化肥減量配施不同有機肥對油麥菜及土壤理化性質的影響

謝育利，張 野，蘇天明*，王吉平，王 瑾，何鐵光，李嘉維，譚伯壽，梁 健，楊文軍，方 露

（1.廣西壯族自治區農業科學院 農業資源與環境研究所，廣西 南寧 530007；2.廣西源創農業科技開發有限公司，廣西 南寧 530022；3.廣西貴港天潮農業科技有限公司，廣西 貴港 537135；4.廣西函農生物質科技有限公司，廣西 貴港 537118）

油麥菜（Lactuca sativa var. longifoliaf Lam， Lettuce）是常見的綠葉菜，質地脆嫩，風味獨特，富含多種維生素和礦物質，有較高的營養價值，抗病性也強，深受人們的喜愛。油麥菜生長周期短，屬于速生葉菜，在全國各地廣泛種植，是效益較好的一類蔬菜［1］。長期以來，蔬菜種植主要通過施用化肥來提高產量，但長期施用化肥會導致土壤酸化、板結等問題，降低土壤微生物的數量和活性，由于化肥利用率較低，未被利用的化肥易被雨水沖刷進入附近水域造成水體污染，破壞水源生態平衡［2］。研究表明，化肥配施有機肥對作物具有增產提質的作用，并能改良土壤［3-4］。因此研究化肥配施不同有機肥對油麥菜的增產提質和種植土壤的改良具有重要意義。

有機肥中含有植物必需的各種營養元素，能夠有效改良土壤、培肥地力［5-6］，與化肥配施對作物還具有增產提質的效果。豬糞有機肥部分替代化肥可提高油麥菜的產量和品質，與單施化肥對照相比，有機肥替代比例為75%時效果最優［7］。炭基肥的施用可以提升油麥菜地上部的生物量，但隨著生物炭及炭基肥的添加，油麥菜地上部的生物量呈現先增后減的趨勢［8］。以羊糞和菇渣為原料生產的蚯蚓糞與化肥配施可在一定程度上提高油麥菜產量，等量氮的條件下，蚯蚓糞氮占比為30%~50%時的效果最佳［9］。此外，也有研究表明化肥配施有機肥可有效改善土壤理化性質。化肥與沼液配施可顯著提高毛竹林地土壤微生物的碳和氮含量，且能顯著提高土壤蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶的活性［10］。有機無機肥料配施可提高土壤細菌多樣性，且化肥配施高碳基土壤修復肥時，土壤細菌多樣性最高［11］。化肥減量配施生物有機肥可顯著提高土壤有機質含量及堿解氮、速效磷和速效鉀含量，并顯著提高氮、磷、鉀肥的吸收利用率［12］。當前針對減施化肥并配施不同有機肥料對油麥菜生長、品質和土壤理化性質的影響未見報道。

本試驗研究化肥減量配施不同有機肥處理下油麥菜生長、品質及土壤理化性質的變化特征，旨在為油麥菜種植中施肥方式的選擇提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗區位于廣西壯族自治區貴港市農業科學研究所種植基地（23.11°N，109.54°E）。本試驗布置于貴港市農業科學研究所蔬菜大棚內，試驗開始前采集了0~20 cm耕層土壤，檢測其基本理化性質。根據檢測結果，本試驗大棚土壤的理化性質：pH值為7.3，全磷含量為1.08 g/kg，全鉀含量為4.24 g/kg，有效磷含量為14.1 mg/kg，速效鉀含量為139 mg/kg，有機質含量為22.7 g/kg，水解性氮含量為95.9 mg/kg，全氮含量為1.49 g/kg。

1.2 試驗材料

供試材料為抗熱無斑香油麥品種（購于柳州陳興達種子有限公司）。使用肥料為YARA復合肥（21-6-13）、氨基酸生物有機肥、雞糞（含花生腐植酸）和炭基肥，各肥料的養分狀況見表1。

表1 試驗肥料養分狀況

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗方案設計 本試驗共設置4個施肥處理，分別是單施化肥（T1）、減量20%化肥+氨基酸生物有機肥（T2）、減量20%化肥+雞糞（含花生枯腐植酸）（T3）、減量20%化肥+炭基肥（T4）。每個處理設置3個重復小區，小區面積20.16 m2（8.4 m×2.4 m），各小區為隨機區組設計。本試驗于2020年4月初育苗，4月中旬移栽，5月下旬采收。

