肥料化水葫芦压榨渣对不结球白菜产量和品质的影响

2014-08-12宋伟张迎颖刘丽珠等

江苏农业科学 2014年6期

宋伟+张迎颖+刘丽珠+等

摘要：采用田间小区试验，以不结球白菜（苏州青）为供试作物，探索水葫芦压榨渣肥料化的可行性。结果表明，适量水葫芦渣有机肥对不结球白菜增产作用显著，水葫芦渣有机肥对不结球白菜的增产效果优于等量氮磷化肥；与等量氮磷化肥对照相比，水葫芦渣有机肥能明显降低不结球白菜中硝酸盐含量，但对不结球白菜中维生素C含量的影响不大。说明水葫芦压榨渣肥料化可行。

关键词：水葫芦；肥料化；不结球白菜；硝酸盐；维生素C

中图分类号：S141；S634.306文献标志码：A文章编号：1002-1302（2014）06-0178-03

收稿日期：2013-09-27

基金项目：江苏省农业科技自主创新资金[编号：CX（11）2038]；国家公益性行业（农业）科研专项（编号：201203050-6）。

作者简介：宋伟（1979—），男，湖北黄冈人，硕士，助理研究员，主要从事农业与环境研究。Tel：（025）84390241；E-mail：njweisong@163.com。

通信作者：张志勇。E-mail：jaaszyzhang@126.com。太湖流域周边的长三角城市群工业化程度高，经济发展快，人口增长迅速，是我国经济发展的排头兵。随着经济发展，工农业废水和居民生活废物的大量无序排放，也给太湖流域带来了大量的氮、磷，使得太湖流域的水体富营养化程度逐年加深[1-2]，尤其是2007年太湖蓝藻暴发使人民认识到富营养化水体的危害和治理太湖的必要性。水葫芦具有很强的富集水体氮、磷的能力，能够在短期内迅速将水体氮、磷富集于体内[3-7]，是公认的富集水体中氮、磷等营养物质能力最强的水生植物之一。研究结果表明，规模化种养水葫芦可以富集水体中氮、磷等养分物质，对水体有显著的净化效果；不过水葫芦是一种入侵性的生物物种，为防止其逃逸和形成二次污染，必须对其进行控制性种养和综合利用，以防其加剧水体生态环境的恶化[8-12]。研究结果表明，水葫芦能够明显培肥地力，增加土壤的肥力[6，13-14]，而蔬菜的品质和产量很大程度上受肥料种类、施用量和施用方式的影响[15-20]。为了探索用于治理水体污染水葫芦的肥料化，我们于2012 年在江苏省苏州市金庭镇大成农业生态园蔬菜大棚区（ 31°06′N、120°18′E），设计大棚施用经压榨脱水处理后的水葫芦渣有机肥试验，研究蔬菜大棚施用水葫芦压榨渣有机肥对不结球白菜品种苏州青的产量和品质的影响，明确水葫芦渣肥料化利用的可行性，以期为用于太湖流域水体治理水葫芦的综合利用和农业生态环境健康提供依据。

1材料与方法

1.1水葫芦压榨渣有机肥

水葫芦（Eichhornia crassipes）属雨久花科凤眼莲属，原产南美亚马逊河流域，是富集水体氮、磷能力很强的水生植物。本研究所用水葫芦原料为大水面控制性种养治理太湖水体污染的水葫芦，水葫芦机械采收，经粉碎和压榨脱水后，加入稻壳等辅料，发酵90 d。水葫芦渣有机肥的氮、磷、钾含量和含水率分别为1.61%、1.37%、1.01% 和28.04%，有机质485%，5 种常见重金属砷、汞、铅、镉、铬含量分别为6.26、005、168、0.20、2.51 mg/kg；化肥处理中尿素含氮46%，过磷酸钙含P2O5 13%。

