茭白葉堆肥對青菜生長、品質及土壤狀況的影響

陳 劍，齊 文，蔣海凌，陶永剛，錢仲倉，陳 真

（1.臺州市農業科學研究院 浙江臨海 317000； 2.臺州市黃巖區種子發展中心 浙江臺州 318020；3.湖州市匠心路草編文化藝術傳播有限公司 浙江湖州 313009）

茭白是浙江省種植面積最大的水生蔬菜，目前全省的茭白種植面積約3×104hm2[1-2]。茭白在采收季節會產生大量的農業廢棄物，包括采收后茭白的上部葉片和下部殘留葉鞘，這些廢棄物的鮮質量占茭白植株總質量的50%～70%，每667 m2茭田每年產生的茭白鮮秸稈可達5000 kg[3]。采收后的廢棄茭白葉通常被堆棄在路旁、河道和田頭，葉鞘則被留在田間，任其腐爛或干后焚燒，不僅嚴重浪費資源，還會造成環境污染。我國對茭白秸稈的綜合利用途徑主要有生產有機肥、制作食用菌栽培基質、用作青貯飼料、編織工藝品、果園覆蓋等，將茭白秸稈堆肥還田是補充農田土壤各類養分最直接和有效的方式[4-5]。茭白葉中含有豐富的營養成分，有機質含量（w，后同）可達65.50%，N 含量為3.70%，P2O5含量為0.50%，K2O 含量為2.10%，與畜禽糞便等輔料經過高溫堆腐后制成有機肥，既可以解決茭白葉資源利用率低和污染環境等問題，又能解決蔬菜生產中需要大量投入肥料的問題，具有良好的經濟效益和生態效益，是發展生態農業的一條有效途徑[6-7]。

目前我國關于茭白秸稈堆肥的研究主要集中在堆肥物料配比、堆肥方法篩選、堆肥過程中相關指標的變化規律等方面[3，5-9]，而關于茭白秸稈堆肥產品應用的相關研究相對較少。為了明確茭白葉堆肥在蔬菜生產中的施用方法和實際應用效果，筆者將茭白葉分別與雞糞和豬糞按一定比例混合，并加入生物菌劑等輔料，堆制成2 種有機肥，與當地常用的商品有機肥進行比較，研究不同施肥量下3種有機肥對露地栽培中青菜產量、品質以及土壤肥力、酶活性等指標的影響，以期為茭白葉的堆肥還田提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020 年10 月在浙江省臺州市黃巖區曦禾有機農場開展，試驗區域內地勢平坦，土層深厚，年降雨量1 708.50 mm 左右。土壤基本狀況為：沙壤土、pH 值5.52、有機質含量22.60 g·kg-1、全氮含量1.51 g·kg-1、水解性氮（堿解氮）含量152.10 mg·kg-1、有效磷含量22.60 mg·kg-1、速效鉀含量104.02 mg·kg-1、過氧化氫酶活性2.28 mL·g-1、蔗糖酶活性5.44 IU·g-1、脲酶活性304.10 U·g-1，整體屬高肥力土壤。

1.2 材料

供試材料為青菜，品種為杭州油冬兒，屬于普通白菜類，由杭州綠豐種子有限公司提供。參試商品有機肥選用當地蔬菜合作社常用品牌，為江蘇省南通市產的“爾康”牌有機肥；參試的2 種茭白葉堆肥均為項目組前期于臺州市農業科學院基地內堆制而成。堆制方法：將茭白葉與畜禽糞便輔料（堆肥A 輔料為干雞糞，堆肥B 為干豬糞）按照質量比3∶1 稱取混勻后，在自制堆肥箱（長×寬×高=2.0 m×2.0 m×1.5 m）中采用層層堆疊的方式進行，每堆疊完一層物料撒上適量的微生物菌劑（酵素菌速腐劑，淮安大華生物科技有限公司），物料裝滿堆肥箱后在箱體表面覆蓋塑料薄膜，待堆體溫度超過50 ℃后去除塑料薄膜，根據堆體實際發酵情況適時翻堆，保證堆體中心最高溫度不超過70 ℃，堆制21 d。商品有機肥及2 種茭白葉堆肥的基本理化性質見表1。

表1 商品有機肥及2 種茭白葉堆肥的理化性質

1.3 方法

試驗采用露地栽培，共設置10 個處理，每個處理3 次重復，每個小區面積20 m2，隨機區組排列。以不施肥處理為CK，其中T2 處理為當地合作社常用的有機肥施用量。所有處理有機肥均作為基肥一次性施入，基肥中不再添加化肥，試驗期間不再追肥，具體試驗設置見表2。

