全 文 :中国农学通报 2012,28(16):145-149
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
设施蔬菜生产中大量不合理地施用肥料导致土壤
出现次生盐渍化,进而导致蔬菜产量和品质下降,已成
为设施农业可持续发展的重要障碍[1-2]。无土基质栽培
技术为克服这一障碍提供了可能[2-4]。但是事实上,在
基质栽培条件下也有一个合理施肥和平衡施肥的问
基金项目:国家星火计划项目(2010GA690001);江苏省农业三项工程项目[SX(2010)107]。
第一作者简介:高蓓,女,1987年出生,江苏南京人,硕士研究生,主要从事生态学方面的研究。通信地址:212013江苏省镇江市江苏大学农业工程研
究院,E-mail:gaobei@126.com。
通讯作者:李萍萍,女,1956年出生,浙江宁波人,教授,主要从事农业生态和农业工程领域的研究。通信地址:212013江苏省镇江市江苏大学农业工
程研究院,Tel:025-85427255,E-mail:lipingping@ujs.edu.cn。
收稿日期:2012-01-04,修回日期:2012-03-15。
化肥施用量对醋糟有机基质栽培生菜
养分吸收利用的影响
高 蓓 1,李萍萍 1,赵青松 1,王纪章 1,郑洪倩 2
(1江苏大学江苏省现代农业装备与技术重点实验室,江苏镇江 212013;
2江苏省农业科学院原子能农业利用研究所,南京 210014)
摘 要:为了研究化肥施用量对于有机基质栽培蔬菜养分吸收利用的影响问题,通过不同施肥处理试验,
研究醋糟有机基质盆栽条件下生菜养分吸收量、含量以及养分利用率的变化。结果表明:不同施肥量下
生菜根、叶中氮、磷、钾的含量随着施肥量的增加而增加。但生菜叶片氮、磷、钾吸收量表现为:1/4s>
1/2s>1/8s>1s>0s(正常施肥量为 1s,0s、1/8s、1/4s、1/2s分别为正常施肥量的 0、1/8、1/4、1/2倍)。化肥中
氮、磷、钾的利用率均以1/8s最高。总养分利用率以1/4s处理最高。表明1/4s施肥量是醋糟有机基质盆
栽生菜的最适宜施肥量。
关键词:醋糟基质;生菜;肥料利用率
中图分类号:S141.5 文献标志码:A 论文编号:2012-0008
Effect of Chemical Fertilizer Dose on Nutrient Absorption and Utilization
of Lettuce Cultured in Organic Substrate-Vinegar Residue
Gao Bei1, Li Pingping1, Zhao Qingsong1, Wang Jizhang1, Zheng Hongqian2
(1Provincial Key Lab of Modern Agricultural Equipment and Technology, Jiangsu University, Zhenjiang Jiangsu 212013;
2Institute for the Application of Atomic Energy in Agriculture, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014)
Abstract: In order to study the effect of chemical fertilizer dose on nutrient absorption and utilization of
vegetable cultured in organic substrate, through the experiment in different methods of fertilizer application,
the effect of different fertilization amount on the absorption, content and utilization of nutrients for lettuce
grown with vinegar residue substrate in pot was researched. The results showed that the content of N, P and K
in root and leaf in lettuce increased as the fertilization amount increased. However, the absorption of N, P and
K in leaf in lettuce showed as 1/4s>1/2s>1/8s>1s>0s (0, 1/8, 1/4, 1/2, 1 units of normal fertilizer
concentration). 1/8 unit fertilizer amount treatment has the highest fertilizer-N, P and K use efficiency, while
1/4 unit fertilizer amount treatment has the highest fertilizer-K use efficiency, as well as the total nutrient use
efficiency. So it was suggested that 1/4 unit fertilizer amount treatment was suitable for lettuce grown with
vinegar residue substrate.
