土壤調理劑與酵素施用對土壤理化性質及甘藍產量的影響

楊園媛，賈圣青，楊 輝，張明科*

（1.西北農林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100； 2.咸陽市非金屬礦研究設計院有限公司，陜西 咸陽 712021）

甘藍是十字花科蕓薹屬的一種重要葉類蔬菜，通常對氮肥和鉀肥的需求量較大[1]。但大量施用化肥易造成土壤板結、土壤肥力退化，肥料利用率低以及甘藍產量、品質下降等問題。

復合型土壤調理劑是針對土壤酸化、微量元素缺乏、農作物連作障礙等土壤生態環境問題而研發的菌劑。環保酵素是紅糖、水和新鮮果蔬殘次品搗碎混合發酵后產生的棕色液體，內含多種蛋白質、維生素、礦物質、氧及激素類物質等[2]。環保酵素能夠抑制病蟲害的發生，有利于作物的生長發育，還可提高土壤肥力[2-5]。

復合型土壤調理劑與環保酵素都可以提高肥料利用率、增強作物的抗逆性，同時還有利于土壤微生物繁殖、改良土壤結構、增強土壤的保肥供肥及緩沖能力，對農業可持續發展具有深遠的意義。本研究選擇結球甘藍作為研究對象，以期探明土壤調理劑、酵素施用對甘藍產量和土壤理化性質的影響，為其在蔬菜生產中的應用提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地點

試驗田塊位于陜西省咸陽市涇陽縣涇陽蔬菜試驗站，供試土壤為黃壚土。有機質32.50 g/kg，速效氮78.75 mg/kg，速效磷122.20 mg/kg ，速效鉀562.7 mg/kg ，pH值為8.19。

1.2 試驗材料

甘藍品種為“中甘56”（由中國農業科學院選育）。

復合型土壤調理劑（咸陽非金屬礦研究設計院有限公司提供）是采用天然功能礦物原料即膨潤土、有機物及生防菌等材料進行復合加工制備而成，產品含有生物菌約為8×1012個/kg。

環保酵素制作過程為：采用紅糖、次品黃瓜和水按1∶3∶10的質量比混合后裝入塑料桶，進行厭氧發酵3個月。第1個月每天擰松瓶蓋，放出氣體，后2個月擰緊瓶口。發酵3個月后獲得自制酵素，pH值4.5，呈酸性，未檢測出大腸桿菌與總大腸菌群。大腸桿菌與總大腸菌群是檢測樣本未受到污染的重要指標，說明環保酵素在制作過程中未受到污染[4]。

1.3 試驗設計

試驗于2018年12月4日—2019年4月4日進行，共設置4個處理，土壤調理劑與酵素用量詳見表1，供試復合土壤調理劑與基肥一起施用，酵素作為追肥在甘藍結球初期開始施用，按照與水1∶500的質量比稀釋，施用2次。采用隨機區組設計，每個處理3次重復。小區面積20.7 m2，每小區種植5行，株行距34 cm×28 cm，每小區75株。

1.4 種植管理

2018年12月4日育苗，3葉期分苗1次，2019年1月28日定植。基肥施用生物有機肥與優選16菌，并于團棵期（3月3日）和結球初期（3月17日）追施尿素2次，具體用量詳見表2。日常田間管理按照常規栽培措施進行。

1.5 測定指標與方法

4月4日收獲（結球抱緊實，向下壓不松塌）時測定225株甘藍的株幅、葉綠素、商品產量、病蟲害發生率，并采集各處理田塊的土樣，用于測定土壤理化性質。土壤pH值及有機質、速效氮、速效磷和速效鉀含量采用土壤常規方法測定[6]。依據全國第二次土壤普查結果，將土壤按照養分含量分為6級，土壤酸堿度按照pH值大小分為5級（表3）。甘藍病害發病率通過統計每個處理發病株數與小區總株數計算獲得，公式為：發病率=發病株數/小區總株數×100%。

表1 試驗設計方案

表2 施肥情況

1.6 數據統計

試驗數據采用 Microsoft Excel 2007 和 SPSS 22.0數據統計軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 土壤調理劑與酵素施用對甘藍農藝性狀與產量的影響

