等氮條件下不同有機(jī)肥與無機(jī)肥配施對(duì)青蘿卜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

牛天新， 查燕， 馬華升

(杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310024)

施肥是保證蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要技術(shù)措施之一[1-2]，近年來，隨著生產(chǎn)力的不斷提高，農(nóng)民對(duì)土地的投入越來越多，特別是對(duì)氮肥的投入逐年增長(zhǎng)。長(zhǎng)期大量濫用化肥導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡、地力水平下降、土壤酸化板結(jié)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本增加、氮肥利用率降低及農(nóng)業(yè)面源污染加劇[3-4]。目前，與國(guó)外相比，我國(guó)的養(yǎng)分利用效率明顯較低，個(gè)別地區(qū)氮肥利用率甚至還達(dá)不到10%[5]，肥料資源浪費(fèi)巨大，生態(tài)環(huán)境污染日益嚴(yán)重[6]。保護(hù)環(huán)境，提升耕地質(zhì)量，改變現(xiàn)有的施肥方式刻不容緩[7]。

許多研究[8-11]表明，有機(jī)肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要肥源，其養(yǎng)分全面，肥效均衡持久，既能改善土壤結(jié)構(gòu)、培肥改土，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的釋放，又能供應(yīng)、改善作物營(yíng)養(yǎng)，具有化學(xué)肥料不可替代的優(yōu)越性，對(duì)發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)和無公害農(nóng)業(yè)有重要意義。與單施化肥相比，生物有機(jī)肥與無機(jī)肥配施能夠增加土壤有益微生物的數(shù)量、提高土壤酶活性，有利于土壤對(duì)養(yǎng)分的固定、作物對(duì)養(yǎng)分的吸收及中后期干物質(zhì)累積[12-13]。生物有機(jī)肥部分替代化肥可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，有機(jī)肥和化肥配合施用，在保證產(chǎn)量的同時(shí)改善土壤環(huán)境，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[14]。

蘿卜是人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷氖卟朔N類之一，目前，我國(guó)蘿卜栽培面積約120萬hm2[15]，僅次于馬鈴薯和大白菜，位居第三位[16]，但因其生育期短，對(duì)肥料(尤其是氮、磷、鉀)的需求量大，要達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，需提供足量的營(yíng)養(yǎng)[17]。目前，已有不少學(xué)者研究了蘿卜施用有機(jī)肥的效果，但大多數(shù)都是通過有機(jī)肥的投加量來進(jìn)行的[7,17-19]，而在等氮條件下，通過有機(jī)氮替代部分無機(jī)氮來探討有機(jī)肥和無機(jī)肥配施對(duì)蘿卜生長(zhǎng)影響的相關(guān)研究未見報(bào)道。

因此，為探明等氮條件下不同有機(jī)肥配施對(duì)蘿卜的影響，本研究選擇4種生產(chǎn)上有代表性的有機(jī)肥料，通過田間小區(qū)試驗(yàn)，研究等氮條件下有機(jī)肥和無機(jī)肥配施對(duì)青蘿卜生長(zhǎng)的影響，利用不同有機(jī)肥與化肥配施的培肥模式，研究有機(jī)肥氮素代替化肥氮素施入土壤后對(duì)作物的影響，比較培肥地力的效果，并為蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供借鑒，以期為有機(jī)肥替代化肥提供一定的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)在杭州轉(zhuǎn)塘鎮(zhèn)之江試驗(yàn)基地(120°09′96.28″E，30°15′68.29″N)進(jìn)行，該地為亞熱帶季風(fēng)氣候，供試土壤為黏質(zhì)生土，pH 8.44，有機(jī)質(zhì)含量為5.12 g·kg-1，全氮含量為0.035%，有效磷含量為1.19 mg·kg-1，速效鉀含量為289.822 mg·kg-1。

供試蘿卜品種為靚冠。使用的化肥為復(fù)合肥(15∶15∶15，N+P2O5+K2O≥45%，安徽省司爾特肥業(yè)股份有限公司)和硫酸鉀(K2O≥52%，埃佩克有限責(zé)任公司)。

使用的有機(jī)肥為以豬糞為原料的商品有機(jī)肥(有機(jī)質(zhì)≥45%，N+P2O5+K2O≥5%，桐廬吉誠(chéng)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司)，以羊糞為原料的純羊糞有機(jī)肥(有機(jī)質(zhì)≥45%，總養(yǎng)分≥5%，杭州南塢莊有機(jī)肥有限公司)，菌渣和城市生活易腐垃圾有機(jī)肥(杭州蔚復(fù)來科技股份有限公司)。

