肥料化水葫蘆壓榨渣對不結球白菜產量和品質的影響

2014-08-12 03:56:55宋偉張迎穎劉麗珠等

江蘇農業科學 2014年6期

宋偉+張迎穎+劉麗珠+等

摘要：采用田間小區試驗，以不結球白菜（蘇州青）為供試作物，探索水葫蘆壓榨渣肥料化的可行性。結果表明，適量水葫蘆渣有機肥對不結球白菜增產作用顯著，水葫蘆渣有機肥對不結球白菜的增產效果優于等量氮磷化肥；與等量氮磷化肥對照相比，水葫蘆渣有機肥能明顯降低不結球白菜中硝酸鹽含量，但對不結球白菜中維生素C含量的影響不大。說明水葫蘆壓榨渣肥料化可行。

關鍵詞：水葫蘆；肥料化；不結球白菜；硝酸鹽；維生素C

中圖分類號：S141；S634.306文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2014）06-0178-03

收稿日期：2013-09-27

基金項目：江蘇省農業科技自主創新資金[編號：CX（11）2038]；國家公益性行業（農業）科研專項（編號：201203050-6）。

作者簡介：宋偉（1979—），男，湖北黃岡人，碩士，助理研究員，主要從事農業與環境研究。Tel：（025）84390241；E-mail：njweisong@163.com。

通信作者：張志勇。E-mail：jaaszyzhang@126.com。太湖流域周邊的長三角城市群工業化程度高，經濟發展快，人口增長迅速，是我國經濟發展的排頭兵。隨著經濟發展，工農業廢水和居民生活廢物的大量無序排放，也給太湖流域帶來了大量的氮、磷，使得太湖流域的水體富營養化程度逐年加深[1-2]，尤其是2007年太湖藍藻暴發使人民認識到富營養化水體的危害和治理太湖的必要性。水葫蘆具有很強的富集水體氮、磷的能力，能夠在短期內迅速將水體氮、磷富集于體內[3-7]，是公認的富集水體中氮、磷等營養物質能力最強的水生植物之一。研究結果表明，規模化種養水葫蘆可以富集水體中氮、磷等養分物質，對水體有顯著的凈化效果；不過水葫蘆是一種入侵性的生物物種，為防止其逃逸和形成二次污染，必須對其進行控制性種養和綜合利用，以防其加劇水體生態環境的惡化[8-12]。研究結果表明，水葫蘆能夠明顯培肥地力，增加土壤的肥力[6，13-14]，而蔬菜的品質和產量很大程度上受肥料種類、施用量和施用方式的影響[15-20]。為了探索用于治理水體污染水葫蘆的肥料化，我們于2012 年在江蘇省蘇州市金庭鎮大成農業生態園蔬菜大棚區（ 31°06′N、120°18′E），設計大棚施用經壓榨脫水處理后的水葫蘆渣有機肥試驗，研究蔬菜大棚施用水葫蘆壓榨渣有機肥對不結球白菜品種蘇州青的產量和品質的影響，明確水葫蘆渣肥料化利用的可行性，以期為用于太湖流域水體治理水葫蘆的綜合利用和農業生態環境健康提供依據。

1材料與方法

1.1水葫蘆壓榨渣有機肥

水葫蘆（Eichhornia crassipes）屬雨久花科鳳眼蓮屬，原產南美亞馬遜河流域，是富集水體氮、磷能力很強的水生植物。本研究所用水葫蘆原料為大水面控制性種養治理太湖水體污染的水葫蘆，水葫蘆機械采收，經粉碎和壓榨脫水后，加入稻殼等輔料，發酵90 d。水葫蘆渣有機肥的氮、磷、鉀含量和含水率分別為1.61%、1.37%、1.01% 和28.04%，有機質485%，5 種常見重金屬砷、汞、鉛、鎘、鉻含量分別為6.26、005、168、0.20、2.51 mg/kg；化肥處理中尿素含氮46%，過磷酸鈣含P2O5 13%。