由表4可見，甘藍葉片葉綠素含量由高到低為對照＞土壤調理劑600 kg/hm2＞土壤調理劑900 kg/hm2＞酵素，并且酵素處理的葉綠素含量顯著低于對照及土壤調理劑600 kg/hm2。4個處理株幅沒有顯著差異。土壤調理劑和酵素3個處理的單球凈質量均顯著高于對照。甘藍小區產量由高到低為土壤調理劑600 kg/hm2＞酵素＞土壤調理劑900 kg/hm2＞對照；土壤調理劑600 kg/hm2增產率最高，達到36.61%；土壤調理劑600、900 kg/hm2，酵素3個處理的產量均顯著高于對照。說明土壤調理劑與酵素均能使甘藍顯著增產。

2.2 土壤調理劑與酵素施用對土壤理化性質的影響

2.2.1 土壤調理劑與酵素對土壤有機質的影響

由表5可知，栽培前土壤有機質等級為二級。栽培后，對照、酵素處理土壤有機質等級為三級，2種土壤調理劑處理的土壤有機質等級降為四級。各處理均比種植前土壤有機質含量降低，其中土壤調理劑顯著低于對照和酵素。土壤有機質含量降低最多的是土壤調理劑600 kg/hm2處理，減少了49.63%。其原因可能是土壤調理劑和酵素中部分微生物分解了有機質，供栽培植物利用。

2.2.2 土壤調理劑與酵素對土壤速效氮的影響

由表5可知，栽培前土壤速效氮等級為四級。栽培后，對照、土壤調理劑600 kg/hm2速效氮等級仍為四級，而酵素速效氮等級升為三級，土壤調理劑900 kg/hm2速效氮等級升為二級。對照與土壤調理劑600 kg/hm2處理的土壤速效氮含量較栽培前稍微有所降低，但下降幅度小于10%，分別為8.38%、2.39%。酵素與土壤調理劑900 kg/hm2處理分別較栽培前土壤增加了19.14%和55.1%，且均顯著高于對照和土壤調理劑600 kg/hm2處理。

表3 土壤分級標準

表4 土壤調理劑與酵素施用對甘藍農藝性狀與產量的影響

2.2.3 土壤調理劑與酵素對土壤速效磷的影響

由表5可知，栽培前土壤速效磷含量為一級，雖遠遠高于40 mg/kg，但未超過臨界值150 mg/kg。栽培后，各處理的土壤速效磷含量等級均為二級。栽培后土壤速效磷含量較栽培前均大幅下降，對照、酵素、土壤調理劑600 kg/hm2和900 kg/hm2處理的土壤速效磷含量分別下降了75.15%、69.57%、70.72%和69.71%，土壤調理劑與酵素雖比對照略高，但處理間差異不顯著。這說明無論是施用酵素還是土壤調理劑，均無法緩解作物消耗速效磷，栽培后土壤磷含量仍然不足。后茬作物栽培前應適當補充磷肥。

2.2.4 土壤調理劑與酵素對土壤速效鉀的影響

由表5可知，栽培前、后土壤速效鉀等級均為一級。速效鉀含量均大于300 mg/kg，土壤速效鉀含量偏高。栽培后酵素處理的土壤速效鉀含量較栽培前土壤增加了17.08%。對照、土壤調理劑600 kg/hm2和900 kg/hm23種處理的土壤速效鉀含量分別下降了12.12%、3.86%和3.47%，且均顯著低于酵素。說明酵素施用后會增加土壤速效鉀含量，而土壤調理劑施用對土壤速效鉀含量影響不顯著。

2.2.5 土壤調理劑與酵素對土壤pH的影響

由表5可知，栽培前、后土壤pH均為堿性。栽培后土壤pH值均比栽培前增加。各處理之間，酵素和土壤調理劑600 kg/hm2處理的土壤pH值差異不顯著；土壤調理劑900 kg/hm2處理的較土壤調理劑600 kg/hm2處理的土壤pH顯著增加；對照的pH值顯著低于其他3個處理；說明土壤調理劑與酵素的施用能夠調節土壤pH，隨著土壤調理劑用量的加大，土壤pH值相應升高。