1.2 田間管理

青蘿卜于2020年10月22日播種，每小區(qū)面積為20 m×1 m=20 m2，株距行距20 cm，種400穴，每穴2粒種子，出苗后間苗留1株，肥料按壟稱量，均勻撒施，翻入土中。整個(gè)生育期不打除草劑，雜草人工拔除，就地還田，于2021年2月28日收獲。

1.3 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)各處理之間設(shè)保護(hù)行，隨機(jī)區(qū)組排列,空白對(duì)照：不施肥；處理1：?jiǎn)问┗剩?67 m2施用復(fù)合肥84.20 kg；處理2：每667 m2施用豬糞商品有機(jī)肥844 kg，復(fù)合肥30.0 kg,硫酸鉀4.16 kg；處理3：每667 m2施用純羊糞有機(jī)肥892 kg，復(fù)合肥30.0 kg,硫酸鉀6.55 kg；處理4：每667 m2施用菌渣有機(jī)肥1 500 kg,復(fù)合肥30.0 kg,硫酸鉀4.81 kg；處理5：每667 m2施用城市生活易腐垃圾有機(jī)肥600 kg，復(fù)合肥30.0 kg,硫酸鉀7.42 kg。每處理3個(gè)重復(fù)，有機(jī)肥和化肥作基肥一次性施入；不同處理除基肥施肥用量外，其他田間管理措施均一致，各處理追肥量均相同。

化肥中的氮、磷、鉀用量按照作物目標(biāo)產(chǎn)量的需肥量進(jìn)行測(cè)算。等氮條件下化肥配施有機(jī)肥區(qū)的氮、磷、鉀用量根據(jù)不同商品有機(jī)肥用量折氮后進(jìn)行調(diào)整。不同原料的有機(jī)肥和無機(jī)肥配施試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，基肥施用量見表1。

表1 不同處理每667 m2肥料施用量

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

蘿卜農(nóng)藝性狀調(diào)查。在蘿卜不同生長(zhǎng)時(shí)期進(jìn)行生長(zhǎng)形態(tài)指標(biāo)測(cè)量，每重復(fù)隨機(jī)選取10株測(cè)定。在蓮座期測(cè)量株高、最大葉長(zhǎng)和葉寬、開展度、葉片數(shù)及葉片的葉綠素含量，在肉質(zhì)根膨大期測(cè)量蘿卜的開展度、根長(zhǎng)、根直徑、蘿卜長(zhǎng)度和鮮重。

株高為根莖處至葉片自然生長(zhǎng)最高點(diǎn)的距離；葉長(zhǎng)為最長(zhǎng)葉片葉基部至葉片頂端的距離；葉寬為葉片最寬處的距離；蘿卜長(zhǎng)度為膨大形成肉質(zhì)根部分的根系長(zhǎng)度；根直徑為肉質(zhì)根膨大最大處橫向直徑和縱向直徑的平均值；根長(zhǎng)為膨大根下部的根長(zhǎng)度；用直尺測(cè)長(zhǎng)度，游標(biāo)卡尺測(cè)蘿卜直徑。

植株在105 ℃下殺青30 min，80 ℃烘至恒重，測(cè)量其干重。每處理取相同部位的葉子，每片葉子取3個(gè)點(diǎn)測(cè)定葉綠素含量，取平均值。分別測(cè)地上部分鮮重和干重、蘿卜的鮮重和干重，處理小區(qū)總鮮重、折合產(chǎn)量，以比較各處理的肥效差別。

pH用2.5∶1水土比浸提法測(cè)定，參照NY/T 1121.2—2006；有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定用重鉻酸鉀容量法，參照LY/T 1121.6—2006；全氮含量測(cè)定用半微量凱氏法，參照GB 7173—1987；速效鉀測(cè)定采用乙酸銨溶解火焰光度計(jì)法，參照NY/T 889—2004；有效磷測(cè)定用鉬銻抗分光光度法，參照NY/T 1121.7—2014。葉綠素含量測(cè)定采用葉綠素測(cè)定儀(TYS-4N，北京中科維禾)。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

