動物糞肥對櫻桃蘿卜生長狀況及光合特性的影響

高 昆，耿睿曼

（1.山西大同大學生命科學學院，山西大同037009；2.山西大同大學設施農業技術研發中心，山西大同037009）

櫻桃蘿卜（Raphanus sativus L.var.radculus pers）為十字花科（Brassicaceae）蘿卜屬（Raphanus），1 年生草本植物，半耐寒性直根系蔬菜，屬小型蘿卜類，因其外貌與櫻桃相似，故取名為櫻桃蘿卜[1]。它適應能力較強，四季皆可種植，生長周期短，出苗后30 d左右即可采收[2]。櫻桃蘿卜色澤美觀，皮紅肉白，品質細嫩，肉質根中富含糖類、蛋白質、淀粉酶、維生素C 及各種礦物質元素，生食可幫助消化、增加食欲，還有止咳化痰、利尿、抗癌等功效；其葉片也含有多種礦質營養、纖維素、蛋白質、維生素A 和維生素C 及揮發油等[3]。其根、葉、幼苗以及嫩芽均可食用，目前已經成為人們十分喜愛的蔬菜之一[4]。已有的對櫻桃蘿卜的研究主要有人工基質以及有機肥等對櫻桃蘿卜發芽、出苗及生長狀況的影響。聶文星等[5]研究表明，人工草炭基質可以替代天然草炭用于櫻桃蘿卜的育苗和栽培。夏文靜等[6]研究表明，添加37.5%中藥渣的有機肥對櫻桃蘿卜的發芽及幼苗生長均有一定的促進作用。

隨著畜牧業的集約化發展，動物糞便產生量越來越多，若不能及時有效處理，就會對環境造成嚴重污染。腐熟后的動物糞便是優質的有機肥料，它含有大量植物生長所需的活性物質以及N、P、K 等礦質元素，能夠為植物提供全面的營養，改善植物的生長狀況和品質，并能改良土壤的理化性質、提高土壤肥力，具有較高的利用價值。現代有機農業、綠色農業、循環農業均強調動物糞便有機肥的施用[7]，特別是在蔬菜生產上開始大量地使用動物有機糞肥[8-9]，這樣既可以變廢為寶，凈化環境，也促進了元素的循環，還可以改善蔬菜的生長狀況，增加產量，是生產安全優質農產品、提高其市場競爭力、推動農業可持續發展最經濟有效的舉措之一[10]。

本試驗選取豬糞、牛糞、羊糞、雞糞4 種發酵有機糞肥并將其應用于櫻桃蘿卜的種植，研究其對櫻桃蘿卜生長狀況（葉面積、葉片和肉質根的干鮮質量及其含水率）及光合特性（凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度和胞間CO2濃度）的影響，為進一步提高櫻桃蘿卜產量及動物糞肥的有效利用提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試櫻桃蘿卜品種為紅丁，購于河北省青縣純豐蔬菜良種繁育場；雪沫發酵有機糞肥（粉末狀）4 種，分別為豬糞肥、牛糞肥、羊糞肥、雞糞肥。

1.2 試驗方法

本試驗于2018 年6—8 月在山西大同大學御東校區北區試驗田進行。共設5 個處理，分別為牛糞組、豬糞組、雞糞組、羊糞組、空白組，每小區面積為1 m2，每組設置3 個重復。以空白組為對照（CK），不施肥，其余4 個糞肥組施肥量均為3 kg/m2，撒入土中并混勻耙平。播前灌足底水，待水充分滲入到土壤（10～12 h）后再播種[11]。由于是露天種植，灌水量和灌水次數視日照強度和溫度而定，溫度過高時還應搭設遮陽網并適時撤除。待多數幼苗長出2 片真葉時進行間苗和補種，使各組的幼苗數目基本一致，并定期除草。

1.3 測定項目及方法

從四葉期開始，每隔3 d 測定一次葉面積和光合指標（光合指標于9：30—11：30 測定），在采收后分別測地上部和地下部的干、鮮質量；同時測定含水率。

1.3.1 生長指標測定 葉面積采用Yaxin-1241 葉面積儀測定；質量指標采用稱重法[12]測定；計算葉片和肉質根的含水率。含水率＝（鮮質量－干質量）/鮮質量×100%。

