不同追肥处理对大棚酸性土壤养分含量及树仔菜生长的影响

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　　摘    要：以大棚树仔菜为试材，分别施用复合肥和酸性土壤改良营养液追肥，比较分析2种不同追肥处理对树仔菜嫩梢产品农艺性状、品质、产量和土壤有效养分含量的影响，为改善大棚酸性土壤环境、树仔菜化肥减施增效等提供理论依据。结果表明，酸性土壤改良营养液追肥处理的试验区土壤pH值提高了 0.69个单位;试验区土壤有效磷含量变化趋势与对照区的差异显著，而有机质、有效磷、速效氮和速效钾含量变化趋势与对照区的差异不显著;酸性土壤改良营养液追肥处理的树仔菜嫩梢样品可食部分节杆长度、直径显著高于对照区，叶片数和分枝数显著低于对照区，单株质量差异不显著;同年6—12月试验区树仔菜产品总产量比对照区提高了6.90%，样品中蛋白质和维生素C含量比对照区分别提高了19.7%、31.2%，镉含量比对照区的降低了25.9%。
　　关键词：树仔菜;大棚酸性土壤;改良营养液;有效养分;产量;品质
　　中图分类号：S647   文献标志码：A   文章编号：1673-2871（2020）01-042-06
　　Abstract： In order to improve the acidic soil environment of the greenhouse and provide the theoretical basis for reducing fertilizer application and increasing effect of Sauropus androgynus， the Sauropus androgynus was used as material in this study， the compound fertilizer and acid soil improved nutrient solution were applied， the effects of the two different treatments on the agronomic characters， quality and yield of young shoots and soil available nutrient content were investigated. The results showed that application of acid soil improved nutrient solution could increase the soil pH by 0.69， the soil available phosphorus was significantly improved compared with control， while the soil organic matter， available nitrogen and potassium were found no significant difference compared with control. After treated by the acid soil improved nutrient solution， the length and diameter of the young shoots were significantly higher than those of the control， the number of leaves and branches were significantly lower than those of the control， while but there were no significant differences with the single plant weight between the treatment and control. After treated by the acid soil improved nutrient solution， the Sauropus androgynus yield in treated plot was 6.90% higher than that of  the control， the contents of protein and vitamin C in Sauropus androgynus were increased by 19.7%， 31.2% respectively compared with control， the Cd content of Sauropus androgynus sample in the treated plot was 25.9% lower than that of the control plot.
