不同施肥模式對萵筍養分利用和土壤肥力的影響

茍亞妮 何志學 馬寧 黎小斌 張婧 張瀟丹 頡建明

摘? ? 要：以武山青筍為試材，以當地常規施肥為對照，研究緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥對萵筍干物質積累、養分利用及土壤養分、土壤酶的影響。結果表明，與常規施肥相比，使用緩釋氮肥、普通化學磷肥和鉀肥并配施400 kg·667 m-2生物有機肥處理，可顯著提升萵筍養分吸收利用率及土壤肥力;萵筍根、莖、葉干物質積累量分別比對照提高33.2%、11.6%、23.1%，萵筍植株氮、磷、鉀素總積累量分別比對照提高59.96%、54.48%、22.23%;氮、磷、鉀肥利用率分別比對照提高165.44%、581.57%、185.20%，同時，該處理可以顯著提高土壤全氮、全磷、全鉀、有機質以及速效養分含量，提高土壤過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶活性。綜上所述，緩釋肥替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機肥，具有提升萵筍養分吸收利用率及土壤肥力的作用。

關鍵詞：萵筍;緩釋肥;生物有機肥;養分;土壤肥力

中圖分類號：S636.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）11-094-06

Effects of different fertilization patterns on nutrient utilization and soil fertility of asparagus lettuce

GOU Yani1， HE Zhixue1， MA Ning1， LI Xiaobin1，2， ZHANG Jing1， ZHANG Xiaodan1， XIE Jianming1

（1. Horticulture College of Gansu Agriculture University， Lanzhou 730070， Gansu， China; 2. Wushan Vegetable Research Institute， Tianshui 741300， Gansu， China）

Abstract： The effects of slow-release fertilizer on dry matter accumulation， nutrient utilization， soil nutrients and soil enzymes activity of asparagus lettuce were studied. The results showed that the application of slow release nitrogen fertilizer， common chemical phosphorus fertilizer and potassium fertilizer combined with 400 kg·667 m-2 bio-organic fertilizer could significantly improve the nutrient uptake and utilization and soil fertility of asparagus lettuce compared with conventional fertilization. The dry matter accumulation of root， stem and leaf increased by 33.2%， 11.6% and 23.1% respectively， the total accumulation of N， P and K in lettuce plants increased 59.96%， 54.48% and 22.23% compared with the control， respectively，，the utilization rate of N、P、K increased by 165.44%， 581.57% and 185.20% respectively， at the same time can significantly increase the soil total nitrogen， total phosphorus， total potassium， organic matter and available nutrient content， increase soil catalase， sucrase， urease and alkaline phosphatase activity.

Key words： Asparagus lettuce; Slow-release fertilizer; Biological organic fertilizer; Nutrient; The soil fertility

萵筍（Lactuca sativa var. angustana），為菊科萵苣屬莖用蔬菜，也是我國種植比較普遍的短季節蔬菜，營養豐富，含有多種維生素，莖葉均可食用，主要食用莖部。近年來，設施蔬菜的種植面積不斷擴大，設施土壤的環境質量又會直接影響蔬菜作物的品質與產量，而連作及長期大量肥料投入，導致設施土壤質量下降、土壤結構退化、土壤有機質含量降低、次生鹽漬化等一系列問題，嚴重威脅設施蔬菜生產的可持續發展[1-2]。因此，科學合理施肥對于保障作物優質高產、改善設施土壤的不良特性及其土壤可持續利用具有重要意義[3]。

