范 悅,劉 萌,王登燕,孫國慶,張俊花,黃 偉
(河北北方學院 農林科技學院,河北 張家口 075000)
冀西北壩上地區(qū)20世紀90年代中期開始了蘿卜的種植,且種類以白蘿卜為主,目前,白蘿卜面積已經達到了7000多hm2;由于20多年的連續(xù)種植,重茬問題日益凸顯,白蘿卜的種植面積逐漸降低;近幾年,隨著市場對青蘿卜的需求增加[1],部分種植者又開始了青蘿卜的種植,面積已經達到了3000多hm2,經濟效益顯著,深受種植者和消費者的喜歡;但是目前該地區(qū)青蘿卜的肥料施用標準并不統(tǒng)一,復合肥的施用量從375 kg·hm-2到1875 kg·hm-2不等,施肥量隨意性大,導致青蘿卜生長差異大,土壤理化性質變化大,甚至對土壤產生較為嚴重的污染。
合理施肥是保證蔬菜高產的關鍵措施[2],合理施肥一定程度上會促進青蘿卜生長和土壤環(huán)境的改善,然而不合理的施肥措施,就可能導致青蘿卜產量、品質和經濟效益的下降[3-6]。王雪[7]等的研究結果表明,施用氮肥較CK顯著提高了蘿卜產量,蘿卜總干物質累積量與氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量呈(極)顯著正相關關系。劉慶葉等[8]、劉春華等[9]等研究了不同施肥處理對蘿卜生長和品質的影響,結果表明生物有機肥施用促進了白蘿卜產量和品質的提高。C.C.COSTAetal研究了不同來源和不同用量的有機肥對蘿卜生長的影響后,認為在有機肥用量達21.3 t·hm-2時,蘿卜肉質根形成的百分率增加較多[10]。
合理施用肥料不僅要對作物品種、肥料增產效應加以考慮,還要評估肥料對土壤產生的影響。邢世和等研究了不同比例的粉煤灰、濾泥、化肥制成的混合物對蘿卜土壤性質、產量和品質的影響,結果表明,施用適量配比的混合物對改善土壤、培肥地力、增產和提質效果明顯[11]。丁建林等研究了不同施肥處理對蘿卜土壤性質的影響,結果表明0~20 cm土層較20~40 cm土層養(yǎng)分含量高[12]。張潘丹等研究了雞糞、豬糞和城市污泥不同用量對蘿卜土壤肥力的影響,認為在氮磷鉀肥施用量一致的情況下,施用雞糞可使蘿卜吸收最大量的氮磷鉀養(yǎng)分[13]。
目前,冀西北壩上地區(qū)有關青蘿卜施肥方面的研究尚屬空白,青蘿卜生產中不平衡施肥現(xiàn)象極為普遍,肥料資源浪費巨大,環(huán)境污染日趨嚴重,這些問題亟需解決。因此,本研究以青蘿卜“綠翡翠”為試驗材料,開展不同施肥處理對青蘿卜生長和土壤性質的影響,以期優(yōu)化該區(qū)青蘿卜的施肥技術方案,為青蘿卜在該區(qū)高效優(yōu)質生產提供實踐指導。
試驗于2020年6-8月在河北省尚義縣小蒜溝鎮(zhèn)勿亂溝村青蘿卜種植基地進行。
以當地主栽青蘿卜品種“綠翡翠”為材料,以復合肥(N-P2O5-K2O:17-17-17)為基肥,以肥爾得2號(N-P2O5-K2O:25-5-20)、肥爾得4號水溶肥(N-P2O5-K2O:18-7-25)以及硫酸鉀和海藻酸肥料為追肥;對照(CK)追肥采用高鉀肥料(N-P2O5-K2O:17-8-25)。所有試驗材料均由尚義縣塬地農產品種植專業(yè)合作社提供。試驗地土壤基本理化性狀見表1。
表1 試驗土壤理化性狀