表2 不同處理肥料用量

于2020 年10 月21 日開始將青菜種子育苗，11 月12 日（4 葉期，株高10 cm 左右）移栽，株行距為30 cm×40 cm，移栽前對土地進行平整，均勻撒上有機肥后加薄土覆蓋，再蓋地膜，種植期間采用膜下滴灌方式進行灌溉，其余各項措施均按田間常規管理，12 月28 日收獲，生長周期共68 d，各小區單獨測產。

1.4 測定項目

青菜生長指標及產量測定：青菜移栽1 周后，每個小區選取5 株長勢均勻的青菜做好標記，每周調查1 次葉片數直至收獲期。收獲時采集每個小區中間位置的青菜植株，隨機選取其中的50 株進行測產，同時按照“S”形在每個小區隨機選取青菜10 株，調查株高、開展度、葉片葉綠素含量（SPAD值）等農藝性狀。

青菜品質指標測定：青菜收獲時對每個小區隨機取樣，委托杭州綠城農科檢測技術公司進行青菜相關品質指標的檢測，主要包括可溶性糖、維生素C、硝酸鹽含量等，均按照國家相關標準進行檢測[10-12]。

土壤理化指標及酶活性測定：青菜收獲時，利用“S”形采樣法在距離主根5 cm 處，用取樣器采集0～20 cm 耕層土樣，分別委托杭州綠城農科檢測技術公司與浙江天誠檢測技術服務有限公司進行土壤理化指標及酶活性的檢測，土壤理化指標主要包括pH值、有機質含量、全氮含量、水解性氮（堿解氮）含量、有效磷含量、速效鉀含量等；土壤酶活性主要包括過氧化氫酶活性、蔗糖酶活性和脲酶活性等。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2007 進行數據處理和制作圖表，采用SPSS16.0 進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對青菜生長情況的影響

由表3 可知，不同處理對青菜葉片數的增長存在一定的影響，移栽后第5 周結束調查時，T9 處理的平均葉片數最多，為17.10 片，葉片數增幅最大為T3 處理，增幅達144.57%，增幅最小為T8 處理的100.13%，不同處理葉片數增幅為T3＞T4＞T5＞CK＞T6＞T1＞T7＞T2＞T9＞T8。試驗中青菜葉片的增長速度沒有隨著施肥量的增加而提高；結束調查時，堆肥B 在相同施肥量下對葉片數的增加效果最差。

表3 不同處理青菜葉片數

由表4 可知，相同肥料在不同施肥量下，并不一定對青菜的生長性狀產生顯著影響，施用商品有機肥的3 個處理當中，T2 與T3 之間各指標均無顯著差異；施用堆肥A 的3 個處理當中，T4 與T5 之間各指標均無顯著差異；施用堆肥B 的3 個處理當中，T7 與T8 之間除SPAD 外其他2 個指標均無顯著差異。各處理中開展度最大為T6 的44.10 cm，較CK 增加32.43%，與CK 差異極顯著，比T2 增加2.32%，與T2 無顯著差異。株高最高為T3，達39.70 cm，比CK 增加49.59%，與CK 差異極顯著，比T2 增加1.28%，與T2 無顯著差異；SPAD 值最大為T6，達65.44，比CK 增加25.89%，與CK 差異極顯著，比T2 增加7.24%，與T2 差異顯著。由開展度、株高與SPAD 等指標情況可以看出，施用同一種有機肥時，施肥量的增加對青菜生長有一定的促進作用；在7.5 t·hm-2、22.5 t·hm-2施肥量下，3 種不同有機肥對青菜開展度、株高的促生長效果為商品有機肥＞堆肥A＞堆肥B。

表4 各處理對青菜性狀的影響

2.2 不同施肥處理對青菜產量的影響

由圖1 可知，各處理的青菜產量為12.80～42.71 t·hm-2，其中施用商品有機肥的3 個處理產量最高為T3 的42.71 t·hm-2，比CK、T2 分別增產233.72%、9.02%；施用堆肥A 的3 個處理產量最高為T6 的40.36 t · hm-2，比CK、T2 分 別 增 產215.23%、2.98%；施用堆肥B 的3 個處理產量最高為T9 的32.09 t·hm-2，比CK 增產150.65%，比T2減產18.12%。施用同一種有機肥時，青菜產量均隨著施肥量的增加而增加，但是部分處理間增產效果并不顯著，T2 與T3、T4 與T5 之間的產量差異均未達到顯著水平；相同施肥量下，3 種有機肥對青菜的增產效果為商品有機肥＞堆肥A＞堆肥B，這一規律與3 種有機肥在7.5 t·hm-2、22.5 t·hm-2施肥量下對青菜開展度、株高的促生長效果表現相同；施用堆肥處理在提高施肥量的情況下，青菜產量可以達到當地正常生產水平，T6、T9 與T2 之間產量均無顯著差異。

