蚯蚓糞與化肥減量配施對大白菜生長及土壤微生物區系的影響

中圖分類號：S634.106 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2025）14-0251-06

在我國，大白菜的年度種植面積約為266.7萬 hm² ，其總產量超過4000萬 t^[1] 。大白菜生產中過量施用化肥會導致土壤結構破壞、土壤肥力下降和生態環境污染等問題，最終導致根腫病等土傳病害瀕繁且嚴重發生，極大地損害了大白菜的品質和產量[2-3]。為應對這一挑戰，減少化肥施用并增加有機肥施用的策略已在一些農作物上得到實踐。在化肥施用量降低 30% 的條件下，若施用6000kg/hm² 的生物有機肥，松花菜的莖部粗度與生物量均呈現顯著增長趨勢[4]。類似地，當化肥施用量減少 30% 且施用 9 000kg/hm² 生物有機肥時，大白菜的生長狀況及品質均得到顯著提升[5]。此外，在萵筍[6]、甘藍[7]、西瓜[8]、韭菜[9]、油菜[]等多種作物上均觀察到了類似的效果。增加生物有機肥的施用量，旨在改善植物根部土壤中微生物的活動狀態，從而有效預防植物土傳病害的發生[11]蚯蚓糞不僅能夠改善土壤理化性狀、促進作物生長，還能顯著提高品質[12]。關于蚯蚓糞對大白菜生長和土壤改良效果研究相對較少。因此，本研究通過減施化肥并配施蚯蚓糞開展了大白菜田間栽培試驗，對其生長情況、產量、品質等相關指標追蹤測定，旨在了解減施化肥，增施蚯蚓糞對大白菜生長的影響和土壤的改良效果，篩選出最佳施肥方案，為中原地區大白菜生產中科學施用蚯蚓糞有機肥提供理論依據。

1材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點坐落于河南省新鄉市朗公廟鎮的毛莊村蔬菜栽培基地（ 35.14^°N.113.89^°E? ，土壤類型屬于沙壤土，其 pH 值為7.95，有機質含量為38.15g/kg ，全氮含量為 0.93g/kg ，速效鉀含量為218.85mg/kg ，速效磷含量為 15.62mg/kg 0

1.2 試驗材料

供試材料：大白菜品種選用的是由新鄉市農業科學院所提供的新科小包26。

供試肥料：由新鄉益農達生物科技有限公司提供的蚯蚓糞有機肥，其有機質含量 ?30% ；供試化肥為三元復合肥，購自河南心連心化肥有限公司，總養分（ N，P₂O₅，K₂O 含量均為 15% ）含量 ≥45% ；發酵雞糞購自衛輝市世奧肥業有限公司，總養分（N、P₂0₅?K₂0）， 含量 ?6.5% ，有機質含量 ?45% 。

1.3 試驗設計

本試驗采用隨機區組設計，共設置了6個不同的施肥處理，具體施肥情況詳見表1。為確保試驗結果的可靠性，每個處理均進行3次重復，總計劃分為18個試驗區，每個試驗區的面積為 12.96m² 。此外，為了減小邊緣效應對試驗結果可能產生的干擾，在試驗地塊的四周特別設置2行大白菜作為保護行。各試驗區之間以及試驗區與保護行之間均通過田埂進行有效的物理分隔，以確保試驗的獨立性和準確性。

表1供試大白菜品種種植的不同施肥方案

大白菜采用直播的方式于2023年8月26日種植，行距為 54cm 、株距 54cm ，栽種 33000～ 36000株 /hm² ，于2023年11月25日收獲。施肥均采用底肥一次性施入，蓮座期增施高氮復合肥225kg/hm² ，其他除草、病蟲害防治等田間管理措施均保持一致。

1.4項目測定

1.4.1株高、外葉數、球葉數與單株凈重的測定每個小區隨機選取3株成熟大白菜，測定株高、外葉數和單株凈重等農藝指標，葉球鮮重用商用小型臺秤稱重。1.4.2葉綠素含量與凈光合速率的測定白菜蓮座期對葉綠素含量和凈光合速率進行測量，測量時避開大白菜主葉脈，在大白菜葉緣 3cm 處測量。葉綠素相對含量（SPAD值）使用便攜式葉綠素測量儀SPAD-502測定;凈光合速率的測定采用Li-6800新一代光合作用測定儀器來完成。