1.3.2 光合指標測定 光合指標凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）等，均用Yaxin-1102 便攜式光合蒸騰儀測定。

1.4 數據分析

對所測得的數據用Excel 2010 進行初步整理，用IBMSPSS Statistics 22 軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 4 種動物糞肥對櫻桃蘿卜生長狀況的影響

2.1.1 葉面積 從圖1 可以看出，四葉期后，除對照和羊糞組葉面積變化不明顯外，其余3 組均隨著天數的增加，葉面積呈先增大然后趨于穩定的趨勢，其中，0～18 d 時，其葉片生長快，葉面積迅速增大；18～21 d 時，各組葉片生長幾乎停止，葉面積基本不再增大，說明此時葉片趨于成熟。

由圖1 可知，4 種動物糞肥均能夠使櫻桃蘿卜葉面積增大，其中，羊糞組的葉面積為3 425.20 mm2，略高于空白組（CK）；其次是雞糞組，為4 825.60 mm2，是CK 的1.42 倍；豬糞組為6 022.30 mm2，是CK 的1.78 倍；牛糞組的葉面積最大，達到6 132.10 mm2，為CK 的1.81 倍。說明對櫻桃蘿卜施用牛糞肥時，其葉面積最大。

2.1.2 質量

2.1.2.1 鮮質量 從表1 可以看出，施用4 種動物糞肥后，櫻桃蘿卜的鮮質量（包括葉片和肉質根2 部分）均高于CK。其中，葉片鮮質量方面，牛糞組最大，平均值達到了13.20 g，為CK 的3.06 倍；其次是豬糞組，平均值為9.67 g，是CK 的2.24 倍；牛糞組、豬糞組與CK 間均達到了顯著水平（P＜0.05），且牛糞組與豬糞組間也達到了顯著水平（P＜0.05）；雞糞組、羊糞組與CK 相比也均表現出促進作用，分別比CK 增加了1.03、0.98 g，但未達到顯著水平（P＞0.05）。說明牛糞肥和豬糞肥均能使櫻桃蘿卜葉片的鮮質量有明顯增加，但牛糞組的效果更佳。

表1 4 種動物糞肥對櫻桃蘿卜干、鮮質量及含水率的影響

肉質根的鮮質量方面，牛糞組最大，單果平均值達19.42 g，為CK 的2.31 倍；其次是豬糞組，為15.88 g，是CK 的1.89 倍，牛糞組、豬糞組的鮮質量與CK 間均達到了顯著水平（P＜0.05）；豬糞組與雞糞組之間也達到了顯著水平（P＜0.05），說明牛糞肥和豬糞肥均可對其肉質根鮮質量的增加起到了明顯的促進作用，可使其肉質根產量增加，尤以牛糞肥的作用更為顯著。雞糞組和羊糞組也表現出一定的促進作用，分別比CK 鮮質量增加40.07%和17.12%，但未達到顯著水平（P＞0.05）。

2.1.2.2 干質量 從表1 可以看出，施用這4 種動物糞肥后，櫻桃蘿卜葉片和肉質根的干質量與CK 相比均有不同程度的增加。其中，葉片干質量方面，牛糞組最大，平均值達到了1.53 g，為CK 的2.89 倍；其次是豬糞組，平均值達到了1.04 g，為CK 的1.96 倍；牛糞組、豬糞組葉片的干質量與CK 間均達到了顯著水平（P＜0.05），且牛糞組、豬糞組這2 組之間也達到了顯著水平（P＜0.05），說明施用牛糞肥和豬糞肥均可使櫻桃蘿卜葉片的干質量有明顯的增加，牛糞肥促進作用更明顯。雞糞組和羊糞組與CK間未達到顯著水平（P＞0.05）。