利用SPSS軟件進(jìn)行方差和顯著性分析，比較各處理之間的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 蓮座期不同處理對(duì)農(nóng)藝性狀的影響

從蘿卜蓮座期田間長(zhǎng)勢(shì)來看，各施肥處理與空白對(duì)照相比最大葉長(zhǎng)、株高、葉寬、開展度和葉片數(shù)增加明顯，有顯著差異，說明蘿卜的生長(zhǎng)狀態(tài)與肥料投加是密切相關(guān)的。蘿卜葉長(zhǎng)從高到低依次為處理1、2、4、3、5、空白對(duì)照。對(duì)葉長(zhǎng)進(jìn)行方差分析，發(fā)現(xiàn)處理1與處理4、5、3、空白對(duì)照有顯著差異，處理1比空白對(duì)照葉長(zhǎng)增加15.9 cm,處理1和處理2之間無顯著差異。處理3、4、5之間無顯著差異，處理2比對(duì)照葉長(zhǎng)增加15.3 cm,處理2與處理3之間有顯著差異(表2)。

表2 蓮座期不同肥料處理下蘿卜的農(nóng)藝性狀

蘿卜在株高表現(xiàn)上從高到低依次為處理1、5、2、4、3、空白對(duì)照。對(duì)株高進(jìn)行方差分析，發(fā)現(xiàn)處理1與處理5無顯著差異，分別比空白對(duì)照株高增加1.8 cm和1.7 cm，處理1與處理2、3、4、空白對(duì)照有顯著差異，處理2、3、4之間無顯著差異。處理5與處理2無顯著差異，處理5與處理4、3有顯著差異，處理5株高分別比處理4和處理3增加0.7 cm、0.8 cm。

蘿卜葉寬從大到小依次為處理2、1、5、4、3、空白對(duì)照。方差分析表明，處理2、1、5、4之間無顯著差異，分別比空白葉寬增加7.6 cm、7.6 cm、7.0 cm和6.8 cm，處理2、1與處理3有顯著差異，其葉寬都比處理3增加了1.6 cm。

蘿卜開展度從大到小依次為處理1、5、2、4、3、空白對(duì)照。處理1與處理2、4、3、空白對(duì)照之間差異顯著，處理5與處理2、1無顯著差異，與處理3和處理4有顯著差異。蘿卜單株葉片數(shù)從大到小分別為處理5、1、2、3、4、空白對(duì)照，處理5與處理1、2、3、4、空白對(duì)照之間差異顯著，分別依次增加了2.6片、3.1片、3.2片、3.4片和6.1片，處理1、3、2、4之間無顯著差異。化肥及時(shí)在蘿卜生長(zhǎng)初期提供了速效養(yǎng)分，所以蓮座期單施化肥處理在蘿卜株高、葉長(zhǎng)、開展度方面表現(xiàn)出色，植物生長(zhǎng)狀態(tài)比其他處理好。

2.2 蓮座期不同處理對(duì)葉綠素的影響

蓮座期青蘿卜不同肥料處理葉片的葉綠素相對(duì)含量從高到低依次為處理1、2、5、4、3、空白對(duì)照(表3)，相應(yīng)的葉子顏色也是逐漸由綠變淺。方差分析表明，各施肥處理與對(duì)照相比有顯著差異，處理1、處理2與處理5之間無顯著差異，分別比對(duì)照葉綠素SPAD平均值增加25.40、23.62和23.38，處理5與處理4無顯著差異，處理1、2與處理4、3、空白對(duì)照有顯著差異。

表3 蓮座期不同處理蘿卜的葉綠素相對(duì)含量

在相同氮投入情況下，蘿卜容易吸收利用化肥處理中的無機(jī)氮，可使光合作用加強(qiáng)，所以葉片的葉綠素相對(duì)含量較高。豬糞商品有機(jī)肥處理與易腐垃圾有機(jī)肥處理中可利用的速效氮比單施化肥略少，但與化肥并沒有顯著差異。羊糞有機(jī)肥和菌渣有機(jī)肥處理的葉綠素相對(duì)含量比另外3個(gè)肥料處理低，可能是這兩個(gè)處理難降解的有機(jī)氮較多，植物難以迅速分解利用。