　　Key words： Sauropus androgynus; Greenhouse acid soil; Improved liquid fertilizer; Available nutrient; Yield; Quality
　　蔬菜大棚栽培是當前设施农业的主要模式[1]，与露地栽培比较，大棚栽培的优势为减少天气对蔬菜种植的影响，劣势为化肥、农药的使用量大[2-3]。树仔菜（Sauropus androgynus （L.） Merr.）是海南的特色蔬菜之一，因富含蛋白质、维生素C、纤维素等营养成分及其特殊的口感，逐渐成为海南中部山区的支柱产业，其大棚栽培在海南省各个地区都有大面积开展。树仔菜是一年多次采摘的多年生经济作物，施肥是保证树仔菜正常生长和提高产量、品质的重要措施之一[4]，目前施肥主要是以施用尿素、复合肥等速效化肥为主[5]。由于树仔菜多年连作，施肥种类单一或长期大量使用化肥，而且大棚环境封闭，空气流动性差[6]，表层盐渍化易产生土壤板结、土壤pH值下降、土壤养分不平衡等现象，从而引起树仔菜产量和品质降低，病虫害加重，连作障碍突出，严重制约了树仔菜的生长。研究表明土壤pH值降低，土壤中正电荷增加，对钾、钙、镁等养分离子的吸附量显著减少[7]，土壤养分容易随水淋失，造成土壤养分贫瘠;土壤pH值降低对土壤氮、磷的有效性也存在一定负效应[7]。因此，解决大棚种植长期大量施用化肥加重土壤酸化的问题是提高大棚树仔菜产量和品质的关键。已有大量研究表明[8-13]，利用石灰、钢渣磷肥、生物质炭以及钙镁磷肥等碱性物质可以快速提高土壤pH值和氮磷钾含量。但是，农户在生产实践中也认识到连年施用石灰会产生碳酸钙和硫酸钙沉淀而导致土壤板结，而且停止施用后存在更强的复酸化过程[14]。另外，钢渣磷肥、生物质炭等碱性固体物质大规模农用的环境风险还有待评价等[11-13]。为此，课题组研发了既可调节土壤pH值，又可供给树仔菜生长所需养分的含腐植酸酸性土壤改良营养液（以下简称改良液），改良液不会产生碳酸钙和硫酸钙沉淀，同时兼具调节土壤pH值和营养作物的功能。前期有关改良液调节树仔菜土壤pH值和降低树仔菜产品镉元素含量的研究结果表明[15-16]：改良液有效提高树仔菜酸性土壤pH值，对土壤pH的调节是一个平缓过程，不会造成土壤过碱的危害;施用改良液提高土壤pH值后，土壤交换性钙、镁和有效铁含量增加，土壤中Cd2+活性降低等。然而目前关于改良液追肥对大棚酸性土壤有效养分动态变化和树仔菜生长、产量、品质的影响研究尚处于空白。通过大棚小区试验和样品采集、室内分析测定，分析比较改良液和复合肥追肥对大棚酸性土壤pH值、有机质、氮磷钾等有效养分含量的动态变化和树仔菜生长、产量、品质的影响，探讨改良液替代复合肥追肥对大棚酸性土壤有效养分和树仔菜生长、产量、品质的作用效果，为改善大棚酸性土壤环境、树仔菜化肥减施增效、增加海南省山区树仔菜种植农户的经济效益等提供可参考的科学依据。 　　1 材料与方法
　　1.1 材料及试验地情况
　　试验品种为海南五指山地区广泛栽培的‘马来西亚种树仔菜’（由五指山宏河蔬菜专业合作社选育），试验地点位于海南省五指山市南圣镇什兰村普通透光塑料大棚基地，土壤为连续种植树仔菜13 a的设施内土壤。
　　供试肥料：改良液是中国热带农业科学院分析测试中心研发的碱性含腐植酸水溶肥料，pH（稀释为250倍）为10，N- P2O5-K2O为15%-5%-10%，腐植酸类别为胡敏酸类，主要成分为的腐植酸钠，其质量浓度大于30 g·L-1;复合肥为挪威雅苒国际有限公司生产的硫酸钾型复合肥料，N-P2O5-K2O为15%-15%-15%。
　　1.2 试验设计
　　树仔菜苗于2017年3月19日移栽，试验共设2个小区：试验区和对照区。试验区和对照区各设3个平行小区，面积（667 m2）等同，单因素随机区组设计。畦宽为120 cm，沟宽40 cm，株距20 cm，行距30 cm，每667 m2扦插8 000株。整个树仔菜生育期施肥以基肥和追肥方式进行，其中，1 000 kg·667 m-2有机肥作为基肥一次性施入土壤，每周追肥1次，追肥处理为：（1）对照区，常规施用復合肥，5.0 kg·667 m-2复合肥冲施;（2）试验区，2.5 kg·667 m-2改良液稀释500～600倍灌根冲施。试验区和对照区的基肥施用、设施条件、滴灌和施肥频次等田间管理条件相同。
