不同施肥處理對露地甘藍生長、產量及品質的影響

謝言東 郁繼華 呂劍 頡建明 馮致 李金武 王舒亞 金寧 孟鑫 李雯琳

摘? ? 要：為明確不同施肥模式在蘭州地區露地甘藍生產中的應用效果及其可行性，以甘藍品種綠急為試驗材料，采取田間小區試驗，研究不同施肥處理對露地甘藍生長、產量及品質的影響。結果表明，與常規施肥（N 135 kg·hm-2+P2O5 345 kg·hm-2）相比，化肥減量50%配施有機肥處理的甘藍干鮮質量均增加，產量顯著提高30.86%，甘藍葉球可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C含量分別提高62.14%、64.76%、2.41%，且硝酸鹽含量降低27.31%。主成分分析結果顯示，化肥減量50%配施有機肥處理的排名最高。綜合分析可知，化肥減量50%配施有機肥6000 kg·hm-2可以顯著促進甘藍生長，提高產量，改善品質，有效降低化肥施用量，可作為蘭州高原夏菜甘藍生產的推薦施肥模式。

關鍵詞：甘藍;有機肥;化肥;產量;品質;主成分分析

中圖分類號：S635.1 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）12-052-06

Abstract： In order to clarify the application effect and feasibility of different fertilization modes in the production of open-field cabbage in Lanzhou， in this experiment， the cabbage cultivar Lvji was used as the test material， and adopted a field trial to study the effects of different fertilization treatments on the growth， yield and quality of cabbage in open field. The results showed that， compared with conventional fertilization， the dry and fresh weight of cabbage treated with 50% reduction in chemical fertilizer and organic fertilizer increased significantly， and the yield increased by 30.86%， the soluble sugar， soluble protein and vitamin content of cabbage leaf bulbs increased by 62.14%， 64.76%， 2.41%， and the nitrate content decreased by 27.31%. The results of principal component analysis showed that， 50% reduction in chemical fertilizer and organic fertilizer treatment ranked highest. The comprehensive analysis shows that the 50% reduction in chemical fertilizer and the application of 6000 kg·hm-2 organic fertilizer can significantly promote the growth of cabbage， increase yield， improve quality， and effectively reduce the amount of chemical fertilizer， it can be used as a recommended fertilization mode for summer cabbage production in Lanzhou plateau.

Key words： Cabbage; Organic fertilizer; Chemical fertilizer; Yield; Quality; Principal component Analysis

結球甘藍（Brassica oleracea L. var. capitata）起源于地中海至北海沿岸，分布廣泛，具有品質好、食用安全性高、耐熱、抗病性強等特點[1-2]。近些年來，為了追求作物高產、獲得短期的經濟效益，農藥和化肥過量施用，破壞了土壤生態平衡，造成土壤板結、土壤性狀惡化、環境污染和蔬菜品質下降等一系列問題[3-4]。因此，優化土壤結構，調整施肥模式，減少化肥施用量，增施有機肥、微生物肥料，對農業的可持續發展意義重大[5-6]。

有機肥可以通過增加土壤中的有機質而改善土壤養分狀況，提高微生物活性，改善土壤理化性質，有效降低土壤容重，促進作物對土壤養分的吸收，提高作物產量，改善品質，起到提質增效的作用[7-9]。微生物菌劑可通過調節土壤中微生物菌落的平衡以促進土壤中的養分分解、轉化和合成，提高土壤中有效養分含量和酶活性，促進作物根系的生長，提高作物對水肥的吸收能力，增強作物的生長勢，使作物的抗性、產量及品質顯著提高[10-14]。緩釋肥是通過添加脲酶抑制劑和硝化抑制劑來抑制相關生物活性的肥料，使肥料分解速度減緩，同時也通過不同包膜層調控土壤中養分釋放和溶解，來提高其利用率，通過施用緩釋肥降低氨的揮發量，來減少氨的損失，因此，緩釋肥具有肥效持久、肥料利用率高、損失少、環境友好等特點[15]?；蕼p量配施緩釋肥可以提高作物的根系活力，同時促進作物對土壤中養分的吸收和利用，提高產量，改善品質[16-18]。眾多研究表明，優化施肥模式[19]、科學的肥料配比[20]、增施有機肥[21]和微生物菌肥[22]等，可以使土壤中的養分得到有效利用，促進作物生長，改善品質，最終達到增產增效的目的。