Key words: vinegar residue substrate; lettuce; fertilize use efficiency
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题,如何在达到高产的同时避免盐基离子的积累是每
一种基质栽培技术得以推广的前提条件。
近年来,盆栽观赏蔬菜不断亮相农博会、农业观光
园,使越来越多的人注意到其市场开发潜力[5]。盆栽
蔬菜由于不受地区和季节的限制,生长快,虫害少,盆
栽蔬菜应有丰富的营养价值,不含农药残毒,污染少,
栽培方便,清洁卫生、环保,备受人们青睐,市场前景十
分可观[6]。
日光温室蔬菜有机和无机基质结合无机化肥栽培
是一种新型的无土栽培方式,能够克服单纯有机基质
栽培作物产量低的缺点。此种栽培方式下,蔬菜作物
处在与露地完全不同的限根环境中,栽培作物对N、P、
K养分吸收利用应有差异,而对此缺乏系统深入的研
究报道[7]。
笔者以课题组近年来开发的醋糟与珍珠岩、蛭石
的混合基质为材料[8-10],研究生菜在醋糟混合基质盆栽
条件下,不同肥料用量处理对盆栽生菜的氮、磷和钾肥
吸收、基质特性变化和产量的影响,以期为醋糟有机基
质盆栽生菜科学施肥提供理论依据,也给家庭园艺者
提供真实有效的盆栽蔬菜技术。
1 材料和方法
1.1 试验时间、地点
研究田间试验于 2010—2011年在江苏大学农业
工程研究院的连栋型温室内进行,室内试验在江苏大
学江苏省现代农业装备与技术重点实验室进行。
1.2 试验材料
生菜品种为‘意大利耐抽苔生菜’。栽培基质采用
醋糟、珍珠岩与蛭石 3:2:1混合的新鲜混合基质,其全
氮、全磷和全钾含量分别为0.93%、0.162%、0.440%。
1.3 试验方法
1.3.1 试验设计 生菜产量1000 kg需纯N 2~4 kg,P2O5
0.9~1.6 kg,K2O 2.1~4.9 kg[11]。因此,按每个处理 8盆,
3次重复,每盆种植 3株生菜计算,即正常施肥量共需
要约N 30 g、P2O5 15 g、K2O 30 g。以正常施肥量为对
照处理(用 1s表示)。试验共设 5个处理,其他 4个处
理施肥量分别为正常施肥量的 0、1/8、1/4和 1/2,分别
用0s、1/8s、1/4s和1/2s来表示。
其中氮肥使用尿素(含N 47%),磷肥使用P2O5(含
P2O5100%),钾肥使用K2CO3碳酸钾(含K2O 68%)。试
验采取盆栽,盆高 21 cm,盆口内径 23 cm,盆底内径
16.5 cm,装满基质,随机区组排列。生菜于2010年10
月15日育苗,11月24日定植,2011年1月中旬结束。
施肥方式:施肥前将尿素、P2O5和K2CO3混合在一
起配成溶液,然后直接施肥于基质中。定植时施 1次
底肥,从定植后15天开始,每隔10天追肥1次,一共追
肥 3次,每次追肥量相等。肥料 2/5基施,3/5分 3次追
施。
1.3.2 样品的采集与分析 定植后每隔10天取样,共取
6次,根和叶用自来水冲洗干净后,用吸水纸擦干,分
称鲜重后,再将根和叶于鼓风干燥箱内105℃杀青10~
15 min,70~80℃烘干至恒重。
采植物样的同时对基质也进行采样,于 70~80℃
烘干至恒重。用凯氏定氮法、钼锑抗比色法和火焰光
度法分别测定氮、全磷和全钾含量[12],以同样方法测定
植物样品中的全氮、全磷和全钾含量。
1.3.3 养分利用率计算方法 化肥中氮、磷、钾养分的利
用率计算方法如式(1),总养分利用率的计算方法如式
(2)[13]。
化肥中养分(氮、磷或钾)的利用率=[(植株吸收的
该养分量-对照处理植株吸收的该养分量)/施入化肥的
该养分量]×100%…………………………………… (1)
总养分(氮、磷或钾)利用率=[植株吸收该养分总
量/(基质中该养分总量 +施入化肥中该养分含
量)]×100% ………………………………………… (2)
1.3.4 统计分析 试验数据用Excel和DPS软件进行分
析处理。
2 结果与分析
2.1 不同施肥量对生菜产量的影响
从图 1中看出,不同处理对生菜产量和生物量的
影响较大。处理1/4s产量最高(152.00 g),究其原因可
能是施肥量以及此时基质的容重、孔隙度、持水量、
EC、pH均处于理想范围内,为生菜提供了良好的根系
生长环境。以处理1s产量最低(118.43 g),这可能是因
为在生菜的整个生长期内,处理 1s施肥量过高,造成
盐害,EC值偏大,不利于生菜的正常生长。
c
ababcc
020
4060
80100
120140
160180
0s 1/8s 1/4s 1/2s 1s
施肥处理
产
量
/g
图1 不同施肥量对生菜产量的影响
·· 146
高 蓓等:化肥施用量对醋糟有机基质栽培生菜养分吸收利用的影响
2.2 不同施肥量对生菜根和叶中氮、磷、钾含量的影响
生菜生长过程中根和叶中全氮含量的动态变化见
图 2。不同处理对生菜根、叶中全氮含量有明显的影
响,随着施肥量的增加,根、叶中的全氮含量也有所提