2.3 土壤調理劑與酵素對甘藍病害的影響

2.3.1 甘藍裂球率

結球甘藍的裂球率，從側面反映出品種的熟性。對于同一品種而言，不同處理后的甘藍裂球率反映出各處理在促進成熟方面的作用。同期定植的同一品種處理后的裂球率越高，說明使用的肥料在促進甘藍成熟方面的功效越大。由表6可知，對照甘藍裂球率最低，酵素處理的裂球率最高，其次是土壤調理劑600 kg/hm2處理，土壤調理劑900 kg/hm2處理的甘藍裂球率與對照相近。說明酵素、土壤調理劑600 kg/hm2處理的甘藍成熟期較對照提前。

2.3.2 甘藍葉球霜霉病發病率

成熟甘藍葉球表面出現為數不多的小黑點，是甘藍成熟后沒有及時收獲而容易發生的一種病害，初步認為是葉球霜霉病。由表6可知，發病率從高到低分別為酵素、土壤調理劑900 kg/hm2、土壤調理劑600 kg/hm2和對照。酵素處理發病率高達96.89%。這從另外一個側面反映出酵素和土壤調理劑處理后，促進了甘藍的生長，其成熟期提前。

表5 土壤調理劑與酵素對土壤理化性質的影響

2.3.3 甘藍干燒心發病率

甘藍干燒心是由于植物體內缺乏鈣元素引起的一種生理性病害。由表6可知，對照、酵素和土壤調理劑600 kg/hm2處理的甘藍干燒心發病率相近，土壤調理劑900 kg/hm2處理的干燒心發病率略高于其他處理。由此可見，酵素和土壤調理劑對蔬菜的生理性病害的抵御沒有明顯的作用。

3 結論與討論

土壤調理劑與酵素施用后可顯著增加甘藍產量，這與李育鵬等[7]在空心菜上施用土壤調理劑使產量增加5.81%～44.45%的研究結果一致。周澤宇等[8]研究表明，噴施植物酵素“金禾苗”的水稻增產效果顯著，增產8.60%。在本試驗中，土壤調理劑600 kg/hm2增產幅度最大，比對照增產36.61%。土壤調理劑與酵素處理的甘藍葉片葉綠素含量均較對照低，酵素處理的葉綠素含量顯著低于對照，說明葉綠素含量高低與甘藍產量之間沒有直接相關性。

土壤調理劑與酵素施用后可調節土壤理化性質。廉曉娟等[9]研究表明，施用土壤調理劑能夠明顯改善土壤結構，增強土壤保水能力。李育鵬等[7]研究表明，土壤調理劑用量為600～1 800 kg/hm2時,可使土壤pH值增加3.60%～21.65%。魏嵐等[10]研究認為，各土壤調理劑均能提高土壤pH值，提高土壤有機質、速效氮、速效磷、速效鉀含量。李方志等[3,11-12]研究結果表明，環保酵素可提高土壤全氮、水解氮和有機質、全磷和有效磷的含量及速效鉀含量。

本試驗中，土壤調理劑與酵素施用后土壤pH值小幅升高。酵素本身pH為酸性，在試驗用量較多的情況下，土壤pH值并沒有降低反而升高，可能是由于土壤強大的緩沖作用。栽培后土壤有機質與速效磷含量大幅下降，土壤調理劑與酵素處理的土壤有機質下降幅度較對照大，這可能與土壤調理劑成分和酵素微生物有關。建議在施用土壤調理劑與酵素時，要配合增施一定的有機肥與磷肥。施用酵素和土壤調理劑后，對土壤速效鉀含量影響不大。

土壤調理劑與酵素對甘藍病蟲害有一定影響。王勝楠等[13]研究表明，土壤調理劑各處理對番茄黃化曲葉病毒病發病率和病情指數均有降低作用。陶津等[14]指出，澆施環保酵素能提高作物對病蟲害的抵抗能力及農作物的生長勢。本試驗中，土壤調理劑與酵素施用使甘藍成熟期較對照提前，延遲采收會導致甘藍裂球率、葉球霜霉病發病率升高，但對抵御甘藍生理性病害（干燒心）的作用不大。

表6 土壤調理劑與酵素對甘藍裂球、霜霉病及干燒心的影響