追肥處理+防蟲網對青瓜-豇豆輪作土壤養分及豇豆品質性狀的影響

摘" " 要：為保障豇豆質量安全，提高豇豆種植產量，同時改良產地土壤，在搭建白色防蟲網條件下于青瓜-豇豆輪作土壤分別施用復合肥和酸性土壤改良肥追肥，比較分析2種不同追肥處理對網內土壤養分和網內外豇豆品質性狀的影響。試驗共設網內試驗區和對照區、網外試驗區和對照區4個小區。各小區面積統一為60 m2，單因素隨機區組設計。結果表明，酸性土壤改良肥追肥處理的試驗區土壤和復合肥追肥的對照區土壤pH均下降，分別下降0.44和0.61。網內試驗區土壤有機質、速效氮、速效鉀含量（w，后同）分別比試驗前增加了2.56 g·kg-1、42.37 mg·kg-1、48.87 mg·kg-1，相對增加12.37%、34.20%、20.34%，有效磷含量（w，后同）比試驗前降低3.98 mg·kg-1，相對降低1.95%。酸性土壤改良肥追肥處理的網內外豇豆商品莢率、莢果長、莢橫徑、單莢質量均高于復合肥追肥處理。兩種追肥處理的網內外豇豆產品品質檢測結果表明，網內外試驗區豇豆商品莢率差異顯著，而可溶性總糖、蛋白質、維生素C含量與對照區差異不顯著，各處理豇豆脂肪含量均相同。綜上，豇豆的綜合性狀以酸性土壤改良肥追肥處理更佳。

關鍵詞：酸性土壤；施肥類型；防蟲網；性狀；品質

中圖分類號：S643.4 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）07-131-06

Effect of fertilization treatment and insect-proof net on the cucumber cowpea rotation planting soil nutrients and quality characters of cowpea

SU Bingxia， YU Shixing， HUAN Zhibo， PENG Baosheng， ZHAO Min， WU Xiaofang

（Analysis and Testing Center， Chinese Academy of Tropical Agricultural Science/Hainan Provincial Key Laboratory of Quality and Safety for Tropical Fruits and Vegetables/Key Laboratory for Quality and Safety Control of Subtropical Fruits and Vegetables of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Haikou 571101， Hainan， China）

Abstract： In order to ensure the quality and safety of cowpea， increase the yield of cowpea cultivation， and improve the soil in the production area. In this experiment， compound fertilizer and acidic soil improved fertilizer were applied to the rotation soil of cucumber and cowpea， which was covered by white insect-proof net. The effects of the two different treatments on soil conditions and the quality and agronomic traits of cowpea inside and outside the net were compared and analyzed. The experiment was consisted of four areas： the test area and contrast area in the net， the test area and contrast area outside the net. The area of each residential area was uniformly 60 m2， with single factor random block design. The results showed that the pH of the test soil decreased by 0.44 and contrast soil decreased by 0.61， respectively. The soil organic matter， available nitrogen， and available potassium content in the test area increased by 2.56 g·kg-1， 42.37 mg·kg-1， 48.87 mg·kg-1， respectively， compared to before the experiment， with relative increases of 12.37%， 34.20%， 20.34%. The available phosphorus content decreased by 3.98 mg·kg-1， compared to before the experiment， with a relative decrease of 1.95%. The pod rate， pod length， pod diameter and pod mass of cowpea in and out of net treated with acid soil improved fertilizer were higher than those of cowpea treated with compound fertilizer. The results of two kinds of topdressing treatment showed that the pod rate was significant， but the content of total sugar， protein and vitamin C content of cowpea in the test area were not significantly different from those in the contrast area. The fat content of cowpea in all treatments was the same. In general， the comprehensive traits of cowpea was better with acid soil improvement and topdressing treatment.

Key words： Acid soil; Fertilized type; Insect-control net; Traits; Quality

豇豆又名豆角，屬豆科菜豆族豇豆屬一年生草本植物，在世界范圍內，特別是在熱帶和亞熱帶地區廣泛種植的一種重要豆科植物。豇豆營養豐富，富含蛋白質、粗纖維、碳水化合物、維生素和鐵、磷、鈣等元素，是我國的重要蔬菜作物之一[1]，除青海和西藏外，全國各省份均有種植，常年種植面積57萬hm2[2]。海南位于我國南方熱帶地區，屬于天然大溫室氣候條件，豇豆是海南冬季的主要蔬菜之一，每年種植面積約2.23萬hm2，總產量25萬t左右，其中80%以上銷往省外[3]。

