Effects of combined application of biogas fertilizer slurry with chemical fertilizers on yields, quality and stress resistance of ginger
LI Zhaopeng1, XU Yanping1,WANG Guanlong', ZHANG Peng2, ZHANG Yan’, ZHANG Miaomiao'
ZHU Xiaoli’,LI Naicheng'
(1.CollgeofdeAcuredEoet,fgstfefoSddiGoeo,
Ltd.,Weifang ,China)
Abstract:Toprovideabasis fortheapplicationofcombineduseofbiogas fertilizer(biogas slurrand biogas residue)andchemicalfertilizers ingingercultivationtechnology,ShannongNo.1gingerwasselected as the experimental material,and treatments were set as follows:CK(chemical fertilizers only),T1 treatment( 20% biogas slurry +80% chemical fertilizers),T2 treatment( 50% biogas slurry + (20 50% chemical fertilizers),T3 treatment( 80% biogas slurry + (20 20% chemical fertilizers),and T4 treatment( 50% biogasslurry + 50%chemical fertilizer + biogas residue as a substitute for base fertilizer).These treatmentsweredesignedtoevaluate theefectsofbiogassluryandbiogasresiduesontheyield,quality, andstress resistance during the vigorous growth stageof ginger.Theresults showed thatthe yields of alltreatments (except
收稿日期:2024-09-18
基金項目:省自然科學基金項目(ZR2023QC326);省重點研發計劃項目(2023TZXD028);土地集團橫向項目(2022-KJHX-03)
作者簡介:李兆鵬(1994-),男,人,碩士,講師,主要研究方向為植物保護。(E-mail)15666085797@163.com
通訊作者:李乃成,(E-mail)linaicheng23@163.com
for T3treatment)were significantly higher than that of CK,with thehighestyield observedin T2 treatment.The applicationofbiogas residues asa base fertilizer had the most obvious impact on ginger quality. In T4 treatment, the contents of soluble sugar,ascorbic acid,and gingerol inginger rhizomes were significantly higher than those in CK.As the proportion of biogas slurry increased,the nitrate content in ginger rhizomes decreased significantlyun
derT4treatment.ExceptforT3 treatment,alltheother treatmentscould improve the stressresistance of ginger during its vigorous growth stage,characterized by increased activities of superoxide dismutase( SOD )and catalase (CAT), as well as the accumulation of flavonoids.However,when the proportion of biogas slurry reached 80% ,the content of malondialdehyde (MDA)in ginger leaves increased significantly,while the content of glutathione (GSH)and the activity of CAT declined, indicatingthatlipid peroxidationoccured in gingerandthe stressresistancereduced.Insummary,theoptimalapplication method for maximizing ginger yield was 50% biogas slurry + +50% chemical fertilizer(T2).For improving ginger quality and stress resistance,the best application method is 50% biogas slurry + 50% chemical fertilizer + biogas residue as a substitute for base fertilizer.
