?有機肥部分替代氮肥對卷丹百合品質的影響?

? 饒中秀 李龍濤 黃鳳球 張娜 孫繼民 ?

摘要： 在典型的百合種植區，以卷丹百合為研究對象開展田間小區試驗，試驗設100%化肥處理（CK）、以有機肥中的氮分別替代25%（T1）、50%（T2）、75%（T3）和100%（T4）的化學氮肥5個處理，通過研究百合鱗莖產量及品質指標變化，探討自制有機肥替代部分氮肥對百合品質的短期效應和適宜用量。結果表明：T1、T2對百合鱗莖單顆重及產量均無顯著影響，而T4產量顯著下降26.4%；各處理百合鱗莖中氮、鉀含量無顯著變化，但T2、T3處理磷含量分別顯著提高21.36%和22.85%；T4處理百合鱗莖蛋白質含量顯著下降16.41%，而纖維素含量顯著提高16.67%；淀粉含量隨替代量的增加呈先降低后升高的趨勢；各處理百合維生素C含量無顯著變化，T1對百合鱗莖總糖含量無顯著影響，但其在T2和T3中則顯著降低約18%。綜合考慮產量和品質，供試有機肥替代氮肥量控制在25%以內較好。

關鍵詞： 有機肥；卷丹百合；產量；品質

中圖分類號：S14-3文獻標識碼：A文章編號：1006-060X（2024）03-0028-04

Effects of Partial Substitution of Nitrogen Fertilizer by Organic Fertilizer on the

Quality of Lilium lancifolium

RAO Zhong-xiu，LI Long-tao，HUANG Feng-qiu，ZHANG Na，SUN Ji-min

（Hunan Soil and Fertilizer Institute， Changsha 410125， PRC）

Abstract： This research was conducted in the typical lily planting area， and Lilium lancifolium was taken as the research material. Five treatments were set up in the experiment， including 100% chemical fertilizer treatment （CK）， as well as 25% （T1）， 50% （T2）， 75% （T3）， and 100% （T4） nitrogen fertilizer substitution by organic nitrogen， respectively. The suitable amount of self-made organic fertilizer for partial substitution of nitrogen fertilizer and the short-term effects on lily quality were discussed through the changes in bulb yield and quality indexes of lily. The results show that T1 and T2 have no significant effects on the single weight and yield of lily bulbs， while T4 significantly decreases the yield by 26.4%. There is no significant change in nitrogen and potassium content in lily bulbs， but the phosphorus content in T2 and T3 increases by 21.36% and 22.85%， respectively. In T4， the protein content decreases significantly by 16.41%， while the cellulose content increases significantly by 16.67%. With the increase in substitution amount， the starch content decreases first and then increases. There is no significant change in the content of vitamin C in lily in each treatment， and T1 has no significant effect on the total sugar content of lily bulbs， but the total sugar content significantly decreases by about 18% in T2 and T3. By taking the yield and quality into account， it is better to control the amount of organic fertilizer for substitution of nitrogen fertilizer within 25%.

Key words： organic fertilizer; Lilium lancifolium; yield; quality

卷丹百合（Lilium lancifolium Thunb.）為百合屬多年生草本植物[1]，是我國進行規模化開發的主要百合品種之一，也是湖南湘西百合種植的主要品種[2]。據2020版《中國藥典》，卷丹百合為藥材基源植物，具有較高藥用價值[2]；同時，因其具有藥食同源性，其在食用方面也備受青睞[3]。有機無機肥配施是我國保證耕地質量的重要農藝措施。有機肥不僅有利于提升土壤肥力、改善土壤質量[4-6]，還對提高中藥材品質有重要作用[7-9]，同時還是秸稈、畜禽糞污等有機廢棄物再利用的重要方式[10]。但目前百合生產高效施肥技術成熟度不夠高，長期不科學施肥導致農田養分失衡和百合品質下降問題較為嚴重，且有機廢棄物源有機肥對百合品質影響的研究較為有限。因此，研究以團隊自制有機肥為材料，通過分析卷丹百合鱗莖產量及鱗莖品質指標，探討以供試有機肥中的氮替代部分化學氮肥對百合鱗莖品質的影響，以期為百合科學施肥和廢棄物資源的安全利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗設于湘西州龍山縣（29°36′42″N，109°36′35″E），該地位于我國湖南西部，屬亞熱帶大陸性濕潤季風氣候區，年平均氣溫16℃；水資源豐沛，年均降水量1 357 mm。試驗土壤0～20 cm有機質含量為16.9 g/kg，土壤全氮、全磷和全鉀含量分別為1.45、0.9和22.8 g/kg，土壤水解性氮、有效磷及速效鉀含量分別為125、95.1和69 mg/kg，土壤pH值4.25。