1.4.3品質相關指標測定當大白菜成熟時，從每個試驗區隨機挑選3株經過清洗的大白菜進行品質測定。具體測定方法如下：采用蒽酮比色法測量可溶性糖含量[13]；利用考馬斯亮藍G-250染色法測定蛋白質含量13；通過鉬藍比色法評估大白菜中的維生素C含量[4]。

1.4.4根系掃描與根系活力測定在團棵期，分別從不同處理的大白菜中隨機選擇3株，用鏟子將整株大白菜連同其根系一起挖出。接著，在不破壞根系的前提下，使用剪刀小心地將大白菜的完整根系從植株上剪離，用LA2400掃描儀對根系進行掃描，并用根系分析軟件對根系的各項參數指標進行精確的定量分析。采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測定[13]，稍有改動。準確稱取大白菜苗期與成熟期根系根尖區0.5g ，放入 10mL 離心管中，分別加入磷酸緩沖液和0.4% TTC，37 C 暗保溫 2h ，用乙酸乙酯研磨提取三苯甲攢，定容到 10mL 容量瓶中，比色。

1.4.5土壤基本養分含量及細菌、真菌、放線菌數量的測定在成熟期，采用\"S”形多點法（在每個試驗區選取5個樣點），在大白菜根系周圍采集 0～ 20cm 耕層土壤進行相關指標的分析。采集的土樣充分混勻，用2目篩篩去土壤里的根系、塑料等雜質。隨后，一部分土樣被放置于 4°C 的冰箱中冷藏保存，并盡快進行土壤中可培養微生物的測定；另一部分土樣則被放置于倉庫中陰干，用于后續測定土壤的理化性狀。對于土壤中可培養微生物數量的測定，采用稀釋涂布平板法來分離細菌、真菌和放線菌。具體來說，利用平板菌落計數法對其菌落進行計數。其中，細菌使用牛肉膏蛋白陳瓊脂培養基進行培養；真菌使用孟加拉紅（虎紅）瓊脂培養基進行培養；放線菌則使用改良高氏1號瓊脂培養基進行培養。土壤有機質、全氮含量采用開氏法測定，速效磷含量、速效鉀含量、pH值的測定參照鮑士旦等的測定方法[16]

1.5 數據分析

數據處理與圖表繪制工作是通過MicrosoftExcel2020軟件來完成的。采用DPS軟件進行均值顯著性比較，并選擇 LSD 法（最小顯著差數方法）進行統計分析。

2 結果與分析

2.1減施化肥增施蚯蚓糞對大白菜農藝性狀的影響

由表2可知，化肥減施條件下配施蚯蚓糞對大白菜株高、外葉數、球葉數、單株凈重和凈菜率都是呈現先升高后降低的趨勢。其中，T1、T2和T3處理的株高、外葉數、球葉數較CK均有提高但是差異不顯著。T2處理的單株凈重和凈菜率與CK相比顯著提高；而T1、T2和T3處理與T5處理相比較，其單株凈重與凈菜率顯著增加，但是T1、T2和T3 處理間差異不顯著。

表2不同施肥處理對大白菜農藝性狀的影響

注：同列數據后不同小寫字母表示不同處理間差異顯著（ Plt; 0.05）。下同。

2.2減施化肥增施蚯蚓糞對大白菜光合特性和葉綠素相對含量（SPAD值）的影響

由表3可知，T2、T3和T4處理的大白菜葉片凈光合速率、胞間 CO₂ 濃度、蒸騰速率和氣孔導度與CK比較均存在顯著差異，胞間 CO₂ 濃度、蒸騰速率和氣孔導度處理間差異不顯著，大白菜葉片凈光合速率處理間差異達到顯著水平。其中T3處理的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度與CK相比分別顯著提高 14.62%.33.05%.44.45% ；而T2、T3和T4處理胞間 CO₂ 濃度與CK比較顯著降低，但是處理間差異不顯著。綜上，化肥減量配施蚯蚓糞可以顯著提高植株光合效率。