近年來，人們在生物有機肥應用、緩釋肥部分替代普通化肥方面的研究實現了在蔬菜優質高產的情況下提高肥料利用率[4-5]。生物有機肥綜合了傳統有機肥和微生物肥料的優點，通過優化根際環境促進作物生長，有效地提高肥料利用率，改善土壤質量，增加作物產量，對綠色有機農業的發展至關重要[6-7]。張迎春等[4]對萵筍的研究表明，生物有機肥部分替代化肥對干物質積累量、養分積累量、肥料利用率及土壤養分含量等均有顯著提升作用。趙滿興等[8]研究表明，減量復合肥配施生物有機肥對番茄土壤速效養分、有機質、土壤酶均有顯著增加作用。緩釋肥是指肥料施入土壤后，轉變為可被植物吸收的有效態養分，且釋放速率較小，遠低于普通速溶性化肥的新型肥料[9]。目前，緩釋肥在玉米、水稻等作物上取得了較好的施用效果評價[10-11]。緩/控釋肥具有一次性施入養分長期釋放的特點，基本可以達到一次施用滿足作物整個生育期的養分需求[12]。牛天航等[5]研究表明，各處理在施肥量相同的情況下，緩釋肥處理韭菜的養分利用效率最高。朱國梁等[13]對黃瓜的研究表明，相對于普通肥料，緩釋肥可以顯著提高黃瓜產量及氮、磷、鉀肥利用率。前人已分別將緩釋肥、生物有機肥應用于蔬菜等作物上且取得了良好的效果，但對于緩釋肥與生物有機肥配合施用的研究尚未見報道。故筆者擬探索在化肥減量條件下緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥對萵筍養分吸收、土壤肥力及肥料利用率的影響，旨在為萵筍優質高產栽培尋找科學合理的施肥模式。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年12月至2020年5月在甘肅省天水市武山縣大南河蔬菜生產基地開展，以春提早和秋延后栽培為主，試驗點平均海拔1415 m，全年降水量450～700 mm，氣溫6～14 ℃。水源充足，具備較好的灌溉條件，農田土壤類型為黃綿土，土壤質地為沙壤土，前茬作物為蒜苗。試驗地理化性狀如表1所示。

1.2 材料

以武山青筍為供試材料;供試化肥為硫酸鉀（K2O 51%），由青海新格鉀肥有限公司生產;過磷酸鈣（P2O5 12%），由甘肅白銀虎豹化工有限公司生產;生物有機肥為綠能瑞奇精制活性有機肥（有效活菌數≥ 0.2億個，N+P2O5+K2O≥5%，有機質≥40%，腐植酸≥25%），由甘肅綠能農業股份有限公司生產;緩釋肥（N∶P2O5∶K2O=30∶5∶5，總養分≥40%）由湖北鄂中生態工程股份有限公司生產。

1.3 試驗設計

試驗采用壟面覆膜一壟雙行栽培，壟寬50 cm，溝寬30 cm，株距35 cm，行距40 cm。采用隨機區組設計，設不施肥（CK0）、常規施肥（CK）、緩釋肥部分替代普通化肥并配施200 kg·667 m-2生物有機肥（T1）、緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機肥（T2）。3次重復，共計12個小區，小區面積為36.5 m2。T1、T2處理依據萵筍需肥特性及養分平衡施肥理論進行設計施肥量，較當地常規施肥N減施23%，P2O5減施71%，K2O減施49%，化肥總量減施45.9%。緩釋肥用量為132 kg·667 m-2，氮肥由緩釋肥提供，磷鉀肥不足的由過磷酸鈣、硫酸鉀補充。補施的過磷酸鈣于第1次追肥時施入，氮鉀肥分4次追施，每次追施比例為50%、15%、15%、20%，生物有機肥于播種前一次性施入。田間管理措施與當地農民習慣一致，具體施肥量見表2。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 干物質測定 于萵筍采收期每個小區隨機采取9株樣品用于2020年6月至7月進行指標測定。將樣品按不同器官根、莖、葉分開，分別稱鮮質量后置于烘箱105 ℃殺青30 min，然后在80 ℃下烘至恒重，稱量各器官干質量。

1.4.2 養分含量 將烘干樣品粉碎過篩，用H2SO4-H2O2消煮，分別采用鉬銻抗比色法（UV-1780）、火焰光度法（FP6410）、全自動凱氏定氮法（K1100F）測定全磷、全鉀及全氮含量[14]。

養分積累量/（kg·667 m-2）=各器官（根、莖、葉）干物質量×各器官（根、莖、葉）養分含量;

肥料利用率（RE）/%=（施肥區養分吸收量-不施肥區養分吸收量）/施肥量×100。

1.4.3 土壤各項指標 采用重鉻酸鉀容量法測定有機質含量，采用堿解擴散法測定堿解氮含量，采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定速效磷含量，采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定速效鉀含量[15]。

采用Solarbio試劑盒反應，分光光度法測定過氧化氫酶（S-CAT）、脲酶（S-UE）、蔗糖酶（S-SC）、堿性磷酸酶（S-ALP）活性。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 26.0軟件進行數據處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥模式對萵筍干物質積累與分配的影響

