有機(jī)氮不同替代量對西蘭花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

江波 薛貞明 王靜 徐濟(jì)春 陳夢玲 武際

摘要 研究不同有機(jī)氮替代量對西蘭花產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為該地區(qū)西蘭花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明，有機(jī)替代能夠不同程度地提高西蘭花產(chǎn)量和品質(zhì)。相較于不施化肥和全量化肥處理，有機(jī)替代處理西蘭花產(chǎn)量分別提高30.6%～43.7%和4.7%～15.3%，其中有機(jī)氮替代30%時產(chǎn)量增加幅度最大。西蘭花硝酸鹽含量在有機(jī)氮替代30%時較不施化肥處理降低12.9%，替代50%時提高26.2%;維生素C含量在有機(jī)氮替代30%和50%時分別增加21.0%和2.9%。有機(jī)氮替代對西蘭花還原糖含量的影響不明顯。該試驗(yàn)條件下，有機(jī)氮替代30%時最有利于提高西蘭花產(chǎn)量及品質(zhì)。

關(guān)鍵詞 有機(jī)替代;西蘭花;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號 S-635.3? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）11-0142-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.11.039

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of Substitution Proportion of Organic Nitrogen on Broccoli Yield and Quality

JIANG Bo1，XUE Zhen-ming1，WANG Jing2? et al

（1. Agricultural Technology Popularization Center of Lujiang County， Lujiang， Anhui 231500;2. Institute of Research for Soil and Fertilizer，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Anhui Key Laboratory of Nutrient Cycling，Resources and Environment，Hefei， Anhui 230031）

Abstract The effects of different substitution proportions of organic nitrogen on broccoli yield and quality were studied to provide scientific basis for higher production of broccoli. The results showed that organic substitution could improve the yield and quality of broccoli. Compared with no fertilizer treatment and the total chemical fertilizer treatment，the yield of broccoli in organic nitrogen substitution treatments increased by 30.6%-43.7% and 4.7%-15.3%， respectively， and the yield of broccoli reached the highest when organic nitrogen was replaced by 30%. The nitrate content of broccoli decreased by 12.9% and increased by 26.2% when the organic nitrogen was replaced by 30% and 50%， while the vitamin C content of broccoli increased by 21.0% and 2.9%， respectively. The effects of organic nitrogen substitution on reducing sugar contents of broccoli were not obvious. Under the condition of this experiment， replacing 30% of chemical nitrogen with organic nitrogen is the optimal proportion to improve the yield and quality of broccoli.

Key words Organic substitution;Broccoli;Yield;Quality

合理利用有機(jī)肥資源、有機(jī)肥替代部分化肥，是實(shí)現(xiàn)我國到2020年化肥零增長目標(biāo)的重要途徑之一。我國有機(jī)肥資源巨大且并未得到充分利用，因此采取有效措施，促進(jìn)有機(jī)資源的開發(fā)利用對于我國糧食增產(chǎn)和資源有效利用具有重要意義[1]。配施有機(jī)肥能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)、土壤微生物含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的養(yǎng)分容量[2]，減少養(yǎng)分通過地表徑流、侵蝕和淋溶等途徑流失，從而提高作物產(chǎn)量、改善營養(yǎng)品質(zhì)[3]。目前，在玉米、小麥、馬鈴薯、水稻、蔬菜等作物開展了較多有機(jī)肥替代化肥的研究。研究表明，在相等的總氮量投入下，50%～100%是黃土高原干旱半干旱區(qū)砂田西瓜有機(jī)氮替代無機(jī)氮的適宜水平，對砂田西瓜增產(chǎn)增效提質(zhì)作用顯著[4];連續(xù)有機(jī)氮替代40%無機(jī)氮處理提高土壤質(zhì)量和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、提高土壤抑病性作用、滿足香蕉生長、提高香蕉產(chǎn)量最為顯著[5]。