　　1.3 采样与制样方法
　　土壤、树仔菜嫩梢样品的采集和制备参照《土壤农化分析方法》[17]。
　　土壤样品：采集同年6—12月土壤样品，参照S形线路采集表层土壤样品（0～20 cm），随机取5点，混合5点土壤样品，混匀后按照四分法选取待制样土壤样品，研磨过10目、20目、60目筛，分装入封口袋，保存供分析测试用。
　　树仔菜样品：采集同年6—12月树仔菜嫩梢样品，每份样品质量不少于1 kg，每份样品单独制样，洗净后晾干，取可食部分制成匀浆，冷冻存放，待测。
　　1.4 测定项目与方法
　　土壤pH值采用酸度计测定[18]，土壤有机质采用硫酸亚铁标准溶液滴定法[19]，土壤有效磷采用钼锑抗比色法测定[20]，土壤速效氮采用蒸馏法测定[17]，土壤速效钾采用1 mol·L-1乙酸铵浸提-原子吸收分光光度法[21]。树仔菜中蛋白质采用凯氏定氮法测定[22]，灰分采用重量法测定[23]，维生素C含量采用2，6-二氯靛酚滴定法[24]测定，膳食纤维含量采用洗涤法测定[25]，水分和脂肪值均采用烘箱干燥法[26-27]，镉含量采用湿法消解-电感耦合等离子体质谱仪测定[28]。
　　主要仪器：FE20实验室pH计，METTLER TOLEDO公司;MK II M6原子吸收光谱仪，Thermo Electron公司;kjeltec 8420凯氏定氮仪，FOSS公司;日立UV-3900紫外可见分光光度计，日本日立公司;NeXION 300X电感耦合等离子体质谱仪，Perkin Elmer公司。
　　1.5 数据处理
　　 试验数据采用Excel 2010进行相关数据的计算、处理和作图，用SPSS 16.0统计分析软件进行比较和数据差异显著性检验。
　　2 结果与分析
　　2.1 大棚酸性土壤pH值测定结果
　　施用改良液后，监测同年6—12月试验区和对照区表层土壤pH值，测定结果如图1所示，试验区土壤pH值由5.30上升至6.09，提升了0.69;对照区土壤pH值由5.67下降至4.55，下降了1.12;试验区和对照区土壤pH值变化趋势差异显著。随着改良液施用时间的累积，试验区表层土壤pH值先上升后回落然后又缓慢上升，土壤pH值没有出现偏碱的现象，可见改良液对土壤pH值的调节具有明显的缓冲能力。
　　2.2 大棚酸性土壤养分含量测定结果
　　由图2可知，改良液追肥至12月份，试验区土壤有机质、有效磷、速效氮、速效钾含量分为30.38 g·kg-1、168.00 mg·kg-1、34.59 mg·100 g-1、404.00 mg·kg-1，分别比6月份增加了5.88 g·kg-1、62.00 mg·kg-1、16.97 mg·100 g-1、193.33 mg·kg-1，相对增加24.00%、58.49%、96.32%、91.77%;比对照区增加4.02 g·kg-1、16.29 mg·kg-1、-6.09 mg·100 g-1、-92.33 mg·kg-1，相对增加15.26%、10.74%、-14.98%、-18.60%。试验区土壤有机质、速效氮和速效钾含量变化趋势与对照区差异不明显，而有效磷含量的变化趋势与对照区的差异明显。
　　2.3 两种追肥模式下树仔菜样品嫩梢组织农艺性状的比较
　　树仔菜属热带灌木，主要食用其嫩梢，因此嫩梢可食部分节杆长度、节杆直径、分枝等性状指标是反映树仔菜生长情况的关键指标。摘取同一时期试验区和对照区树仔菜样品嫩梢组织（20 cm），观测可食部分节杆长度、节杆直径、叶片数、分枝数和单株质量。从表1可知，试验区树仔菜嫩梢组织可食部分节杆长度、直径显著高于对照区，叶片数和分枝数显著低于对照区，单株质量差异不显著，试验结果表明，改良液替代复合肥追肥可以保证树仔菜产品的商品质量。
　　2.4 树仔菜产品产量统计结果
　　由图4可以看出，改良液追肥处理的试验区树仔菜产品6—12月总产量比对照区增产6.90%。随着追肥时间的累积，两种追肥方式下的树仔菜产品产量变化趋势相同，7—9月为树仔菜采收盛产期，9—12月试验区和对照区树仔菜产品产量略有下降，可能是温度、光照、降雨量等环境因素变化影响的结果，树仔菜产品产量总体呈下降趋势。 　　2.5 树仔菜产品品质测定结果