圖1 不同處理對青菜產量的影響

表5 中青菜農藝性狀的相關性分析結果表明，青菜的產量與開展度、株高、SPAD 之間的相關系數分別為0.960、0.863 和0.682，均呈極顯著正相關；開展度與株高、SPAD 之間的相關系數分別為0.806和0.783，均呈極顯著正相關；株高與SPAD 之間的相關系數為0.433，無顯著相關；青菜的葉片數與其他指標間均無顯著相關。

表5 青菜農藝性狀的相關性分析

2.3 不同施肥處理對青菜品質的影響

由圖2 可知，不同處理對青菜維生素C 含量存在一定的影響，其中維生素C 含量最高為T8，達54.30 mg·100 g-1，比CK、T2 分別顯著增加78.03%、112.94%。施用商品有機肥的處理，維生素C 含量隨著施肥量的增加而降低，其中T3 與空白對照CK之間存在顯著差異；施用茭白葉堆肥的處理，維生素C 含量均呈現先升高后降低的趨勢，其中施用堆肥A 的3 個處理間差異不顯著，施用堆肥B 的3 個處理中，T8 與其他2 個處理間均存在顯著差異。

圖2 不同處理對青菜維生素C 含量的影響

圖3 不同處理對青菜硝酸鹽含量的影響

圖4 不同處理對青菜可溶性糖含量的影響

2.4 不同施肥處理對土壤理化性質、酶活性的影響

由表6 可知，青菜收獲后，各處理土壤的pH 值范圍為5.32～5.97；CK 的pH 值與T2、T3 處理差異顯著，與其他處理均無顯著差異，T2、T3 均與T1 處理差異不顯著，與其他處理均存在顯著差異。施用同一種有機肥的處理之間pH 值均無顯著差異；施用商品有機肥的處理土壤pH 值最高，施用堆肥B的處理土壤pH 值最低。各處理土壤的有機質、全氮含量與試驗前相比均有不同程度提高；施用商品有機肥和堆肥A 時，土壤的全氮含量隨著施肥量的增加呈上升趨勢，而有機質含量并未隨著施肥量的增加而提高；相同施肥量下，商品有機肥對土壤的有機質、全氮含量提高效果最好。除CK、T4 外，其他處理土壤的堿解氮、有效磷、速效鉀含量均比試驗前有所提高；施用同一種有機肥時，土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量均隨著施肥量的增加而增加；其中，T3 處理土壤的堿解氮、有效磷含量均最高，分別比CK 提高25.77%、554.67%，差異均達極顯著水平，分別比T2 顯著提高7.05%、23.44%；T6 處理土壤的速效鉀含量最高，分別比CK、T2 提高398.38%、78.37%，差異均達極顯著水平。

表6 各處理對土壤理化性狀的影響

由表7 可知，各處理根際土壤的3 種酶活性與試驗前相比呈升高趨勢；施用同一種肥料時，過氧化氫酶活性及脲酶活性均隨著施肥量的增加而提高。相同施肥量時，3 種有機肥對過氧化氫酶活性提高的效果為堆肥A≥堆肥B＞商品有機肥，過氧化氫酶活性最高的為T6、T9 處理，比CK、T2 分別顯著提高13.81%、8.80%。施用商品有機肥時，蔗糖酶活性隨著施肥量增加顯著提高；施用堆肥A 時蔗糖酶活性隨著施肥量增加降低；施用堆肥B 時蔗糖酶活性與施肥量之間并未呈現明顯規律，且施用堆肥A 和堆肥B 時，不同施肥量處理間蔗糖酶活性差異均不顯著；蔗糖酶活性最高的為T3 處理，比CK及T2 分別顯著提高8.64%、5.11%。相同施肥量時，3 種有機肥對脲酶活性提高的效果為堆肥A＞商品有機肥＞堆肥B，脲酶活性最高的為T6 處理，比CK 及T2 分別提高5.07%、4.69%，差異均未達顯著水平。