榆中縣是甘肅省高原夏菜主產區，甘藍是高原夏菜主栽品種之一，在長期栽培過程中，化肥施用過量、不合理，造成土壤板結、蔬菜品質下降等問題。因此，筆者以甘藍品種綠急為試驗材料，研究常規施肥增施有機肥、菌劑，單施有機肥，化肥減量配施有機肥以及緩釋肥替代普通化肥模式對甘藍生長、產量和品質的影響，旨在為當地甘藍生產提供合理的施肥依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年5—7月在甘肅省蘭州市榆中縣康源現代農業產業園區內進行。試驗區平均海拔1790 m，年平均氣溫6.6 ℃，平均降水量300～400 mm，平均蒸發量1 343.1 mm，屬于半干旱地區。

1.2 材料

試驗材料甘藍品種為綠急，由福州農播王種苗有限公司生產，甘藍類型為普通結球甘藍。

肥料：磷酸二銨[（w（N）=18%，w（P2O5）=46%）]，由云天化三環嘉吉化肥有限公司生產;有機肥和菌劑均為北京豐民同和國際農業科技發展有限公司生產的蒙鼎底肥和蒙鼎微生物配肥復合菌劑，有機肥中有機質含量（w，后同）40%，腐殖酸含量10%，氮磷鉀含量5%，微生物復合菌劑有效活菌數≥10億·g-1;緩釋肥[（w（N）=26%，w（P2O5）]=11%，w（K2O）=11%）為云南云天化股份有限公司生產的三環復合肥料;過磷酸鈣[（w（P2O5）=12%）]為上海永通化工有限公司生產。

1.3 試驗設計

試驗于2018年5月7日施肥，2018年5月12日定植，露地栽培，隨機區組設計，小區長11.1 m，寬4.5 m，株距30 cm，行距40 cm，各小區栽培面積均為49.95 m2，共設置8個處理，3次重復，試驗處理分別為常規化肥（CK）、常規化肥+有機肥6000 kg·hm-2（YJa）、常規化肥+有機肥6000 kg·hm-2+菌劑（YJb）、有機肥6000 kg·hm-2 （YJc）、有機肥6000 kg·hm-2+菌劑（YJd）、化肥減量50%+有機肥6000 kg·hm-2（YJe）、過磷酸鈣和緩釋肥配施 （HSF）、化肥減量30%（HFJ），詳見表1。將各處理肥料均勻撒在栽培區域內，然后用旋耕機將肥料均勻翻入地下。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 生長指標的測定 在甘藍的采收期，每個處理隨機選取10株，株高用卷尺測量基部到生長點的距離;株幅采用鋼卷尺十字交叉測量甘藍葉片開展數值并做乘積;鮮質量用電子秤稱量植株各個部分的質量以及整株的質量，鮮質量稱完以后用烘箱在105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘干至恒重即得干質量。

1.4.2 產量的測定 在甘藍采收期，收獲并記錄每個處理的產量，最后折算成每hm2產量。

1.4.3 品質的測定 在甘藍采收期，選取大小均勻一致的3株甘藍，取每株甘藍的1/4粉碎混勻進行品質測定，采用2，6-二氯酚靛酚染色法測定維生素C含量;采用考馬斯亮藍G-250比色法測定可溶性蛋白含量;采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量;采用水楊酸-硫酸比色法測定硝酸鹽含量[23]。

1.4.4 主成分分析法 采用SPSS 20.0軟件對甘藍8個施肥處理的生長指標、品質指標數據進行標準化處理，然后進行主成分分析，根據特征值大于1，累計方差貢獻率大于84%，確定主成分個數，利用SPSS 20.0軟件計算甘藍8個施肥處理綜合得分，得出排名。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2019對數據進行處理和作圖，用SPSS 20.0進行顯著性（Duncan）分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對甘藍株高和株幅的影響

