有机肥钾与化肥钾配施对叶类蔬菜的营养效应研究

范晓伟　谷守宽　陈益　杨东　樊建军　王正银

摘要：在重庆地区种植蔬菜多年的基地进行田间试验，探讨有机肥钾与化肥钾以不同比例配合施用对叶类蔬菜产量、品质、钾素养分吸收和利用效率的影响。结果表明：有机肥钾与化肥钾配合施用较无钾肥处理极显著提高莴笋和白菜产量（增产11.6%～17.4%和10.9%～15.4%），均以高量（50%）有机肥钾处理（MH+KL）增产作用最大;有机肥钾与化肥钾配合较常规施钾提高莴笋和白菜产量，但增产作用不显著。有机肥钾与化肥钾配合较不施钾处理显著增加莴笋叶维生素C含量、降低氨基酸和可溶性糖含量，白菜维生素C、氨基酸和可溶性糖含量影响不大，莴笋叶、茎和白菜硝酸盐含量分别降低4.8%～5.4%、4.9%～11.1%和15.5%～30.0%，以MH+KL处理作用最大。有机肥钾与化肥钾配合使莴笋和白菜钾素吸收量显著增加，均以MH+KL处理即有机肥50%配合化肥钾50%莴笋钾素利用效率最高。综合叶类蔬菜产量、品质和钾素利用效率，以MH+KL处理的效应最好。

关键词：有机肥钾;化学钾肥;配合施用;叶类蔬菜

中图分类号：S143.1，S143.3    文献标志码：A    论文编号：cjas18010022

Organic Fertilizer Potassium and Chemical Potash Fertilizer Combination Affects Nutrition of Leafy Vegetables

Fan Xiaowei1， Gu Shoukuan2， Chen Yi2， Yang Dong2， Fan Jianjun3， Wang Zhengyin2

（1Agricultural Committee of Chongqing City， Chongqing 401121， China; 2College of Resources and Environmental Sciences， Southwest University， Chongqing 400716， China; 3Agricultural Committee of Tongnan District， Chongqing 402600， China）

Abstract： Field experiments are carried out to study the effects of organic fertilizer potassium and chemical fertilizer potassium combination on the yield， quality and potassium nutrient utilization efficiencies of leafy vegetables in a vegetable planting base of Chongqing. The results indicated that yields of lettuce and cabbage increased significantly （11.6%-17.4% and 10.9%-15.4%， respectively） under the combination treatment compared with that of no potassium treatment， in the two experiments， the highest yield was achieved under the MH+KL treatment. The yield of lettuce and cabbage under the combination treatment was higher than that of conventional potassium treatment， but the increase was not significant. The combination treatment could increase Vc content， decrease amino acid and soluble sugar content of lettuce， but it had little effect on cabbage. Nitrate contents in lettuce leaves， stems and cabbage were decreased by 4.8%-5.4%， 4.9%-11.1% and 15.5%-30.0%， respectively， and the MH+KL treatment had the best result. The combination treatment significantly increased potassium uptake and potassium utilization efficiency of lettuce and cabbage， and those under the MH+KL treatment were the highest， and the treatment was the optimal for leafy vegetable production.

Keywords： Organic Fertilizer Potassium; Chemical Potash Fertilizer; Combined Application; Leafy Vegetables

0  引言

鉀在蔬菜生长发育过程中具有重要作用，可增强植株抗性、调节营养平衡，最终达到蔬菜高产优质[1]。现代高产农业条件下收获蔬菜均会带走大量土壤养分，然而长期以来菜农比较重视氮肥和磷肥的施用，忽视钾肥和优质有机肥的配合施用。中国钾矿资源保有储量仅占世界储量的5.4%，钾肥满足率仅60%左右，蔬菜生产中钾肥的施用不足常常导致土壤钾素失衡，菜田土壤钾素缺乏已成为不少地区蔬菜优质高产可持续发展的主要限制因素[2-3]。提高菜园土壤钾素供应水平、平衡施用钾肥已成为中国近年来发展蔬菜生产迫切需要解决的重要问题[4-5]，但是中国钾肥资源不足，国际钾肥价格居高不下。有鉴于此，开展新的钾肥资源供应途径研究具有重要的理论和实践意义。