豇豆是花果同期作物，在生產過程中極易受病蟲危害，菜農常在豇豆收獲期使用農藥以控制花期病蟲害，農藥安全間隔期難以保證，農藥殘留風險突出[4-8]。而海南高溫高濕的氣候條件，有利于病蟲害發生，且呈逐年加重趨勢[9]。海南豇豆受薊馬危害時可導致減產20%～30%，嚴重時可致減產50%～80%。針對豇豆病蟲害的防控，在生產過程中，過量用藥、頻繁用藥、亂用藥的現象普遍發生，如針對豇豆重要害蟲薊馬和潛葉蠅防控使用的農藥最為頻繁，成為豇豆農藥殘留超標的主要原因，給公眾安全帶來嚴重威脅。海南省五指山市番陽鎮農戶在種植完青瓜后，一般在原有搭架下直接種植豇豆，該種植模式容易發生更多的病蟲害。科學使用防蟲網能起到有效阻止斜紋夜蛾、豆莢螟等鱗翅目昆蟲，減少潛葉蠅、薊馬等小型害蟲的蟲口數量的作用[10-11]，緩和暴雨沖刷，少打藥甚至不打藥，提高蔬菜品質和產量[12]。研究表明，在80目全封閉的防蟲網內進行豇豆種植，對薊馬的阻隔效果較好，且采收期延長了14 d，產量提高了50.86%[13-14]。鑒于目前還未見使用更小網孔的物理防護網的報道，筆者擬首次搭建29目白色防蟲網，以期有效減藥防蟲，實現豇豆高效生產的目標。

豇豆種植還存在過量施肥、施肥結構不合理等問題，而合理施肥是提高豇豆產量、效益及維持農業可持續發展的重要保證[15-16]。邢鳳麗等[1]研究了氮肥施用最佳用量，為溫室豇豆減肥高效生產、耕地可持續利用提供技術參考。吳旭東等[17]研究了有機肥、生物有機肥分別和復合肥復配及減施處理對豇豆產量和品質的影響，為生產上合理施用肥料、減少生產投入以及實際推廣應用提供科學理論依據。劉術新等[18]研究表明，有機肥能有效改善連作土壤肥力狀況，緩解豇豆連作障礙，尤其在作物生長后期能有效提高土壤速效養分含量，并提高連作豇豆產量和品質，是促進農業可持續發展較為理想的施肥方式。但目前關于海南豇豆種植土壤日益酸化的研究較少。中國熱帶農業科學院分析測試中心產地環境土壤改良研究團隊前期已針對熱帶酸性土壤研發了含腐殖酸的酸性土壤改良肥，該肥既可調節土壤pH，又可為作物提供速效養分，可以替代部分化肥施用于露地酸性土壤[19]。筆者首次應用本團隊研發的含腐殖酸酸性土壤改良肥進行豇豆土壤改良試驗，以當地農戶采用的豇豆主栽品種為試驗對象，研究兩種施肥模式對網內外豇豆產量、品質和土壤狀況的影響，以期為青瓜-豇豆輪作耕地改良和可持續利用提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與材料

試驗于2023年3—7月在海南省五指山市番陽鎮南打村青瓜-豇豆輪作基地進行，本地屬熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫23.5 ℃，四季不分明，年平均降雨量1 771.8 mm，降雨主要在夏秋兩季，占全年降雨量的80%～90%，年平均相對濕度83%。試驗地基礎養分狀況見表1。選擇1 333.4 m2方形地塊于青瓜收尾后搭建29目白色防蟲網，搭建方法為每隔4.5 m將3 m長、3 mm厚的4 cm方管打入地下0.7 m，四周立柱用斜拉線固定，上面焊扁管，地中間鋼管上端插蘑菇頭，穿4毫米粗的塑鋼線，防蟲網埋入土中30 cm，用卡槽固定防蟲網，上面用壓膜帶，門口裝拉鏈。

試驗豇豆品種為海南五指山地區廣泛栽培的華贛牌華農豇豆品種（江西華農種業有限公司生產，早中熟、莢面光滑、耐老化、莢長7.0～7.5 cm、適宜春秋露地種植）。

供試肥料：酸性土壤改良肥是中國熱帶農業科學院分析測試中心研發的堿性含腐殖酸水溶肥料，pH為10，N-P2O5-K2O為3%-13%-15%，腐殖酸類別為胡敏酸類，主要成分為腐殖酸鈉，質量濃度大于30 g·L-1；復合肥為挪威雅苒國際有限公司生產的硫酸鉀型復合肥料，N-P2O5-K2O為15%-15%-15%。