由表3可知，萵筍各處理不同器官根、莖、葉干物質積累量均表現為：T2>T1>CK>CK0。與CK相比，T1、T2處理萵筍干物質總積累量分別顯著提高12.7%、19.4%。與CK相比，T1、T2處理葉片中干物質積累量分別顯著提高13.4%、23.1%，莖中干物質積累量分別提高10.8%、11.6%，根系中干物質積累量分別提高17.8%、33.2%。各施肥處理葉片干物質積累量占整株51.9%～53.5%，莖占干物質積累量占整株37.0%～39.6%，根系干物質積累量占整株比則小于10%，其中，葉片分配率各處理間表現為T2>T1>CK。這表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機肥處理有利于提高萵筍各器官干物質積累量及葉片中干物質分配率。

2.2 不同施肥模式對萵筍氮素積累、分配與利用率的影響

由表4可以看出，與CK相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥處理均可顯著提高氮肥利用率，且T2處理比CK提高165.44%。與常規施肥相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥處理植株葉片、莖氮素積累量均顯著增加。與CK相比，T1、T2處理氮素總積累量分別顯著提高28.98%、59.96%，葉片中氮素積累量分別提高27.70%、66.03%，莖中氮素積累量分別提高31.20%、47.81%，根系中氮素積累量分別提高32.26%、90.32%。各施肥處理各器官中氮素分配率均表現為葉>莖>根，葉片中氮素分配比例為59.84%～62.76%，其中T2處理葉片中氮素分配率最大，莖的分配則與葉片相反，根系中T1、T2處理分配率均大于CK，但差異不顯著。這表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機肥處理可以提高氮素積累量、氮肥利用率以及使氮素合理分配。

2.3 不同施肥模式對萵筍磷素積累、分配與利用率的影響

由表5可以看出，與CK相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥處理均可提高磷肥利用率，且T2處理較CK提高了581.58%。與常規施肥相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥處理的植株葉片、莖、根系磷素積累量均增加。與CK相比，T1、T2處理磷素總積累量分別顯著提高23.45%、54.48%，T2處理葉片、莖、根系磷素積累量分別提高46.34%、55.21%、75.00%，T1處理葉片、莖、根系磷素積累量分別提高14.63%、26.04%、37.5%。各施肥處理的各器官中磷素分配率均表現為莖>葉>根，莖中磷素分配率占66.41%～67.67%，其中T1處理分配率最大，T2次之，葉片的分配率與莖中相反，根系中則占約6%。這表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥處理可以提高磷素積累量、磷肥利用率以及使磷素合理分配。

2.4 不同施肥模式對萵筍鉀素積累、分配與利用率的影響

由表6可知，與CK相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥處理均可提高鉀肥利用率，且T2處理較CK提升185.20%。與常規施肥相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機肥處理的萵筍葉片、莖、根系鉀素積累量均顯著增加。相較CK，T1、T2處理鉀素總積累量分別顯著提高11.63%、22.23%，T2處理葉片、莖、根系鉀素積累量分別提高24.52%、13.45%、60.77%。萵筍各施肥處理的各器官中鉀素分配率表現為葉>莖>根，葉片中鉀素分配率占47.17%～48.55%，其中T2處理最大，莖的分配率與葉片相反，根系分配率則不足10%。這表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機肥處理可以提高鉀素積累量、鉀肥利用率以及使鉀素合理分配。

2.5 不同施肥模式對土壤養分含量的影響

由表7可知，與常規施肥相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥可以提高土壤養分含量。與CK相比，T1、T2處理土壤全氮含量分別顯著提高18.67%、46.67%，全磷含量分別提高8.43%、14.94%，全鉀含量分別提高5.47%、11.00%。

與常規施肥相比，T1、T2處理土壤堿解氮含量分別提高13.10%、34.53%，速效磷含量分別提高10.96%、17.60%，速效鉀含量分別顯著提高15.16%、18.90%。

各施肥處理的土壤有機質含量比CK均有不同程度的提高，T1處理有機質含量高于CK，但差異不顯著，T2處理則顯著高于CK且提高27.80%。

2.6 不同施肥模式對土壤酶活性的影響

由表8可以看出，與常規施肥相比，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥處理的土壤酶活性均提高。與CK相比，T1、T2處理蔗糖酶活性分別提高22.95%、58.47%，脲酶活性分別提高11.39%、40.51%，堿性磷酸酶活性分別提高3.17%、12.14%，過氧化氫酶活性表現為T2>T1>CK，且T1、T2處理與CK差異不顯著。