根據當地情況本試驗確定各處理施肥量為T1：化肥N的施用量為120 kg/hm2，即復合肥（21-6-13）571.5 kg/hm2； T2：減量20%化肥+氨基酸生物有機肥，即氨基酸生物有機肥15 t/hm2，復合肥（21-6-13）457.5 kg/hm2；T3：減量20%化肥+雞糞（含花生枯腐植酸），即雞糞（含花生枯腐植酸）15 t/hm2，復合肥（21-6-13）457.5 kg/hm2；T4：減量20%化肥+碳基肥，即碳基肥15 t/hm2，復合肥（21-6-13）457.5 kg/hm2。化肥按照3∶3∶4的比例分3次施用，有機肥一次性基肥施用。

1.3.2 樣品采集 待油麥菜成熟后，每個小區進行測產，測產后每個小區選取10株長勢均勻的油麥菜，收集地上部分用作植株的品質分析，同時每個小區采集收獲后的土壤進行理化性質分析。

1.3.3 測定項目及方法

1.3.3 .1 農藝性狀測定 蔬菜成熟采收時，分別在各小區選取5株長勢均勻的油麥菜，用卷尺測量其株高、葉片長、葉片寬，同時測定葉片的SPAD值并記錄；再將長勢均勻的10株油麥菜沿地面剪斷裝袋，帶回實驗室清洗后選取其中5株計算單株葉片數，另外5株進行單株鮮重稱量。

1.3.3 .2 產量測定 蔬菜成熟后將每個小區的所有油麥菜沿地面剪斷收集，并進行稱重，各施肥處理的產量分別為各自重復小區產量的均值。

1.3.3 .3 地下性狀測定 蔬菜成熟收取地上部分后，每個小區選擇5株長勢均勻的油麥菜，挖取油麥菜整株根系，裝袋后帶回實驗室。在實驗室沖洗后采用游標卡尺測量根粗，用皮尺測量主根長， 用α-萘胺法測定根系活力，用烘干法測定根系水分。

1.3.3 .4 油麥菜品質測定 蔬菜成熟后，考慮到測定指標較多，每個小區選擇長勢均勻的油麥菜10株，沿地面剪斷，將地上部分整株裝袋，帶回實驗室冷藏備用。采用對二苯酚-亞硫酸鈉還原法測定磷含量，火焰原子吸收光譜法測定鉀和鎂含量，直接滴定法測定總糖含量，2，6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量，銅還原碘量法測定可溶性糖含量，分光光度法測定亞硝酸鹽含量，凱氏定氮法測定氮含量［13］，粗纖維含量的測定參照《植物類食品中粗纖維的測定》（GB/T 5009.10—2003）。

1.3.3 .5 土壤理化性質測定 采收油麥菜時，分別在各個小區用環刀采集土樣，帶回實驗室測定土壤容重、土壤含水量、總孔隙度、毛管孔隙度及非毛管孔隙度。同時用梅花布點法在每個小區采集0~10 cm土樣1 kg左右，裝袋后帶回實驗室風干備用。采用重鉻酸鉀氧化-油浴加熱法測定有機質含量，堿解擴散法測定水解性氮含量，碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測定有效磷含量，乙酸銨提取-火焰光度計法測定速效鉀含量，pH計測定酸堿度（pH值）［10］，腐植酸的測定參照《有機肥料中腐植酸含量的測定》（DB21/T 1322—2004）。

1.4 數據處理

1.4.1 數據分析 采用SPSS 16.0軟件進行數據整理與統計分析，使用Excel 2016軟件進行繪圖。

1.4.2 肥效綜合評價 采用隸屬函數法［14］對本試驗中油麥菜各測定指標進行模糊評價，計算公式如下：

指標與評價效果為負相關時對隸屬函數進行轉換，公式為：

式（1）和（2）中，R為參與綜合評價的指標，Xi為各處理指標測定值，Xmax和Xmin分別為所有測定數據中的最大值和最小值。將各指標隸屬函數值分別計算后，再進行累加計算平均值，采用平均隸屬函度進行綜合評價，平均值越大則說明綜合效果越好。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對油麥菜農藝性狀的影響

