土壤调理剂与酵素施用对土壤理化性质及甘蓝产量的影响

杨园媛，贾圣青，杨 辉，张明科*

（1.西北农林科技大学园艺学院，陕西 杨凌 712100； 2.咸阳市非金属矿研究设计院有限公司，陕西 咸阳 712021）

甘蓝是十字花科芸薹属的一种重要叶类蔬菜，通常对氮肥和钾肥的需求量较大[1]。但大量施用化肥易造成土壤板结、土壤肥力退化，肥料利用率低以及甘蓝产量、品质下降等问题。

复合型土壤调理剂是针对土壤酸化、微量元素缺乏、农作物连作障碍等土壤生态环境问题而研发的菌剂。环保酵素是红糖、水和新鲜果蔬残次品捣碎混合发酵后产生的棕色液体，内含多种蛋白质、维生素、矿物质、氧及激素类物质等[2]。环保酵素能够抑制病虫害的发生，有利于作物的生长发育，还可提高土壤肥力[2-5]。

复合型土壤调理剂与环保酵素都可以提高肥料利用率、增强作物的抗逆性，同时还有利于土壤微生物繁殖、改良土壤结构、增强土壤的保肥供肥及缓冲能力，对农业可持续发展具有深远的意义。本研究选择结球甘蓝作为研究对象，以期探明土壤调理剂、酵素施用对甘蓝产量和土壤理化性质的影响，为其在蔬菜生产中的应用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验田块位于陕西省咸阳市泾阳县泾阳蔬菜试验站，供试土壤为黄垆土。有机质32.50 g/kg，速效氮78.75 mg/kg，速效磷122.20 mg/kg ，速效钾562.7 mg/kg ，pH值为8.19。

1.2 试验材料

甘蓝品种为“中甘56”（由中国农业科学院选育）。

复合型土壤调理剂（咸阳非金属矿研究设计院有限公司提供）是采用天然功能矿物原料即膨润土、有机物及生防菌等材料进行复合加工制备而成，产品含有生物菌约为8×1012个/kg。

环保酵素制作过程为：采用红糖、次品黄瓜和水按1∶3∶10的质量比混合后装入塑料桶，进行厌氧发酵3个月。第1个月每天拧松瓶盖，放出气体，后2个月拧紧瓶口。发酵3个月后获得自制酵素，pH值4.5，呈酸性，未检测出大肠杆菌与总大肠菌群。大肠杆菌与总大肠菌群是检测样本未受到污染的重要指标，说明环保酵素在制作过程中未受到污染[4]。

1.3 试验设计

试验于2018年12月4日—2019年4月4日进行，共设置4个处理，土壤调理剂与酵素用量详见表1，供试复合土壤调理剂与基肥一起施用，酵素作为追肥在甘蓝结球初期开始施用，按照与水1∶500的质量比稀释，施用2次。采用随机区组设计，每个处理3次重复。小区面积20.7 m2，每小区种植5行，株行距34 cm×28 cm，每小区75株。

1.4 种植管理

2018年12月4日育苗，3叶期分苗1次，2019年1月28日定植。基肥施用生物有机肥与优选16菌，并于团棵期（3月3日）和结球初期（3月17日）追施尿素2次，具体用量详见表2。日常田间管理按照常规栽培措施进行。

1.5 测定指标与方法

4月4日收获（结球抱紧实，向下压不松塌）时测定225株甘蓝的株幅、叶绿素、商品产量、病虫害发生率，并采集各处理田块的土样，用于测定土壤理化性质。土壤pH值及有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量采用土壤常规方法测定[6]。依据全国第二次土壤普查结果，将土壤按照养分含量分为6级，土壤酸碱度按照pH值大小分为5级（表3）。甘蓝病害发病率通过统计每个处理发病株数与小区总株数计算获得，公式为：发病率=发病株数/小区总株数×100%。

