不同施肥處理對生菜產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的影響

張 靜，連炳瑞，金亞茹，王激清，楊俊剛

（1.河北北方學(xué)院 河北張家口 075000； 2.北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所 北京 100097）

生菜是葉用蔬菜的一種，具有清熱、消炎的功效，深受消費(fèi)者喜愛。近年來，隨著食用人群不斷增加，生菜栽培面積逐年擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著[1]。作物要想高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)離不開充足的養(yǎng)分供給，然而土壤養(yǎng)分時常無法滿足作物高產(chǎn)的需求，因此施肥在作物生產(chǎn)過程中尤為重要[2]。在生菜種植過程中，全生育期需肥量高，農(nóng)戶習(xí)慣大水大肥進(jìn)行栽培管理，多數(shù)菜農(nóng)通過增加肥料投入量來提高產(chǎn)量，但過量施肥或施肥不平衡都容易造成肥料當(dāng)季利用率下降，作物品質(zhì)變差，因此確定合適的施肥方式與施肥量對生菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)顯得尤為重要[3-4]。長期以來，化肥對作物增產(chǎn)發(fā)揮著必不可少的重要作用，成為農(nóng)業(yè)發(fā)展中不可替代的部分，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，我國農(nóng)民施用化肥多停留在經(jīng)驗施肥的水平上。楊帆等[5]研究表明，近年來一些種植大戶盲目地追求產(chǎn)量和效益，大量施用化學(xué)肥料，不僅不會增產(chǎn)，還會造成土壤質(zhì)量惡化和水源污染，影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

已有研究表明，有機(jī)肥配合施用化肥能提高作物的產(chǎn)量、品質(zhì)以及改善土壤的理化性質(zhì)[6-7]。慕君等[8]研究表明，有機(jī)肥與化肥配施，可以促進(jìn)有機(jī)肥礦化，減少化肥養(yǎng)分損失，提高化肥利用率；同時有機(jī)肥與化肥二者結(jié)合，可取長補(bǔ)短，在保證農(nóng)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的同時，又能實現(xiàn)土壤的可持續(xù)利用。為此在保護(hù)耕地、維持作物產(chǎn)量和品質(zhì)、限制化肥大量施用的農(nóng)業(yè)大環(huán)境下，有機(jī)肥配施化肥已成為減量增效和提高土壤質(zhì)量的一種重要手段。近年來，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，有機(jī)肥配施化肥的同時添加微生物菌劑在蔬菜種植中也得到廣泛應(yīng)用[9]。施用微生物菌劑后，有益微生物在代謝過程中，能分泌生長素及氨基酸等活性物質(zhì)，對作物提質(zhì)增產(chǎn)效果顯著。如根力多微生物菌劑就是一種集肥力、防病和改良土壤為一體的新型微生物菌劑，富含枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌和多種生物酶，可以在生菜種植上進(jìn)行推廣應(yīng)用[10]。因此，筆者采用有機(jī)肥+減量20%化肥以及有機(jī)肥+減量20%化肥+根力多微生物菌劑與單施化肥、單施有機(jī)肥處理進(jìn)行比較，研究不同施肥處理對生菜產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的影響，為實現(xiàn)生菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)及最佳的經(jīng)濟(jì)效益提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2021 年4—8 月在張家口市沽源縣元寶山村北京裕農(nóng)公司試驗基地進(jìn)行。該地區(qū)年平均降水量426 mm，無霜期110 d，日照時數(shù)3246 h，年均氣溫1.6 ℃，屬溫帶大陸性草原氣候。

試驗地土壤類型為草甸栗鈣土，土壤表層（0～20 cm）有機(jī)質(zhì)含量（w，后同）為18.28 g·kg-1，全氮含量為1.18 g·kg-1，堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為79.98、31.33、161.81 mg·kg-1，pH8.51，土壤容重為1.35 g·cm-3。

1.2 材料

生菜品種為射手101，購于北京圣華德豐種子有限公司，該品種中早熟，葉球圓形，頂部較平，結(jié)球整齊，抗熱、抗病性強(qiáng)，適應(yīng)季節(jié)和種植范圍廣泛。硫酸鉀型復(fù)合肥（15-15-15）、尿素（N 含量46%）、含腐殖酸水溶肥（16-8-16）、有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)含量46.8%，N 含量1.60%，P2O5含量4.5%，K2O 含量0.53%，pH6.98）等肥料由內(nèi)蒙古錫林郭勒盟澤潤有機(jī)肥有限公司提供。微生物菌劑由根力多生物科技股份有限公司提供，主要成分為枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、多種生物酶，有效活菌數(shù)≥2億·g-1。

