蔬菜廢棄物制備發酵液對快菜生長和品質的影響

龐敏暉，高利娟，左 強，宋大平

（北京市農林科學院植物營養與資源研究所，北京 100097）

近年來，隨著我國農業產業結構的調整，蔬菜種植面積不斷擴大，總產量不斷增加，導致蔬菜廢棄物產量也急劇上升。據《中國統計年鑒》數據：2016年我國蔬菜播種面積達1.96×106hm2，蔬菜產量7.98×108t，2017年種植面積為2.17×106hm2，蔬菜產量9.20×108t[1-2]。根據蔬菜本身特性，在生長管理中掐尖、打葉，收獲時遺留田間的殘株、廢果以及在凈菜銷售過程中產生大量各類有機廢棄物，統計數據顯示，每年產生的蔬菜廢棄物達1.1億～1.5億t，這些蔬菜廢棄物占到中國城市和鄉村生活垃圾的20%～50%[3-4]。由于蔬菜廢棄物水分含量高（葉菜類在90%以上），容易腐爛，并且較難收集，農戶大多當垃圾隨意堆放處理，造成資源大量浪費的同時，也容易引起環境污染問題[5]。

蔬菜廢棄物含有較豐富的營養，干物質養分含量高，還含有數量眾多的微量元素，是一種寶貴的有機資源[6-8]。蔬菜廢棄物經過發酵制備成的植物酵素含有大量的養分[9-10]，同時還富含多種酶[11-12]、維生素和礦物質等營養成分[13-15]，具有調節土壤理化性質[16-17]，改善提高作物產量及品質[18]、降解作物農藥殘留等作用[19]；因此，開展蔬菜廢棄物發酵液在農業種植中的應用研究，為實現蔬菜廢棄物資源化、高值化利用開辟了新途徑，同時也為農業生產減肥增效提供技術支撐與保障。本研究通過盆栽試驗，對有機肥單施、有機肥與發酵液、有機肥與化肥配合施用效果進行研究，探究蔬菜廢棄物發酵液對作物生長發育、產量品質、養分吸收等方面的影響，試圖解決有機蔬菜種植中追肥難的問題，探索一種綠色種植技術模式，實現有機廢棄物的循環利用[20]。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試作物為四季快菜1號，該品種白幫、直筒合抱、葉色淺綠，生育期60 d。試驗在北京市農林科學院連棟溫室開展，供試土壤為地力水平中等偏下的北京糧田表層（0～20 cm）土壤，土壤類型為輕壤質潮土。將土樣進行簡單過篩后，稱取5.5 kg裝入塑料盆（底徑、高、口徑分別為20、20、25 cm）中，裝好后每盆加入200 mL的椰糠，和上層10 cm左右土壤混勻，達到疏松土壤的效果。

施用的蔬菜廢棄物制備發酵液是由辣椒秸稈、紅糖、水按照6∶1∶6的質量比在密閉容器中混合發酵180 d以上制備而成。發酵液上清液色澤透明、呈深褐色，氣味香醇濃郁，測定其基本理化性質：電導率為7.21 mS/cm，pH值為4.4，呈現酸性，全氮、全磷、全鉀含量分別為0.21%、0.07%、0.37%。

1.2 試驗方法

試驗處理：試驗設置4個施肥處理，分別為對照組（CK）、單施有機肥、有機肥＋化肥、有機肥＋發酵液，每個處理4個重復。2019年7月1日播種，每個盆栽盆中播種約10粒種子，15 d后定苗至5株，每盆快菜幼苗保持長勢一致。

施肥方法：2019年7月1日統一施入底肥，各處理底肥用量按照表1要求施用，播種后統一澆水，澆水量為每盆1 L；在7月15日定苗后為有機肥＋發酵液處理追施發酵液，隨后每10 d追施1次，整個生長期共追肥4次，每次用量為30 mL/盆，每次追施發酵液肥時給所有處理統一澆水（1 L/盆），試驗過程中，除統一澆水用量外，根據植物長勢和需水情況進行適當補充。

表1 快菜盆栽試驗處理施肥量

樣品采集：依據植株的生長狀況，在種植50 d左右全部收獲，用剪刀剪取植株地上可食用部分，裝袋、編號并注明日期，在實驗室將其表面清潔干凈后，測量株高、展幅、最大葉長、最大葉寬等生長指標，并測定產量。隨機取其中3株樣品測定其鮮樣的硝酸鹽和VC含量等品質指標，余下2株稱質量并裝袋、編號，烘干至恒質量，測定其干質量與含水量指標。

1.3 測定方法

快菜的株高、展幅、最大葉長、最大葉寬等生長指標用直尺測得。快菜的鮮質量用百分之一天平準確稱取，將稱好的植株放入信封中，放入烘箱，在105 ℃下殺青30 min，然后將溫度調到75 ℃烘干至恒質量，用百分之一天平準確稱取干質量。植株全氮測定采用H2SO4-H2O2消煮凱氏定氮法，全磷測定采用H2SO4-H2O2消煮釩鉬黃比色法，全鉀測定采用H2SO4-H2O2消煮火焰光度計法，VC含量和硝酸鹽含量分別采用2,6-二氯靛酚法、紫外吸收法測定，水分含量用烘干法測定[21-22]。

1.4 數據分析

采用SPSS 17.0和Excel 2007軟件進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 蔬菜廢棄物發酵液對快菜生長的影響

從表2可以看出，4個不同處理采收期快菜的株高、展幅、最大葉長、最大葉寬表現出一致的規律，即3個施肥處理測定值均高于CK，其中以處理有機肥＋化肥最佳，展幅和最大葉寬均顯著高于其他處理，由高到低順序均為有機肥＋化肥＞有機肥＋發酵液＞有機肥＞CK。有機肥＋發酵液處理與單施有機肥處理相比，添加發酵液后，株高、最大葉長、最大葉寬分別增大了20.5%、7.0%、6.2%。試驗結果表明，在施用有機肥作底肥的基礎上，施用一定量的發酵液對快菜的生長發育具有一定的促進作用。