1.2 供試有機肥

試驗所用有機肥為課題組自制，由餐廚垃圾、中藥渣、稻草等有機廢棄物混合腐熟而成，其基本理化性質為pH值6.32，全氮29.57 g/kg，全磷7.02 g/kg，全鉀16.20 g/kg，有機碳415.00 g/kg，胡敏酸32.05 g/kg，富里酸51.00 g/kg，胡敏素332.18 g/kg，發芽指數73.30%。供試化肥為市售尿素（N 46%）、鈣鎂磷肥（P2O5 16%）、氯化鉀（K2O 60%）。

1.3 試驗設計

試驗于2021年9月至2022年8月進行，百合品種為卷丹。試驗小區為20 m2，種植株距約20 cm、行距30～35 cm。試驗共設5個處理，分別為：100%化肥處理（CK）、以有機肥中的氮替代25%化學氮肥（T1）、以有機肥中的氮替代50%化學氮肥（T2）、以有機肥中的氮替代75%化學氮肥（T3）、以有機肥中的氮替代100%化學氮肥（T4），每個處理3次重復。各處理化學氮肥以不同量有機肥進行等氮量替代，磷肥、鉀肥以有機肥中磷、鉀含量折算后，以化學磷、鉀肥補足，氮、磷、鉀施用總量（以純養分計）保持一致。施肥量詳見表1。

1.4 樣品采集與分析

收獲時挖取每個小區的百合鱗莖，去除地上部、根系、土壤后稱重計產，再隨機選取20顆百合鱗莖，稱重后計算單顆百合鱗莖平均重量。百合鱗莖帶回實驗室后，去除泥沙和根須，剝開并清洗鱗片。百合鱗莖中氮、磷、鉀含量的測定采用NY/T 2017—2011中的方法，蛋白質含量的測定按照GB5009.5—2016方法進行，纖維素采用GB/T5009.10—2003方法測定，總糖采用GB5009.8—2016法測定，維生素C含量參照GB5009.86—2016方法測定。

1.5 數據分析

用Microsoft Excel進行數據統計整理和制圖，采用SPSS 20.0軟件進行差異顯著性分析，P＜0.05。

2 結果與分析

2.1 百合產量與單顆重由圖1可知，百合鱗莖單顆重在80.63～109.56 g之間，百合鱗莖產量在13.30～18.08 t/hm2，單顆重和產量均以100%化肥處理最高；隨有機肥對化肥氮替代量的增加，百合鱗莖單顆重量和產量呈降低趨勢，其中，T1、T2、T3處理的單顆重與CK無顯著差異，而100%有機肥處理（T4）單顆重則顯著降低；T1和T2產量分別下降1.52%和5.06%，但均與CK無顯著差異；T3產量雖與CK無顯著差異，但其產量下降幅度稍高；T4處理的產量則較CK顯著降低26.4%。因此，以有機肥中的氮100%替代化肥氮對百合鱗莖的單顆重有一定影響，進而影響其產量，但可在25%替代量范圍以內進行有機無機肥配施。

2.2 百合鱗莖礦質元素磷、鉀含量由圖2可知，各處理百合磷含量在CK處理中最低，不同替代量下百合鱗莖中磷含量均較CK有所提升，其中T2和T3處理磷含量分別顯著增加21.36%和22.85%。各處理百合鱗莖鉀含量范圍為2.11～2.17 g/100g，處理間差異不顯著。說明以有機肥中的氮替代不同量化學氮肥對百合鱗莖中鉀含量影響較小，而對磷含量的影響較大，可促進鱗莖對磷的吸收。

