減氮配施有機(jī)肥與生物菌肥對(duì)菜心品質(zhì)的影響分析

姜雅爽，羅 華，李嘉偉

（十堰市鄖陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖北十堰 442500）

在菜心種植過(guò)程中，施肥是十分重要的步驟。從目前的實(shí)際情況來(lái)看，為提高菜心產(chǎn)量，菜農(nóng)通常大量施用氮肥。雖然這在提高菜心產(chǎn)量方面發(fā)揮了一定的作用，但氮肥的過(guò)度施加也導(dǎo)致菜心品質(zhì)下降，不僅影響經(jīng)濟(jì)效益，而且影響土壤和生態(tài)環(huán)境。對(duì)此，應(yīng)考慮用有機(jī)肥和生物菌肥替代部分氮肥，兼顧菜心的產(chǎn)量和品質(zhì)，以達(dá)到其效益目標(biāo)。

湖北綠道農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司當(dāng)前部分片區(qū)主營(yíng)菜心種植與銷售業(yè)務(wù)，當(dāng)前菜心種植面積達(dá)到1.33 hm2。菜心生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)氮素的吸收量較高，因此在種植期間長(zhǎng)期將氮肥作為主要肥料進(jìn)行施肥作業(yè)。這種做法雖然能提高菜心產(chǎn)量，但也帶來(lái)了以下問題：1）當(dāng)前種植區(qū)域土壤酸化和板結(jié)問題已經(jīng)較為突出；2）部分菜心產(chǎn)品的硝酸鹽含量偏高，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)菜心中的可溶性糖含量、維生素C 和可溶性蛋白質(zhì)含量均偏低，處于標(biāo)準(zhǔn)值以下。針對(duì)以上問題，企業(yè)技術(shù)部門經(jīng)綜合研究后決定，減少氮肥的施用量，用有機(jī)肥和生物菌肥取代部分氮肥，以提升菜心品質(zhì)、解決出現(xiàn)的問題。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)對(duì)象為湖北綠道農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司種植60 d甜菜心。肥料：1）傳統(tǒng)氮肥，主要成分為尿素，含氮量為46%；2）有機(jī)肥，采用羊糞腐熟發(fā)酵而成；3）生物菌肥，主要成分為EM 菌。

1.2 試驗(yàn)地概況

本次試驗(yàn)選擇在湖北綠道農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司12 號(hào)試驗(yàn)田內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)間跨度為2022 年6—8 月。在試驗(yàn)開始前對(duì)土壤的理化性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為堿解氮含量261.33 mg·kg-1、速效磷含量117.56 mg·kg-1、速效鉀含量211.00 mg·kg-1、含水量11.3%、pH 值7.37、電導(dǎo)率256.00 μs·cm-1。該地土壤理化性質(zhì)符合菜心種植要求，可進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在確定土壤符合要求后，結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)6 組平行試驗(yàn)，見表1。各組施肥時(shí)間均保持一致，均在甜菜心定植后的6 月5 日立即進(jìn)行施肥。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)上述試驗(yàn)組合采用完全隨機(jī)區(qū)組排列模式。試驗(yàn)地在種植菜心前，全部使用機(jī)械翻耕，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)塊面積設(shè)定為3 m2，共計(jì)設(shè)置18 個(gè)區(qū)塊，各區(qū)塊壟寬60 cm、壟長(zhǎng)5 m，一壟雙行栽培，株距18 cm，并在兩端設(shè)置保護(hù)行。

1.4 測(cè)量指標(biāo)

2022 年8 月4 日，在所有菜心進(jìn)入收獲期后，通過(guò)均勻取樣的方式收取菜心進(jìn)行檢測(cè)。1）應(yīng)用蒽酮比色法，對(duì)菜心中的可溶性糖含量進(jìn)行測(cè)定；2）應(yīng)用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法，對(duì)菜心中的可溶性蛋白進(jìn)行測(cè)定；3）采用水楊酸硝化法，對(duì)硝酸鹽含量進(jìn)行測(cè)定；4）應(yīng)用鉬藍(lán)比色法，對(duì)菜心中的維生素C 含量進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用Excel 和SPSS 26.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并用鄧肯多重范圍檢驗(yàn)（Duncan multiple-range test）對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的差異顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)，以p＜0.05 作為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的判據(jù)。

