尾菜來源酵素液對不結球白菜生長及品質的影響

陳 卓，覃丫丫，馬 超，李曉慧，班甜甜，李 錚

（1.貴州省農(nóng)業(yè)科學院園藝研究所·貴州省園藝工程技術研究中心 貴陽 550025；2.南京農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院 南京 210095）

據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，近10 年來我國蔬菜播種面積由2011 年的1 790.99 萬hm2增加到2020 年的2 148.55 萬hm2，增長約19.96%，蔬菜產(chǎn)量由2011年的59 766.63 萬t 增加到74 912.90 萬t，增長約25.34%[1]。但在蔬菜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時也出現(xiàn)了如下問題亟待解決。一方面，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的化肥量居高不下，2020 年我國的農(nóng)用化肥施用折純量為5 250.65 萬t，大量的化肥使用不僅加劇環(huán)境污染、浪費緊缺資源，而且導致農(nóng)產(chǎn)品安全受到威脅[1]；另一方面，我國尾菜的產(chǎn)生量也如蔬菜產(chǎn)量一般增長迅速，尾菜俗稱爛菜葉子，即蔬菜的廢棄物。前人研究表明，蔬菜在栽培、加工、運輸、上市的每一個階段、每一個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生廢棄物，損失率在5%～60%之間，如果損失率按蔬菜總量的30%來計算，2020 年的蔬菜廢棄物總量超過22 473.87萬t[2-3]，蔬菜廢棄物的大量產(chǎn)生，會導致嚴重的資源浪費問題及環(huán)境污染問題。因此，近年來我國積極調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結構，大力發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)，充分利用農(nóng)業(yè)有機廢棄物，利用相關技術將農(nóng)業(yè)廢棄物資源化、無害化[4]。

其實，蔬菜廢棄物只是放錯了地方的可再生資源，新鮮的蔬菜廢棄物若能合理利用，必然對發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)有重大幫助。目前植物廢棄物的處理方式有直接還田、肥料化利用、能源化利用、飼料化利用、基質化利用及沼氣化利用等[5-6]。段亞軍等[7]研究表明，河北省的蔬菜廢棄物若全部肥料化，相當于全年6.68%的化肥和299.20萬t 有機肥用量，蔬菜廢棄物肥料不僅能降低化肥的使用率、降低農(nóng)殘，還能有效提高種植物的品質，而新鮮蔬菜廢棄物肥料化的一大途徑就是將其制作成植物酵素營養(yǎng)液。植物酵素營養(yǎng)液通常是指一些新鮮蔬菜、水果、植物材料、紅糖按一定的比例均勻混合在一起，在一定條件下經(jīng)過一段時間發(fā)酵，產(chǎn)生含有豐富的酵素、益生菌、維生素C、礦物質、氨基酸、各種有機酸、多糖等營養(yǎng)成分含量的混合液[8-9]。我國關于植物酵素營養(yǎng)液的研究開展較晚，研究較少，現(xiàn)階段已有相關研究人員將植物酵素營養(yǎng)液施用于水稻、黃瓜、莧菜、青椒等農(nóng)作物進行研究。研究表明，植物酵素營養(yǎng)液可以代替部分化肥或有機肥使用，有促進植株的生長、增加產(chǎn)量，提高其蛋白質、維生素C、可溶性糖含量，減少植株發(fā)病率、降低硝酸鹽含量等功效[10-17]，但植物酵素營養(yǎng)液在不結球白菜上的應用鮮見報道。不結球白菜（Brassica campestrisssp.chinensisMakino）屬十字花科蕓薹屬蕓薹種白菜亞種，原產(chǎn)亞洲，有6 個變種，在我國長江流域及其以南地區(qū)露地廣泛栽培，因生長周期短、營養(yǎng)豐富，富含可溶性糖、可溶性蛋白、氨基酸等人體必需的營養(yǎng)物質，受到人們的廣泛喜愛，是中國栽培最普遍的的葉菜之一[18-19]。筆者利用葉菜廢棄物制成的葉菜酵素和瓜果菜廢棄物制成的瓜果酵素進行試驗，比較植物酵素與傳統(tǒng)施肥2 種施肥方式對不結球白菜生長及品質的影響，旨在探索植物酵素替代化肥的可能性，為發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型蔬菜生產(chǎn)奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 白菜品種 貴豐白菜，早熟品種，由貴州粒豐種業(yè)有限公司選育。為新育成雜交白菜，早熟，適宜氣溫條件下種植至采收55～65 d，商品性好、葉片光滑、葉色嫩綠。

