉀肥表觀利用率最大，為28.24%，全部施用化學硫酸鉀的鉀肥表觀利用率最低，為18.03%。有機、無機鉀肥配合施用鉀肥表觀利用率高于全部施用化學鉀肥處理，這與張玉平[18]的研究一致，因為有機物料與無機鉀肥復混具有一定的優化鉀肥利用的效果[19]。

施鉀使生菜收獲后根際土壤中脲酶、堿性磷酸酶和轉化酶的活性提高，與CK相比，增幅分別為18.88%～52.66%、20.00%～63.87%和6.67%～36.44%，但施用鉀肥對土壤的過氧化氫酶活性無明顯影響;所有施用鉀肥處理中以有機鉀肥與無機鉀肥1∶1配施處理的脲酶活性最高，其他施鉀處理的脲酶活性無明顯差異;所有施鉀處理中，有機鉀肥與無機鉀肥1∶1和7∶3配比處理土壤堿性磷酸酶活性最高，鉀肥全部施用化學硫酸鉀的土壤堿性磷酸酶活性最低;施鉀土壤的轉化酶活性隨著有機肥的增加而增強。

施鉀使生菜收獲后根際土壤中的細菌和真菌的數量分別比CK增加18.42%～1 255.26%和8.19%～53.58%，有機、無機鉀肥配合施用土壤中可培養細菌數量顯著高于全部施用化學鉀肥處理，這與張玉平[18]的研究結果一致，這是因為有機肥中含有大量的碳水化合物和礦質元素，為細菌的生長提供了豐富的碳氮源，比化肥更能促進可培養細菌的生長和繁育，從而極大地提高土壤中可培養細菌的數量[20]。有機、無機肥料配比施用條件下，細菌和放線菌數量隨有機肥占比的增加先增加后降低，而真菌呈先降低后增加的趨勢。生菜收獲后不同施鉀處理土壤的pH和銨態氮含量無明顯差異，而土壤有機質、速效磷和速效鉀含量分別比不施鉀提高了2.41%～12.58%、21.35%～106.93%和26.54%～80.06%。土壤有機質、速效磷和速效鉀含量呈相同規律，其中土壤速效鉀含量變化規律最明顯。

參考文獻：

[1] 郎文培. ?鉀肥對生菜生長、品質和養分吸收的影響研究[D]. 陜西楊凌：西北農林科技大學， 2008.

[2] 王春寧，余俊清，陳 良，等. 鉀鹽資源全球分布和我國找鉀實踐及方法探究[J]. 鹽湖研究，2007，15（3）：56-72.

[3] 王傳雷，瞿和平，萬一花，等. 有機無機肥配合施用長期定位試驗[J]. ?湖北農業科學，2003，42（5）：58-59.

[4] 宋永林，袁鋒明，姚造華. 北京褐潮土長期施肥條件下對冬小麥產量及產量變化趨勢影響的定位研究[J]. 北京農業科學，2001（1）：29-32.

[5] YADAV R L， DWIVEDI B S， PRASAD K，et al. Yield trends， and changes in soil organic-C and available NPK in a long-term rice-wheat system under intergrated use of manures and fertilizers[J]. ?Field crops research， 2000，68（3）：219-246.

[6] 鄭蘭君，曾廣永，王鵬飛. 有機肥化肥長期配合施用對水稻產量及土壤養分的影響[J].中國農學通報，2001，17（3）：48-50.

[7] 朱寶國，于忠和，王因囡，等. 有機肥和化肥不同比例配施對大豆產量和品質的影響[J]. 大豆科學，2010，29（1）：97-100.

[8] 周江明. 有機-無機肥配施對水稻產量、品質及氮素吸收的影響[J]. 植物營養與肥料學報，2012，18（1）： 234-240.

[9] 商躍鳳. 有機無機復混肥對水稻氮素利用率的影響[J]. 西南農業大學學報，2001，23（3）：262-266.

[10] 滕桂香，邱慧珍，張春紅，等. 微生物有機肥對烤煙育苗、產量和品質的影響[J]. 中國生態農業學報，2011，19（6）： 1255-1260.

[11] 雋英華，汪 仁，韓曉日，等. 春玉米產量、氮肥效率及土壤礦質氮對施氮的響應[J]. 農業資源與環境學報，2014，31（2）：132-139.

[12] 羅 佳，黃興學，林處發，等. 有機肥替代部分化肥對生菜產量和品質的影響[J]. 農業開發與裝備，2018（9）：126-128.

[13] 李合生. 植物生理生化實驗原理和技術[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[14] 方素萍. ?氮鉀營養對菠菜生長、硝酸鹽累積的影響及機理研究[D]. 杭州：浙江大學，2002.

[15] 曹玉軍，劉春光，王曉慧，等. ?施鉀量對甜玉米穗位葉蔗糖合成的影響[J]. ?玉米科學，2010，18（5）：72-75.

[16] 樂素菊，劉厚誠，張 璧，等. ?超甜玉米子粒乳熟期碳水化合物變化及食用品質[J]. 華南農業大學學報， 2004， 24（2）：9-11.

[17] TRACY W F， WHITT S R， BUCKLER E S. Recurrent mutation and genome evolution：Example of sugary1 and the origin of sweet maize[J] . Crop science， 2006， 46（1）：49-54.

[18] 張玉平. ?有機無機肥配施對土壤微生物與養分動態及作物生長的影響研究[D]. 長沙：湖南農業大學，2011.

[19] 杜 偉，趙秉強，林治安，等. ?有機無機復混肥優化化肥養分利用的效應與機理研究 Ⅲ. 有機物料與鉀肥復混對玉米產量及肥料養分吸收利用的影響[J]. ?植物營養與肥料學報，2015，21（1）：58-63.

[20] NDAYEGAMIYE A，COTE D. Effect of long-term pig slurry and solid cattle manure application on soil chemical and biological properties[J]. Canadian journal of soil science，1989，69（1）：39-47.