1.3 試驗設(shè)計

筆者采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)5 個處理，分別為不施肥（T0）、單施化肥（T1）、單施有機(jī)肥（T2）、有機(jī)肥+減量20%化肥（T3）、有機(jī)肥+減量20%化肥+微生物菌劑（T4）。試驗小區(qū)重復(fù)3 次，共15 個小區(qū)。小區(qū)長10 m，寬4 m，面積40 m2。其中有機(jī)肥和根力多微生物菌劑作基肥一次施入，用量分別為6000 kg·hm-2、30 kg·hm-2；化肥硫酸鉀型復(fù)合肥作基肥一次施入，用量為600 kg·hm-2，尿素作追肥第1次施用，用量為75 kg·hm-2，尿素和含腐殖酸水溶肥作追肥第2 次施用，用量分別為37.5 kg·hm-2和112.5 kg·hm-2，含腐殖酸水溶肥作追肥第3 次施用，用量為150 kg·hm-2；基肥在生菜定植前結(jié)合翻地做畦撒施入田，追肥通過水肥一體化滴灌入田，各處理具體的用量見表1。

表1 不同施肥處理肥料投入量Table 1 Fertilizer input under different fertilization treatments （kg·hm-2）

生菜于6 月5 日采用小高畦定植，南北走向以提高地溫，畦溝中心對中心90 cm，畦寬50 cm，溝深10 cm，畦高15 cm。在畦面上鋪設(shè)單行滴灌帶，然后覆蓋地膜，使用80 cm 寬地膜，膜厚0.01 mm，地膜要拉緊，鋪嚴(yán)。定植時每畦雙行，定植密度為66 700 株·hm-2，在畦上按株行距丁字形錯位挖穴，株距為30 cm，行距為30 cm，定植深度以埋住根莖部但不埋住心葉為宜。用土封好，壓實，及時澆透穩(wěn)苗水。7 月25 日收獲，每個種植小區(qū)周圍設(shè)保護(hù)行。生菜種植過程中采用文丘里滴灌水肥一體化施肥灌溉系統(tǒng)，滴灌管直徑12 mm，壁厚0.6 mm，每處理小區(qū)精確控制灌水量，對各小區(qū)實行等量灌溉。各處理種植的生菜采取相同的田間管理措施。

1.4 測定項目及方法

農(nóng)藝性狀：生菜移栽后10、20、30、40 和50 d（收獲時），每個小區(qū)分別選取10 株，用直尺測定植株高度（從基部至最高生長點），采用便攜式葉綠素儀SPAD-502Plus 測定葉綠素相對含量，測量最大葉片的長和寬，用長×寬計算得出最大葉面積[10]。

產(chǎn)量和品質(zhì)：在生菜采收時，每個小區(qū)隨機(jī)選擇1.0 m2采樣，稱總質(zhì)量及單棵質(zhì)量，并計算單位面積產(chǎn)量，同時每個小區(qū)另取5 棵有代表性的生菜帶回實驗室，參照高俊鳳[11]的方法測定維生素C 含量（2，6-二氯酚靛酚比色法）、可溶糖含量（蒽酮法）、硝酸鹽含量（紫外分光光度法）3 項品質(zhì)指標(biāo)。

1.5 統(tǒng)計分析

采用Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)計算和繪圖，采用SPSS 26 進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對生菜株高、最大葉面積、葉綠素相對含量的影響

如圖1 所示，生菜的株高隨著移栽時間的增加呈增高的趨勢，其中移栽30 和40 d 生菜株高增長最快。從不同施肥處理對生菜株高的影響來看，移栽后40 d 內(nèi)T1、T2、T3 和T4 處理株高雖均高于T0 處理，但差異均不顯著；移栽后50 d，T1、T2、T3 和T4 處理高于T0，但僅T4 與T0 處理呈顯著差異，說明與其他施肥處理相比，有機(jī)肥+減量20%化肥+微生物菌劑處理對提高收獲期生菜株高的效果最好。