2.7 不同施肥模式下土壤養分含量與土壤酶活性間相關性分析

由表9可知，過氧化氫酶活性與全氮、全鉀、堿解氮、有機質含量均極顯著正相關，與全磷、速效鉀含量均顯著正相關;脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶活性分別與全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、有機質含量均呈極顯著正相關。

3 討論與結論

干物質是作物光合作用產物的最高形式，其積累和分配與產量有密切關系[16]。筆者研究結果表明，與CK相比，T1與T2處理均顯著提高了干物質積累量，且T2處理最高。這表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥有利于干物質的積累，與前人研究結果類似[4]。主要原因是緩釋肥與生物有機肥為萵筍生長提供了長期且有效的養分及有機質含量，使得其干物質積累量增加。對于各施肥處理，干物質積累量在莖中的分配小于葉片中，可能是因為莖中的含水量大于葉片，表明萵筍莖脆嫩富含水分，具有較高的食用價值。

作物養分需求量與吸收規律是合理施肥的基礎，也是不同生育進程養分供應的依據[17]。本研究結果表明，T2處理可以顯著提高萵筍植株的氮、磷、鉀素積累量及肥料利用率。與湯宏等[18]的研究結果類似，主要原因是緩釋肥肥料釋放速率緩慢，營養元素可發揮最大的肥效或利用率。生物有機肥含有一定的功能微生物，它們通過加快分解土壤外源有機物，達到釋放氮、磷、鉀的目的，在一定時間內通過活化作用提升土壤氮、磷、鉀的供給，調節養分比例，減小地表徑流造成土壤養分流失的概率[19]，進而提高肥料利用率。

土壤養分是土壤肥力中最重要的因素。本研究結果表明，與常規施肥相比，T2處理可以顯著提高土壤全效、速效養分及有機質含量，與前人研究結果類似[8，20]，表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機肥處理對土壤養分含量有顯著提升作用，可能是因為生物有機肥中含有大量有機物質及多種活菌，微生物活動加速有機質礦化分解，釋放大量有效養分，緩釋肥可以在蔬菜生長后期保持較高的氮磷鉀供應水平，提高養分含量和土壤肥力[12，21]。

土壤酶是土壤物質循環和能量流動的重要參與者，參與土壤肥力形成和演變的全過程，是土壤生態系統中最活躍的組分之一[22-23]。本研究結果表明，與常規施肥相比，T2處理可以使土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和過氧化氫酶的活性提高，與前人研究結果一致[12，24]。究其原因是生物有機肥的施入增加了土壤有機質和有益菌，緩釋肥的施入使養分合理釋放，促進了根系生長，使得微生物活動更加旺盛，進而的提高土壤酶活性。

筆者通過相關性分析得出土壤過氧化氫酶、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性與土壤養分含量間存在顯著相關關系，結果表明土壤酶活性與土壤養分含量間有密不可分的聯系，與前人研究結果一致[25-26]，表明緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥可以同時提升土壤酶活性與土壤養分含量，促進微生物活動，使土壤養分可被作物有效利用，形成土壤、作物、微生物間良性循環關系[26]。

綜上所述，緩釋肥部分替代普通化肥并配施生物有機肥，可提高萵筍產品器官干物質積累量、養分積累量、氮磷鉀肥利用率，也可提高土壤養分含量、土壤酶活性，而且減少了化肥用量，其中，緩釋肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有機肥處理效果最優。

參考文獻

[1] 沃惜慧，楊麗娟，曹庭悅，等.長期定位施肥下設施土壤重金屬積累及生態風險的研究[J].農業環境科學學報，2019，38（10）：2319-2327.

[2] 榮勤雷，李若楠，黃紹文，等.不同施肥模式下設施菜田土壤團聚體養分和微生物量特征[J].植物營養與肥料學報，2019，25（7）：1084-1096.

[3] 孫瑩，侯瑋，遲美靜，等.氮肥與有機肥配施對設施土壤腐殖質組分的影響[J].土壤學報，2019，56（4）：940-952.