表1 试验设计方案

表2 施肥情况

1.6 数据统计

试验数据采用 Microsoft Excel 2007 和 SPSS 22.0数据统计软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 土壤调理剂与酵素施用对甘蓝农艺性状与产量的影响

由表4可见，甘蓝叶片叶绿素含量由高到低为对照＞土壤调理剂600 kg/hm2＞土壤调理剂900 kg/hm2＞酵素，并且酵素处理的叶绿素含量显著低于对照及土壤调理剂600 kg/hm2。4个处理株幅没有显著差异。土壤调理剂和酵素3个处理的单球净质量均显著高于对照。甘蓝小区产量由高到低为土壤调理剂600 kg/hm2＞酵素＞土壤调理剂900 kg/hm2＞对照；土壤调理剂600 kg/hm2增产率最高，达到36.61%；土壤调理剂600、900 kg/hm2，酵素3个处理的产量均显著高于对照。说明土壤调理剂与酵素均能使甘蓝显著增产。

2.2 土壤调理剂与酵素施用对土壤理化性质的影响

2.2.1 土壤调理剂与酵素对土壤有机质的影响

由表5可知，栽培前土壤有机质等级为二级。栽培后，对照、酵素处理土壤有机质等级为三级，2种土壤调理剂处理的土壤有机质等级降为四级。各处理均比种植前土壤有机质含量降低，其中土壤调理剂显著低于对照和酵素。土壤有机质含量降低最多的是土壤调理剂600 kg/hm2处理，减少了49.63%。其原因可能是土壤调理剂和酵素中部分微生物分解了有机质，供栽培植物利用。

2.2.2 土壤调理剂与酵素对土壤速效氮的影响

由表5可知，栽培前土壤速效氮等级为四级。栽培后，对照、土壤调理剂600 kg/hm2速效氮等级仍为四级，而酵素速效氮等级升为三级，土壤调理剂900 kg/hm2速效氮等级升为二级。对照与土壤调理剂600 kg/hm2处理的土壤速效氮含量较栽培前稍微有所降低，但下降幅度小于10%，分别为8.38%、2.39%。酵素与土壤调理剂900 kg/hm2处理分别较栽培前土壤增加了19.14%和55.1%，且均显著高于对照和土壤调理剂600 kg/hm2处理。

表3 土壤分级标准

表4 土壤调理剂与酵素施用对甘蓝农艺性状与产量的影响

2.2.3 土壤调理剂与酵素对土壤速效磷的影响

由表5可知，栽培前土壤速效磷含量为一级，虽远远高于40 mg/kg，但未超过临界值150 mg/kg。栽培后，各处理的土壤速效磷含量等级均为二级。栽培后土壤速效磷含量较栽培前均大幅下降，对照、酵素、土壤调理剂600 kg/hm2和900 kg/hm2处理的土壤速效磷含量分别下降了75.15%、69.57%、70.72%和69.71%，土壤调理剂与酵素虽比对照略高，但处理间差异不显著。这说明无论是施用酵素还是土壤调理剂，均无法缓解作物消耗速效磷，栽培后土壤磷含量仍然不足。后茬作物栽培前应适当补充磷肥。

2.2.4 土壤调理剂与酵素对土壤速效钾的影响

由表5可知，栽培前、后土壤速效钾等级均为一级。速效钾含量均大于300 mg/kg，土壤速效钾含量偏高。栽培后酵素处理的土壤速效钾含量较栽培前土壤增加了17.08%。对照、土壤调理剂600 kg/hm2和900 kg/hm23种处理的土壤速效钾含量分别下降了12.12%、3.86%和3.47%，且均显著低于酵素。说明酵素施用后会增加土壤速效钾含量，而土壤调理剂施用对土壤速效钾含量影响不显著。

2.2.5 土壤调理剂与酵素对土壤pH的影响

由表5可知，栽培前、后土壤pH均为碱性。栽培后土壤pH值均比栽培前增加。各处理之间，酵素和土壤调理剂600 kg/hm2处理的土壤pH值差异不显著；土壤调理剂900 kg/hm2处理的较土壤调理剂600 kg/hm2处理的土壤pH显著增加；对照的pH值显著低于其他3个处理；说明土壤调理剂与酵素的施用能够调节土壤pH，随着土壤调理剂用量的加大，土壤pH值相应升高。