如圖2 所示，隨著生菜移栽時間的延長，生菜最大葉面積呈不斷增加的趨勢，其中移栽30、40 d生菜最大葉面積增加速度最快。對比各施肥處理生菜最大葉面積的差異可以看出，移栽后10 d 各處理間差異均不顯著，移栽后20、30、40 d，T1、T2、T3和T4 處理最大葉面積均顯著高于T0 處理；移栽后50 d，T3、T4 處理最大葉面積顯著高于T0 處理，表明有機(jī)肥+減量20%化肥處理可以顯著增加生菜的最大葉面積。

如圖3 所示，各施肥處理生菜葉綠素相對含量隨著移栽時間的增加，呈先增加后減少的趨勢，移栽40 d 達(dá)到最高。對比不同施肥處理對生菜葉綠素相對含量的影響可以看出，生菜移栽后10 d 各施肥處理之間葉綠素相對含量無顯著差異，隨著移栽時間的延長，施肥處理的葉綠素相對含量均高于不施肥處理，移栽40 d，T3、T4 處理葉綠素相對含量顯著高于T0 和T1 處理，移栽50 d 生菜葉片顏色變黃，葉綠素相對含量下降，各處理之間無顯著差異。

2.2 不同施肥處理對生菜產(chǎn)量的影響

由表2 可知，施肥處理生菜的單棵質(zhì)量和產(chǎn)量均顯著高于T0 處理，T1 與T2、T3 與T4 之間差異不顯著，但T3、T4 處理生菜的單棵質(zhì)量和產(chǎn)量均顯著高于T1、T2 處理。其中T4 處理產(chǎn)量最高，達(dá)到58.96 t·hm-2；T3 處理產(chǎn)量次之，為56.66 t·hm-2，與T0 處理相比，增產(chǎn)率分別達(dá)到30.99%和25.88%，因此有機(jī)肥+減量20%化肥處理可顯著增加生菜的產(chǎn)量，尤以有機(jī)肥+減量20%化肥+微生物菌劑處理的增產(chǎn)效果最為顯著。

表2 不同施肥處理對生菜產(chǎn)量和增產(chǎn)率的影響Table 2 Effects of different fertilization treatments on lettuce yield and yield increase rate

2.3 不同施肥處理對生菜品質(zhì)的影響

從表3 可以看出，施肥可顯著提高生菜的維生素C 含量，其中T0 處理生菜的維生素C 含量為122.94 mg·kg-1，T4 處理生菜維生素C 含量達(dá)到239.41 mg·kg-1，表明有機(jī)肥+減量20%化肥+微生物菌劑處理效果最為顯著。在可溶性糖含量方面，T4處理的含量最高，為1.65%，與T0 處理之間呈顯著差異。在硝酸鹽含量方面，T1 處理的含量最高，為475.59 mg ·kg-1，與T0 處 理 相 比 顯 著 增 加 了33.96%；T4 處理硝酸鹽含量為382.75 mg·kg-1，與T0 處理相比差異不顯著，而顯著低于T1 處理。

表3 不同施肥處理對生菜品質(zhì)的影響Table 3 Effect of different fertilization treatments on quality of lettuce

2.4 不同施肥處理對生菜經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表4 可以看出，在各施肥處理中，總成本投入以T4 處理最高，為5835 元·hm-2，但產(chǎn)出也是T4處理最高，為17.69 萬元·hm-2，所獲得效益也最高，比T0、T1、T2 和T3 處理分別增加26.67%、10.68%、10.82%和3.83%，說明有機(jī)肥+減量20%化肥+微生物菌劑處理對生菜經(jīng)濟(jì)效益的提升發(fā)揮著重要作用。

表4 不同施肥處理對生菜經(jīng)濟(jì)效益的影響Table 4 Effects of different fertilization treatments on economic benefits of lettuce