2 結(jié)果與分析

不同減氮配施有機(jī)肥與生物菌肥施肥模式下菜心的可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、維生素C 含量及硝酸鹽含量見表2。

表2 菜心品質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

2.1 對(duì)可溶性蛋白含量的影響

根據(jù)表2 可知，與A2 組傳統(tǒng)氮肥施肥模式相比，A3、A4、A5、A6 組菜心可溶性蛋白含量均有顯著提升。具體來(lái)看，組別A5 在可溶性蛋白含量提升方面表現(xiàn)最為突出。將A3～A6 試驗(yàn)組的結(jié)果與A2 的進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，各組別p值分別為0.062、0.049、0.023、0.046，由此可見，試驗(yàn)組A4、A5、A6 與A2 差異顯著，說(shuō)明這3 組處理在提升可溶性蛋白含量這一指標(biāo)上具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析比較A5與A3、A4 兩個(gè)未添加生物菌肥的組別的差異顯著性，結(jié)果顯示，p值分別為0.038 和0.047，仍具有顯著性。據(jù)此可知，減氮配施有機(jī)肥和生物菌肥的綜合模式在提高可溶性蛋白含量方面的作用顯著高于傳統(tǒng)氮肥或單一施加有機(jī)肥的模式。

初步推斷，出現(xiàn)顯著性差異的主要原因是，減氮配施有機(jī)肥和生物菌肥可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤結(jié)構(gòu)和保持土壤水分和養(yǎng)分的供應(yīng)。同時(shí)，有機(jī)質(zhì)的增加可以提供穩(wěn)定的氮源，在微生物的參與下，土壤能夠通過(guò)吸收、固定和釋放氮素等方式，提供可供植物利用的氮源。因此，菜心植株可以更有效地吸收和利用土壤中的氮素，從而提高可溶性蛋白的合成能力、提升可溶性蛋白含量[1-2]。

2.2 對(duì)可溶性糖含量的影響

由表2 可知，在6 個(gè)試驗(yàn)組中，A2 組的可溶性糖含量最低，甚至低于空白對(duì)照組A1。初步推斷出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是，單一施加傳統(tǒng)氮肥會(huì)改變菜心內(nèi)部的代謝通路和酶活性調(diào)控，進(jìn)而引起糖代謝通路的變化，使得糖在植物體內(nèi)的合成和分配受到影響，最終導(dǎo)致可溶性糖含量下降。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析各組與A2 組數(shù)據(jù)差異的顯著性。結(jié)果顯示，A3～A6 組p值分別為0.035、0.034、0.034、0.040，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明減氮配施有機(jī)肥和生物菌肥對(duì)于增加菜心的可溶性糖含量具有顯著作用。結(jié)合相關(guān)理論分析可知，出現(xiàn)這種結(jié)果的主要原因是有機(jī)肥可以增加土壤中微生物的活性，改變?nèi)郝浣Y(jié)構(gòu)，提高土壤中的養(yǎng)分供應(yīng)和植物根系的吸收能力。這有助于提高植物葉片的光合作用效率，增加光合產(chǎn)物（碳水化合物）的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)，從而提高菜心的可溶性糖含量[3-4]。

此外，對(duì)生物菌肥的影響進(jìn)行分析，本次試驗(yàn)中A5 和A6 兩個(gè)組別的可溶性糖含量略低于A4 組，且與A4 相比其p值分別為2.209 和1.332，表明在配施有機(jī)肥的基礎(chǔ)上，配施生物菌肥不能顯著影響菜心的可溶性糖含量。初步推斷主要原因是氮肥的施加可能對(duì)生物菌肥的活性有一定的抑制作用，同時(shí)生物菌肥對(duì)可溶性糖含量的影響可能被其他因素所掩蓋。

