苟亚妮 何志学 马宁 黎小斌 张婧 张潇丹 颉建明

摘    要：以武山青笋为试材，以当地常规施肥为对照，研究缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥对莴笋干物质积累、养分利用及土壤养分、土壤酶的影响。结果表明，与常规施肥相比，使用缓释氮肥、普通化学磷肥和钾肥并配施400 kg·667 m-2生物有机肥处理，可显著提升莴笋养分吸收利用率及土壤肥力;莴笋根、茎、叶干物质积累量分别比对照提高33.2%、11.6%、23.1%，莴笋植株氮、磷、钾素总积累量分别比对照提高59.96%、54.48%、22.23%;氮、磷、钾肥利用率分别比对照提高165.44%、581.57%、185.20%，同时，该处理可以显著提高土壤全氮、全磷、全钾、有机质以及速效养分含量，提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性。综上所述，缓释肥替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有机肥，具有提升莴笋养分吸收利用率及土壤肥力的作用。

关键词：莴笋;缓释肥;生物有机肥;养分;土壤肥力

中图分类号：S636.2 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）11-094-06

Effects of different fertilization patterns on nutrient utilization and soil fertility of asparagus lettuce

GOU Yani1， HE Zhixue1， MA Ning1， LI Xiaobin1，2， ZHANG Jing1， ZHANG Xiaodan1， XIE Jianming1

（1. Horticulture College of Gansu Agriculture University， Lanzhou 730070， Gansu， China; 2. Wushan Vegetable Research Institute， Tianshui 741300， Gansu， China）

Abstract： The effects of slow-release fertilizer on dry matter accumulation， nutrient utilization， soil nutrients and soil enzymes activity of asparagus lettuce were studied. The results showed that the application of slow release nitrogen fertilizer， common chemical phosphorus fertilizer and potassium fertilizer combined with 400 kg·667 m-2 bio-organic fertilizer could significantly improve the nutrient uptake and utilization and soil fertility of asparagus lettuce compared with conventional fertilization. The dry matter accumulation of root， stem and leaf increased by 33.2%， 11.6% and 23.1% respectively， the total accumulation of N， P and K in lettuce plants increased 59.96%， 54.48% and 22.23% compared with the control， respectively，，the utilization rate of N、P、K increased by 165.44%， 581.57% and 185.20% respectively， at the same time can significantly increase the soil total nitrogen， total phosphorus， total potassium， organic matter and available nutrient content， increase soil catalase， sucrase， urease and alkaline phosphatase activity.

Key words： Asparagus lettuce; Slow-release fertilizer; Biological organic fertilizer; Nutrient; The soil fertility

莴笋（Lactuca sativa var. angustana），为菊科莴苣属茎用蔬菜，也是我国种植比较普遍的短季节蔬菜，营养丰富，含有多种维生素，茎叶均可食用，主要食用茎部。近年来，设施蔬菜的种植面积不断扩大，设施土壤的环境质量又会直接影响蔬菜作物的品质与产量，而连作及长期大量肥料投入，导致设施土壤质量下降、土壤结构退化、土壤有机质含量降低、次生盐渍化等一系列问题，严重威胁设施蔬菜生产的可持续发展[1-2]。因此，科学合理施肥对于保障作物优质高产、改善设施土壤的不良特性及其土壤可持续利用具有重要意义[3]。