2.2 蔬菜廢棄物發酵液對快菜產量的影響

由表3可知，施肥處理的單株鮮質量和單株干質量均高于CK，其中以有機肥＋化肥處理最佳，單株鮮質量和單株干質量分別為22.80、2.42 g，均顯著高于其他處理。有機肥＋發酵液處理與單施有機肥處理相比，單株鮮質量、單株干質量分別提高了74.7%和6.7%。單株鮮質量提升幅度大是由快菜含水率不同導致的，單施有機肥處理的快菜含水率為86.84%，而有機肥＋發酵液處理快菜的含水率高達92.69%。結果表明，在施用有機肥的基礎上，施用一定量發酵液后快菜的含水量增加，因此產量在一定程度上得到提升。

表2 不同處理快菜的生長指標

2.3 蔬菜廢棄物發酵液對快菜品質的影響

2.3.1 蔬菜廢棄物發酵液對快菜VC含量的影響

從圖1可知，不同處理快菜VC含量由高到低的順序為有機肥＞CK＞有機肥＋化肥＞有機肥＋發酵液，單施有機肥處理的快菜VC含量最高，為121.9 mg/kg，有機肥＋發酵液的處理快菜最低，顯著低于其他處理，含量為67.5 mg/kg，比單施有機肥處理降低了44.6%。

2.3.2 蔬菜廢棄物發酵液對快菜硝酸鹽含量的影響

由圖2可知，有機肥＋發酵液處理快菜的硝酸鹽含量最低，且顯著低于其他處理，其含量為1 102.8 mg/kg，單施有機肥處理快菜的硝酸鹽含量最高，其含量為2 085.8 mg/kg，施用發酵液后快菜硝酸鹽含量比單施有機肥降低了47.1%。CK和單施有機肥處理之間無顯著性差異，但這2個處理與有機肥＋化肥和有機肥＋發酵液處理之間均存在顯著性差異。試驗結果表明，在施用有機肥的基礎上，施用一定量發酵液能夠有效降低快菜中的硝酸鹽含量。

2.4 蔬菜廢棄物發酵液對快菜養分含量的影響

由表4可知，不同處理快菜養分含量存在較大的差異，其中有機肥＋發酵液處理的快菜全氮、全磷、全鉀養分含量均優于其他幾個處理；單施有機肥處理的快菜全氮、全磷、全鉀含量最低，與CK沒有顯著性差異，但顯著低于有機肥＋發酵液和有機肥＋化肥處理。有機肥＋發酵液處理的快菜中全氮、全磷、全鉀含量比單施有機肥分別增加了74.4%、28.6%、153.5%。試驗結果表明，在施用有機肥的基礎上，施用一定量發酵液后能有效提高快菜中的養分含量。

表4 不同處理快菜的養分含量

3 討論與結論

蔬菜廢棄物含有較豐富的營養，干物質養分含量高，相關研究[12-14,19-20]表明，蔬菜廢棄物經過發酵制備成的發酵液除含有作物生長所需的氮、磷、鉀元素，還有豐富的氨基酸、蛋白質、纖維素和微量元素；因此，蔬菜發酵液具有改良土壤、促進作物生長發育、增強作物抗性等多種功效，將其應用于農業生產中，不僅能夠促進植物生長，還能建立良好的土壤微生態環境，起到重要的生態綜合效應。通過盆栽試驗，本研究發現蔬菜廢棄物發酵液在促進作物生長、提高產量、改善品質等方面均有一定的作用。

與單施有機肥相比，施用發酵液對快菜生長指標具有一定的促進作用，尤其對植株的株高影響較為顯著。施用發酵液后快菜的株高、最大葉長、最大葉寬分別增大了20.5%、7.0%、6.2%。說明在施用有機肥時，配施一定量的發酵液能夠有效促進作物的生長發育。

配施發酵液后，快菜單株鮮質量、單株干質量比單施有機肥均有所提高，比單施有機肥分別提高了74.7%和6.7%；因此，在施用有機肥的基礎上，配施發酵液在一定程度上能夠提高作物產量。

配施一定濃度的發酵液能有效降低快菜植株內的硝酸鹽含量，同時顯著增加快菜植株的含水量，但施入發酵液后，快菜植株內的VC含量卻有所降低。有研究[23]表明，N、P、K合理配施有利于增加蔬菜中的VC含量，在追施發酵液后可能會改變有機肥內原有N、P、K的比例，從而對快菜中的VC含量產生影響。

配施發酵液后，快菜中氮、磷、鉀養分量均得到了大幅提升，與單施有機肥相比，分別增加了74.4%、28.6%、153.5%，說明當用有機肥作為常規肥種植作物時，通過配施發酵液，可以促進作物對養分的吸收利用，進而有效提高作物中的養分含量。

在快菜有機種植中，配施一定比例的蔬菜廢棄物發酵液能夠增加植株的養分吸收，顯著提高快菜產量，有效減低硝酸鹽含量，增加水分含量，快菜品質得到提升。通過對快菜肥效試驗的研究，得到蔬菜廢棄物發酵液可以部分替代化肥，與有機肥配合施用，能達到更好效果的結論。本研究一方面可以緩解蔬菜廢棄物對環境的污染，為實現蔬菜廢棄物資源化、高值化利用開辟新途徑；另一方面科學合理地利用了蔬菜廢棄物所含的養分，開發新的有機肥源，節省了農業成本，為農業生產減肥增效提供技術支撐，可有效推動循環農業的發展。