在不同的施肥處理下，油麥菜的農藝性狀存在一定差異，整體表現為化肥減量配施有機肥的處理優于單施化肥的處理。其中T1的株高最大（45.06 cm），比最小值（39.94 cm）提高了12.82%；T2的葉片長（43.03 cm）、葉片寬（5.10 cm）、單株葉片數（21片）及SPAD值（29.34）均最高，分別比最小值提高了7.3%、18.60%、16.7%、和8.94%；T4的單株鮮重最大（97.44 g），比最小值（75.85 g）提高了28.46%。但各處理間農藝性狀只有葉片寬差異達到顯著水平（P﹤0.01），其他農藝性狀差異不顯著（P﹥0.05，下同）。在測定的6項農藝性狀中， T2在葉片長、葉片寬、單株葉片數、SPAD值這4項指標上的測算結果值最高，說明T2對油麥菜生長的促進效果最好。

2.2 不同施肥處理對油麥菜產量的影響

不同肥料對油麥菜產量的增產效果不一，調查結果顯示各施肥處理產量大小排序為：T2（54.72 kg）＞T4（48.72 kg）＞T3（42.48 kg）＞T1（35.28 kg）。T2、T3、T4的產量相較于T1分別提高了55.10%、20.41%、38.09%，其中T2的產量顯著高于T1（P＜0.05，圖1），T3、T4產量高于處理T1，但與T1差異 均不顯著。由此可見， T2對油麥菜的增產效果最好。

表2 不同施肥處理下油麥菜農藝性狀比較

圖1 不同施肥處理下油麥菜產量比較

2.3 不同施肥處理對油麥菜地下性狀的影響

不同的施肥處理對油麥菜地下部的性狀影響未表現出明顯規律。單株根鮮重排序為T4＞T2＞T3＞T1，最大值（5.68 g）比最小值（4.49 g）高26.5%；主根長排序為T4＞T2＞T1＞T3，最大值（3.98 cm）比最小值（3.53 cm）高12.75%；根粗排序為T4＞T2＞T3＞T1，根系水分排序為T3＞T1＞T2＞T4，最大值（92.37%）比最小值（91.82%）高0.60%；根系活力排序為T2＞T1＞T3＞T4，最大值為0.0476 μg/（g·h），比最小值［0.0402 μg/（g·h）］高18.41%。根系活力直接反映出植物個體的生長營養狀況和產量水平［15］，是最重要的地下性狀指標。從調查結果看， T2的根系活力最強（表3），說明T2最利于油麥菜的根系生長。

表3 不同施肥處理下油麥菜根系比較

2.4 不同施肥處理對油麥菜品質的影響

檢測結果顯示不同肥料處理對油麥菜的品質存在顯著影響（表4）。粗纖維含量表現為單施化肥的處理T1（0.59%）顯著高于其他3個處理，比最低值（0.51%）高15.69%；總糖含量排序為T3＞T1＞T2＞T4，最高值（2.52 g/kg）比最低值（1.95 g/kg）顯著提高了29.23%；維生素C含量排序為T1＞T4＞T3＞T2，最高值（109.07 mg/kg）比最低值（86.10 mg/kg）高26.68%；可溶性糖含量排序為T3＞T2＞T2、T4，氮含量的排序為T3＞T2＞T4＞T1，磷含量的排序為T1＞T2＞T4＞T3，鉀含量的排序為T4＞T2＞T3＞T1，鎂含量的排序為T2＞T1＞T4＞T3，其中含量最高值均顯著高于最低值（P<0.01）。各施肥處理間亞硝酸鹽含量也存在顯著性差異，亞硝酸鹽含量排序為T1＞T3＞T4＞T2，處理T2的亞硝酸鹽含量比處理T1顯著降低了50.24%。蔬菜是一種容易富集亞硝酸鹽的作物，亞硝酸鹽的累積會誘發消化系統癌變，因此亞硝酸鹽含量是蔬菜安全性的重要指標之一［16］。在本試驗中，處理T2的安全性最好。