1.1.2 肥料與酵素液 供試肥料：三元復合肥（N、P、K 質量比為15∶15∶15）。酵素液：葉菜類酵素液、茄果類酵素液。按照紅糖、蔬菜廢棄下腳料、水質量比1∶3∶10 稱取原料，將蔬菜廢棄下腳料切細后，放入塑料桶里，加入紅糖，注入水，塑料桶中預留30%的發(fā)酵空間，擰緊蓋子，并將其置于室內(nèi)涼爽通風處，等待發(fā)酵，發(fā)酵時間60 d 左右。

1.2 方法

筆者采用穴盤育苗的的方式，將種子直接播到72 孔穴盤內(nèi)。筆者的試驗所選用的栽培基質為20%珍珠巖、50%椰殼、30%泥炭土均勻混合。采用體積約為8 L 花盆進行栽培試驗，盆與盆間距離15 cm，每盆種1 株蔬菜。2020 年8 月17 日不結球白菜催芽，2020 年8 月19 日穴盤育苗，苗期管理一致，不結球白菜幼苗4～5 片葉時進行移栽，不結球白菜9 月11 日定植。每盆定植1 株幼苗，每個處理種植10 盆，3 次重復，總計30 盆。

1.2.1 試驗處理 對照（常規(guī)施肥）：三元復合肥（N、P、K 質量比為15∶15∶15）；處理1（瓜果酵素）：酵素液采用的是番茄、冬瓜按照質量比1∶2 混合發(fā)酵制成的發(fā)酵液，使用前將原液稀釋200 倍；處理2（葉菜酵素）：酵素液采用葉菜類蔬菜（甘藍）發(fā)酵制成的發(fā)酵液，使用前將原液稀釋200 倍。試驗過程中灌溉均采用根部灌溉與葉面噴施同時進行。

1.2.2 試驗設計 對照（CK）：基肥用干牛糞55 kg·m-3，定植后7、21、35 d 分別根灌三元復合肥不結球白菜2、4、4 g·株-1，共10 g·株-1；酵液處理：基肥用干牛糞55 kg·m-3，定植后7、21、35 d 分別根灌+葉面噴施0.6、0.9、0.9 L·株-1200 倍酵素液。

1.2.3 樣品采集 每個處理隨機采集3 株樣本，在每株樣本上，從內(nèi)向外在中間部分用剪刀剪取3 片大小相似的葉片；每片葉剪去葉柄、葉脈，其余的剪碎，液氮磨樣放入低溫冰箱待用。

1.3 項目測定

1.3.1 形態(tài)指標測定 株高和葉片數(shù)直接測量，每個處理3 次重復，株高測量從不結球白菜莖基到白菜葉柱頂端，葉片數(shù)通過計數(shù)葉片大于5 cm 的葉片總數(shù)；植株干質量為不結球白菜拉秧后通過105 ℃殺青15 min、80 ℃恒溫烘至恒質量，每個處理取樣3 株進行測定。株高、干質量、葉片數(shù)測量時間均在2020 年11 月16 日（定植后第66 天），在白菜采收期時測定。

1.3.2 營養(yǎng)品質 每個處理取樣3 株，利用液氮取樣后，利用超低溫冰箱保存待測，所有營養(yǎng)品質指標在2020 年11 月20—30 日間完成測定。采用蒽酮比色法[20]測可溶性糖含量；采用考馬斯亮藍染色法[21]測可溶性蛋白含量；采用試劑盒紫外分光光度法[22]測維生素C 含量；用分光光度法[23-25]測類胡蘿卜素、葉綠素、花青素含量，所有試驗均采用試劑盒測試。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用EXCEL 2010 和Graphpad prism 軟件進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 蔬菜酵素液施用對生長的影響

由表1 可知，常規(guī)施肥處理不結球白菜的株高顯著高于瓜果酵素處理和葉菜酵素處理；瓜果酵素處理與常規(guī)施肥處理白菜的葉片數(shù)都顯著高于葉菜酵素處理；葉菜酵素處理不結球白菜干質量極顯著高于常規(guī)施肥處理，常規(guī)施肥處理與瓜果酵素處理之間無顯著差異。