2.3 對(duì)維生素C 含量的影響

根據(jù)表2 可知，A3～A6 組菜心的維生素C 含量均高于A2 組，其中以A6 組的處理結(jié)果為最優(yōu)。此外，將A6 組分別與A2 和A4 兩個(gè)組進(jìn)行差異顯著性分析，p值分別為0.019 和0.048，表明減氮配施有機(jī)肥及生物菌肥的效果顯著優(yōu)于施加傳統(tǒng)氮肥或單一施加有機(jī)肥，其在提升菜心維生素C 含量方面的作用很大。

初步分析出現(xiàn)這種結(jié)果的主要原因是有機(jī)肥和生物菌肥含有豐富的有機(jī)質(zhì)，這些有機(jī)質(zhì)可以改善土壤質(zhì)量，提供植物所需的養(yǎng)分和能量。充足的養(yǎng)分供應(yīng)有助于植物正常生長(zhǎng)和代謝，進(jìn)而促進(jìn)維生素C 的合成和積累。同時(shí)，在引入生物菌肥后，在微生物作用下，植物自身系統(tǒng)在合成抗氧化物質(zhì)方面的能力將有所提升，促使植物合成更多的維生素C[5-6]。

2.4 對(duì)硝酸鹽含量的影響

根據(jù)表2 可知，減氮配施有機(jī)肥及生物菌肥模式相較于單一傳統(tǒng)氮肥的施肥模式，菜心硝酸鹽含量均有顯著降低，特別是在同時(shí)引入有機(jī)肥和生物菌肥后，硝酸鹽含量的降低趨勢(shì)進(jìn)一步凸顯。對(duì)A3～A6 組與A2 之間的差異顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)，p值分別為0.045、0.030、0.029、0.020，均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)比A6 組與A3、A4 的顯著性，p值分別為0.031 和0.046，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由此可知，在減氮措施下，菜心中的硝酸鹽含量顯著降低，特別是在引入生物菌肥后，菜心的硝酸鹽含量可進(jìn)一步降低至與對(duì)照組基本類似的水平。這表明減氮配施有機(jī)肥及生物菌肥在降低菜心硝酸鹽含量方面發(fā)揮著較為重要的作用。

初步推斷出現(xiàn)上述變化趨勢(shì)主要有以下原因。1）有機(jī)肥中的氮源以有機(jī)形態(tài)存在，如有機(jī)物中的蛋白質(zhì)、氨基酸等。有機(jī)肥中的氮需要經(jīng)過(guò)微生物的分解和礦化才能被植物吸收利用，這個(gè)過(guò)程相對(duì)較慢，有機(jī)肥對(duì)氮素的釋放速度較化學(xué)氮肥更為平緩。因此，有機(jī)肥的使用可以降低氮素的過(guò)剩積累，減少硝酸鹽的形成。2）生物菌肥的應(yīng)用可以提高土壤中的微生物活性、豐富微生物多樣性。一些微生物菌株具有硝酸鹽還原作用，將土壤中的硝酸鹽還原為氨、氮?dú)獾?，從而減少硝酸鹽的積累。生物菌肥對(duì)土壤微生物的調(diào)控作用有助于將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為其他形式的氮，從而降低植株中的硝酸鹽含量。

3 結(jié)論與討論

綜合上述結(jié)果可知，減氮配施有機(jī)肥及生物菌肥的優(yōu)化施肥模式，能夠有效提高菜心中的維生素C、可溶性蛋白和可溶性糖三項(xiàng)重要營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)的含量，并且能夠有效降低硝酸鹽含量，對(duì)于提高菜心品質(zhì)意義重大。這與以往的類似研究結(jié)論一致，因此，在今后的菜心種植施肥環(huán)節(jié)中，可考慮減氮并配施有機(jī)肥及生物菌肥聯(lián)用的技術(shù)模式，并通過(guò)后續(xù)試驗(yàn)步驟，進(jìn)一步合理調(diào)整氮肥、有機(jī)肥和生物菌肥的用量，確保菜心的品質(zhì)得到進(jìn)一步的提升。