高,其中处理0s叶片的含氮量显著低于其他处理。但
是无论何种处理,随着生菜的生长,体内的全氮含量呈
现一个先上升后下降的趋势,最高达到 5.242%,最低
1.890%,变化幅度在1.890%~5.242%。
生菜根和叶中全磷含量的动态变化见图3。不同
处理对生菜根、叶中全磷含量有显著的影响,随着施肥
量的增加,根、叶中的全磷含量也有所提高,其中处理
0s叶片的含磷量显著低于其他处理。这与处理之间
植株根和叶氮含量的差异趋势基本一致。在变化趋势
上也与氮一致,呈现先上升后下降的趋势。最高达到
13783.92 mg/kg,最低 5381.00 mg/kg,变化幅度在
4728.36~13783.92 mg/kg。
0.0
0.8
1.6
2.4
3.2
4.0
12.4 12.14 12.24 1.3 1.13 1.23
取样时间(月.日)
根
系
全
氮
含
量
/%
0 s 1/8 s1/4 s 1/2 s1 s
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
12.4 12.14 12.24 1.3 1.13 1.23
取样时间(月.日)
叶
片
全
氮
含
量
/%
0 s 1/8 s1/4 s 1/2 s1 s
图2 生菜根和叶中全氮含量变化
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
12.4 12.14 12.24 1.3 1.13 1.23
取样时间(月.日)
根
系
全
磷
含
量
/(mg
/kg)
0 s 1/8 s1/4 s 1/2 s1 s
0
2000
4000
60008000
10000
12000
14000
16000
12.4 12.14 12.24 1.3 1.13 1.23
取样时间(月.日)
叶
片
全
磷
含
量
/(mg
/kg)
0 s 1/8 s1/4 s 1/2 s1 s
图3 生菜根和叶中全磷含量变化
图4是随着生菜的生长根和叶中全钾含量的动态
变化。不同处理对生菜根、叶中全钾含量有显著的影
响,随着施肥量的增加,根、叶中的全钾含量也有所提
高,其中处理0s叶片的含K量显著低于其他处理。这
与处理之间植株根、叶氮和磷含量的差异趋势是一样
的。最高达到2.71%,最低0.74%,变化幅度在0.74%~
2.71%。
2.3 不同施肥量对生菜叶中氮、磷、钾吸收量的影响
吸收量是含量与产量的乘积。由于生菜根干重
较小,其对根中氮、磷、钾吸收量影响较小,在此就不
做讨论,而只讨论不同施肥量对生菜叶中氮、磷、钾吸
收量。
在生菜的生长过程中,生菜叶中氮、磷、钾吸收量
的动态变化见图5~7。不同处理对生菜叶中氮、磷、钾
吸收量有显著的影响,生菜叶片氮、磷、钾吸收量大小
为1/4s>1/2s>1/8s>1s>0s,这是因为1/4处理施肥适中,
生物量高,根系活力强,加强了叶片对于氮、磷、钾的吸
收。1s处理下基质EC值偏高,造成盐害,产量较低,
从而影响叶片对氮、磷、钾的吸收,而0s处理显著抑制
了植株的生长,降低了生菜的生物量。
·· 147
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2.4 不同施肥量对基质中全氮、全磷和全钾残留含量
的影响
如表1,不同施肥量对基质中全氮、磷和钾残留含
量具有显著影响,处理1/4s基质中氮、钾含量基本保持
不变,而磷含量有所增加;处理 0s、1/8s基质中氮、磷、
钾含量呈降低趋势,处理1/2s和处理1s基质中氮、磷、
钾含量呈增加趋势。
2.5 不同施肥处理对化肥中养分利用率的影响
由表2可知,随着施肥量的增加,各处理中化肥中
养分利用率显著下降。化肥中氮的利用率以处理1/8s
最高,达到78.83%。可能是因为适量施肥促进了醋糟
基质的矿化作用,增强了作物对于氮素的吸收利用。
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
12.4 12.14 12.24 1.3 1.13 1.23
取样时间(月.日)
叶
片
全
钾
含
量
/%
0 s 1/8 s1/4 s 1/2 s1 s
图4 生菜根和叶中全钾含量变化
0
40
80
120
160
200
12.4 12.14 12.24 1.3 1.13 1.23
取样时间(月.日)
叶
片
氮
吸
收
量
/mg
0 s 1/8 s1/4 s 1/2 s1 s
0
10
20
30
40
50
60
12.4 12.14 12.24 1.3 1.13 1.23
取样时间(月.日)
叶
片
磷
吸
收
量
/mg
0 s 1/8 s1/4 s 1/2 s1 s
图5 生菜叶片中氮吸收量变化 图6 生菜叶片中磷吸收量变化
图7 生菜叶片中钾吸收量变化
0
15
30
45
60
75
90
12.4 12.14 12.24 1.3 1.13 1.23
取样时间(月.日)
叶
片
钾
吸
收
量
/mg