表3不同施肥處理對大白菜光合特性的影響

由圖1可知，在同一生育期內，T2處理葉綠素相對含量較CK顯著提高 6.48% ，與其他處理之間無顯著差異;T3處理葉綠素相對含量較CK顯著提高 8.36% ，與T1、T2、T4處理之間無顯著差異，與T5處理差異達到顯著水平；T2處理和T3處理兩者之間無顯著性差異。

2.3減施化肥增施蚯蚓糞對大白菜品質的影響

由圖2可知，T3處理下大白菜維生素C含量相較于CK顯著提升，增幅達 17.65% ，但各處理之間差異不顯著。在可溶性蛋白含量方面，T2處理相較于CK顯著增加，增幅達 4.5% ，其他處理之間差異并不顯著。對于可溶性糖含量而言，T2、T3、T4、T5處理均顯著高于CK，分別實現了13. 59% 、15.94% .16.47% .16.57% 的增長，而T1處理雖然也有 5.98% 的提升，但差異不顯著。在硝酸鹽含量上，T2、T3、T4、T5處理均顯著低于CK，降幅分別為17.15% 、21. 16% 、21. 49% ） 20.45% ， ΔTI 處理雖然降低了 8.84% ，但這一差異同樣不顯著。綜上，T3處理在提升大白菜可溶糖含量和維生素C含量，以及降低硝酸鹽含量方面表現最為突出。

主上不同小寫字母表示處理之間差異顯著。圖2、圖4同圖1不同施肥處理對大白菜葉綠素相對含量的影響

圖2不同施肥處理對大白菜品質的影響

2.4減施化肥增施蚯蚓糞對大白菜根系生長的影響由表4可知，與CK相比，T1、T2和T3處理提高了大白菜的根系總表面積和根系總體積，但各處理之間差異不顯著；T2、T3處理顯著提高總根長與根尖數。T5處理降低了大白菜根系總表面積和根系總體積，顯著降低總根長與根尖數。T2處理總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數較CK顯著提高 ：4.33%.42.48%.27.91% 和 88.26% 。綜上，減施化肥增施蚯蚓糞肥在一定范圍內可以顯著促進大白菜根系的生長。

表4不同施肥處理對大白菜根系的影響

2.5減施化肥增施蚯蚓糞對大白菜根系活力的 影響

由圖3可知，苗期與成熟期大白菜的根系活力隨著減施化肥增施蚯蚓糞呈現出先上升后下降的趨勢。在苗期階段，T2處理的根系活力表現最為突出，與CK相比，其根系活力顯著提高了 28.92% 。而到了成熟期，T3處理的根系活力則達到了最高，相較于CK顯著提升了 15.61% 。其他處理之間根系活力差異并不顯著。

2.6減施化肥增施蚯蚓糞對大白菜土壤養分的 影響

由表5可知，與CK相比，T1、T2、T3、T4、T5處理的 pH 值、有機質含量、全氮含量、速效鉀含量均顯著升高。其中，T5處理的表現尤為突出，其各項指標均最高。具體來說，與CK相比，T5處理的pH值增加了 6.76% ，有機質含量提升了 7.10% ，全氮含量增長了 22. 07% ，速效鉀含量則增加了25.07% 。

同一生育期柱上不同字母表示不同處理之間差異顯著

圖3不同施肥處理對大白萊根系活力的影響

2.7減施化肥增施蚯蚓糞對大白菜土壤微生物的影響

由圖4可知，不同處理條件下土壤細菌數量均呈現出先上升后下降的特點。其中，T2、T3處理細菌數量較CK分別顯著提高 73.76% 和 56.68% ，其他處理間無顯著差異。T2、T5處理真菌數量較CK分別顯著降低 48.17% 和 51.39% 。放線菌數量呈現上升趨勢，各處理間無顯著差異。綜合分析顯示，T2處理能顯著增加土壤細菌數量，顯著降低真菌數量，使土壤環境質量得到改善。