据估算近年来中国农作物秸杆和畜禽粪便类有机肥资源量接近50亿t，可提供氮、磷、钾养分约7400万t[6]。有机肥作为重要的农业生产资料，含有丰富的有机质和氮、磷、硫等有机养分以及钾、钙、镁等矿质养分[7]。合理利用有机肥可避免养分资源浪费和减轻环境污染[8]，改善土壤理化性状，提高土壤肥力水平，减轻连作障碍，减少植物病害，实现作物持续高产[9-10]。因此，开展不同种类有机肥钾与化学钾肥配合施用的适宜比例和用量研究，是一项有利于广辟中国钾肥资源、保护生态环境和优质高效农业可持续发展的重大课题[11]。本研究拟探讨有机肥钾与化肥钾以不同比例配合施用对叶类蔬菜产量、品质和养分利用效率的影响，筛选出替代化肥钾的有机肥施用比例，促进有机肥在蔬菜生产中的应用，为重庆地区高产优质蔬菜生产发展提供参考。

1  材料与方法

1.1 供試材料

1.1.1 供试土壤供试土壤为重庆市九龙坡区含谷镇含金村由佚罗纪遂宁组母质发育的红棕紫泥，种植莴笋（试验点1）和白菜（试验点2），该基地已种植蔬菜多年，土壤基本农化性状列于表1。

1.1.2 供试作物  莴笋（Lacutuca sativa L.），品种为‘笋薄王’;白菜，品种为‘华皮早5号’。

1.1.3 供试肥料  化肥为尿素、磷酸一铵、氯化钾，商品有机肥料（K2O，4.29%;N、P2O5、K2O>8%;有机质>75%）。

1.2 试验方法

田间试验于2013年9月至12月在重庆市九龙坡区含谷镇含金村进行。试验各处理氮磷钾养分施用量相同，氮、磷、钾肥施用数量分别为N300kg/hm2、P2O5 150kg/hm2、K2O 150kg/hm2（不施钾肥处理施钾量为0），主要探索商品有机肥钾与化肥钾配施的比例，共设5个配合施用处理（表2）。2个试验点莴笋和白菜小区面积分别为14m2和15m2，3次重复，随机区组排列。莴笋和白菜均采用育苗移栽方法种植，移栽前将有机肥与化学磷、钾肥一次性施入各试验小区，采用人工翻压土壤，将肥料混均于耕层土壤后移栽白菜和莴笋。化学氮肥全用于做追肥（共追施3次），在莲座期、开盘期、旺长期分别按30%、40%、30%的比例进行，试验期间田间其他管理措施与当地大田蔬菜栽培一致。收获时（莴笋和白菜生长期分别为99天和89天）测定2种供试蔬菜的生物产量，并采集样品测定蔬菜可食部分的硝酸盐、营养品质以及养分含量。

1.3 测定内容和方法

土壤基本农化性状pH值、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质采用常规方法[12]测定，莴笋叶片、茎和白菜可溶性糖采用3，5-二硝基水杨酸显色分光光度法测定，维生素C采用2，6-二氯酚靛酚法测定[12]，游离氨基酸采用水合茚三酮溶液显色分光光度法测定，硝酸盐含量采用紫外分光光度法测定[12]。莴笋叶片、茎和白菜全氮、磷、钾采用H2SO4-H2O2消化，蒸馏法测定氮、钒钼黄显色分光光度法测定磷、火焰光度法测定钾[12]。

1.4 数据处理及计算公式

数据结果采用Excel 2003和SPSS18.0软件进行统计分析。

主要公式如所示，式中产量和用量的单位为kg。

叶菜（莴笋、白菜）吸钾量（kg/hm2）=叶菜干样钾素含量×（1-水分含量）×叶菜产量（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

2  结果与分析

2.1 有机肥钾与化肥钾配施对叶类蔬菜产量的影响

表3可见，在氮磷养分等量的基础上，施钾各处理较不施钾肥处理（CK1）莴笋和白菜均达到极显著增产，增产范围为11.6%～17.4%和10.9%～15.4%。可见，无论有机肥料钾还是化学钾肥对提高叶类蔬菜产量都具有重要作用。有机肥钾与化肥钾配施较单一施用化肥钾处理（CK2）对2种供试叶菜产量均有提高作用，但未达到差异显著。有机肥钾与化肥钾配施对莴笋的增产效果大于白菜，均以MH+KL处理的增产幅度为最大，产量分别达36732kg/hm2和39782kg/hm2。在有机肥钾与化肥钾配施处理中，2个试验点莴笋和白菜产量均随着有机肥钾配施比例增大而增加，增产作用以MH+KL>MM+KM>ML+KH，显然以MH+KL处理即有机肥钾50%与化肥钾50%配施的蔬菜产量为最高，有机肥钾30%与化肥钾70%配施（MM+KM）次之。