肉質根干質量方面，各組大小依次為牛糞組＞豬糞組＞羊糞組＞雞糞組，分別是CK 的2.52 倍、1.97 倍、1.27 倍和1.1 倍；牛糞組和豬糞組與CK 間均達到了顯著水平（P＜0.05），且牛糞組與豬糞組間也達到了顯著水平（P＜0.05），說明牛糞肥和豬糞肥均可使其肉質根的干質量有特別明顯的增加，尤以牛糞肥的作用最為顯著。羊糞組與雞糞組也表現出促進作用，但作用不明顯。

2.1.3 含水率 從表1 可以看出，施用4 種動物糞肥后，櫻桃蘿卜葉片的含水率均得以提高，但其肉質根的含水率則除雞糞組外，其余3 組（豬糞組、羊糞組、牛糞組）均表現為下降，低于CK。其中，羊糞組葉片的含水率最高，平均值達到了89.78%，比CK 高出2.15 百分點；其次是豬糞組，平均值達到了89.27%，比CK 高出1.64 百分點；牛糞組和雞糞組分別比CK 高出0.74、0.39 百分點。羊糞組和豬糞組與CK 間均達到了顯著水平（P＜0.05），說明羊糞肥和豬糞肥均可使櫻桃蘿卜葉片的含水率得到明顯提高，以施用羊糞肥的葉片含水率較高。

雞糞組肉質根的含水率最高，平均值達到94.42%，比CK（92.82%）高出1.60 百分點，而其他3 組均比CK 略有降低。說明雞糞肥可使其肉質根的含水率有所提高，而豬糞組、羊糞組與牛糞組肉質根的含水率均有所降低。

2.2 4 種動物糞肥對櫻桃蘿卜光合特性的影響

2.2.1 凈光合速率（Pn） 從圖2 可以看出，在櫻桃蘿卜四葉期后，隨著天數的增加，櫻桃蘿卜的凈光合速率呈先增大后緩慢減小的趨勢。即各組的凈光合速率在0～18 d 時不斷增大，18～21 d 時開始減小，說明此時櫻桃蘿卜趨于成熟。

櫻桃蘿卜施用4 種不同的動物糞肥后，各組的凈光合速率存在差異，但均大于CK，表現出不同的促進作用。其中，羊糞肥的促進作用最小，其凈光合速率與CK 最為接近，為10.69 μmol/（m2·s），僅比CK 高1.15 μmol/（m2·s）；其次是雞糞組，比CK 高出2.06 μmol/（m2·s），但這2 組與CK 間均未達到顯著水平（P＞0.05）；而豬糞組凈光合速率為12.11 μmol/（m2·s），比CK 高出2.57 μmol/（m2·s），與CK 間差異達到了顯著水平（P＜0.05）；牛糞組凈光合速率最高，為14.07 μmol/（m2·s），約為CK 的1.5 倍，與CK 間達到了顯著水平（P＜0.05），說明牛糞肥可使其凈光合速率顯著提高，有利于櫻桃蘿卜有機物質的積累。

4 種糞肥對凈光合速率的促進作用與其對生長指標的影響存在對應的關系，即牛糞組和豬糞組的葉面積較大，其凈光合速率也較大，使得其質量也較大，符合較大的葉面積可以促進其光合作用，從而有利于其干物質的積累和產量的增加這一原理。

2.2.2 蒸騰速率（Tr） 由圖3 可知，施用4 種動物糞肥后，櫻桃蘿卜的蒸騰速率均比CK 低。其中，豬糞組的抑制作用最大，僅為3.34 mmol/（m2·s），比CK低38.72%；其次是牛糞組和羊糞組，分別為3.59、3.60 mmol/（m2·s），比CK 降低34.13%和33.94%；4組中最大的是雞糞組，為4.23 mmol/（m2·s），比CK 低22.39%。差異性分析結果表明，這4 組與CK 之間均達到了顯著水平（P＜0.05），說明當對櫻桃蘿卜施用這4 種動物糞肥后，其蒸騰速率會受到明顯地抑制而下降，從而使得其呼吸作用減弱，有利于光合作用有機物質的積累，提高產量。