1.2 試驗設計

試驗共設網內試驗區和對照區、網外試驗區和對照區4個小區。網內外試驗區和對照區各設3個重復小區，各小區面積統一為60 m2，單因素隨機區組設計。畦寬為50 cm，溝寬為40 cm，株距20 cm，行距30 cm。土壤基礎養分狀況見表1。整個豇豆生育期施肥以基肥、保花保果肥和追肥方式進行，其中1000 kg·667 m-2有機肥作為基肥一次性施入，保花保果肥于豇豆花期時10 kg·667 m-2一次性施入。從5月5日開始每10 d追肥1次，共計追肥3次，追肥處理為：（1）對照區，常規施用復合肥，5.0 kg·667 m-2復合肥加水稀釋100倍沖施；（2）試驗區，5.0 kg·667 m-2酸性土壤改良肥稀釋100倍灌根沖施。網內外試驗區和對照區基肥、保花保果肥等施用、設施條件、滴灌和施肥頻次等田間管理條件相同。

1.3 采樣制樣方法

土壤樣品采集和制備參照《土壤農化分析》[20]。分別于5月5日以及追肥1次（5月15日）、2次（5月25日）、3次（6月4日）采集網內試驗區和對照區土壤樣品。參照S形線路采集表層（0～20 cm）土壤樣品，隨機取5點，混合5點土壤樣品，混勻后按照四分法選取待制樣土壤樣品，研磨過篩，分裝入封口袋，保存備用。

采集6月份網內外試驗區和對照區豇豆樣品，每份樣品質量2.50 kg左右，每份樣品單獨制樣，洗凈后晾干，取可食部分制成勻漿，冷凍存放待測。

1.4 測定項目與方法

采用酸度計測定土壤pH[21]，采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機質含量[22]，采用鉬銻抗比色法測定土壤有效磷含量[23]，采用堿解擴散法測定土壤速效氮含量[24]，采用1 mol·L-1乙酸銨浸提-原子吸收分光光度法測定土壤速效鉀含量[25]。采用凱氏定氮法測定豇豆的蛋白質含量[26]，采用DNS試劑顯色法測定可溶性總糖含量[27]，采用2，6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量[28]，采用索氏提取法測定脂肪含量[29]。

豇豆莢果長度、商品莢率、莢橫徑、單莢質量等性狀指標是反映豇豆生長情況的關鍵指標，對兩種處理的網內外豇豆果分別采摘同一時間試驗區和對照區各20根，進行商品莢率、莢長、莢橫徑、單莢質量等農藝性狀比較。

1.5 數據處理

試驗數據采用Excel 2003進行相關數據的計算、處理和作圖，采用SPSS 16.0統計分析軟件進行數據差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 施肥次數對土壤pH的影響

施用酸性土壤改良肥后，監測網內豇豆5—6月生長期間試驗區和對照區表層土壤pH，測定結果如圖1所示。試驗區和對照區土壤pH均呈下降趨勢，試驗區土壤pH由4.95下降至4.51，下降了0.44；對照區土壤pH由4.91下降至4.30，下降了0.61。酸性土壤改良肥對土壤pH具有較強的緩沖能力，因此酸度下降幅度較對照區土壤小。

2.2 酸性土壤養分含量測定

由圖2～5可知，酸性土壤改良肥追肥3次后，網內試驗區土壤有機質、速效氮、有效磷、速效鉀含量分別為23.26 g·kg-1、166.27 mg·kg-1、200.14 mg·kg-1、289.08 mg·kg-1，有機質、速效氮、速效鉀含量分別比追肥前增加了2.56 g·kg-1、42.37 mg·kg-1、48.87 mg·kg-1，相對增加12.37%、34.20%、20.34%；有效磷含量比追肥前降低了3.98 mg·kg-1，相對降低1.95%。

試驗區有機質、速效氮、速效鉀含量比對照區分別增加1.63 g·kg-1、13.79 mg·kg-1、13.04 mg·kg-1，相對增加7.54%、9.04%、4.72%；試驗區有效磷含量比對照區降低14.16 mg·kg-1，相對降低6.61%。和試驗區相比，追肥3次后，對照區的有機質、速效氮和速效鉀含量增加幅度較小。

2.3 兩種追肥模式下網內外豇豆樣品農藝性狀的比較

由表2可知，網內試驗區豇豆商品莢率、莢長、莢橫徑、單莢質量等指標相對網內對照區分別提高了1.38%、7.65%、5.66%、8.20%。網外試驗區豇豆商品莢率、莢長、莢橫徑、單莢質量等指標相對網外對照區分別提高了0.54%、0.19%、8.51%、12.37%。網內外試驗區豇豆各項指標均高于對照區，但差異不顯著，而網內的商品莢率顯著高于網外，可見改良肥替代復合肥追肥可以保證豇豆良好的農藝性狀。