Key words: ginger; biogas slurry; biogas residue; yield; quality; stress resistance
隨著中國養殖業規模化、集約化的發展,由畜禽糞污發酵產生的沼液、沼渣量急劇增加,如何實現該副產物的資源化利用已經成為亟待解決的問題。沼液、沼渣(統稱為沼肥)是畜禽糞污、作物秸稈厭氧發酵產物的副產物,其內含有植物生長所必需的營養元素,比如生長素、氨基酸等物質,是一種優質的有機肥料[1-2]。沼肥可提高種子萌發率[3]、防控作物病蟲害并提高作物抗病性[4-5]、改善土壤環境、促進作物生長、提高農作物品質[6-8]。然而,沼肥施用存在施用量是否適宜及安全閾值問題,過量施用會對環境造成污染,甚至抑制植物生長,導致農作物減產[9]。此外,沼肥內養分比例不均衡,各養分含量受原料影響較大,其內含有大量的可溶性鹽類,單獨施用沼肥難以滿足作物的養分需求[10]。因此,采用沼肥與化肥配施才能保障作物的良好生長,明確二者間的施用比例依然是當今研究的熱點之—[6]
果蔬類作物需肥量大,施肥頻次高,采用沼肥與化肥配施不僅可以顯著降低化肥投入量,亦可以高效解決沼肥消納問題,改善作物的品質。沼肥對作物的肥效與其施用比例、施用方法及目標作物密切相關。例如, 50% 沼肥追施處理的甜瓜果實內糖度、硬度及維生素C含量最佳[1]。低濃度沼液( 50% )和高濃度沼液( 80% )均可顯著提高黃芪葉片超氧化物歧化酶( SOD )及過氧化氫酶(CAT)活性,但是100% 沼液則會導致二者活性顯著下調,黃芪抗逆性降低[3]。采用 80% 沼液滴灌處理后,楊梅單果重、還原性糖含量顯著升高,且比葉重顯著增加[2]。Zheng等[13]分析了沼液3種不同的灌根施用方式對番茄產量及品質的影響,指出根系分區交替灌溉的方式為番茄最佳的沼液施用方案,其果實內可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、維生素C含量最高。除卻對作物的改善作用,沼液滴灌亦可以提升耕地速效養分及土壤有機質含量[14-15] 。
中國是世界上生姜(Zingieroffcinale Roscoe.)種植面積最大且產量最多的國家。作為鱗莖類蔬菜的代表,生姜喜肥沃土壤,水肥需求量極大,其產量、品質與施肥水平顯著相關[16]。因此,生姜擁有極好的沼肥應用前景。研究結果顯示,一定比例的沼液追施可有效提高生姜的株高、單株重等農藝性狀,且對生姜產量亦存在顯著促進效應[17]。Ahmad 等[18]的研究結果顯示,沼液與改良后的蚯蚓糞混施有助于提高生姜在鹽堿土壤環境中的產量,促進生姜葉片內葉綠素、蛋白質等物質的積累。肖靜[9]分析了不同沼液施用量對生姜產量及部分品質指標的影響,結果表明,每 667m2 沼液施用量達到 2 000kg 時可顯著提高生姜可溶性蛋白含量、姜辣素含量及抗壞血酸含量。然而,先前的研究多關注于沼液定量施用對生姜產量、品質的影響,關于沼肥與化肥配施及沼液、沼渣聯用對生姜品質及抗逆性影響的系統化研究尚顯匱乏。鑒于此,本研究擬采用沼液替代追肥、沼渣替代底肥等多種施肥方式,研究沼肥對生姜產量、品質及三股權期抗逆性的影響,以期為后續沼肥應用于生姜種植技術提供依據。
1 材料與方法
1.1 試驗地點