[4] 張迎春，頡建明，李靜，等.生物有機肥部分替代化肥對萵筍及土壤理化性質和微生物的影響[J].水土保持學報，2019，33（4）：196-205.

[5] 牛天航，何志學，頡建明，等.不同施肥處理對大棚越冬韭菜產量、品質及養分利用的影響[J].中國瓜菜，2020，33（7）：64-70.

[6] 侯會靜，韓正砥，楊雅琴，等.生物有機肥的應用及其農田環境效應研究進展[J].中國農學通報，2019，35（14）：82-88.

[7] LOH S K，JAMES S，NGATIMAN M，et al.Enhancement of palm oil refinery waste-Spent bleaching earth （SBE） into bio organic fertilizer and their effects on crop biomass growth[J].Industrial Crops & Products，2013，49：775-781.

[8] 趙滿興，劉慧，王靜，等.減量復合肥配施生物有機肥對番茄土壤肥力及酶活性的影響[J].農學學報，2020，10（2）：56-61.

[9] 毛震宇.緩釋肥部分替代普通化肥對蒜苗生長生理、品質、養分吸收及土壤酶活性的影響[D].蘭州：甘肅農業大學，2020.

[10] 任意，李桂花，趙林萍，等.包膜尿素對夏玉米產量、吸氮量和氮分配的影響[J].核農學報，2011，25（4）：802-806.

[11] 衣文平，畢長海，屈浩宇，等.樹脂包膜尿素與普通尿素不同配比在春玉米上的應用研究[J].核農學報，2013，27（9）： 1385-1390.

[12] 王成.緩釋肥部分替代普通化肥對韭菜生長生理、養分利用及產量與品質的影響[D].蘭州：甘肅農業大學，2019.

[13] 朱國梁，畢軍，夏光利，等.不同緩釋肥料對黃瓜產量、品質及養分利用率的影響[J].中國土壤與肥料，2013（1）：68-73.

[14] 朱代強.生物有機肥部分替代化肥對蒜苗生長生理、養分吸收、產量及品質的影響[D].蘭州：甘肅農業大學，2018.

[15] 鮑士旦.土壤農化分析[M].3版.北京：中國農業出版社，2000.

[16] 殷文，馮福學，趙財，等.小麥秸稈還田方式對輪作玉米干物質累積分配及產量的影響[J].作物學報，2016，42（5）：751-757.

[17] 張磊，王立春，孔麗麗，等.不同施肥模式下春玉米養分吸收利用和土壤養分平衡研究[J].土壤通報，2017，48（5）：1169-1176.

[18] 湯宏，張楊珠，侯金權，等.不同施肥條件下夏季辣椒的生長發育與養分吸收規律研究[J].土壤通報，2012，43（4）：890-895.

[19] 魏曉蘭，吳彩姣，孫瑋，等.減量施肥條件下生物有機肥對土壤養分供應及小白菜吸收的影響[J].水土保持通報，2017，37（1）：40-44.

[20] 崔文慧，王干，韓守良，等.不同緩釋肥施用比例對油菜生長及土壤養分的影響[J].河南農業科學，2013，42（3）：59-62.

[21] 張瑞平，茍小梅，張毅，等.生物有機肥與化肥配施對植煙土壤養分和真菌群落特征的影響[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2020，48（8）：85-92.

[22] TIAN L，SHI W.Short-term effects of plant litter on the dynamics，amount，and stoichiometry of soil enzyme activity in agroecosystems[J].European Journal of Soil Biology，2014，65：23-29.

[23] XIONG D，LI Y J，XIONG Y M，et al.Influence of boscalid on the activities of soil enzymes and soil respiration[J].European Journal of Soil Biology，2014，61：1-5.

[24] 徐忠山，劉景輝，逯曉萍，等.施用有機肥提高黑土土壤酶活性、增加細菌數量及種類多樣性[J].中國土壤與肥料，2020（4）：50-55.

[25] HU W G，JIAO Z F，WU F S，et al.Long-term effects of fertilizer on soil enzymatic activity of wheat field soil in Loess Plateau，China[J].Ecotoxicology，2014，23（10） ：2069-2080.

[26] 梁路，馬臣，張然，等.有機無機肥配施提高旱地麥田土壤養分有效性及酶活性[J].植物營養與肥料學報，2019，25（4）：544-554.