1.2試驗設計

本試驗采用多因素隨機區組試驗設計，共5組處理。分別為水葫蘆渣有機肥低用量組（30 t/hm2，含氮、磷分別為 483、411 kg/hm2，T30）、水葫蘆渣有機肥中用量組（60 t/hm2，含氮、磷分別為966、822 kg/hm2，T60）、水葫蘆渣有機肥高用量組（90 t/hm2，含氮、磷分別為 1 449、1 233 kg/hm2，T90）以及無肥對照和化肥對照（含氮、磷分別為966、822 kg/hm2），每處理重復3次，共15個處理，小區面積為6 m2，各小區間留50 cm緩沖區。

本試驗于2012年9月29日一2012年12月11日在江蘇省蘇州市吳中區金庭鎮大成農業園蔬菜生產基地鋼管塑料大棚內進行，試驗周期75 d。大棚土壤類型為黃泥土，0～20 cm土壤基本理化性質為：有機質21.8 g/kg，總氮 5.8 g/kg，速效氮62.1 mg/kg，總磷 0.5 g/kg，速效磷 49.9 mg/kg，速效鉀 246.8 mg/kg，pH值6.8。蘇州青于2012年9月29日撒播種子育苗，2012年10月20日移栽，植株行距0.3 m，株距0.3 m。將水葫蘆渣有機肥及化肥作基肥一次性施用，于移栽前與耕層土壤混合均勻。田間管理保持一致，每周澆水1次。

1.3測定內容與方法

試驗期間取樣5次，時間分別2012年10月20日（移栽日）及2012年10月30日、2012年11月13日、2012年11月27日、2012年12月11日（收獲日），測定不結球白菜產量、維生素C含量和硝酸鹽含量，安全品質指標硝酸鹽含量采用紫外分光光度法測定，營養品質指標維生素C 采用二氯酚靛酚滴定法測定。

1.4統計分析方法

試驗數據采用SPSS 13.0 軟件進行統計分析，采用Excel 軟件作圖。

2結果

2.1水葫蘆渣有機肥對蘇州青產量及植株生長的影響

不同施肥處理的蘇州青平均產量存在明顯差異，30T處理的產量為61 316.67 kg/hm2，產量最高，無肥處理產量為51 183.33 kg/hm2，次之，60T、90T處理和化肥對照的產量分別為48 466.67、43 433.33、4 676.67 kg/hm2；60T處理的產量與等量氮磷化肥對照差異顯著，可見等量氮磷情況下水葫蘆渣有機肥對不結球白菜的增產能力比化肥要大；30T處理、無肥對照、60T處理和90T處理的產量順次減少，說明適量施用水葫蘆渣有機肥可以促進蘇州青的增產，過量施用水葫蘆渣有機肥反而會造成一定程度的減產。endprint

株高、根長及根莖比一定程度上反映了植物生物量及營養生長的狀況，由表1可見，各處理植株株高同蘇州青產量由較好的對應關系，根長和根莖比則和產量無明顯的協同關系。無肥處理的根長6.23cm最高，化肥處理的5.29 cm次之，均高于水葫蘆渣有機肥處理的根長；根莖比數值沒有明顯的變化規律，其中化肥對照的根莖比為0075，最高，60T處理的根莖比為0.045，最低。

2.2不同施肥處理對蘇州青品質的影響

2.2.1單株產量單株產量是蘇州青的重要品質之一，也是影響總產量的主要因素。結果表明，30T處理、無肥對照、60T處理、化肥對照和90T處理的單株產量逐漸降低（表1）。

2.2.2硝酸鹽含量結果表明，不同時期各處理蘇州青的硝

酸鹽含量均存在明顯差異，收獲時化肥對照的硝酸鹽含量為 2 366.42 mg/kg，在所有處理中最高；90T處理的硝酸鹽含量2 134.79 mg/kg，次之，60T、30T處理的硝酸鹽含量分別為 1 713.77 mg/kg和1 662.82 mg/kg，無肥對照的硝酸鹽含量最小（1 492.13 mg/kg），化肥對照的硝酸鹽含量比無肥對照高出58.59%，30T、60T和90T處理的硝酸鹽含量分別比無肥處理高出11.44%、14.84%和43.07%，說明施用化肥和水葫蘆渣有機肥均會增加蘇州青中硝酸鹽含量，但水葫蘆渣有機肥處理的硝酸鹽含量低于等氮磷化肥對照。