試驗地位于省市大盛鎮汶水有機農業產業園( 36°18′24′′N , 118°50′2′′E ),年平均氣溫為12qC ,年平均降雨量 377mm 。試驗區域土壤理化性質如下,土壤 pH 值5.37,電導率 138.60mS/cm ,堿解氮含量 54.67mg/kg ,有效磷含量 137.57mg/kg ,速效鉀含量 68.43mg/kg ,有機質含量 3.09g/kg 。
1.2試驗材料
供試生姜品種為山農1號,購自壽光壽禾種業有限公司。供試沼液及沼渣來自祿禧大盛環保科技有限公司,發酵原料為鴨糞,所取沼液為精濾沼液,經固液分離后采用200目濾膜進行二次精濾,靜置3個月以上,沼液和沼渣的理化性質見表1。
1.3 試驗方法
本試驗為隨機區組設計,設置對照與4個處理,3次重復,各小區面積 222m2 。分別為:對照(CK),只施化肥;T1處理, 20% 沼液 +80% 化肥,沼液替代20% 化肥氮;T2處理, 50% 沼液 +50% 化肥,沼液替代 50% 化肥氮;T3處理, 80% 沼液 +20% 化肥,沼液替代 80% 化肥氮;T4處理, 50% 沼液 +50% 化肥 + 沼渣替代基肥,沼液替代 50% 化肥氮,沼渣替代全部基肥的化肥氮。生姜于2023年4月10日播種,行距 65cm ,株距 22cm,10 月15日收獲。對照施用的氮肥為尿素(含氮量為 46% ),磷肥為鈣鎂磷肥( P2 05 含量為 12% ),鉀肥為氯化鉀( K2O 含量為 60% )。各處理內施肥量保持一致,總施肥量分別為 667m2 純氮 55kg.P2O530kg 及 K2O70kg ,不足部分采用化肥進行補齊。其中沼渣采用基施方式一次性施用;沼液采用追肥方式施用,隨各周期灌溉水施入,施用間隔 15d 以上。其中基肥一次性施入,施入氮、磷、鉀的量分別為 18.40kg,12.00kg 及28.60kg ;幼苗期追施氮、磷、鉀的量分別為 kg 及 2.00kg ;三股權期追施氮、磷、鉀的量分別為10.00kg.5.00kg 及 10.00kg ;發棵期追施氮、磷、鉀的量分別為 20.20kg、9.80kg 及 24.00kg ;根莖膨大期追施氮、磷、鉀的量分別為 4.90kg、2.50kg 及 5.40kg 。其他管理按常規方法執行。
1.4 指標的測定
1.4.1生姜產量及品質的測定生姜收獲時,按小 區計算產量,折算為公頃產量。采用考馬斯亮藍法 測定生姜塊莖可溶性蛋白(TP)含量;采用蒽酮比色 法測定可溶性糖(TS)含量;采用水楊酸硝化比色法 測定硝酸鹽(TNC)含量;采用硝酸鹽比色法測定類 黃酮(TFC)含量[2;采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測 定抗壞血酸(ASA)含量[21;采用比色法測定姜辣素 (TGC)含量[22];采用水蒸氣蒸餾法測定揮發油 (TEOC)含量[23]
1.4.2生姜抗氧化酶指標的測定生姜三股權時期不僅是旺盛生長期的起始階段,也是生姜病害暴發起始的時期。鑒于此,本研究于生姜三股權時期采集生姜自上往下第3片功能葉用于分析其抗氧化系統活性,用于代表該時期生姜抗病性。采用硫代巴比妥酸法測定生姜塊莖丙二醛(MDA)含量;采用鉬酸顯色法測定過氧化氫( H2O2 )含量及過氧化氫酶(CAT)活性;采用二硫代二硝基顯色法測定還原型谷胱甘肽(GSH)含量[2I];采用氮藍四唑(NBT)光還原法測定超氧化物歧化酶(SOD)活性;采用愈創木酚顯色法測定過氧化物酶( (POD) 活性[24]
1.5生姜塊莖品質的綜合評價