本茬青蘿卜(中型)生育期為60~70 d,產量最高為60 000 kg·hm-2,根據每生產青蘿卜1 000 kg,N、P2O5、K2O需求量分別為2.80、1.37、4.11 kg來計算,則達成目標產量60 000 kg·hm-2,N、P2O5、K2O需求量分別為168.0、82.2、246.6 kg·hm-2。
根據上述產量和養(yǎng)分需求目標,試驗共設5個處理,各處理養(yǎng)分施用量見表2。推薦施肥量是依據基礎土壤肥力(表1)和當地青蘿卜生產實際設定,推薦N(1.35)、P2O5(1.2)、K2O(1.0)施用總量分別為226.80、99.00、246.90 kg·hm-2。
表2 試驗施肥設計
青蘿卜于6月27日采用專用播種機播種,播種的株行距為0.15 m×0.40 m,試驗小區(qū)壟長為70 m,壟寬為0.75 m,3次重復,隨機區(qū)組排列。采用滴灌方式進行澆水和追肥,田間管理一致,8月31日收獲。
對照(CK)追肥采用高鉀肥料,分別在蓮座期和肉質根膨大期進行,每次追施量為225 kg·hm-2;處理1、處理2、處理3和處理4在蓮座期追施肥爾得2號水溶肥,追施量依次為321.60、401.70、481.95和401.70 kg·hm-2;處理1、處理2、處理3和處理4在肉質根膨大期追施肥爾得4號水溶肥,追施量依次為297.75、372.00、446.25和372.00 kg·hm-2,同時每個處理再追施1次硫酸鉀,用量依次為21.60、27.15、32.55、27.15 kg·hm-2。處理4于蓮座期和肉質根膨大期追施海藻酸各1次,每次用量為180 g·hm-2。
1.3.1 植株生長指標測定
于不同生長時期從每個小區(qū)中隨機選取青蘿卜5株,進行株高、最大葉長和葉寬、根長和根粗的測定。
1.3.2 土壤養(yǎng)分測定
分別于播種前及收獲時,采用5點取樣法鉆取0~20 cm土層的土樣,去除石子等雜物,自然晾干之后,過1 mm篩,用于測定土壤的氮、磷、鉀、有機質、pH指標。采用重鉻酸鉀容量法測定有機質含量[14];采用堿解擴散法測定[14]堿解氮;采用0.5 mol·L-1的NaHCO3浸提,鉬銻抗比色法測定速效磷[14];采用火焰光度計法[14]測定速效鉀;用pH計測定土壤的pH值。
采用Excel 2010對試驗數據進行處理和作圖。采用SPSS 17.0進行差異顯著性檢驗(P<0.05)。
圖1 不同施肥處理對青蘿卜株高的影響
圖1數據表明,各處理株高隨著青蘿卜生長時期向后延伸而漸漸增大,收獲時達到最高值。從青蘿卜生長的前3個時期看,各處理株高增幅大于后兩個生長時期株高的增幅。從各個生長時期來看,苗期CK株高明顯大于其他各個處理;蓮座期以處理3株高最大,處理4次之,CK明顯小于其他處理;肉質根膨大期各處理的株高表現(xiàn)趨勢與蓮座期一致;收獲時,青蘿卜生長基本趨于穩(wěn)定,株高不再大幅度增加,處理3、處理4的株高與CK相比,分別提高了12.15%和9.09%;除了苗期之外,CK株高在其他生長時期均最小,且顯著低于其他處理;可見,在青蘿卜苗期,菜農傳統(tǒng)的大量施肥習慣對青蘿卜株高具有明顯的促進作用,而在其他生長時期顯著低于其他處理,處理3、處理4對青蘿卜株高的促進作用好于其他施肥處理。
表3 不同施肥處理對青蘿卜葉長和葉寬的影響