圖4不同施肥處理對大白萊土壤微生物的影響

3討論

施用化學肥料是當前集約化農業生產中最為普遍的手段之一[17]。盡管化肥養分含量高、肥效快，但養分單一，長期大量使用會導致蔬菜品質下降、肥效逐漸減弱以及土壤質量退化，進而帶來一系列威脅人類生存與發展的問題。蚯蚓糞作為一種優質的腐熟有機肥料，在農業生產中展現出了廣泛的應用前景。它不僅能夠有效促進植物的生長，提高作物的產量并顯著改善其品質，還能顯著增強植物的抗病蟲害能力，降低土傳病害的發病率[18]因此，本研究在減少化肥施用量并增加蚯蚓糞有機肥施用量的基礎上，進一步探究適宜的蚯蚓糞有機肥用量，旨在為大白菜建立一種科學、合理且高效的施肥模式提供堅實的理論依據。

本研究結果顯示，減少化肥施用量并增加蚯蚓糞有機肥的施用量并不會對大白菜的生長產生負面影響。具體而言，T2處理在株高、外葉數和球葉數方面與常規施肥相比并未表現出顯著差異。這一結論與韓順斌等的研究結果相一致，他們發現將蚯蚓糞與化肥配合施用能夠顯著提升番茄的產量，并促進番茄品質的改善，具體表現為維生素C、可溶性糖和可溶性固形物含量增加[19]。同樣，李少杰的研究發現，在甜瓜栽培過程中施加蚯蚓糞能夠有效提高植株的葉綠素含量及凈光合速率，加速植株成長，同時增加果實內可溶性總糖與維生素C的含量，并大幅減少甜瓜的有機酸含量，進而優化甜瓜的整體品質[20]。本試驗所得出的結果與上述研究發現相一致。對比傳統施肥方法，減少化學肥料用量并加大蚯蚓糞有機肥料的使用（即T2處理方式）明顯提升了大白菜的果實品質。具體而言，大白菜中的維生素C與可溶性糖含量均有明顯提升，而對于可溶性蛋白質含量的影響則不甚明顯。此外，此處理方式還顯著降低了大白菜中的硝酸鹽含量。更為關鍵的是，與傳統施肥方式相比較，T2處理方式還顯著提高了大白菜的葉綠素含量以及凈光合速率，并有效地降低了胞間 CO₂ 濃度。蚯蚓糞不僅富含有效養分，還蘊含豐富的微生物群落，這些微生物具有活化土壤中有效養分的能力，對土壤產生了顯著的培肥效應，具體表現為土壤有機質和速效養分含量的提升[21-23]。劉學才等的研究表明，施加蚯蚓糞能明顯增多土壤中的細菌與放線菌的數量，同時減少真菌的數量，從而調節并優化微生物的組成結構，這具體表現為放線菌與真菌比例的上升[24」，這一發現與本研究結果相符。在本研究中，將純蚯蚓糞有機肥與傳統施肥方式進行對比，發現其在作物的凈重以及光合作用相關參數上并未表現出顯著的增加，這可能是由于有機肥料中的養分釋放較為緩慢，當植物處于需要大量養分的階段時，其所提供的能量不足以滿足需求。

4結論

T2 處理使大白菜單株凈重、葉片光合作用參數、葉綠素相對含量明顯高于傳統施肥處理；維生素C含量、可溶性蛋白含量與可溶性糖含量顯著提升，而硝酸鹽含量顯著下降。此外，T2處理還促進了大白菜根系周圍細菌和放線菌數量的增長，降低了真菌的數量，可以改善土壤的微生物群落，提高土壤基本養分含量，減輕土傳病害的發生。綜上所述，化肥減施 40% 并配施 22500kg/hm² 蚯蚓糞是提高大白菜單株凈重、苗期根系活力、葉片光合作用參數、葉綠素相對含量及品質，改善土壤的最佳施肥組合，可以在生產上推廣應用。

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