3 討 論

3.1 不同施肥處理對生菜生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

蔬菜生長時期進(jìn)行合理的肥料施用是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵，其中肥料種類對蔬菜的產(chǎn)量有著直接影響。研究表明，不同有機(jī)肥部分替代化肥時，生菜的農(nóng)藝性狀存在一定差異，各處理生菜農(nóng)藝性狀整體表現(xiàn)為有機(jī)肥部分替代化肥處理高于單施化肥處理[9]。有機(jī)無機(jī)肥料配施在露地栽培和保護(hù)地栽培條件下均可實現(xiàn)葉菜增產(chǎn)，增產(chǎn)率分別為12.70%、13.11%[12]。本研究表明，與T0、T1 及T2 處理相比，T3 和T4 處理在生菜生長期間不僅可以增加株高和葉綠素相對含量，在收獲期還可顯著提高生菜的單棵質(zhì)量和產(chǎn)量。苗丁丁等[13]在生菜上施用生物菌肥后，發(fā)現(xiàn)在收獲時，無論地上部植株株高和干鮮質(zhì)量，還是地下部根系活力和干鮮質(zhì)量，施用微生物菌肥的各處理均高于對照。魏保國等[14]在設(shè)施連作番茄上施用生物菌肥也得出相似的結(jié)果。筆者的研究表明，T4 處理與其他各處理相比增產(chǎn)最多，生菜產(chǎn)量可達(dá)58.96 t·hm-2。徐大兵等[15]在葉菜類蔬菜上進(jìn)行有機(jī)肥氮替代25%～50%化肥氮能夠獲得較好的產(chǎn)量，與筆者的試驗結(jié)果相一致。

3.2 不同施肥處理對生菜品質(zhì)的影響

維生素C、可溶性糖、硝酸鹽含量是評價生菜營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)[16]。段文學(xué)等[17]研究表明，生物有機(jī)肥料中含有豐富的有機(jī)質(zhì)，各種養(yǎng)分較全面，不僅含有作物生長所需的大量元素，還含有大量微量元素、有機(jī)物和微生物等，可促進(jìn)葉菜維生素C、可溶性糖等物質(zhì)的合成。本研究結(jié)果表明，與T0、T1 及T2 處理相比，T3 處理可顯著提高生菜的維生素C 和可溶性糖含量；T4 處理對生菜的維生素C和可溶性糖含量的影響效果更優(yōu)，這與段文學(xué)等[17]的研究結(jié)果一致。蔬菜中過量的硝酸鹽會對人體造成潛在危害，由于作物硝酸鹽含量與土壤礦質(zhì)氮含量呈正相關(guān)，有機(jī)肥部分替代化肥不僅可以減少化肥中氮元素的輸入，還可以有效調(diào)控土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)植株生長，改善蔬菜品質(zhì)[18-19]。筆者的研究表明，有機(jī)肥+減量20%化肥+微生物菌劑處理（T4）生菜硝酸鹽含量為382.75 mg·kg-1，雖然與T0 處理相比差異不顯著，但顯著低于單施化肥的T1 處理，說明有機(jī)肥部分替代化肥可以降低生菜硝酸鹽含量。

3.3 不同施肥處理對生菜經(jīng)濟(jì)效益的影響

綜合考慮不同施肥處理下生菜的有機(jī)肥、化肥和微生物菌劑投入成本及生菜產(chǎn)出計算得到生菜的經(jīng)濟(jì)效益。與其他各施肥處理相比，T4 處理投入成本最高，但生產(chǎn)產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)效益也最高。可見有機(jī)肥+減量20%化肥+微生物菌劑處理（T4）作為生菜生產(chǎn)的最優(yōu)施肥處理，可以明顯增加生菜種植效益。池福鈴等[20]研究表明適宜范圍內(nèi)的化肥減量配施有機(jī)肥和生物菌肥雖然增加了小白菜生產(chǎn)成本，但小白菜的品質(zhì)和產(chǎn)值增加，因此經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。

4 結(jié) 論

與不施肥處理相比，有機(jī)肥+減量20%化肥處理可以增加生菜的株高和葉綠素相對含量，顯著提高生菜的單棵質(zhì)量和產(chǎn)量，還可提高生菜的維生素C 和可溶性糖含量，而有機(jī)肥+減量20%化肥+微生物菌劑處理效果更優(yōu)，生菜產(chǎn)量可達(dá)58.96 t·hm-2，與不施肥處理相比增產(chǎn)30.99%，經(jīng)濟(jì)效益也達(dá)到最高，為17.10 萬元·hm-2。綜合考慮不同施肥處理對生菜產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的影響，可以得出有機(jī)肥+減量20%化肥+微生物菌劑應(yīng)為生菜種植采用的最佳施肥方式。