2.3 肉質(zhì)根膨大期不同處理對(duì)農(nóng)藝性狀的影響

從蓮座期到肉質(zhì)根膨大期，地上部葉片光合產(chǎn)物逐漸向地下根部轉(zhuǎn)移，青蘿卜肉質(zhì)根進(jìn)入快速膨大階段，各處理根鮮質(zhì)量快速增長(zhǎng)。從蘿卜肉質(zhì)根膨大期田間長(zhǎng)勢(shì)來看，各施肥處理與空白對(duì)照相比開展度、蘿卜直徑、根長(zhǎng)、蘿卜長(zhǎng)度和鮮重對(duì)比明顯，有顯著差異(表4)。蘿卜開展度從高到低依次為處理1、2、5、4、3、空白對(duì)照，與蓮座期的表現(xiàn)大體一致，單施化肥處理的開展度最高，豬糞商品有機(jī)肥處理超過了易腐垃圾有機(jī)肥處理的蘿卜開展度。方差分析發(fā)現(xiàn)，處理1與處理2、5、4、3、空白對(duì)照都有顯著差異，處理2和處理5與其他各處理同樣有顯著差異，處理4與處理3未見顯著差異。

表4 肉質(zhì)根膨大期不同處理蘿卜的農(nóng)藝性狀

青蘿卜肉質(zhì)根的長(zhǎng)度和粗度是青蘿卜產(chǎn)量的直接反映，也是青蘿卜增產(chǎn)的生物學(xué)基礎(chǔ)[18]。蘿卜直徑從高到低依次為處理2、5、4、1、2、空白對(duì)照。處理2、5、4之間無顯著差異，但處理2、5、4與處理1、3、空白對(duì)照之間有顯著差異，處理2、5、4分別比空白增加7.66 cm、7.60 cm和7.48 cm，比單施化肥處理增加1.15 cm、1.09 cm、0.97 cm，處理1與處理3無顯著差異。

蘿卜根長(zhǎng)從長(zhǎng)到短依次為處理2、5、4、3、1、空白對(duì)照。處理2與處理5無顯著差異，與處理4、3、1、空白對(duì)照有顯著差異，處理2比單施化肥處理增加1.67 cm，比空白對(duì)照增加3.98 cm。處理5與處理4、3、1無顯著差異。

蘿卜長(zhǎng)從高到低依次為處理2、5、4、1、3、空白對(duì)照，處理2與處理5無顯著差異，與處理4、1、3、空白對(duì)照有顯著差異，處理2比單施化肥處理增加0.99 cm，比空白對(duì)照增加5.62 cm。處理5與處理4、1無顯著差異，與處理3差異顯著。

單株蘿卜鮮重從高到低依次為處理2、5、4、1、3、空白對(duì)照，處理2、5、4之間無顯著差異，處理2、5與處理1、3、空白對(duì)照有顯著差異，處理4與處理1無顯著差異，處理1與處理3有顯著差異。處理2比單施化肥處理增加40 g，比空白對(duì)照增加118.93 g，比處理3增加79.73 g。處理5比單施化肥處理增加31.47 g，比空白對(duì)照增加110.4 g，比處理3增加71.2 g。

肉質(zhì)根膨大期，蘿卜的各農(nóng)藝性狀趨向一致，從高到低分別為豬糞商品有機(jī)肥、易腐垃圾有機(jī)肥、菌渣有機(jī)肥、單施化肥、純羊糞有機(jī)肥和不施肥處理。說明在等氮條件下，肉質(zhì)根膨大期有機(jī)肥處理比化肥處理更能促進(jìn)蘿卜的生長(zhǎng)，促使根部膨大。

2.4 收獲期不同處理對(duì)生物量及產(chǎn)量的影響

地上部分蘿卜纓鮮重從高到低分別為處理1、2、5、4、3、空白對(duì)照，空白對(duì)照、處理1、2、5之間有顯著差異，它們與處理3和處理4差異顯著，處理3與處理4無顯著差異(表5)。對(duì)應(yīng)蘿卜纓干重與鮮重高低及方差趨勢(shì)一致。