參照王馨笙等[25]的生姜品質評價方案并稍加修改。均以各處理內各品質指標最佳值為100分,某處理中該指標占最佳處理值的百分數即為該處理的實際分值;各處理內所有品質指標得分之和即為該處理生姜品質的綜合得分。其中,姜辣素及揮發油含量權重為0.3,抗壞血酸含量權重為0.2,可溶性蛋白及可溶性糖含量權重為0.1,硝酸鹽含量權重為-0.1。
1.6 數據分析
采用Excel2022和SPSS22.0進行數據統計分析,采用Sigmaplot12.0 制圖。
2 結果與分析
2.1沼肥與化肥配施對生姜產量的影響
不同處理的生姜產量見圖1。除T3處理組外,生姜收獲時其余處理組產量較CK均有顯著提升,其中T2處理產量最高,達到 ,單位小區最大產量高達
,顯著高于CK( (Plt;0.05)
T3處理的產量出現顯著下降,為 70.8t/hm2 ,僅為CK的 86.27% 。
不同小寫字母代表在0.05水平上存在顯著差異。CK:對照,只 施化肥;T1處理: 20% 沼液 +80% 化肥,沼液替代 20% 化肥氮;T2 處理:沼液 50%+50% 化肥,沼液替代 50% 化肥氮;T3處理: 80% 沼液 +20% 化肥,沼液替代 80% 化肥氮;T4處理: 50% 沼液 +50% 化肥 .+ 沼渣替代基肥,沼液替代 50% 化肥氮,沼渣替代全部基肥 的化肥氮。
2.2沼肥與化肥配施對生姜塊莖營養及食用安全品質的影響
不同處理對生姜塊莖營養成分及硝酸鹽含量的影響見圖2。沼肥與化肥配施對生姜塊莖內總可溶性蛋白含量的影響并不顯著(圖2A)。沼肥與化肥配施對生姜塊莖可溶性糖積累影響顯著(圖2B)。隨著沼液用量的增加,可溶性糖含量逐漸上升。其中T4組含量達到 30.47mg/g ,為CK的1.34倍。
由圖2C可知,低用量的沼液(T1處理)與化肥配施對生姜塊莖抗壞血酸含量的影響并不顯著。T2處理的生姜塊莖抗壞血酸含量顯著升高,為 203μg/mg ;T4處理抗壞血酸含量達到峰值,高達 0.05),為CK的2.48倍,表明沼液及沼渣與化肥配施對生姜塊莖抗壞血酸的合成與積累存在顯著的促進作用。圖2D顯示,隨著沼液施用量的增加,生姜塊莖內硝酸鹽含量逐漸下降,T3處理僅為 3.25mg/kg ,顯著低于CK( (Plt;0.05) ;T4組降低至 1.39mg/kg ,僅為CK的25.69%(Plt;0.05) 。
不同小寫字母代表在0.05水平上存在顯著差異。CK:對照,只施化肥;T1處理: 20% 沼液 +80% 化肥,沼液替代 20% 化肥氮;T2處理:沼液 50%+50% 化肥,沼液替代 50% 化肥氮;T3處理: 80% 沼液 +20% 化肥,沼液替代 80% 化肥氮;T4處理: 50% 沼液 +50% 化肥 + 沼渣替代基肥,沼 液替代 50% 化肥氮,沼渣替代全部基肥的化肥氮。
2.3沼肥與化肥配施對生姜塊莖特殊功效成分含量的影響
沼肥與化肥配施對生姜特殊功效成分含量的
影響見圖3。相較于CK,T1\~T3處理對生姜塊莖的姜辣素積累無顯著促進效應(圖3A)。T4處理的生姜塊莖姜辣素含量較CK顯著增加,含量高達
2. 64% ( Plt;0.05) ,表明采用沼渣作為基肥對生姜塊莖姜辣素的積累存在促進效應。由圖3B可知,
沼液及沼渣對生姜塊莖揮發油的合成與積累影響不顯著。
