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烟梗有机肥对莴笋产量的影响

2020-12-07鲁贤鲁蓉王体艳贾俊状邓丹李美王弢胡小康

现代农业科技 2020年19期
关键词:莴笋产量

鲁贤 鲁蓉 王体艳 贾俊状 邓丹 李美 王弢 胡小康

摘要    通过田间试验,研究以烟梗为原材料发酵制成的2种水溶性液态有机肥对洱海流域莴笋产量的影响,并分析有关产量性状的表现。结果表明,在不施用肥料的情况下,莴笋茎杆重量为(408.4±47.8)g/株,折合产量为30 704 kg/hm2;施用化肥(施氮量为255 kg/hm2)和烟梗有机肥均能在一定程度上提高莴笋的产量,施用氮和钾含量均为47.26 g/kg的烟梗有机肥处理莴笋产量最高,其茎杆重量为(491.8±67.4)g/株,折合产量为36 977 kg/hm2,分别较不施肥对照和施用化肥处理高20.4%和18.2%,并且增加了莴笋茎杆长度;4个处理間的莴笋叶片重量、茎杆周长差异均不显著。综上所述,施用烟梗有机肥能增加莴笋产量以及单株莴笋的重量和长度,从而提高莴笋的商品价值和生产效益,并大幅度降低化肥用量。

关键词    莴笋;烟梗有机肥;产量;洱海流域

中图分类号    S636.2;S141;S481+.9        文献标识码    A

烤烟是云南省的重要产业,2018年云南省烤烟播种面积达到40.16万hm2,烟叶产量为84.47万t,产值为244.47亿元,占全省种植业总产值的10.9%[1]。烟梗是烤烟种植和生产过程中产生的废弃物,其处理和利用方式是烤烟产业所面临的一个重要问题,特别是对于中国烤烟产业第一大省云南省而言,这一问题尤为突出。如果采用传统的焚烧或卫生填埋等方式处理烟梗,将会给大气、水体及土壤造成严重污染;如果通过科学的方式对烟梗进行加工处理,将其转化为有机肥,充分利用其富含的有机质和矿质养分元素,则可促进作物生产,改善土壤肥力[2-3]。当前,将烟梗制作成有机肥的主要方法是生物发酵处理,以达到消灭烟梗携带的病原菌及降低烟碱、尼古丁酸、茄尼醇等有害物质的目的[4]。有学者研究探讨了烟梗有机肥在农业生产上的应用潜力,并取得了良好效果。耿明明等[5]研究表明,与施用化肥相比,施用烟梗有机肥可以增加土壤有机质、速效磷和速效钾含量,提升烤烟的产量和品质,同时降低烤烟多种病害的发病率和病情指数。王亚麒等[3]研究表明,施用烟梗有机肥不仅增加了玉米、花椰菜及杨梅等果蔬的产量,而且显著改善了土壤养分含量和微生物状况。

莴笋(Lactuca sativa L. var. asparagine Bailey)是一种重要的蔬菜,营养丰富、加工方式多样、环境适应能力强,因而在国内外被广泛种植[6]。大理洱海流域气候温和,常年具备种植莴笋的条件,莴笋是该流域内主要栽培的蔬菜之一。当地作物栽培过程中长期普遍存在过量施用化肥的问题,给洱海水体健康带来巨大威胁[7-8]。2016年,因蔬菜种植导致的总氮和总磷流失量分别占洱海水环境氮、磷承载力的37.4%和7.6%,是流域内农业面源污染物的重要来源[9]。因此,降低以莴笋为代表的蔬菜种植过程中的肥料施用量,减少肥料向环境中的流失,已经成为流域内农业生产亟须解决的重要生态环境问题。

基于以上背景,本研究在云南大理洱海流域开展田间试验,研究烟梗有机肥对莴笋产量的影响,并将其与化肥的肥效进行比较,以期为流域内莴笋以及其他蔬菜作物栽培过程中应用烟梗有机肥提供参考,探索降低洱海流域农业面源污染的潜在技术措施。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

试验地点在大理大学农学实验站,地理位置为北纬25°41′3″、东经100°10′30″,海拔2 002 m,地处云南省大理市的洱海流域,流域的气候为亚热带高原季风气候类型。近30年间,年均温15.5 ℃,最暖月(7月)和最冷月(1月)月均温分别为20.1 ℃和8.6 ℃;年降水量1 060 mm。0~50 cm土层容重为1.22~1.46 g/cm3,pH值为5.3,有机质含量为3.0%~6.7%,速效磷(以P2O5计)含量为76.4~225.3 mg/kg。