西蘭花（Brassica oleracea L.var italica）又名青花菜、綠花菜、意大利芥藍(lán)等，屬十字花科蕓苔屬以綠色花球?yàn)楫a(chǎn)品的甘藍(lán)種的一個變種[6]。由于西蘭花富含保健成分維生素C和抗癌化合物蘿卜硫素，是歐美和東南亞一些國家和地區(qū)的主要蔬菜之一，成為我國沿海地區(qū)重要的出口創(chuàng)匯及內(nèi)銷蔬菜之一，我國年生產(chǎn)面積達(dá)2萬hm2，產(chǎn)量達(dá)30萬t[7]。西蘭花連作較多，由于多年種植同一種作物和相同的施肥模式，造成土壤結(jié)構(gòu)變差以及西蘭花產(chǎn)量低、品質(zhì)差等重茬障礙[8]。筆者通過有機(jī)肥替代不同比例化肥氮肥對西蘭花產(chǎn)量及品質(zhì)的影響研究，探討有機(jī)肥替代化肥的最佳比例及作用效果，以期為該地區(qū)西蘭花優(yōu)質(zhì)高效栽培和肥料資源的高效利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所選炎秀西蘭花原產(chǎn)日本，由廣東金農(nóng)農(nóng)業(yè)科技有限公司進(jìn)口;有機(jī)肥為安徽祥豐肥業(yè)有限公司生產(chǎn)的雞糞有機(jī)肥，N、P2O5和K2O含量分別為2.2%、6.8%和3.5%;尿素來自中鹽安徽紅四方股份責(zé)任有限公司，含N 46.4%;磷肥為銅陵市金磷復(fù)合肥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的過磷酸鈣，P2O5含量12%;硫酸鉀來自安徽省司爾特肥業(yè)股份有限公司，K2O含量60%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在安徽省廬江縣北圩農(nóng)作物種植專業(yè)合作社大棚內(nèi)進(jìn)行，種植制度為辣椒-西蘭花輪作。試驗(yàn)前0～10 cm表層土壤pH 4.43，電導(dǎo)率5.46 mS/cm。共設(shè)置6個處理：①不施肥（CK）;②不施氮肥（PK）;③全量化肥（NPK）;④化肥70%+有機(jī)肥30%（以氮計(jì)，下同，30%M）;⑤化肥50%+有機(jī)肥50%（50%M）;⑥化肥30%+有機(jī)肥70%（70%M）。

西蘭花對養(yǎng)分的需求量按氮（N）90.0 kg/hm2、磷（P2O5）103.5 kg/hm2、鉀（K2O）135 kg/hm2計(jì)算。其中50%的氮、鉀肥和全部的磷肥、有機(jī)肥作為基肥施入，其余50%氮、鉀肥分別在營養(yǎng)生長期和花球形成期等量追施。3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積17.6 m2，畦長8.0 m，畦寬2.2 m，每畦栽4行，行株距0.5 m×0.5 m，每小區(qū)栽64株。試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)保護(hù)行（表1）。

1.3 測定指標(biāo)與方法

西蘭花收獲后測定產(chǎn)量，抽樣考察10株單株，測定球莖莖粗和花球直徑;同時采集西蘭花花球，測定可食部位還原糖、硝酸鹽、維生素C等品質(zhì)指標(biāo)，其中還原糖含量采用3，5-二硝基水楊酸法測定，硝酸鹽采用水浸提-紫外分光光度法測定，維生素C含量測定采用2，6-二氯靛酚滴定法。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)氮不同替代量對西蘭花產(chǎn)量的影響

由圖1可知，有機(jī)氮替代能夠不同程度提高西蘭花球莖莖粗和花球直徑，進(jìn)而增加西蘭花產(chǎn)量。相較于全量化肥，替代量30%～70%時球莖莖粗和花球直徑增加幅度分別在6.5%～9.6%和7.9%～12.3%;花球產(chǎn)量在26.4～29.1 kg/小區(qū)，相較于不施化肥和全量化肥處理分別提高30.6%～43.7%和4.7%～15.3%，其中有機(jī)替代30%時產(chǎn)量增加幅度最大。

2.2 有機(jī)氮不同替代量對西蘭花品質(zhì)的影響

2.2.1 硝酸鹽含量。

由圖2可知，全量化肥施用明顯提高西蘭花硝酸鹽含量，較不施化肥處理增加11.5%;僅施磷鉀處理西蘭花硝酸鹽含量則降低10.5%。不同有機(jī)替代量對西蘭花硝酸鹽含量的影響不同，替代50%時硝酸鹽含量較不施化肥處理提高26.2%，而替代30%時則降低12.9%，替代70%時西蘭花硝酸鹽含量無明顯變化。由此可見，不同有機(jī)替代量顯著影響西蘭花果實(shí)中硝酸鹽的積累，適宜有機(jī)氮替代有利于降低西蘭花硝酸鹽含量。該試驗(yàn)條件下30%有機(jī)氮替代硝酸鹽含量最低。

2.2.2 維生素C含量。

圖3表明，與不施肥相比，僅施磷鉀肥和全量化肥施用處理西蘭花維生素C含量分別降低44.7%和22.2%，這可能與試驗(yàn)地基礎(chǔ)地力較高有關(guān)，單施化學(xué)肥料加劇土壤養(yǎng)分不平衡。隨有機(jī)氮替代量的增加，西蘭花維生素C含量表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢;其中有機(jī)氮替代量在30%和50%時有利于西蘭花還原型維生素C含量的提高，相較于不施肥處理分別增加21.0%和2.9%，而70%有機(jī)氮替代時西蘭花維生素C含量反而降低15.1%?？梢?，該試驗(yàn)條件下有機(jī)氮替代量在30%時最有利于增加西蘭花維生素C含量，其次是50%有機(jī)氮替代量。