近年来，人们在生物有机肥应用、缓释肥部分替代普通化肥方面的研究实现了在蔬菜优质高产的情况下提高肥料利用率[4-5]。生物有机肥综合了传统有机肥和微生物肥料的优点，通过优化根际环境促进作物生长，有效地提高肥料利用率，改善土壤质量，增加作物产量，对绿色有机农业的发展至关重要[6-7]。张迎春等[4]对莴笋的研究表明，生物有机肥部分替代化肥对干物质积累量、养分积累量、肥料利用率及土壤养分含量等均有显著提升作用。赵满兴等[8]研究表明，减量复合肥配施生物有机肥对番茄土壤速效养分、有机质、土壤酶均有显著增加作用。缓释肥是指肥料施入土壤后，转变为可被植物吸收的有效态养分，且释放速率较小，远低于普通速溶性化肥的新型肥料[9]。目前，缓释肥在玉米、水稻等作物上取得了较好的施用效果评价[10-11]。缓/控释肥具有一次性施入养分长期释放的特点，基本可以达到一次施用满足作物整个生育期的养分需求[12]。牛天航等[5]研究表明，各处理在施肥量相同的情况下，缓释肥处理韭菜的养分利用效率最高。朱国梁等[13]对黄瓜的研究表明，相对于普通肥料，缓释肥可以显著提高黄瓜产量及氮、磷、鉀肥利用率。前人已分别将缓释肥、生物有机肥应用于蔬菜等作物上且取得了良好的效果，但对于缓释肥与生物有机肥配合施用的研究尚未见报道。故笔者拟探索在化肥减量条件下缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥对莴笋养分吸收、土壤肥力及肥料利用率的影响，旨在为莴笋优质高产栽培寻找科学合理的施肥模式。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年12月至2020年5月在甘肃省天水市武山县大南河蔬菜生产基地开展，以春提早和秋延后栽培为主，试验点平均海拔1415 m，全年降水量450～700 mm，气温6～14 ℃。水源充足，具备较好的灌溉条件，农田土壤类型为黄绵土，土壤质地为沙壤土，前茬作物为蒜苗。试验地理化性状如表1所示。

1.2 材料

以武山青笋为供试材料;供试化肥为硫酸钾（K2O 51%），由青海新格钾肥有限公司生产;过磷酸钙（P2O5 12%），由甘肃白银虎豹化工有限公司生产;生物有机肥为绿能瑞奇精制活性有机肥（有效活菌数≥ 0.2亿个，N+P2O5+K2O≥5%，有机质≥40%，腐植酸≥25%），由甘肃绿能农业股份有限公司生产;缓释肥（N∶P2O5∶K2O=30∶5∶5，总养分≥40%）由湖北鄂中生态工程股份有限公司生产。

1.3 试验设计

试验采用垄面覆膜一垄双行栽培，垄宽50 cm，沟宽30 cm，株距35 cm，行距40 cm。采用随机区组设计，设不施肥（CK0）、常规施肥（CK）、缓释肥部分替代普通化肥并配施200 kg·667 m-2生物有机肥（T1）、缓释肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有机肥（T2）。3次重复，共计12个小区，小区面积为36.5 m2。T1、T2处理依据莴笋需肥特性及养分平衡施肥理论进行设计施肥量，较当地常规施肥N减施23%，P2O5减施71%，K2O减施49%，化肥总量减施45.9%。缓释肥用量为132 kg·667 m-2，氮肥由缓释肥提供，磷钾肥不足的由过磷酸钙、硫酸钾补充。补施的过磷酸钙于第1次追肥时施入，氮钾肥分4次追施，每次追施比例为50%、15%、15%、20%，生物有机肥于播种前一次性施入。田间管理措施与当地农民习惯一致，具体施肥量见表2。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 干物质测定 于莴笋采收期每个小区随机采取9株样品用于2020年6月至7月进行指标测定。将样品按不同器官根、茎、叶分开，分别称鲜质量后置于烘箱105 ℃杀青30 min，然后在80 ℃下烘至恒重，称量各器官干质量。

1.4.2 养分含量 将烘干样品粉碎过筛，用H2SO4-H2O2消煮，分别采用钼锑抗比色法（UV-1780）、火焰光度法（FP6410）、全自动凯氏定氮法（K1100F）测定全磷、全钾及全氮含量[14]。

养分积累量/（kg·667 m-2）=各器官（根、茎、叶）干物质量×各器官（根、茎、叶）养分含量;

肥料利用率（RE）/%=（施肥区养分吸收量-不施肥区养分吸收量）/施肥量×100。

1.4.3 土壤各项指标 采用重铬酸钾容量法测定有机质含量，采用碱解扩散法测定碱解氮含量，采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定速效磷含量，采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定速效钾含量[15]。