1.2    试验材料

供试莴笋品种为红贵族(四川省绵阳科兴种业有限公司)。供试肥料为中微量元素水溶性化肥(Mg、S、B、Zn、Fe含量分别为8.0%、10.0%、0.2%、0.4%、0.4%)、51%氮磷钾三元复合肥(17-8-26)、烟梗有机肥A、烟梗有机肥B。2种有机肥均为烟梗发酵后制成的滤液,为液体状水溶性肥料,其中,烟梗有机肥A的氮和钾含量均为46.57 g/kg,烟梗有机肥B的氮和钾含量均为47.26 g/kg。

1.3    试验设计

试验共设4个处理,分别为不施肥作对照(CK)、化肥处理、烟梗有机肥A处理和烟梗有机肥B处理。设4次重复,试验各小区随机区组排列,试验期间各处理施肥量见表1。

1.4    试验实施

田间试验于2019年10月19日播种,莴笋株距35 cm,行距38 cm,播种密度为75 188株/hm2。2020年3月15日收获,共持续149 d。播种前将小区起垄,垄宽1.5 m、长6 m、高25 cm,垄上覆盖透明塑料薄膜。塑料薄膜自带种植孔,相邻种植孔的纵横间距分别为35 cm和38 cm,即本试验所采用的株行距。种子采用直播的方式进行种植,每个种植孔播种3~5粒种子。幼苗长到约5 cm高度时进行间苗,使每个种植孔保留健壮幼苗1株。

化肥处理按照研究区域农民普遍采用的肥料管理模式进行操作,在第1、2、4次施肥期时,施用中微量元素水溶性化肥,水溶性化肥用200倍(质量比)水溶解后浇于莴笋基部;第3次施肥期施用51%氮磷钾三元复合肥(17-8-26),复合肥穴施于莴笋基部附近5~10 cm深并覆土,同时浇与其他处理等量的清水;第5次和第6次施肥时期不施肥,只浇与其他处理等量的清水。施用2种烟梗有机肥时,兑水稀释200倍(质量比)后浇于莴笋基部。对照不施肥处理在每次施肥时只浇等量的清水。各处理在整个试验期间的施肥总量:不施肥处理为0 kg/hm2;化肥处理为1 500 kg/hm2(纯N、P2O5、K2O用量分别为255、120、390 kg/hm2);烟梗有机肥A处理和烟梗有机肥B处理均为750 kg/hm2,其中烟梗有机肥A的氮、钾施用量均为34.93 kg/hm2,烟梗有机肥B的氮、钾施用量均为35.45 kg/hm2。

1.5    测定内容与方法

在莴笋收获时进行采样和指标测定。将莴笋从齐地面的位置切断,平均每个小区采集莴笋约38株。测定的指标包括莴笋茎杆鲜重、叶片鲜重、茎杆基部周长(表征莴笋的粗细)、茎杆长度。进行指标测定时,以单株莴笋为测定单元进行单独测定和记录。

试验地点的气候特征采用位于试验地附近的大理气象观测站近30年的观测数据。莴笋生长期间的土壤温度和水分含量采用EM50(Decagon Devices,Inc.USA)进行监测。在田间选取2个相距约6 m的监测点,在每个监测點深度为10 cm和30 cm的土层中安装EM50的温湿度探头,每10 min采集土壤温湿度数据1次。

1.6    数据统计分析

单个小区所有莴笋各指标的平均值代表小区各指标的数值,同一处理的4个重复小区各指标的平均值代表该处理各指标的数值。莴笋的经济产量系数为经济产量(即莴笋茎杆鲜重)与莴笋地上部总重(即茎杆与叶片的总鲜重)的比值。

用单因素方差分析检验处理效应的显著性。用TukeyHSD方法进行多重比较,分析各处理间的差异是否显著,显著性检验的水平为P<0.05。统计分析所用工具为R软件。

2    结果与分析

2.1    土壤温湿度状况

由图1可以看出,10 cm和30 cm深度土层中,日均温分别为13.6 ℃(变化范围为8.9~20.4 ℃)和13.9 ℃(变化范围为10.1~19.5 ℃),瞬时最低温分别为4.1 ℃和9.2 ℃,瞬时最高温分别为24.1 ℃和20.0 ℃;二者的水分含量日均值分别为0.27 cm3/cm3(变化范围为0.19~0.46 cm3/cm3)和0.34 cm3/cm3(变化范围为0.31~0.42 cm3/cm3),瞬时最低含水量分别为0.19 cm3/cm3和0.30 cm3/cm3,瞬时最高含水量分别为0.49 cm3/cm3和0.43 cm3/cm3。