表3是青蘿卜在不同生長時期葉片生長的動態(tài)變化。由表3數據看出,苗期各處理葉長和葉寬不存在顯著差異。蓮座期仍以處理3的葉長最大,處理4其次,但其與處理3之間差異不顯著,各處理之間在蓮座期葉寬沒有顯著差異。
肉質根膨大期,葉長在各個推薦施肥量處理間無明顯差異,但卻顯著高于常規(guī)施肥處理(CK),而葉寬數據大小順序與葉長是一致的。收獲時,只有處理1的葉長與CK沒有顯著差異,葉寬則與葉長表現(xiàn)不同,除了處理3之外,其他處理則與CK均無明顯差異??梢?,處理3、處理4較傳統(tǒng)施肥CK可促進青蘿卜葉長和葉寬的增長,促進青蘿卜的營養(yǎng)生長和生物量積累,兩處理差異不顯著,但是處理4的施肥量較處理3少20%,表明處理4能更好的節(jié)約成本,提高青蘿卜的經濟效益。
圖2 不同施肥處理對青蘿卜根長的影響
從圖2根長變化來看,苗期以處理3根長最大,CK根長最小,且CK明顯低于其他處理;蓮座期與苗期的根長趨勢表現(xiàn)相一致。處理3的根長在肉質根膨大期是所有處理中最大的,處理4其次,這與此期補充了硫酸鉀肥有關;進入收獲期,處理3的根長顯著高于其他處理,處理4位居第二,二者根長較CK分別提高了8.57%和5.64%??梢姡幚?、處理4都可有效提高青蘿卜的根長,但處理3施肥量最大,而處理4較處理3節(jié)肥方面更為突出。
由圖3不同施肥處理對青蘿卜根粗的影響來看,各處理的表現(xiàn)不同于根長。在苗期結束時,處理3和處理4的根粗最大,CK最??;處理3的根粗在蓮座期也是最大,處理4位居第二;肉質根膨大期結束時,青蘿卜根粗表現(xiàn)基本與蓮座期相同;但當青蘿卜收獲時,青蘿卜根部較前一個時期都有明顯增粗,仍以處理3的根粗最大,處理4次之。由此可見,處理3、處理4更利于青蘿卜根長和根粗的生長,處理3效果較處理4略好,但是處理3較處理4施肥量增加了20%。
圖3 不同施肥處理對青蘿卜根粗的影響
圖4為青蘿卜收獲時和種植前0~20 cm土層的有機質含量差值,即盈余狀況。從圖4來看,有機質的盈余狀況依據施肥量的增多呈現(xiàn)上升的變化,有機質在CK、處理1、處理2施肥量時均表現(xiàn)為虧損,CK的虧損最大,為2.47 g·kg-1,處理3沒有虧損,為0.12 g·kg-1,處理4盈余最多,為1.84 g·kg-1,表明處理4能促進土壤結構改善。
圖4 不同施肥處理下土壤有機質的盈余狀況
在青蘿卜種植前和收獲后,0~20 cm土層的pH值見表4。在前期調查和研究工作中發(fā)現(xiàn)冀西北壩上地區(qū)土壤普遍偏堿性,由表4可看出,在不同的施肥處理下,土壤的pH值發(fā)生了一定變化,CK、處理2、處理3均未改善土壤堿性的土質;與CK相比,處理1使土壤堿性降低了1.88%,處理4降低了5.14%;由此可見,處理4降低了冀西北壩上地區(qū)堿性土質,處理4與處理2施肥量相同,但相對于處理2而言,處理4可明顯改善土壤堿性,這可能與處理4葉面噴施海藻酸肥料有關。
表4 不同施肥處理下土壤pH值
圖5是青蘿卜收獲后,0~20 cm土壤中養(yǎng)分的盈余狀況,由圖5看出,土壤的氮磷鉀盈余狀況依據施肥量的不同走勢大致相同。
圖5 不同施肥處理下土壤氮磷鉀盈余狀況
就堿解氮而言,5個處理均為虧損狀態(tài),處理4土壤堿解氮虧損量最大,為56.44 mg·kg-1,較CK降低了0.66%,處理1虧損量最少,為37.59 mg·kg-1,較CK盈余量增加了32.96%,處理2、處理3堿解氮盈余量較CK分別增加了17.64%和1.66%,可見,處理4的堿解氮吸收效果最好。