不同小寫字母代表在0.05水平上存在顯著差異。CK:對照,只施化肥;T1處理: 20% 沼液 +80% 化肥,沼液替代 20% 化肥氮;T2處理:沼液 50%+50% 化肥,沼液替代 50% 化肥氮;T3處理: 80% 沼液 +20% 化肥,沼液替代 80% 化肥氮;T4處理: 50% 沼液 +50% 化肥 + 沼渣替代基肥,沼 液替代 50% 化肥氮,沼渣替代全部基肥的化肥氮。
2.4沼肥與化肥配施對生姜活性氧成分含量的影 響胞內 H2O2 含量可以有效地反映細胞中活性氧分子的分解代謝情況。在本研究中,沼液、沼渣與化肥配施對生姜胞內活性氧分子代謝造成顯著影響(圖4A)。與CK相比,T1處理 H2O2 含量顯著升高,達到 3及T4處理H2O2 含量與對照差異不顯著。由圖4B可知,高比例的沼液( 80% 施用會導致生姜葉片MDA含量顯著升高,T3處理MDA含量高達
,顯著高于CK( Plt;0.05 ),表明生姜細胞膜結構受到損傷。
不同小寫字母代表在0.05水平上存在顯著差異。CK:對照,只施化肥;T1處理: 20% 沼液 +80% 化肥,沼液替代 20% 化肥氮;T2處理:沼液 50%+50% 化肥,沼液替代 50% 化肥氮;T3處理: 80% 沼液 +20% 化肥,沼液替代 80% 化肥氮;T4處理: 50% 沼液 +50% 化肥 + 沼渣替代基肥,沼 液替代 50% 化肥氮,沼渣替代全部基肥的化肥氮。
2.5沼肥與化肥配施對生姜抗氧化劑及抑菌物質合成的影響
葉片GSH含量變化見圖5A。T2及T4處理GSH含量均較CK呈現增加趨勢,其中又以T4處理增加幅度最大,GSH含量高達 0.24g/L(Plt;0.05) 為CK的1.25倍,表明沼液及沼渣與化肥配施有誘導生姜細胞內抗氧化劑積累的作用。但T3處理GSH含量呈現顯著下降,僅為CK的 61.47% 。沼液、沼渣與化肥配施對生姜塊莖類黃酮的合成與積累存在顯著促進效應(圖5B)。T4處理類黃酮含量最高,為對照的6.71倍( Plt;0.05 ),T2處理組含量為 42.20μg/g ,為對照的5.06倍( Plt;0.05) ,表明沼液及沼渣均可對生姜塊莖類黃酮的合成與積累產生促進效應。
不同小寫字母代表在0.05水平上存在顯著差異。CK:對照,只施化肥;T1處理: 20% 沼液 +80% 化肥,沼液替代 20% 化肥氮;T2處理:沼液 50%+50% 化肥,沼液替代 50% 化肥氮;T3處理: 80% 沼液 +20% 化肥,沼液替代 80% 化肥氮;T4處理: 50% 沼液 +50% 化肥 + 沼渣替代基肥,沼 液替代 50% 化肥氮,沼渣替代全部基肥的化肥氮。
2.6沼肥與化肥配施對生姜葉片抗氧化酶活性的影響
沼肥與化肥配施對生姜葉片抗氧化酶活性的影響見圖6。相較于CK,所有處理的生姜葉片SOD活性顯著增加,其中又以T2處理的生姜葉片SOD活性上升幅度最為明顯,活性升至 62.99U/mg ,為CK的1.39倍。然而,沼渣、沼液與化肥配施對生姜葉片 POD 活性的影響并不明顯,僅T4處理的生姜葉片 POD 活性顯著增加,升至 65.07U/mg ,為對照的1.59倍( Plt;0.05) 。與CK相比,除T3處理外,其余處理的生姜葉片 CAT 活性均顯著提高,T4處理生姜葉片 CAT 活性達到峰值,為 46.86U/mg(Plt;0.05) 。T3處理的生姜葉片 活性顯著下降,僅為20.37U/mg 。