2.5 不同施肥處理對土壤理化性質的影響

試驗測定結果顯示，各施肥處理對土壤物理性質存在一定影響，但差異不顯著，而各施肥處理對土壤化學性質則存在顯著影響（表5）。有效磷含量排序為T3＞T2＞T1＞T4，最大值（57.57 mg/kg）比最小值（36.67 mg/kg）顯著提高了56.99%；速效鉀含量排序為T4＞T3＞T1＞T2，最大值（234.00 mg/kg）比最小值（123.67 mg/kg）顯著提高89.21%；有機質含量排序為T3＞T4＞T2＞T1，最大值（22.50 g/kg）比最小值（20.33 g/kg）提高了10.67%；水解性氮含量排序為T3＞T4＞T2＞T1，最 大 值（150.33 mg/kg）比 最 小 值（99.00 mg/kg）顯著提高了51.85%，腐植酸含量排序為T4＞T1＞T2＞T3，最大值（0.97%）比最小值（0.91%）高6.59%。這些測定結果說明化肥減量配施有機肥能有效改善土壤結構，同時顯著提高土壤有機質含量，增強土壤肥力，其中T3的施用效果最好。

表4 不同施肥處理下油麥菜的品質性狀比較

表5 不同施肥處理下土壤理化性狀的比較

2.6 不同施肥處理的肥效綜合評價

由表6可知，不同處理的肥效平均隸屬度排序為T2（0.56）＞T3（0.49）＞T4（0.450）＞T1（0.40），因此，從油麥菜增產提質以及增強土壤肥力方面考量，化肥減量后配施氨基酸生物有機肥為當地油麥菜的最佳施肥方式。

3 討論與結論

肥料的施用會影響土壤的理化性質。土壤容重反映土壤的質地、結構和松密度等，土壤孔隙度是土壤內部空隙多少的體現，其大小決定了土壤的通氣性，富含有機質的土壤孔隙度大，容重小，通氣透水性好［17］。在本試驗中，處理T2~T4的土壤容重均小于處理T1的，同時處理T2~T4的土壤有機質含量也顯著高于處理T1，可見化肥減量配施有機肥能改善土壤結構及土壤肥力，此結果與以往研究結果一致［3，4，18］。肥料的施用不僅影響土壤的理化性質，同時可以有效促進作物生長，增加作物產量［19-20］，但化肥的長期施用會引發許多環境問題［2］，因此需要在保證蔬菜產量和品質的前提下減少化肥的施用。在本試驗中，處理T2~T4的油麥菜產量均高于處理T1，可見化肥減量后配施有機肥能實現油麥菜的增產效果（圖1），此結果與武星魁等［21］有機肥部分替代化肥氮對葉菜產量的影響研究結果一致。張麗英等［22］研究發現農藝性狀對作物產量具有明顯正效應，與本試驗結果一致。徐國偉等［23］研究表明作物根系的活性會影響作物養分吸收、植株生長及產量的形成。本試驗的地下性狀調查結果顯示T2的根系活力最強（表3），因此推測化肥減量后配施氨基酸生物有機肥可通過提高根系活力，促進油麥菜生長，實現增產效果。蔬菜的品質主要包括營養價值和衛生安全兩大方面，亞硝酸鹽含量是蔬菜重要的安全性指標之一［16］，在本試驗中，T2的亞硝酸鹽含量比T1顯著降低了50.22%，安全性最好。但處理T2的營養價值除礦質元素鎂的含量最高之外，其他指標并未達到最優效果（表4），因此未來可進一步探究更合理的施肥方式，在保證油麥菜產量及安全性的基礎上提高其營養價值。

表6 不同施肥處理下油麥菜的產量、品質指標及土壤指標隸屬度

綜上所述，化肥減量配施有機肥能有效提高油麥菜產量及土壤肥力，同時降低亞硝酸鹽含量，提高油麥菜食用的安全性，平均隸屬度結果顯示：在化肥減量條件下配施氨基酸生物有機肥對油麥菜的增產提質及土壤改良是最有利的。因此，從油麥菜增產、品質安全及提升土壤肥力方面考慮，建議油麥菜種植采用化肥減量并配施氨基酸生物有機肥的施肥方式。