采用Solarbio试剂盒反应，分光光度法测定过氧化氢酶（S-CAT）、脲酶（S-UE）、蔗糖酶（S-SC）、碱性磷酸酶（S-ALP）活性。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 26.0软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥模式对莴笋干物质积累与分配的影响

由表3可知，莴笋各处理不同器官根、茎、叶干物质积累量均表现为：T2>T1>CK>CK0。与CK相比，T1、T2处理莴笋干物质总积累量分别显著提高12.7%、19.4%。与CK相比，T1、T2處理叶片中干物质积累量分别显著提高13.4%、23.1%，茎中干物质积累量分别提高10.8%、11.6%，根系中干物质积累量分别提高17.8%、33.2%。各施肥处理叶片干物质积累量占整株51.9%～53.5%，茎占干物质积累量占整株37.0%～39.6%，根系干物质积累量占整株比则小于10%，其中，叶片分配率各处理间表现为T2>T1>CK。这表明缓释肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有机肥处理有利于提高莴笋各器官干物质积累量及叶片中干物质分配率。

2.2 不同施肥模式对莴笋氮素积累、分配与利用率的影响

由表4可以看出，与CK相比，缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥处理均可显著提高氮肥利用率，且T2处理比CK提高165.44%。与常规施肥相比，缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥处理植株叶片、茎氮素积累量均显著增加。与CK相比，T1、T2处理氮素总积累量分别显著提高28.98%、59.96%，叶片中氮素积累量分别提高27.70%、66.03%，茎中氮素积累量分别提高31.20%、47.81%，根系中氮素积累量分别提高32.26%、90.32%。各施肥处理各器官中氮素分配率均表现为叶>茎>根，叶片中氮素分配比例为59.84%～62.76%，其中T2处理叶片中氮素分配率最大，茎的分配则与叶片相反，根系中T1、T2处理分配率均大于CK，但差异不显著。这表明缓释肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有机肥处理可以提高氮素积累量、氮肥利用率以及使氮素合理分配。

2.3 不同施肥模式对莴笋磷素积累、分配与利用率的影响

由表5可以看出，与CK相比，缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥处理均可提高磷肥利用率，且T2处理较CK提高了581.58%。与常规施肥相比，缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥处理的植株叶片、茎、根系磷素积累量均增加。与CK相比，T1、T2处理磷素总积累量分别显著提高23.45%、54.48%，T2处理叶片、茎、根系磷素积累量分别提高46.34%、55.21%、75.00%，T1处理叶片、茎、根系磷素积累量分别提高14.63%、26.04%、37.5%。各施肥处理的各器官中磷素分配率均表现为茎>叶>根，茎中磷素分配率占66.41%～67.67%，其中T1处理分配率最大，T2次之，叶片的分配率与茎中相反，根系中则占约6%。这表明缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥处理可以提高磷素积累量、磷肥利用率以及使磷素合理分配。

2.4 不同施肥模式对莴笋钾素积累、分配与利用率的影响

由表6可知，与CK相比，缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥处理均可提高钾肥利用率，且T2处理较CK提升185.20%。与常规施肥相比，缓释肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有机肥处理的莴笋叶片、茎、根系钾素积累量均显著增加。相较CK，T1、T2处理钾素总积累量分别显著提高11.63%、22.23%，T2处理叶片、茎、根系钾素积累量分别提高24.52%、13.45%、60.77%。莴笋各施肥处理的各器官中钾素分配率表现为叶>茎>根，叶片中钾素分配率占47.17%～48.55%，其中T2处理最大，茎的分配率与叶片相反，根系分配率则不足10%。这表明缓释肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有机肥处理可以提高钾素积累量、钾肥利用率以及使钾素合理分配。

2.5 不同施肥模式对土壤养分含量的影响

由表7可知，与常规施肥相比，缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥可以提高土壤养分含量。与CK相比，T1、T2处理土壤全氮含量分别显著提高18.67%、46.67%，全磷含量分别提高8.43%、14.94%，全钾含量分别提高5.47%、11.00%。

与常规施肥相比，T1、T2处理土壤碱解氮含量分别提高13.10%、34.53%，速效磷含量分别提高10.96%、17.60%，速效钾含量分别显著提高15.16%、18.90%。