2.3 百合鱗莖氮和蛋白質含量由圖3可知，百合鱗莖氮含量在1.59～1.87 g/100g之間，各處理間無顯著性差異，但T1、T2、T3處理氮含量略有提高，較100%化肥處理和100%有機肥替代處理分別增加2.48%～6.10%和12.79%～17.40%。百合鱗莖蛋白質含量在CK中為3.62 g/100g，與CK相比，T1、T2和T3蛋白質含量均無顯著性差異，而T4處理百合鱗莖蛋白質含量顯著下降16.41%，說明在總氮量相等水平下，以有機肥中的氮替代化肥氮對百合鱗莖中氮含量無顯著影響，以有機肥中的氮100%替代化肥氮不利于百合鱗莖蛋白質積累。

2.4 纖維素和淀粉含量由圖4可知，與CK相比，各處理百合鱗莖中纖維素含量稍有增加，其中T4處理達顯著水平（增幅16.67%）；淀粉含量在T2中顯著下降20.00%，其他處理淀粉含量與CK無顯著差異。整體而言，以有機肥中的氮替代25%化學氮肥對百合鱗莖蛋白質和纖維素均無顯著影響。

2.5 總糖與維生素C含量由圖5可知，與CK相比，百合鱗莖總糖含量在T1和T4中無顯著變化，但在T2和T3中則分別顯著降低了18.64%和18.08%。各處理維生素C含量無顯著性差異。整體上，以有機肥中的氮替代25%化學氮肥不會對百合鱗莖總糖和維生素C含量造成顯著影響。

3 結論與討論

供試有機廢棄物源有機肥中的氮對化肥氮的替代量控制在25%以內對百合產量無負面影響，而過高地替代化學氮肥則有減產風險。因此，對百合鱗莖產量而言，有機肥所占比例并不是越高越好，這與李琦等[11]研究結果相似。王立剛等[12]、楊玉玲等[13]長期施肥試驗結果顯示，有機無機肥配施有利于作物產量的穩定提升，而單施化肥的作物產量要高于單施有機肥的產量，課題組研究單一施用化肥或有機肥的產量結果與其一致。周佳民等[1]研究表明，有機肥用量200～800 kg/667m2可顯著提高藥用百合產量。

研究中，氮、磷、鉀養分最終投入量在各處理基本一致，有機肥氮替代部分化肥氮對百合鱗莖中鉀含量無顯著影響，氮含量有增加趨勢，而其對磷含量的影響較大，與王馨笙等[14]在生姜上的研究結果一致。百合鱗莖中磷含量增幅較大，其原因可能是有機肥促進了土壤無機磷的釋放和有效磷的供給，同時還提升了百合根系對土壤磷的吸收利用能力[15]。大量營養元素中，百合對鉀肥的需求較高，頓昊陽等[16]研究表明，合理施用鉀肥可提高百合抗旱性、產量和品質。因此，在以有機肥替代氮肥的同時，要兼顧鉀肥的供給。

供試有機肥對百合品質指標無顯著負面影響。蛋白質是百合中常見的營養品質成分之一。研究中，與單施化肥相比，以有機肥中的氮100%替代化肥氮顯著降低了百合鱗莖蛋白質含量，而有機無機配施下蛋白質含量雖與單施化肥無顯著差異，但其較100%替代量下均有所提高。百合的甜度和質構與其糖類和淀粉含量呈正相關[17]。淀粉是鱗莖內養分貯藏的主要物質，其在百合鱗莖膨大過程起重要作用，而研究表明，淀粉的合成、降解均與蔗糖代謝密切相關[18]，提高鱗莖中蔗糖合酶活性可促進其中碳水化合物的積累，增加淀粉積累量以促使鱗莖膨大[19]。除施肥影響外，百合品質差異主要與其品種有關，如靳磊等[20]發現岷江百合鱗莖中還原糖、蛋白質、維生素C、灰分等指標均高于蘭州百合，其多酚、黃酮和皂苷含量也顯著高于蘭州百合，而可溶性糖和粗纖維的含量則蘭州百合較高。研究中有機肥對百合品質提升的短期效應并不十分顯著，仍需針對其長期效應和不同品種開展進一步研究。

綜上所述，不同氮替代量對百合鱗莖中氮、鉀含量影響較小，而對磷含量的影響較大，有機肥氮替代化肥氮可促進鱗莖對磷的吸收；在25%替代量下百合鱗莖蛋白質、總糖和維生素C含量不受影響，而過高替代量可能有減產風險。因此，在不降低產量和品質的前提下，建議有機肥替代氮肥量控制在25%以內為宜。

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（責任編輯：肖彥資）