2.2.3 還原糖含量。

西蘭花還原糖含量均處于較低水平，在0.46%～0.83%（圖4）。相較于不施肥處理，化肥和有機(jī)氮替代均能夠提高西蘭花可食部位還原糖含量，其中施用化肥的增加幅度略高于有機(jī)替代，分別為0.17%～0.36%和0.04%～0.15%。有機(jī)氮替代對西蘭花還原糖含量的影響不明顯。

3 結(jié)論與討論

與化肥中的氮相比，有機(jī)肥料中的氮具有緩效性，有機(jī)氮和無機(jī)氮合適的配比不僅能夠減少化肥氮的損失，同時還能為作物提供足夠的氮素營養(yǎng)[9]，表現(xiàn)出改良土壤、提高養(yǎng)分利用率和作物產(chǎn)量以及改善產(chǎn)品品質(zhì)等效果。吳朝陽等[10]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥替代化肥處理西蘭花株高、開展度均較常規(guī)施肥高，可能是因?yàn)橛袡C(jī)肥營養(yǎng)元素齊全，能改善土壤結(jié)構(gòu)，減少化學(xué)污染，與化肥配施可以提高肥料綜合利用率。劉沙沙等[11]指出，黃淮地區(qū)相同施肥量下，有機(jī)肥部分替代化肥可提高油麥菜品質(zhì)及氮磷利用率，而產(chǎn)量與全量化肥處理相比差異不顯著。而李杰等[12]研究發(fā)現(xiàn)，生物有機(jī)肥替代20%的化肥不會引起花椰菜單球重的降低，超過20%時花椰菜產(chǎn)量則會降低?？梢姡袡C(jī)替代對作物產(chǎn)量的作用效果受施肥量、土壤肥力、作物及有機(jī)肥類型等多重因素的影響。該試驗(yàn)中，有機(jī)替代能夠不同程度地提高西蘭花產(chǎn)量，相較于全量化肥的增產(chǎn)幅度在4.7%～15.3%，其中有機(jī)替代30%時西蘭花產(chǎn)量增幅最大。

硝酸鹽、維生素C、糖含量等品質(zhì)指標(biāo)是決定蔬菜商品價值的重要因素。硝酸鹽含量的高低是評價蔬菜品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，蔬菜體內(nèi)硝酸鹽含量極易富集，尤其是葉菜類蔬菜較為嚴(yán)重，對人體健康構(gòu)成潛在威脅[13]。從該試驗(yàn)結(jié)果看，有機(jī)氮替代30%時西蘭花硝酸鹽含量較不施化肥處理降低12.9%，還原型維生素C含量提高21.0%，表現(xiàn)出較好的品質(zhì)改善效果，而其他氮替代量下效果不明顯或有反效果。有機(jī)肥氮以有機(jī)形態(tài)為主，硝酸鹽含量較少，且土壤中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化速度較慢，硝酸鹽不易被植物大量吸收積累[14]。偏施或過量施用氮肥是導(dǎo)致蔬菜中硝酸鹽含量升高和品質(zhì)下降的主要原因[15]。研究指出，有機(jī)肥施用可有效降低蔬菜中硝酸鹽的積累，提高蔬菜食用安全性。徐大兵等[9]發(fā)現(xiàn)，隨著有機(jī)氮替代化肥氮比例的增加，小白菜硝酸鹽含量逐漸降低，同時還增加了VC含量和糖酸比。在花椰菜上開展的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，化肥減量配施生物肥能顯著降低花球中硝酸鹽的含量，化肥減量幅度越大，其硝酸鹽含量越小[12]。還有研究指出，適量減少化肥用量和增施有機(jī)肥或有機(jī)/無機(jī)配施均可有效降低蔬菜莖葉中硝酸鹽與粗纖維含量，增加可溶性糖、可溶性蛋白和VC含量，進(jìn)而提高蔬菜的營養(yǎng)品質(zhì)與口感[16-18]。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)肥部分替代化肥氮能夠不同程度地提高西蘭花球莖莖粗和花球直徑，從而促進(jìn)西蘭花增產(chǎn)。同時，有機(jī)氮替代30%時最有利于西蘭花硝酸含量降低以及維生素C含量提高，過高或過低替代比例對西蘭花品質(zhì)改善效果不明顯或有反效果。因此，該試驗(yàn)條件下，有機(jī)肥替代30%化肥氮是最佳的施肥方案。

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