表5 收獲期不同處理蘿卜的生物量及產(chǎn)量性狀

地下部分青蘿卜根干鮮質(zhì)量的變化與其根長(zhǎng)和根粗的增加緊密相連。隨著青蘿卜根長(zhǎng)和根粗的緩慢增加，鮮質(zhì)量和干質(zhì)量也在逐漸增加[18]。蘿卜肉質(zhì)根鮮重從高到低分別為處理2、5、4、1、3、空白對(duì)照，處理2、3、5與處理1和空白對(duì)照差異顯著，處理2、4、5之間無顯著差異。蘿卜肉質(zhì)根干重從高到低分別為處理5、1、2、4、3、空白對(duì)照。處理3、4、5與處理1和空白對(duì)照差異顯著，處理2與處理1之間無顯著差異，處理2、3、4之間無顯著差異。可見處理5、處理1、處理2的干物質(zhì)積累量較大。加施有機(jī)肥的蘿卜生育期會(huì)延長(zhǎng)，但由于是同時(shí)采收，所以在干物質(zhì)積累上，部分有機(jī)肥處理稍低了些，易腐垃圾有機(jī)肥的肉質(zhì)根干物質(zhì)生物量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他處理，生物量與產(chǎn)量也是密切相關(guān)的。

折合蘿卜每667 m2產(chǎn)量從高到低分別為處理2、5、4、1、3、空白對(duì)照，處理2比單施化肥處理增加718.50 kg，比空白對(duì)照增加1 882.26 kg，比處理3增加1 211.89 kg。處理5比單施化肥處理增加546.69 kg，比空白對(duì)照增加1 710.45 kg，比處理3增加1 040.08 kg。處理4比單施化肥處理增加405.98 kg，比空白對(duì)照增加1 569.74 kg，比處理3增加899.37 kg。純羊糞有機(jī)肥是有機(jī)肥處理中產(chǎn)量最低的，比單施化肥處理產(chǎn)量降低493.39 kg，比空白對(duì)照高670.37 kg。

3 小結(jié)

有機(jī)肥因肥效釋放比較慢，僅靠有機(jī)肥會(huì)使蘿卜缺肥，而化肥可快速有效地為蘿卜生長(zhǎng)提供所需要的養(yǎng)分，所以在生產(chǎn)中要有機(jī)肥與無機(jī)肥配施。

因?yàn)樵囼?yàn)田土質(zhì)貧瘠，保水保肥能力較差，而有機(jī)肥處理肥料施入土壤后可緩慢釋放，會(huì)促進(jìn)蘿卜對(duì)水分和礦質(zhì)離子的吸收和運(yùn)輸，通過水分和養(yǎng)分的高效利用改善蘿卜物理環(huán)境，改善土壤環(huán)境，提高根系活力和生長(zhǎng)速度[19-20]，能有效改善蘿卜的農(nóng)藝性狀。

有機(jī)肥作基肥的蘿卜在生長(zhǎng)初期比單施化肥處理長(zhǎng)勢(shì)差，但在蘿卜肉質(zhì)根膨大期，相同氮素投加量的豬糞商品有機(jī)肥、易腐垃圾有機(jī)肥和菌渣有機(jī)肥處理的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了單施化肥處理，并且其中的商品有機(jī)肥、易腐垃圾有機(jī)肥處理與單施化肥處理相比差異顯著，表明有機(jī)肥是長(zhǎng)效性的，能延長(zhǎng)蘿卜的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)蘿卜的植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高有明顯的促進(jìn)作用。豬糞商品有機(jī)肥處理每667 m2產(chǎn)量為2 959.3 kg，比單施化肥處理增產(chǎn)718.50 kg，比對(duì)照增加1 882.26 kg，蘿卜種植推薦用量為豬糞商品有機(jī)肥844 kg，復(fù)合肥30.0 kg,硫酸鉀4.16 kg。

除豬糞商品有機(jī)肥外，易腐垃圾有機(jī)肥對(duì)蘿卜具有明顯的增產(chǎn)作用，不論是在蘿卜直徑、根長(zhǎng)、株高、開展度等方面，還是在生物量和產(chǎn)量方面表現(xiàn)都很優(yōu)異。易腐垃圾有機(jī)肥處理蘿卜每667 m2產(chǎn)量為2 788.02 kg，比單施化肥處理增產(chǎn)546.69 kg，比對(duì)照提高1 710.45 kg，推薦用量為施用易腐垃圾有機(jī)肥600 kg，復(fù)合肥30 kg,硫酸鉀7.42 kg。所以有明顯增產(chǎn)作用的易腐垃圾有機(jī)肥是化肥減施和有機(jī)替代的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，應(yīng)當(dāng)大力推廣應(yīng)用，以此實(shí)現(xiàn)城市垃圾的快速減量和資源化利用。