1.2试验设计

本试验采用多因素随机区组试验设计，共5组处理。分别为水葫芦渣有机肥低用量组（30 t/hm2，含氮、磷分别为 483、411 kg/hm2，T30）、水葫芦渣有机肥中用量组（60 t/hm2，含氮、磷分别为966、822 kg/hm2，T60）、水葫芦渣有机肥高用量组（90 t/hm2，含氮、磷分别为 1 449、1 233 kg/hm2，T90）以及无肥对照和化肥对照（含氮、磷分别为966、822 kg/hm2），每处理重复3次，共15个处理，小区面积为6 m2，各小区间留50 cm缓冲区。

本试验于2012年9月29日一2012年12月11日在江苏省苏州市吴中区金庭镇大成农业园蔬菜生产基地钢管塑料大棚内进行，试验周期75 d。大棚土壤类型为黄泥土，0～20 cm土壤基本理化性质为：有机质21.8 g/kg，总氮 5.8 g/kg，速效氮62.1 mg/kg，总磷 0.5 g/kg，速效磷 49.9 mg/kg，速效钾 246.8 mg/kg，pH值6.8。苏州青于2012年9月29日撒播种子育苗，2012年10月20日移栽，植株行距0.3 m，株距0.3 m。将水葫芦渣有机肥及化肥作基肥一次性施用，于移栽前与耕层土壤混合均匀。田间管理保持一致，每周浇水1次。

1.3测定内容与方法

试验期间取样5次，时间分别2012年10月20日（移栽日）及2012年10月30日、2012年11月13日、2012年11月27日、2012年12月11日（收获日），测定不结球白菜产量、维生素C含量和硝酸盐含量，安全品质指标硝酸盐含量采用紫外分光光度法测定，营养品质指标维生素C 采用二氯酚靛酚滴定法测定。

1.4统计分析方法

试验数据采用SPSS 13.0 软件进行统计分析，采用Excel 软件作图。

2结果

2.1水葫芦渣有机肥对苏州青产量及植株生长的影响

不同施肥处理的苏州青平均产量存在明显差异，30T处理的产量为61 316.67 kg/hm2，产量最高，无肥处理产量为51 183.33 kg/hm2，次之，60T、90T处理和化肥对照的产量分别为48 466.67、43 433.33、4 676.67 kg/hm2；60T处理的产量与等量氮磷化肥对照差异显著，可见等量氮磷情况下水葫芦渣有机肥对不结球白菜的增产能力比化肥要大；30T处理、无肥对照、60T处理和90T处理的产量顺次减少，说明适量施用水葫芦渣有机肥可以促进苏州青的增产，过量施用水葫芦渣有机肥反而会造成一定程度的减产。endprint

株高、根长及根茎比一定程度上反映了植物生物量及营养生长的状况，由表1可见，各处理植株株高同苏州青产量由较好的对应关系，根长和根茎比则和产量无明显的协同关系。无肥处理的根长6.23cm最高，化肥处理的5.29 cm次之，均高于水葫芦渣有机肥处理的根长；根茎比数值没有明显的变化规律，其中化肥对照的根茎比为0075，最高，60T处理的根茎比为0.045，最低。

2.2不同施肥处理对苏州青品质的影响

2.2.1单株产量单株产量是苏州青的重要品质之一，也是影响总产量的主要因素。结果表明，30T处理、无肥对照、60T处理、化肥对照和90T处理的单株产量逐渐降低（表1）。

2.2.2硝酸盐含量结果表明，不同时期各处理苏州青的硝

酸盐含量均存在明显差异，收获时化肥对照的硝酸盐含量为 2 366.42 mg/kg，在所有处理中最高；90T处理的硝酸盐含量2 134.79 mg/kg，次之，60T、30T处理的硝酸盐含量分别为 1 713.77 mg/kg和1 662.82 mg/kg，无肥对照的硝酸盐含量最小（1 492.13 mg/kg），化肥对照的硝酸盐含量比无肥对照高出58.59%，30T、60T和90T处理的硝酸盐含量分别比无肥处理高出11.44%、14.84%和43.07%，说明施用化肥和水葫芦渣有机肥均会增加苏州青中硝酸盐含量，但水葫芦渣有机肥处理的硝酸盐含量低于等氮磷化肥对照。