SOD :超氧化物歧化酶; POD :過氧化物酶; CAT :過氧化氫酶。不同小寫字母代表在0.05水平上存在顯著差異。CK:對照,只施化肥;T1處理: 20% 沼液 +80% 化肥,沼液替代 20% 化肥氮;T2處理:沼液 50%+50% 化肥,沼液替代 50% 化肥氮;T3處理: 80% 沼液 +20% 化肥,沼液替代80% 化肥氮;T4處理: 50% 沼液 +50% 化肥 + 沼渣替代基肥,沼液替代 50% 化肥氮,沼渣替代全部基肥的化肥氮。
2.7 沼肥與化肥配施對生姜品質的綜合評價
沼肥與化肥配施對生姜品質的綜合評價見表2。隨著沼液施用比例的增加,生姜品質整體呈現改善趨勢。與CK相比,生姜塊莖內姜辣素含量、抗壞血酸含量及可溶性糖含量為本研究中提升效果較佳的品質指標。T4處理生姜綜合品質最佳,得分高達93.22。其次為T3處理,較CK提升 15.10% ,表明沼液、沼渣與化肥配施均能改善生姜塊莖的綜合品質。
3討論
沼液所含養分種類多,但含量偏低且不均衡,只使用沼液做肥料不能滿足作物生長發育需求。有部分學者認為沼液與化肥配施是沼液應用的最佳模式[26-27]。研究結果表明,施用一定比例的沼肥可顯著提高西瓜、甜瓜、小麥及辣椒等果蔬的產量[6,1128-29]。在本研究中,除T3 處理外,所有處理生姜產量較CK有顯著的提升,這與沼液配施化肥可有效提高生姜全生育期的葉綠素含量、增強光合作用息息相關[19]。沼液配施化肥提高作物葉綠素含量的主要原因有2個方面,首先沼液內富含合成葉綠素所需的Fe、Ca及 Mg 等礦質元素,其次沼液的緩釋效應可保障長時間內作物對氮素的需求,進而促進葉綠素的積累[30-31]。此外,沼液與沼渣可顯著提高土壤內養分含量,改善土壤團粒結構,優化作物根際微生物群落結構,加快養分轉化,進而共同促進作物產量的提高[14,29]。在本研究中,T4 處理產量較T2 處理有小幅度下降,這是由于沼渣內可溶性鹽分含量大,其 值較高,可能對生姜幼苗期水分和營養元素的吸收利用造成不利影響[32]。同時,T3處理產量較CK顯著下降,表明沼液、沼渣的用量存在閾值,過量或單一的沼液、沼渣施入并不能促進作物產量增加,且過量沼液會導致土壤電導率升高,微生物活性下降,最終對植物生長產生抑制作用[1]。因此,在施用沼肥時應注意用量的合理范圍,并著重關注沼肥對作物品質及土壤環境的影響。
可溶性蛋白含量、可溶性糖含量及抗壞血酸含量是果蔬最為重要的營養品質指標,其含量高低將直接對果蔬的風味、品質造成重要影響[33]。本研究中,與CK相比,T4處理的生姜塊莖可溶性糖及抗壞血酸含量均有顯著增加,分別為CK的1.34倍及2.48倍,表明沼液、沼渣具有改善生姜品質的作用,此類現象亦在西瓜、甜瓜及蘿卜等果蔬相關研究中報道[6,11.34]。究其原因則是沼液及沼渣的施用可以增加土壤內堿解氮、速效磷及速效鉀的含量,且沼液富含生長素、腐殖酸及活性酶等成分,促進了植物根系的生長,強化了生姜對于養分的吸收利用[35];另一方面,沼肥與化肥配施提升了生姜根際微生物豐度,進而提高了土壤碳氮循環相關酶的活性與養分循環效率,為營養物質的積累創造了條件[36-37]。同時,T4處理生姜塊莖抗壞血酸含量顯著高于其他處理,表明沼渣對生姜塊莖抗壞血酸合成的促進效應優于沼液。在本研究中,隨著沼液施用比例的增加,生姜塊莖內硝酸鹽含量逐漸下降,這與沼液、沼渣在白菜、娃娃菜及花椰菜中的研究結果[33,38-39]相吻合。沼液、沼渣中的 NH4+ 提高了硝酸還原酶的活性,導致蔬菜中硝酸鹽含量降低[40]