由圖1可以看出，不同施肥處理的甘藍株高和株幅表現不同。與CK相比，僅HSF處理株高顯著提高7.84%，而其他處理株高與CK均無顯著性差異。與CK相比，YJd、HFJ、YJe、YJb、YJc處理甘藍株幅分別顯著提高35.67%、24.06%、22.52%、19.04%和16.74%，其中，YJd處理株幅最大;HSF處理甘藍株幅低于CK，但與CK差異不顯著;HFJ、YJe、YJd處理之間株幅無顯著差異。

2.2 不同施肥處理對甘藍干鮮質量的影響

由表2可以看出，不同施肥處理對甘藍干鮮質量的影響不同。其中，YJe處理地上部鮮質量最大，CK次之，YJc最小，但各處理間地上部鮮質量均無顯著性差異;YJe、HFJ、YJb、YJd和HSF處理甘藍地下部鮮質量較CK分別提高47.51%、19.82%、18.55%、17.46% 和17.09%，其中YJe處理地下部鮮質量最大，且與CK 之間存在顯著性差異;YJd、YJe處理甘藍地上部干質量均顯著高于CK、YJa、YJb和HSF，且較CK分別提高為19.82%、11.83%，但CK、YJa、YJc之間地上部干質量無顯著性差異;YJe處理甘藍地下部干質量顯著高于CK、YJa、YJc、YJd和HFJ，且較CK提高35.69%，CK、YJb、YJd、HSF、HFJ處理之間地下部干質量均無顯著性差異;YJd、YJe、HFJ處理間甘藍整株干質量存在顯著性差異，且分別較CK顯著提高17.70%、12.73%、7.76%。

2.3 不同施肥處理對甘藍產量的影響

由表3可知，不同施肥處理對甘藍產量的影響不同。其中，YJe產量最高，為6 6159.19 kg·hm-2，YJe、YJb處理的產量分別較CK顯著提高30.86%、22.80%，HSF處理產量顯著低于CK，其他處理產量與CK間無顯著差異。

2.4 不同施肥處理對甘藍品質的影響

由表4可以看出，不同施肥處理下甘藍葉球可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C和硝酸鹽含量的變化不同。其中，YJe、YJa處理的甘藍葉球可溶性糖含量分別較CK顯著提高62.14%和52.26%;YJd處理的可溶性糖含量低于CK，其他處理的可溶性糖含量均高于CK，但均與CK無顯著性差異。YJe處理的甘藍可溶性蛋白含量顯著高于其他處理，較CK提高64.76 %。不同施肥處理下維生素C含量從大到小依次為：YJe> YJa > CK > HFJ > YJd > YJb> YJc> HSF，YJe處理的維生素C含量與YJb、YJc、YJd、HSF、HFJ間均存在顯著性差異，但與YJa、CK之間無顯著性差異。YJe處理的甘藍硝酸鹽含量最低，HFJ處理的硝酸含量最高，且顯著高于CK，其他處理的硝酸鹽含量均低于CK，其中，YJe、YJb、YJc處理的甘藍硝酸鹽含量分別較CK顯著降低27.31%、20.85%、18.07%。

2.5 甘藍各個指標的主成分分析

不同施肥處理的甘藍生長、產量和品質表現效果不同，為了篩選出最優施肥處理，對8個施肥處理進行主成分分析，甘藍的主成分分析表現見表5～7。從12種成分當中提取4種主成分，分別為Y1、Y2、Y3、Y4，其特征值分別為4.24、2.99、1.82和1.15，其累積方差貢獻率分別為35.32%、60.20%、75.38%和84.93%。Y1主要代表性指標有可溶性蛋白含量、地上部鮮質量、地下部鮮質量和地下部干質量;Y2主要代表性指標有維生素C含量、地上部干質量和整株干質量;Y3主要代表性指標有株高、可溶性糖含量和產量;Y4主要代表性指標有硝酸鹽含量。以Y1、Y2、Y3和Y4的方差貢獻率為作為權重，構建甘藍生理指標綜合模型和主成分表達式：

Y1=0.119X1-0.014X2+0.129X3-0.078X4+0.368X5+0.046X6+0.4X7+0.467X8-0.013X9+0.468 X10+0.052X11+0.28X12;

Y2=-0.111X1+0.177X2-0.186X3+0.113X4-0.058X5 +0.381X6+0.086X7 +0.075X8+0.554X9+X10-0.054X11+0.133X12;