2.2    莴笋产量

由图2(a)可以看出,不施肥处理(CK)的莴笋重量为(408.4±47.8)g/株(折合产量为30 704 kg/hm2),施用化肥及有机肥均能在一定程度上增加莴笋的产量。其中,产量最高的是施用烟梗有机肥B处理,达到(491.8±67.4) g/株(折合产量为36 977 kg/hm2);其后依次为烟梗有机肥A处理和化肥处理,莴笋重量分别为(458.5±48.9)g/株和(416.2±26.6)g/株(折合产量分别为34 471 kg/hm2和31 296 kg/hm2)。与不施肥处理(CK)相比,烟梗有机肥A处理和烟梗有机肥B处理产量分别增加12.3%和20.4%;与施用化肥处理相比,分别增加10.2%和18.2%,但各处理间产量差异不显著。

由图2(b)可以看出,不施肥处理(CK)、化肥、烟梗有机肥A及烟梗有机肥B等4个处理莴笋叶片鲜重分别为(371.8±34.6)g/株、(428.8±16.7)g/株、(427.0±41.4)g/株及(418.6±38.5)g/株,经济产量系数分别为0.52、0.49、0.52、0.54。各处理间的叶片鲜重差异不显著,但施用肥料的3个处理的叶片鲜重与不施肥处理(CK)相比,有较为明显的增加趋势。

2.3    莴笋产量性状

由图2(c)可以看出,不施肥处理(CK)、化肥、烟梗有机肥A和烟梗有机肥B等4个处理的莴笋茎杆基部周长分别为(17.7±0.4)cm、(17.2±0.2)cm、(17.9±0.5)cm及(17.7±0.5)cm,各处理间无显著差异。由图2(d)可以看出,不施肥处理CK、化肥、烟梗有机肥A和烟梗有机肥B等4个处理莴笋茎杆长度分别为(29.0±1.7)cm、(32.6±2.1)cm、(31.7±2.1)cm及(33.8±3.2)cm,烟梗有机肥B处理的莴笋茎杆长度最长,较不施肥处理(CK)长16.6%(P<0.05);施用化肥及烟梗有机肥A处理的莴笋茎杆长度与不施肥处理(CK)和施用烟梗有机肥B处理的差异均不显著。

3    结论与讨论

整个田间试验期间,土壤的温度都处于有利于莴笋生长发育的水平,土壤含水量也比较充足,环境温湿度状况没有对莴笋生长发育构成胁迫,能够保证莴笋正常生长[10]。与不施肥对照和施化肥相比,2种烟梗有机肥均能促进莴苣的生长,提高产量,且烟梗有机肥B(氮和钾含量均为47.26 g/kg)的促进效果优于烟梗有机肥A(氮和钾含量均为46.57 g/kg)。尽管烟梗有机肥B处理的氮和钾施用量均仅为35.45 kg/hm2,是施用化肥处理的13.9%和9.1%,但其产量却较施用化肥的处理高18.2%。说明施用烟梗有机肥B有利于研究区域的莴笋生产。

从莴笋的经济产量系数来看,施用烟梗有机肥B处理最高,施用化肥处理最小,表明烟梗有机肥B对莴笋茎杆生长的促进作用较对叶片生长的促进作用强;化肥处理导致莴笋叶片旺长,对茎杆生长不利。在洱海流域的另一研究也发现,肥料用量过多会导致莴笋经济产量系数下降[11]。此外,不少研究还发现,肥料用量过多也会直接导致莴笋产量下降[12-14]。本研究表明,研究区域莴笋生产的现有肥料管理模式存在肥料严重过量施用的风险,这不仅给莴笋高产造成负面影响,而且可能给洱海流域生态环境保护带来巨大威胁。

就莴笋的产量性状而言,施用烟梗有机肥B主要通过促进莴笋茎杆长度的增加来提升产量,而对莴笋的粗细(基部周长)影响不明显。类似的研究也表明,莴笋茎杆的重量更多地取决于茎杆的长度,茎杆的粗细对其重量影响很小[15]。施用烟梗有机肥对莴笋茎杆长度的促进作用还能增加莴笋的商品性,提高其经济价值。

综上所述,施用烟梗有机肥,一方面,能提高莴笋的产量和商品性,大幅度降低化肥用量,减少化肥投入的支出,节约生产成本,提高莴笋生产的经济效益;另一方面,其具有培肥土壤、有效降低洱海流域农业面源污染的巨大潜力。

4    参考文献

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文章编号   1007-5739(2020)19-0059-04

基金项目   云南省科技厅地方本科高校基础研究联合专项青年项目(2019FH001〔-105〕);大理大学博士科研启动费项目(KYBS2018028)。

通信作者

收稿日期   2020-05-30

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