2.2.3 氣孔導度（Gs） 從圖3、4 可以看出，施用4 種動物糞肥后，櫻桃蘿卜的氣孔導度與蒸騰速率成正比，且其值均顯著地低于CK。其中，豬糞組的氣孔導度最小，僅為208.21 mmol/（m2·s），比CK 低46.47%，達到了顯著水平（P＜0.05），其次是牛糞組和羊糞組，分別為271.87、285.30 mmol/（m2·s），比CK 低30.10%和26.66%；這4 組中雞糞組的氣孔導度最大，為296.30 mmol/（m2·s），低于CK 23.83%。說明當對櫻桃蘿卜施用這4 種動物糞肥特別是豬糞肥后，會使其氣孔導度明顯減小。

通過以上分析可以得出，櫻桃蘿卜的蒸騰速率與氣孔導度幾乎成正比。氣孔導度的減小使得蒸騰速率降低，從而保證了葉片正常的光合作用和生命活動的需水量[13]，也進一步提高了細胞的水分利用效率。

2.2.4 胞間CO2濃度（Ci） 從圖5 可以看出，雞糞組和豬糞組的胞間CO2濃度均高于CK，分別為378.00、366.14 μmol/mol，比CK 高20.57、8.71 μmol/mol；牛糞組和羊糞組則均低于CK，分別為351.86、334.14 μmol/mol，比CK 低5.57、23.29 μmol/mol。差異性分析結果顯示，雞糞、豬糞、羊糞3 組與CK 間均達到了顯著水平（P＜0.05），說明雞糞肥可使櫻桃蘿卜胞間CO2濃度顯著提高，有利于光合作用過程中有機物的積累；羊糞肥則使其顯著降低，不利于有機物的積累。

3 結論與討論

本試驗所選取的4 種動物糞肥（牛糞肥、羊糞肥、雞糞肥、豬糞肥）對櫻桃蘿卜的生長狀況及光合特性均有明顯的影響。本研究表明，4 種動物糞肥都能使櫻桃蘿卜的葉面積增大，葉面積由大到小依次為牛糞組＞豬糞組＞雞糞組＞羊糞組，其中，牛糞肥作用最為顯著，羊糞肥效果不明顯；櫻桃蘿卜的質量也均得到了增加，除肉質根的干質量為羊糞組高于雞糞組外，其余均為牛糞組的質量最大，其次是豬糞組和雞糞組，羊糞組的最小，以牛糞肥的增質量作用最為顯著；羊糞肥和豬糞肥還可使櫻桃蘿卜葉片的含水率有明顯的提高，牛糞肥和雞糞肥也能使其提高，但作用不顯著；對于其肉質根的含水率來說，僅雞糞肥可使其顯著提高，而豬糞肥、羊糞肥和牛糞肥則對其表現為不明顯的抑制作用，使其含水率降低。

本研究還表明，4 種動物糞肥處理下的櫻桃蘿卜的凈光合速率均有提高，大小依次為牛糞肥＞豬糞肥＞雞糞肥＞羊糞肥；其蒸騰速率與氣孔導度均減小，豬糞組的抑制作用最為顯著；雞糞肥和豬糞肥均可提高胞間CO2濃度，尤以雞糞肥的促進作用最為顯著，牛糞肥和羊糞肥則表現為抑制作用，使其濃度降低，尤以羊糞肥的抑制作用最為顯著。

綜合以上各指標，4 種糞肥中，施用牛糞肥時櫻桃蘿卜的生長狀況及光合特性均最好。

一般來說，氣孔導度降低會導致植物的凈光合速率降低[14]，這是氣孔因素導致的，但是植物的光合作用會受到外界多方因素的影響，如固體基質的差異，因不同的固體基質可提供不同的礦質營養種類和比例[15]，使得同一種植物在不同的基質中生長，在同一時間點測定的光合速率不同。本試驗選取了4 種動物糞肥，其中的N、P、K、S 等礦質元素含量不同，導致櫻桃蘿卜在4 種基質中的凈光合速率存在差異。但這種差異不是氣孔因素導致的，所以氣孔導度和凈光合速率表現出非正相關性。