表1 不同處理對不結球白菜生長的影響

2.2 蔬菜酵素液施用對不結球白菜可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C含量的影響

由表2 可知，瓜果酵素處理不結球白菜可溶性蛋白含量顯著高于常規(guī)施肥處理；瓜果酵素處理不結球白菜可溶性糖含量顯著高于常規(guī)施肥處理；葉菜酵素處理不結球白菜維生素C 含量極顯著高于常規(guī)施肥處理，其他處理之間無顯著差異。

表2 不同處理對不結球白菜可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C 含量的影響

2.3 蔬菜酵素液對不結球白菜花青素、類胡蘿卜素、葉綠素含量的影響

由表3 可知，在不結球白菜花青素含量方面，各個處理之間無顯著差異；葉菜酵素處理不結球白菜類胡蘿卜素含量顯著高于瓜果酵素處理；常規(guī)施肥處理與葉菜酵素處理不結球白菜的葉綠素含量顯著高于瓜果酵素處理。

表3 不同處理對不結球白菜花青素、類胡蘿卜素、葉綠素含量的影響

3 討論與結論

前人研究表明[2-6]，以尾菜為原料再加工制成的蔬菜酵素液中確實含有農(nóng)作物生長所需的營養(yǎng)元素，如氮、磷、鉀等必需元素和蛋白質、氨基酸等微量元素。韓劍宏等[26]研究表明，施用植物酵素液還可有效提高土壤肥力，還能改善土壤理化性質，促進作物生長；還有研究表明，植物酵素液可以有效增強植物的抗逆性，改善植物生理指標，減少病蟲害的發(fā)生[27-28]。

在促進蔬菜生長方面，龐敏暉等[10]研究發(fā)現(xiàn)，植物酵素液代替化肥施用后，快菜的株高、展幅、最大葉長、最大葉寬增加了27.3%～34.9%，對快菜生長有促進作用；范鶴齡等[29]研究發(fā)現(xiàn)，利用植物酵素堆肥能有效促進辣椒植株及果實的生長發(fā)育。筆者研究結果表明，在植物酵素液代替化肥施用時，瓜果酵素對不結球白菜干質量與常規(guī)施肥處理差異不大，而葉菜酵素相較于常規(guī)施肥能極顯著促進不結球白菜干質量增加；在對不結球白菜葉片數(shù)的影響方面，瓜果酵素和常規(guī)施肥效果接近，葉菜類酵素效果稍差。說明了蔬菜廢棄物制成的植物酵素液在一定程度上能代替化肥，對農(nóng)作物的生長發(fā)育有促進作用。

在植物營養(yǎng)品質方面，黃興學等[15]研究發(fā)現(xiàn)，植物酵素液有利于莧菜中的維生素C、粗蛋白、可溶性糖等營養(yǎng)物質含量的積累；李潔等[16]研究發(fā)現(xiàn)，植物酵素有利于青椒中維生素C 的積累。筆者研究結果表明，用植物酵素液代替常規(guī)復合肥施用時，能有效促進維生素C、可溶性糖及蛋白質含量的積累，對花青素和類胡蘿卜素含量無太大影響。說明植物酵素液并不會對蔬菜積累營養(yǎng)物質造成不利影響，反而對某些蔬菜的營養(yǎng)物質積累有促進作用，這與前人研究結果相似。

在不結球白菜種植中，按比例適當?shù)厥┯梦膊酥瞥傻闹参锝退匾耗軌蛴行Т龠M不結球白菜生長，也能夠有效促進部分營養(yǎng)元素的積累。所以，植物酵素液作為一種尾菜制成的肥料，在部分場合可以代替化肥施用，能夠有效變廢為寶，并降低農(nóng)殘、減少環(huán)境污染。另外，植物酵素液的應用不局限于在蔬菜土培中代替化肥施用，樊宇婷等[30]利用桑葉酵素添加到水培營養(yǎng)液中，能有效促進水培小白菜的品質提升，今后可以繼續(xù)加強植物酵素液在不同栽培環(huán)境下對蔬菜生長及品質影響的研究。