2.2 有机肥钾与化肥钾配施对叶类蔬菜品质的影响

2.2.1 维生素C 有机肥钾与化肥钾配施较不施钾肥处理（CK1）莴笋叶维生素C含量显著增加（增幅为7.3%～15.2%），较化肥钾处理（CK2）仅MH+KL处理增加显著，维生素C含量随有机肥钾配施比例的增大而提高，以MH+KL处理即有机肥钾50%配施化肥钾50%含量为最高。莴笋茎维生素C含量除MH+KL处理较化学钾肥处理显著降低外，其余2个处理的影响不显著，MH+KL处理莴笋茎维生素C含量降低与叶片提高二者呈现互为平衡关系，莴笋茎的维生素C含量大大低于叶片（表4）。有机肥钾与化肥钾配施处理对白菜维生素C含量的影响不大（表4）。

2.2.2 氨基酸 有机肥钾与化肥钾配施较不施钾肥处理显著降低莴笋叶氨基酸含量，但与化学钾肥处理差异不显著，这可能与不施钾处理叶片氨基酸合成蛋白质的能力较弱有关。莴笋茎氨基酸含量随有机肥钾配施比例增大而显著提高，与叶片各处理氨基酸含量的变化呈互为消长关系。白菜氨基酸含量除MH+KL处理较化学钾肥处理显著提高外，其余处理影响不显著。

2.2.3 可溶性糖 有机肥钾与化肥钾配施较不施钾肥处理对莴笋叶可溶性糖含量的影响不大，但对莴笋茎可溶性糖含量有显著降低，有机肥钾与化肥钾配3个处理莴笋叶和茎的可溶性糖含量也存在互为消长平衡关系。白菜可溶性糖含量除MM+KM处理显著提高外，其余有机肥钾与化肥钾配处理的影响不显著。

2.2.4 硝酸盐 有机肥钾与化肥钾配施较不施钾肥显著降低莴笋叶和茎硝酸盐含量，降低幅度分别为4.8%～5.4%和4.9%～11.1%，各配施处理中仅MH+KL处理较化学钾肥处理显著降低莴笋茎硝酸盐含量。有机肥钾与化肥钾配施较不施钾肥和化学钾肥处理显著降低白菜硝酸盐含量，降幅为15.5%～30.0%（以MH+KL处理降低量最大），随有机肥钾配施比例增大白菜硝酸盐含量逐渐降低。

2.3 有机肥钾与化肥钾配施对叶类蔬菜钾素养分吸收和利用的影响

有机肥钾与化学钾肥配施处理莴笋和白菜钾素吸收量较化学钾肥处理（CK2）显著增加，增幅为21.6%～32.9%和6.7%～15.0%，以配施高量有机肥料处理（MH+KL）增加最大。莴笋和白菜有机肥钾与化肥钾配施均以MH+KL处理的偏生产力、农学效率、生理效率、钾素利用率為最高，分别为245kg/kg和265kg/kg、36.2kg/kg和35.4kg/kg、215kg/kg和494kg/kg、16.9%和18.0%，而其余各处理偏生产力和农学效率差异不大（表5）。