青蘿卜收獲時,除CK外,土壤速效磷含量隨著施肥量的增多而下降,在增施海藻酸肥后有所改善,處理1、處理4均為盈余狀態(tài),處理2土壤速效磷的盈余狀況與種植前基本持平,CK、處理3表現(xiàn)為虧損狀態(tài),而處理4的土壤速效磷的含量顯著提高,為15.77 mg·kg-1,由此看出,處理4可有效改善土壤磷含量,這與增施海藻酸有關。
由圖5還可知,速效鉀的盈余狀況均為虧損,土壤速效鉀的盈余狀況規(guī)律與堿解氮、速效磷相同,CK虧損最多,為43.6 mg·kg-1,而處理4的虧損最少,為18.92 mg·kg-1。
前人研究表明,合理的施肥配比能促進蔬菜的生長發(fā)育,增加農藝性狀[15-17]。
已有研究表明[18-20],海藻中富含的60多種活性物質與有效成分能夠提供蔬菜生長所需要的各種營養(yǎng)成分,有利于蔬菜根系發(fā)達,增強其對土壤中養(yǎng)分、水分和氣體的充分吸收與有效利用,加快養(yǎng)分、水分和光合產物在植株體內的運輸,有效提高光合作用效率。海藻肥含有許多從海藻中提取的天然生物活性物質,以及海藻從海洋中吸收并富集在體內的多種礦物質營養(yǎng)元素,能夠滿足作物生長發(fā)育對營養(yǎng)的需求[21]。
本試驗結果表明,處理3、處理4的植株生長在整個生長期均較CK有顯著的提高,處理3、處理4的各項生長指標,如株高、最大葉片長度和寬度、根長與根粗等都較CK增幅明顯。這說明120%推薦施肥量處理(處理3)可以促進青蘿卜植株的生長,這種促進作用是建立在多施肥的基礎上的,而推薦施肥量+海藻酸肥料處理(處理4)在比處理3少施20%的情況下,同樣有利于青蘿卜的生長,這可能與處理4施用海藻酸肥料有關,也與王穎、王濤等[22-23]的研究一致。
pH值是用以衡量土壤酸堿度的指標,也是對土壤微量元素臨界值、有機質分解、元素釋放和遷移規(guī)律等產生重要影響的參數之一[24];土壤肥力可以通過土壤中有機質含量高低來直接體現(xiàn)[25],土壤營養(yǎng)狀況能夠通過植物需求和收獲時帶走最多的氮、磷、鉀3大營養(yǎng)元素含量來反映。許多研究表明,合理的施肥量和施肥措施都可有效地改善土壤環(huán)境,促進植物生長和提高產品品質[26-30]。本試驗中,在青蘿卜整個生長期結束后,處理4土壤堿解氮的含量較CK降低了0.66%,虧損量最大,土壤速效磷的含量較其他處理有著顯著的提高,較CK提高了14.76%,土壤速效鉀以處理4的虧損量最少,較CK提高了56.61%,而其有機質含量較CK增加173.28%,是所有處理中增加最多的,土壤pH值從7.98降為7.57,使土壤更接近中性,而處理3的pH則從7.98變?yōu)?.05,土壤堿性并未改善??梢姡幚?促進了土壤有機質含量增加、改良了土壤理化性狀,同樣在土壤養(yǎng)分含量上,處理4能更加促進青蘿卜對營養(yǎng)物質的吸收和養(yǎng)分利用。因此,推薦施肥量+增施海藻酸肥處理(處理4)可有效改善青蘿卜種植土壤的理化性狀,提高氮磷鉀含量,改善土壤肥力,這與前人研究結果相一致[31-33]。
綜合各項指標來看,處理4是適合冀西北壩上地區(qū)青蘿卜的施肥方案。