Y3=-0.458X1-0.047X2+0.552X3-0.048X4-0.068X5+0.483X6+0.106X7+0.081X3+0.006X9+0.136X10-0.047X11+0.513X12;

Y4=0.607X1-0.003X2+0.005X3+0.904X4-0.488X5-0.055X6+0.120X7+0.089X8+0.057X9-0.010X10+0.126X11-0.188X12;

Z=35.32%Y1+24.88%Y2+15.17%Y3+9.55%Y4。

式中：X1表示株高;X2表示株幅;X3表示可溶性糖含量;X4表示硝酸鹽含量;X5表示可溶性蛋白含量;X6表示維生素C含量;X7表示地上部鮮質量;X8地下部鮮質量;X9表示地上部干質量;X10表示地下部干質量;X11表示整株干質量;X12表示產量;Z為主成分得分。

根據表7可知，不同施肥處理在甘藍上肥料效應綜合排名順序由高到低依次為為：YJe>HFJ>YJd>CK>YJb>YJa>HSF>YJc，YJe處理綜合得分最高，得分為1.828，表明化肥減量50%配施有機肥處理施肥效果最好，YJc處理綜合得分最低，得分為-2.378，表明其施肥效果最差。

3 討論與結論

化學肥料中含有作物生長發育必需的營養元素，施用化學肥料可以提高土壤肥力，對作物的生長、產量和品質形成影響很大[24-25]。但是，化肥過量施用會造成養分大量浪費[26]，蔬菜產量和品質也會下降，甚至會造成水土污染，不利于農業的可持續發展[27]。株高和株幅作為基本的生長指標，在一定程度上能反映蔬菜作物的生長狀況，對產量的形成有一定的影響。劉玉英等[28]研究表明，適量的有機肥與無機肥配施可以提高結球甘藍的株高，這與本研究結果相似。汪新勝等[29]研究表明，有機肥配施化肥、添加微生物菌肥可以增加甘藍株幅，這與本研究結果一致。生物量在一定程度上可以間接反映作物的產量。干物質是作物吸收養分和進行光合作用的形成物，其積累量可以反映作物的生長狀況，科學施肥有利于干物質的積累和合理分配，有利于作物增產[30-33]。筆者研究表明，化肥減量50%+有機肥、常規施肥、化肥減量30%處理的甘藍干鮮質量從大到小依次為：化肥減量50%+有機肥>常規施肥>化肥減量30%，這表明化肥過高或過低都會降低植株的干鮮質量，科學的肥料配比才會促進甘藍生長，化肥減量50%配施有機肥能為甘藍生長提供足夠的養分，有利于甘藍干鮮質量的增加，這與唐宇等[34]、王慶玲等[35]的研究結果一致。

筆者研究結果表明，化肥減量50%配施有機肥增產效果最為顯著，表明適量的化肥與有機肥配施，可以促進甘藍生長，并使甘藍獲得高產，常規化肥配施有機肥和菌劑的甘藍產量較高，單施有機肥產量較低，這可能是有機肥肥效緩慢，短期內不能滿足作物生長的需求，這與魏文良等[36]、杜春燕等[37]和宋以玲等[38]的研究結果一致。眾多研究表明，化肥減量增施有機肥能夠改善蔬菜品質[39-41]。本試驗結果表明，化肥減量50%配施有機肥處理的甘藍可溶性糖含量、維生素C含量、可溶性蛋白含量均提高，硝酸鹽含量顯著降低，這與張迎春等[42]、楊鵬等[43]、陵軍成[44]、郭春銘等[45]的研究結果一致。

主成分分析法是一種科學和合理的綜合評價方法，它可以從各個指標之間的相關性及變化來確定權重，得出綜合得分，并進行排名，篩選出一種最優的結果[46]。主成分分析表明，化肥減量50%配施有機肥處理得分最高，表明該處理對甘藍的生長、產量的提高、品質的提升效果最顯著，原因可能是有機肥增加土壤中的有機質，改善土壤中的理化性質，提高土壤中的養分含量，有利于甘藍的生長，達到增產增效的目的[47]。

綜上所述，化肥減量50%配施有機肥6000 kg·hm-2處理可以促進甘藍的生長，提高產量，改善品質，可作為甘藍可持續生產的合理施肥方式。

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