隨著生長時間的延長，各處理的硝酸鹽含量均逐漸上升，到試驗結束前又開始下降，收獲時各處理的硝酸鹽含量均低于葉菜類蔬菜的硝酸鹽國家限量標準（3 000 mg/kg，GB 18406.1—2001）。

蔬菜硝酸鹽含量的高低是評價蔬菜衛生安全品質標準的一個重要指標。研究結果表明，蔬菜積累硝酸鹽除與生物學特性、光照、濕度等有關外，還與栽培基質中氮營養水平、氮素形態等有關[21]。本試驗后期蔬菜硝酸鹽累積量下降表明在溫室大棚條件下，不追肥并延長蔬菜的生長時間，可以有效減少蔬菜的硝酸鹽含量，這與Elia報道的停止氮素供應，可以生產出幾乎不含硝酸鹽蔬菜的結論[22]一致。

2.2.3維生素C含量不同時期各處理蘇州青的維生素C含量也存在明顯差異，收獲時化肥對照的維生素C含量為653.35 mg/kg，在所有處理中最高；無肥對照的維生素C含量為625.79 mg/kg，次之，30T處理的維生素C含量最小（474.18 mg/kg）；化肥對照的維生素C含量比無肥對照略高，30T、60T和90T處理的維生素C含量均低于無肥對照，與無肥對照比三者的維生素C含量分別下降24.23%、1278%和1983%。

在蘇州青生長過程中，各處理的維生素C含量變化趨勢不完全一致，30T、60T和90T處理的蘇州青維生素C含量基本上均隨生長時間延長逐漸升高，但化肥對照

和無肥對照的蘇州青維生素C含量均為先升后降，最后又略微上升。

3結論與討論

采用控制性種養水葫蘆治理湖泊等大水體的富營養化是江蘇省農業科學院率先提出并實踐的一種新型水體污染治理方式，如何妥善解決治理水體富營養化后的大量水葫蘆是一個重要問題，關系到這種新型治理模式推廣的成敗。本試驗通過水葫蘆渣有機肥對不結球白菜蘇州青產量、硝酸鹽和維生素C含量影響的研究，證實了水葫蘆壓榨廢渣肥料化是可行的，實現了以生物為富集載體，將水體污染物氮、磷用于農田的目的。

試驗結果表明，施用適量肥料化的水葫蘆壓榨渣，可以促進蘇州青增產，而且等量氮磷的水葫蘆渣有機肥對蘇州青的增產效果優于化肥，說明水葫蘆渣有機肥肥效良好。雖然過量的水葫蘆渣有機肥會造成蘇州青一定程度的減產，但這一減產現象在單施化肥的蔬菜上也存在[17]。維生素C和硝酸鹽含量的高低是反映蔬菜品質的指標，硝酸鹽的檢測結果表明施用水葫蘆渣有機肥蘇州青的硝酸鹽含量均低于國家限量標準，這說明施用水葫蘆渣有機肥不會導致蘇州青硝酸鹽含量超標，同時水葫蘆渣有機肥蘇州青的硝酸鹽含量低于不少研究報道[15，23]，可能是與本試驗的蘇州青生長周期較長（蘇州青的正常收獲周期約50 d），后期沒追加肥料有關。維生素C的檢測結果表明施用水葫蘆渣有機肥蘇州青維生素含量低于無肥對照，可能因為大棚菜地的肥力比較高，過量的氮素供應反而使維生素C 含量降低，這一點其他研究結果[24-25]也已證實，而且水葫蘆渣有機肥處理蘇州青的維生素含量和已報道的蘇州青的維生素含量[15]差異不大。

總之，從產量、硝酸鹽和維生素C含量三方面表明，水葫蘆渣有機肥不會導致不結球白菜產量和品質的下降，治理水體污染后的水葫蘆壓榨廢渣肥料化完全可行。

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