　　蛋白质、维生素C和膳食纤维含量是评价树仔菜营养品质的主要指标，而镉含量则是评价其安全品质的主要指标，测定结果见表2。两种追肥处理的树仔菜产品品质检测结果表明，试验区树仔菜蛋白质和维生素C含量极显著高于对照区，分别提高了19.7%和31.2%，而水分、灰分、膳食纤维和脂肪等指标含量与对照区的差异不显著。综合分析，树仔菜产品的营养品质以改良液追肥处理的最佳。
　　如表2所示，试验区和对照区树仔菜样品中镉含量存在显著差异，改良液追肥处理明显降低树仔菜产品镉元素的积累，含量为0.04 mg·kg-1，与对照区的比较降低了25.9%，已达到农产品无公害蔬菜安全镉限量值（<0.05 mg·kg-1）的要求[29]。
　　3 讨 论
　　3.1 改良液对大棚酸性土壤pH值的改良效果评价
　　土壤酸碱性是划分土壤类型、评价土壤肥力的重要指标之一。土壤酸碱度按pH值由小到大的顺序一般可分为极强酸性（pH<4.5）、强酸性（pH 4.5～5.5）、弱酸性（pH 5.5～6.5）、中性（pH 6.5～7.5）、弱碱性（pH 7.5～8.5）和强碱性（pH>8.5）[30]。树仔菜为多年生小灌木，对土壤适应性广，土壤pH值以5～8为宜[5]，但是海南省耕地土壤多为酸性至强酸性土壤。在大棚酸性土壤中施用改良液追肥，试验区土壤pH值平均值提高了0.69。而且，改良液对土壤pH值的提升是一个缓慢的过程，利用特有的缓冲体系配方，释放氢氧根，中和土壤溶液的氢离子，不会产生土壤偏碱的现象，测试结果与已有的研究一致[15-16]。
　　3.2 改良液对大棚酸性土壤有机质和有效养分的影响
　　土壤有机质的含量与土壤肥力水平密切相关，虽然多数土壤有机质含量仅占土壤总量的很小一部分，但它不仅是土壤氮、磷最重要的营养库，还具有改善土壤物理性状、增强土壤的保肥性和缓冲性、增强植物抗病能力等的作用[30]。改良液追肥的试验区土壤有机质比对照区相对增加了15.26%，试验结果表明，改良液对稳定或增加试验区土壤有机质含量具有积极影响，可见改良液不仅具有较明显的调酸效果，还具有培肥土壤的功能。氮、磷、鉀是植物生长发育必须的营养元素，也是肥料的三要素，不仅直接影响着植物的生长和产量的高低，而且与农产品的品质关系密切。虽然施用改良液追肥的试验区土壤有机质、速效氮和速效钾含量变化趋势与对照区的差异不显著，但也能达到复合肥追肥的效果，可以满足植物生长对有效养分的需求，在树仔菜样品农艺性状、产量和品质的测定结果中得到证实。
　　3.3 改良液对树仔菜产品农艺性状、产品品质和产量的影响
　　树仔菜属热带灌木，主要食用其嫩梢组织，分枝少、木质化程度低的嫩梢组织商品质量高。在相同田间管理下，施用改良液追肥的树仔菜样品嫩梢组织可食部分节杆长度和直径大于复合肥追肥处理的树仔菜样品，其叶片数和分枝数低于复合肥追肥处理的，观测结果表明改良液追肥处理的树仔菜样品嫩梢组织可食部分粗壮程度大于复合肥追肥处理的;另外，虽然改良液追肥处理的树仔菜样品嫩梢组织可食部分比复合肥追肥处理的粗壮，但两种追肥处理的单株样品质量差异不明显，主要原因为复合肥追肥处理的树仔菜样品嫩梢组织分枝和叶片数较多。试验区树仔菜产品6—12月总产量比对照区增产6.90%，说明改良液有效改善土壤土壤理化性质，使其处于适宜树仔菜生长的土壤环境，并且提供树仔菜生长所需养分，增强树仔菜营养吸收与抗逆性，提高树仔菜产量。两种追肥处理下的树仔菜产品品质比较，试验区树仔菜产品蛋白质和维生素C含量显著高于对照区，镉含量显著低于对照区，达到农产品无公害蔬菜安全要求，可见改良液追肥处理有利于提高树仔菜产品品质。
　　4 结 论
　　改良液替代复合肥追肥后能显著提高和保持大棚酸性土壤pH值。随着改良液施用时间的增加，土壤有机质、有效磷、速效氮和速效钾含量变化较为平缓，有效磷含量变化趋势与对照区的差异显著，不仅可以满足植物生长对有效养分的需求，还可以达到对土壤调酸和培肥同时进行的效果。试验区6—12月树仔菜产品总产量比复合肥追肥处理的对照区增加6.90%。在相同田间管理下，试验区树仔菜嫩梢组织可食部分节杆长度、直径显著高于对照区，叶片数和分枝数显著低于对照区，单株质量差异不显著。试验区树仔菜产品中蛋白质和维生素 C含量显著高于对照区，镉含量显著低于对照区，达到无公害蔬菜产品要求，可见改良液追肥可以有效保证大棚树仔菜产品产量和商品质量，可以替代酸性化肥作追肥施用。
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