各施肥处理的土壤有机质含量比CK均有不同程度的提高，T1处理有机质含量高于CK，但差异不显著，T2处理则显著高于CK且提高27.80%。

2.6 不同施肥模式对土壤酶活性的影响

由表8可以看出，与常规施肥相比，缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥处理的土壤酶活性均提高。与CK相比，T1、T2处理蔗糖酶活性分别提高22.95%、58.47%，脲酶活性分别提高11.39%、40.51%，碱性磷酸酶活性分别提高3.17%、12.14%，过氧化氢酶活性表现为T2>T1>CK，且T1、T2处理与CK差异不显著。

2.7 不同施肥模式下土壤养分含量与土壤酶活性间相关性分析

由表9可知，过氧化氢酶活性与全氮、全钾、碱解氮、有机质含量均极显著正相关，与全磷、速效钾含量均显著正相关;脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性分别与全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均呈极显著正相关。

3 讨论与结论

干物质是作物光合作用产物的最高形式，其积累和分配与产量有密切关系[16]。笔者研究结果表明，与CK相比，T1与T2处理均显著提高了干物质积累量，且T2处理最高。这表明缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥有利于干物质的积累，与前人研究结果类似[4]。主要原因是缓释肥与生物有机肥为莴笋生长提供了长期且有效的养分及有机质含量，使得其干物质积累量增加。对于各施肥处理，干物质积累量在茎中的分配小于叶片中，可能是因为茎中的含水量大于叶片，表明莴笋茎脆嫩富含水分，具有较高的食用价值。

作物养分需求量与吸收规律是合理施肥的基础，也是不同生育进程养分供应的依据[17]。本研究结果表明，T2处理可以显著提高莴笋植株的氮、磷、钾素积累量及肥料利用率。与汤宏等[18]的研究结果类似，主要原因是缓释肥肥料释放速率缓慢，营养元素可发挥最大的肥效或利用率。生物有机肥含有一定的功能微生物，它们通过加快分解土壤外源有机物，达到释放氮、磷、钾的目的，在一定时间内通过活化作用提升土壤氮、磷、钾的供给，调节养分比例，减小地表径流造成土壤养分流失的概率[19]，进而提高肥料利用率。

土壤养分是土壤肥力中最重要的因素。本研究结果表明，与常规施肥相比，T2处理可以显著提高土壤全效、速效养分及有机质含量，与前人研究结果类似[8，20]，表明缓释肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有机肥处理对土壤养分含量有显著提升作用，可能是因为生物有机肥中含有大量有机物质及多种活菌，微生物活动加速有机质矿化分解，释放大量有效养分，缓释肥可以在蔬菜生长后期保持较高的氮磷钾供应水平，提高养分含量和土壤肥力[12，21]。

土壤酶是土壤物质循环和能量流动的重要参与者，参与土壤肥力形成和演变的全过程，是土壤生态系统中最活跃的组分之一[22-23]。本研究结果表明，与常规施肥相比，T2处理可以使土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和過氧化氢酶的活性提高，与前人研究结果一致[12，24]。究其原因是生物有机肥的施入增加了土壤有机质和有益菌，缓释肥的施入使养分合理释放，促进了根系生长，使得微生物活动更加旺盛，进而的提高土壤酶活性。

笔者通过相关性分析得出土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性与土壤养分含量间存在显著相关关系，结果表明土壤酶活性与土壤养分含量间有密不可分的联系，与前人研究结果一致[25-26]，表明缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥可以同时提升土壤酶活性与土壤养分含量，促进微生物活动，使土壤养分可被作物有效利用，形成土壤、作物、微生物间良性循环关系[26]。

综上所述，缓释肥部分替代普通化肥并配施生物有机肥，可提高莴笋产品器官干物质积累量、养分积累量、氮磷钾肥利用率，也可提高土壤养分含量、土壤酶活性，而且减少了化肥用量，其中，缓释肥部分替代普通化肥并配施400 kg·667 m-2生物有机肥处理效果最优。

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