2.4 豇豆產品品質測定

可溶性總糖、蛋白質、維生素C含量等是評價豇豆營養品質的主要指標，測定結果見表3，兩種追肥處理的網內外豇豆產品品質無顯著差異，其中網內試驗區豇豆可溶性總糖、蛋白質、維生素C含量相對網內對照區分別提高了2.01%、13.94%、3.91%，脂肪含量與對照區無差異。網外試驗區豇豆可溶性總糖、蛋白質、維生素C含量相對網外對照區分別提高了1.06%、4.05%、3.49%，脂肪含量與對照區無差異。

3 討論與結論

在五指山市番陽鎮青瓜-豇豆輪作基地進行的酸性土壤改良肥與復合肥追肥處理的研究結果表明，豇豆種植期間土壤酸度呈下降趨勢，監測的試驗區和對照區土壤pH平均值分別比追肥前降低了0.44和0.61。其中對照區土壤接近極強酸性（pHlt;4.5），說明常年單一施肥使土壤酸度降低更快。而施用的酸性土壤改良肥雖然呈強堿性，對酸性土壤具有較強的緩沖能力，但對強酸性土壤的影響并不能立竿見影。試驗期間（4—6月）正值五指山的雨季，受酸雨等自然因素的影響，以及長期在酸性土壤上施用過磷酸鈣、硫酸鉀、磷酸二氫鉀等酸性化學肥料，其結果必然導致土壤酸化[30]。研究表明，豇豆生長期間多次、大劑量施用不同種類的農藥，其沉降在土壤中也可能加速土壤酸化[31]。酸性土壤改良肥雖然不能完全遏止該酸化過程，但是對土壤酸化有一定緩解作用。酸性土壤改良是一個長期且緩慢的過程，后續還需要進行常年改善土壤狀況，連續監測，才有可能達到一定的效果。

土壤有機質含量反映了土壤肥力水平，具有改善土壤物理性狀、增強土壤保肥性和緩沖性、提高植物抗病能力等作用[32]。本試驗改良肥追肥的試驗區土壤有機質含量比追肥前相對增加了12.37%，改良肥對穩定或增加試驗區土壤有機質含量具有積極影響。速效氮、速效鉀含量分別比試驗前增加了42.37、48.87 mg·kg-1，相對增加34.20%、20.34%，有效磷比試驗前降低3.98 mg·kg-1，相對降低1.95%。因此，本試驗數據說明施用改良肥追肥的試驗區土壤各養分指標也能達到復合肥追肥的效果，可以滿足植物生長對有效養分的需求。兩種追肥處理的網內外豇豆產品品質檢測結果表明，網內外試驗區豇豆商品莢率差異顯著，而可溶性總糖、蛋白質、維生素C含量與對照區的豇豆果差異不顯著。各處理豇豆脂肪含量均相同。酸性土壤改良肥追肥處理的網內外豇豆商品莢率、莢果長、莢橫徑、單莢質量均高于復合肥追肥處理。綜合分析，豇豆的綜合性狀以酸性土壤改良肥追肥處理的效果較好。

防蟲網設施覆蓋栽培具備防蟲通風、減少害蟲傳播、減少農藥使用、緩和暴雨沖刷導致的掉葉和倒伏、改善覆蓋棚內蔬菜生長環境等諸多優勢。筆者的試驗采用29目白色防蟲網覆蓋栽培豇豆，網內豇豆莢果長度、商品莢率、莢橫徑、單莢質量等性狀指標較網外更佳，且網內豇豆商品莢率顯著高于網外。應用酸性土壤改良肥追肥后，網內外豇豆產品農藝性狀及品質均優于復合肥追肥，同時應用防蟲網，減少農藥施用量，有望實現豇豆優質高效綠色生產。而防蟲網的應用減少農藥用量對土壤質量的影響還有待進一步深入開展研究。

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收稿日期：2023-09-18；修回日期：2024-04-17

基金項目：海南省院士創新平臺科研項目（YSPTZX202021）；中國熱帶農業科學院基本科研業務費專項（1630082023005）；海南省自然科學基金（322QN358）

作者簡介：蘇冰霞，女，副研究員，研究方向為植物資源利用。E-mail：sublin22@163.com

通信作者：郇志博，男，副研究員，研究方向為農產品質量安全控制技術。E-mail：huanzhibo@163.com