表7 各處理對土壤酶活性的影響

3 討 論

3.1 不同有機肥處理對青菜產量及品質的影響

合理施用秸稈堆肥，對減少化肥用量、增加蔬菜產量、保持土壤肥力都具有很好的效果[13-16]。筆者的研究結果與前人的研究結果基本一致，青菜的開展度、株高、SPAD 值及產量均隨著有機肥施用量的增加而提高，3 種不同有機肥均在最大施肥量37.5 t·hm-2時效果最好；在相同施肥量下，3 種不同有機肥對青菜的增產效果為商品有機肥＞堆肥A＞堆肥B。值得一提的是，施用商品有機肥時，T1與T2 之間產量存在顯著差異，但是T2 與T3 之間產量不存在顯著差異，說明參試的商品有機肥在T2處理下的施肥量較為合適，繼續提高施肥量則無法獲得相應經濟效益。施用堆肥A 與堆肥B 時，T5、T6 之間以及T8、T9 之間的產量均存在顯著差異，說明2 種茭白葉堆肥在高施肥量下對青菜增產仍有較好的效果，在今后的生產過程中可以嘗試更高的施肥量；T2、T6 以及T9 之間的產量均不存在顯著差異，說明2 種茭白葉堆肥在高施肥量情況下，均可以替代商品有機肥，使得青菜產量達到當地正常生產水平。

大量研究表明，施用有機肥能很好地維持或提高蔬菜的品質[17-19]。筆者的研究結果與前人研究結果有所不同，增加3 種有機肥的施用量均無法顯著提高青菜品質，青菜的維生素C 含量隨著商品有機肥施肥量的增加而降低，隨著2 種茭白葉堆肥施肥量的增加均呈現先升高后降低的趨勢，硝酸鹽含量隨著商品有機肥施肥量的增加而增加，2 種茭白葉堆肥在37.5 t·hm-2施肥量下硝酸鹽含量均最低，這可能是由試驗區土壤以及所施有機肥中含氮量較高造成的，青菜的可溶性糖含量未表現出明顯規律。T7 處理的可溶性糖含量、T8 處理的維生素C含量分別為各處理中最高，施用堆肥B 對青菜品質的整體提升效果較好。

3.2 不同有機肥處理對土壤養分及酶活性的影響

有機肥中含有豐富的營養元素和有機質，長期施用不僅可以提高土壤肥力、改善土壤理化性質，還能夠增加土壤中有益微生物的數量、提高土壤中酶的活性[20-23]。筆者的研究結果與前人研究結果基本一致，施用有機肥的處理土壤的有機質含量及養分元素含量較試驗前及對照（CK）均有所提高。施用同一種有機肥的處理間pH 值均不存在顯著差異，與試驗前相比也未有大幅變化，這可能是因為施用的有機肥中不僅含有較多的有機質，還含有大量的有益微生物，對土壤酸性環境有較好的緩沖作用[24]。3 種有機肥對土壤有機質含量的提高效果為商品有機肥＞堆肥A＞堆肥B；施用同一種有機肥時，土壤的有機質含量并未隨著施肥量的增加呈現明顯的規律。各施肥處理對土壤有效磷、速效鉀含量的提升效果要較堿解氮含量明顯，這可能是因為青菜在生長過程中對氮元素的需求量要高于對磷、鉀元素的需求量。隨著施肥量的增加，過氧化氫酶活性、脲酶活性均不斷提高；3 種有機肥對蔗糖酶活性變化的影響各不相同，蔗糖酶活性隨著商品有機肥施肥量增加而提高，隨著堆肥A 施肥量增加而降低，堆肥B與蔗糖酶活性之間未呈現明顯規律，這與潘晶等[25]和王崢宇等[26]研究的秸稈還田對土壤酶活性的影響結果相似；3 種有機肥對3 種酶活性的提高效果各不相同，對過氧化氫酶活性提高的效果為堆肥A＞堆肥B＞商品有機肥，對蔗糖酶活性提高效果最差的為堆肥B，對脲酶活性提高效果為堆肥A＞商品有機肥＞堆肥B。

4 結 論

筆者研究中的2 種茭白葉堆肥在37.5 t·hm-2施肥量時，青菜的產量均可以達到當地施用商品有機肥時的正常產量水平，且青菜的品質更優，對土壤養分含量及酶活性的提高也有較好效果。茭白葉堆肥對提高蔬菜產量、提升蔬菜品質、改善土壤環境等方面具有極大的利用價值，對茭白葉堆肥在其他蔬菜上的應用效果將在未來的研究中進一步摸索，希望能為茭白葉的肥料化利用提供理論支持。