3  讨论

3.1 有机肥钾与化肥钾配施对叶类蔬菜产量的影响

蔬菜集约化高产栽培条件下收获每年都会带走大量的土壤养分，然而在蔬菜生产中长期以来偏施氮磷肥、轻视钾肥和有机肥的现象在不少地区仍然存在[13-14]。有机肥一般含氮和钾素较高，本试验中施用的商品有机肥料钾含量较高（K2O 4.29%），与化学钾肥配合施用后，莴笋和白菜产量高于常规施钾肥，且增产幅度随配施比例增大而增加，表明有机肥料中的钾素与化学肥料钾素对叶类蔬菜生长有相似的作用。有机肥钾与化学钾肥配施较化学钾肥处理具有增产作用，可能还与供试有机肥中的有机氮素和有机磷素有关。2种蔬菜有机肥钾与化学钾配施比例均以50%为最佳，在施入有机肥钾75kg/hm2同时带入了较多的有机氮和有机磷素，这些有机养分有利于缓解化学肥料养分供应过快的不足，在等氮磷钾养分的情况下较化学钾肥处理略有增产。重庆地区潮湿多雨，尿素等化学氮肥容易流失，而有机肥中的腐殖酸能起到脲酶抑制剂的作用缓解尿素分解[15]、腐殖质能吸附铵离子减少氮素损失，提高叶菜的氮素利用效率，有利于广量的提高。

3.2 有机肥钾与化肥钾配施对叶类蔬菜品质的影响

蔬菜维生素C和可溶糖含量是衡量其营养品质的重要指标[16]，且人体需要的维生素C主要从蔬菜和水果中摄取。有机肥钾与化学钾肥配施提高了2种叶菜的产量，对莴笋叶片维生素C含量有显著提高作用，对莴笋茎和白菜维生素C和2种叶菜的可溶性糖含量的影响不大，较化学钾肥处理2种叶菜氨基酸含量的影响不大，表明有机肥钾与化学钾肥配施较化学钾肥更能实现叶类蔬菜的高产优质或高产保质栽培。蔬菜特别是叶类蔬菜是一类最易累积硝酸盐的栽培植物[17]，人类食用硝酸盐高的蔬菜存在一定的健康风险。有机肥钾与化学钾肥配施各处理莴笋和白菜硝酸盐含量均有显著降低，其作用优于化学钾肥处理（表4），改善了叶类蔬菜的卫生品质。本研究中，白菜和莴笋茎硝酸盐含量超过了国家叶类蔬菜限量标准（≤3000mg/kg）[18]，有机肥钾与化学钾肥配施降低了该两种蔬菜硝酸盐，达到了食用安全范围，这与他人研究配施有机肥料降低蔬菜硝酸盐、改善卫生品质的结果[19]相似。

3.3 有机肥钾与化肥钾配施对叶类蔬菜钾肥利用率的影响

化肥利用效率是施肥增产效应的评价指标之一，施肥数量、肥料类型、作物种类和品种、栽培管理措施等均会直接影响化肥的利用效率[20]。本研究中有机肥钾与化学钾肥配施各处理较化学钾肥显著提高钾素吸收量和钾素生理效率，且随着有机肥料钾素配施比例的增加，莴笋和白菜的偏生产力、农学效率、钾素利用率均明显增加（表5），并以有机肥钾50%+化学钾50%处理的莴笋和白菜偏生产力、农学效率、钾素利用率最佳，表明配施有机肥钾有利于促进两种蔬菜对钾素的吸收和利用，这种促进作用基于有机肥料中的腐殖质对化学钾肥中钾离子的吸附、络合等作用，防止了在土壤中的淋洗或迁移损失，提高了蔬菜根系对钾素的吸收效率。此外，有机肥与化肥配合施用有利于施用到土壤中的氮磷钾三要素养分保持较长时间的平衡，这种平衡维持了蔬菜高效的养分吸收利用和产量的提高。因此，从钾肥资源效率看，有机肥料钾和化学钾肥配合施用不失为蔬菜钾素营养管理措施中的一种很好的选择。

4  结论

有机肥钾与化学钾肥配施较无钾肥处理极显著增加莴笋和白菜产量，以高量（50%）有机肥钾配施处理（MH+LL）增产作用最大;有机肥钾与化学钾肥配施较常规施钾处理增产不显著。有机肥钾与化学钾肥配施较无钾肥和化学钾肥处理对莴笋和白菜营养品质具有一定的改善作用，并显著降低2种叶菜的硝酸盐含量。有机肥钾与化学钾肥配施的莴笋和白菜钾吸收量、偏生产力、农学效率、钾素利用率均以MH+KL处理为最高。从2种叶菜的产量、品质、钾素吸收和利用效率综合看，以MH+KL处理（即有机肥钾50%配施化肥钾50%）为高产优质最佳处理，可在生产中应用。

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