生姜中的姜辣素及揮發性姜精油不僅是生姜呈味的主要因素,也是生姜藥理作用的主要效應因子,因此其含量高低將直接影響生姜品質[41]。在本研究中,T1\~T3處理姜辣素及揮發油含量未出現顯著變化,表明沼液對姜辣素及揮發油合成的影響并不顯著,這與先前的研究結果[存在差異。邵海南等[16的研究結果顯示,中等施肥水平有利于姜辣素等成分的積累,過高或過低都會導致其含量下降。在本研究中,T4處理姜辣素含量顯著高于其他處理,這歸因于將沼液、沼渣與化學肥料進行一定比例配施后,將土壤無機相與有機相有效結合,促進了作物對養分的吸收利用,有助于作物養分的積累[38]對生姜品質的整體評價結果表明,隨著沼液施用量的增加,生姜品質逐漸改善。
作為旺盛生長期的起始階段,生姜三股權時期的養分供給模式發生改變,水肥需求逐漸增加,但是也給病害發生提供了條件。鑒于此,生姜三股權時期抗病能力顯得尤為重要。研究結果表明,生姜抗病性與其抗氧化系統活性呈正相關[42]。因此,本研究選擇生姜根莖處抗氧化系統活性以探討沼液、沼渣配施化肥對生姜抗病性的影響。 H2O2 作為 SOD 歧化反應的產物,可反映細胞內活性氧的含量,MDA是膜脂過氧化的產物,可反映細胞膜脂氧化損傷的程度[43]。本研究中T1處理生姜內 H2O2 含量顯著高于CK,表明沼液的施入給生姜造成了氧化脅迫壓力。隨著沼液施用比例增加,胞內 H2O2 含量下降,生姜活性氧清除效率提高。T3處理MDA含量顯著高于CK,說明生姜發生膜脂過氧化反應,植株抗病性下降[3]。為清除體內過量的活性氧(ROS)分子,生姜往往通過激活體內 SOD,POD 及 CAT 等抗氧化酶活性以保護細胞免受毒害作用[44]。本研究所有處理生姜的 SOD 活性較CK均顯著升高,表明過量的ROS分子通過歧化反應生成 H2O2 。為清除過量的 H2O2 ,T1、T2及T4處理生姜塊莖CAT活性顯著升高,表明沼肥可以誘導生姜抗氧化酶活性上調,進而增強生姜的抗病能力。T3處理生姜CAT活性出現顯著下調,表明高比例沼液施用會對生姜CAT活性產生顯著抑制作用,使生姜抗逆性下降。此種現象在黃芪栽培中亦存在類似報道[3]。除抗氧化酶的作用外,生姜亦可以通過合成谷胱甘肽等抗氧化劑直接參與ROS分子及其產物的清除[45]。本研究中T2及T4處理GSH含量顯著增加,表明施用一定比例的沼液、沼渣具備誘導生姜合成抗氧化劑的潛能,但是T3處理GSH含量則顯著低于CK,表明T3處理還原態GSH被大量消耗,細胞活性氧清除能力下降46。此外,植物自身亦可以產生多種具備抗菌能力的次生代謝產物,如與苯丙烷合成途徑相關的類黃酮等,誘導植物產生抗性[47]。在本研究中,所有處理的類黃酮含量均顯著高于CK,說明施用沼液可誘導生姜快速合成類黃酮以對抗不利環境。但是考慮到T3處理的生姜已經產生過大的氧化脅迫壓力,沼液的施用比例應不超過總肥量的50% 。
4結論
綜上所述,本研究初步探討了沼肥與化肥配施對生姜產量、品質及抗逆性的影響。結果顯示,在50% 沼液 +50% 化肥施用模式下生姜產量最佳;以沼渣基施、沼液替代 50% 化肥當量栽培的生姜品質最佳,其品質提升主要集中體現在可溶性糖、維生素C及姜辣素的積累及硝酸鹽含量的降低。同時,低用量的沼肥可有效改善生姜三股權初期的抗逆性,但是用量超過 50% 后生姜抗逆性顯著下降。未來更多研究應關注沼肥在生姜種植中的施用量閾值及其對耕地環境的影響方面。
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(責任編輯:陳海霞)