随着生长时间的延长，各处理的硝酸盐含量均逐渐上升，到试验结束前又开始下降，收获时各处理的硝酸盐含量均低于叶菜类蔬菜的硝酸盐国家限量标准（3 000 mg/kg，GB 18406.1—2001）。

蔬菜硝酸盐含量的高低是评价蔬菜卫生安全品质标准的一个重要指标。研究结果表明，蔬菜积累硝酸盐除与生物学特性、光照、湿度等有关外，还与栽培基质中氮营养水平、氮素形态等有关[21]。本试验后期蔬菜硝酸盐累积量下降表明在温室大棚条件下，不追肥并延长蔬菜的生长时间，可以有效减少蔬菜的硝酸盐含量，这与Elia报道的停止氮素供应，可以生产出几乎不含硝酸盐蔬菜的结论[22]一致。

2.2.3维生素C含量不同时期各处理苏州青的维生素C含量也存在明显差异，收获时化肥对照的维生素C含量为653.35 mg/kg，在所有处理中最高；无肥对照的维生素C含量为625.79 mg/kg，次之，30T处理的维生素C含量最小（474.18 mg/kg）；化肥对照的维生素C含量比无肥对照略高，30T、60T和90T处理的维生素C含量均低于无肥对照，与无肥对照比三者的维生素C含量分别下降24.23%、1278%和1983%。

在苏州青生长过程中，各处理的维生素C含量变化趋势不完全一致，30T、60T和90T处理的苏州青维生素C含量基本上均随生长时间延长逐渐升高，但化肥对照

和无肥对照的苏州青维生素C含量均为先升后降，最后又略微上升。

3结论与讨论

采用控制性种养水葫芦治理湖泊等大水体的富营养化是江苏省农业科学院率先提出并实践的一种新型水体污染治理方式，如何妥善解决治理水体富营养化后的大量水葫芦是一个重要问题，关系到这种新型治理模式推广的成败。本试验通过水葫芦渣有机肥对不结球白菜苏州青产量、硝酸盐和维生素C含量影响的研究，证实了水葫芦压榨废渣肥料化是可行的，实现了以生物为富集载体，将水体污染物氮、磷用于农田的目的。

试验结果表明，施用适量肥料化的水葫芦压榨渣，可以促进苏州青增产，而且等量氮磷的水葫芦渣有机肥对苏州青的增产效果优于化肥，说明水葫芦渣有机肥肥效良好。虽然过量的水葫芦渣有机肥会造成苏州青一定程度的减产，但这一减产现象在单施化肥的蔬菜上也存在[17]。维生素C和硝酸盐含量的高低是反映蔬菜品质的指标，硝酸盐的检测结果表明施用水葫芦渣有机肥苏州青的硝酸盐含量均低于国家限量标准，这说明施用水葫芦渣有机肥不会导致苏州青硝酸盐含量超标，同时水葫芦渣有机肥苏州青的硝酸盐含量低于不少研究报道[15，23]，可能是与本试验的苏州青生长周期较长（苏州青的正常收获周期约50 d），后期没追加肥料有关。维生素C的检测结果表明施用水葫芦渣有机肥苏州青维生素含量低于无肥对照，可能因为大棚菜地的肥力比较高，过量的氮素供应反而使维生素C 含量降低，这一点其他研究结果[24-25]也已证实，而且水葫芦渣有机肥处理苏州青的维生素含量和已报道的苏州青的维生素含量[15]差异不大。

总之，从产量、硝酸盐和维生素C含量三方面表明，水葫芦渣有机肥不会导致不结球白菜产量和品质的下降，治理水体污染后的水葫芦压榨废渣肥料化完全可行。

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