0 s 1/8 s1/4 s 1/2 s1 s
处理
0s
1/8s
1/4s
1/2s
1s
氮
初始
0.930
0.930
0.930
0.930
0.930
结束
0.620d
0.704c
0.912b
0.970ab
0.980a
磷
初始
0.162
0.162
0.162
0.162
0.162
结束
0.151c
0.160c
0.258b
0.300ab
0.354a
钾
初始
0.440
0.440
0.440
0.440
0.440
结束
0.387b
0.403ab
0.432ab
0.463a
0.493a
表1 不同施肥处理栽培基质全氮、全磷、
全钾残留含量变化 %
注:表中同一列的不同英文字母表示经邓肯氏新复极差测验,差异
达显著水平(P=0.05)。下同。
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
12.4 12.14 12.24 1.3 1.13 1.23
取样时间(月.日)
根
系
全
钾
含
量
/%
0 s 1/8 s 1/4 s1/2 s 1 s
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高 蓓等:化肥施用量对醋糟有机基质栽培生菜养分吸收利用的影响
而处理1s中氮的利用率只有7.68%,是因为施肥过量,
基质EC值过高,反而不利于植株根系对其吸收。化
肥中磷的利用率以处理1/8s最高,达到135.10%,超过
了 100%,这是因为相应处理的P肥用量过低,植物吸
收的P有相当一部分是醋糟混合基质提供的,这与前
人 [14]推断一致。而处理 1s 中磷的利用率只有
12.83%。化肥中K的利用率以处理 1/4s最高,达到
35.57%,而处理1s中氮的利用率只有4.74%。可见,合
理施用化肥才能提高其养分利用率,施肥过多不但浪
费肥水,而且不利于提高养分利用率。
2.6 不同施肥处理对总养分利用率的影响
由表2可知,随着施肥量的增加,各处理中总养分
利用率增加,但是当施肥过量时,则导致总养分利用率
下降,这与生菜的生物量变化趋势基本一致,说明产量
与总养分利用率有着极大的相关性。其中,1/4s处理
中总养分利用率最高,其氮、磷、钾的利用率分别达到
8.29%、14.69%、7.59%。可见,合理使用化肥,可以改
善生菜的营养条件,为其高产优质提供养分保证。
3 结论
笔者试验的结果表明,不同的施肥量处理显著影
响了生菜的产量以及对氮、磷、钾的吸收量。随着施肥
量的增加,植株全氮、全磷、全钾含量都有所提高。随
着施肥量的增加,生菜叶片全氮、全磷、全钾吸收量也
逐渐增加,但当施肥过量时,则有所减小。当施肥处理
为1/4s时生菜产量以及生菜叶片中全氮、全磷、全钾吸
收量最大。
不同施肥量对醋糟栽培基质中氮磷钾残留量有显
著影响,处理 1/4s基质中氮、钾含量基本保持不变,而
磷元素含量增加;处理0s和处理1/8s基质中氮、磷、钾
含量呈降低趋势;处理1/2s和处理1s基质中氮、磷、钾
含量呈增加趋势。化肥中氮、磷、钾利用率均以1/8s最
高,但总养分利用率均以1/4s处理最高。
根据以上研究结果,笔者认为以醋糟有机基质为
栽培基质的盆栽生菜,肥料供应量为正常施肥量的1/4
为最适宜的养分供应量。
4 讨论
笔者主要探讨了不同施肥量条件下对醋糟混合基
质栽培生菜对于N、P、K吸收利用规律的影响。研究发
现,不同的施肥量处理显著影响了生菜养分含量、吸收
量以及养分利用率,有机基质栽培结合适量化肥可以不
同程度地提高植株对于养分的吸收和利用,这与前人研
究结论一致[13,15]。这为进一步推广醋糟有机基质栽培的
化肥施用技术提供了有效的理论指导和技术依据。
但由于笔者学识和时间有限,有许多问题还远未
完善。笔者认为在本文研究的基础上还可以进行一下
几个方面的研究工作:(1)笔者使用的有机栽培基质是
醋糟与珍珠岩、蛭石的混合,是否还有更优的基质与醋
糟混合或更优的基质配比还值得进一步研究;在化肥
施用量得设置方面,只设置了5个施肥量处理,应深入
进行细化研究。(2)笔者以温室基质栽培生菜为研究对
象,对于这种基质在其他蔬菜上运用的效果并未进行
深入的研究,未来可以在其适应的广度上进行研究。
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处理
0s
1/8s
1/4s
1/2s
1s
化肥中养分的利用率
氮
—
78.83a
64.87b
30.86c
7.68d
磷
—
135.10a
109.92b
47.72c
12.83d
钾
—
35.57a
31.65ab
14.51b
4.74c
总养分利用率
氮
5.73d
7.35b
8.29a
7.82ab
6.03c
磷
9.26d
12.75bc
14.69a
13.16b
9.92c
钾
5.67c
6.82b
7.59a
6.89b
5.45c
表2 不同施肥处理对化肥中养分利用率和
对总养分利用率的影响 %
·· 149