2.3 土壤调理剂与酵素对甘蓝病害的影响

2.3.1 甘蓝裂球率

结球甘蓝的裂球率，从侧面反映出品种的熟性。对于同一品种而言，不同处理后的甘蓝裂球率反映出各处理在促进成熟方面的作用。同期定植的同一品种处理后的裂球率越高，说明使用的肥料在促进甘蓝成熟方面的功效越大。由表6可知，对照甘蓝裂球率最低，酵素处理的裂球率最高，其次是土壤调理剂600 kg/hm2处理，土壤调理剂900 kg/hm2处理的甘蓝裂球率与对照相近。说明酵素、土壤调理剂600 kg/hm2处理的甘蓝成熟期较对照提前。

2.3.2 甘蓝叶球霜霉病发病率

成熟甘蓝叶球表面出现为数不多的小黑点，是甘蓝成熟后没有及时收获而容易发生的一种病害，初步认为是叶球霜霉病。由表6可知，发病率从高到低分别为酵素、土壤调理剂900 kg/hm2、土壤调理剂600 kg/hm2和对照。酵素处理发病率高达96.89%。这从另外一个侧面反映出酵素和土壤调理剂处理后，促进了甘蓝的生长，其成熟期提前。

表5 土壤调理剂与酵素对土壤理化性质的影响

2.3.3 甘蓝干烧心发病率

甘蓝干烧心是由于植物体内缺乏钙元素引起的一种生理性病害。由表6可知，对照、酵素和土壤调理剂600 kg/hm2处理的甘蓝干烧心发病率相近，土壤调理剂900 kg/hm2处理的干烧心发病率略高于其他处理。由此可见，酵素和土壤调理剂对蔬菜的生理性病害的抵御没有明显的作用。

3 结论与讨论

土壤调理剂与酵素施用后可显著增加甘蓝产量，这与李育鹏等[7]在空心菜上施用土壤调理剂使产量增加5.81%～44.45%的研究结果一致。周泽宇等[8]研究表明，喷施植物酵素“金禾苗”的水稻增产效果显著，增产8.60%。在本试验中，土壤调理剂600 kg/hm2增产幅度最大，比对照增产36.61%。土壤调理剂与酵素处理的甘蓝叶片叶绿素含量均较对照低，酵素处理的叶绿素含量显著低于对照，说明叶绿素含量高低与甘蓝产量之间没有直接相关性。

土壤调理剂与酵素施用后可调节土壤理化性质。廉晓娟等[9]研究表明，施用土壤调理剂能够明显改善土壤结构，增强土壤保水能力。李育鹏等[7]研究表明，土壤调理剂用量为600～1 800 kg/hm2时,可使土壤pH值增加3.60%～21.65%。魏岚等[10]研究认为，各土壤调理剂均能提高土壤pH值，提高土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量。李方志等[3,11-12]研究结果表明，环保酵素可提高土壤全氮、水解氮和有机质、全磷和有效磷的含量及速效钾含量。

本试验中，土壤调理剂与酵素施用后土壤pH值小幅升高。酵素本身pH为酸性，在试验用量较多的情况下，土壤pH值并没有降低反而升高，可能是由于土壤强大的缓冲作用。栽培后土壤有机质与速效磷含量大幅下降，土壤调理剂与酵素处理的土壤有机质下降幅度较对照大，这可能与土壤调理剂成分和酵素微生物有关。建议在施用土壤调理剂与酵素时，要配合增施一定的有机肥与磷肥。施用酵素和土壤调理剂后，对土壤速效钾含量影响不大。

土壤调理剂与酵素对甘蓝病虫害有一定影响。王胜楠等[13]研究表明，土壤调理剂各处理对番茄黄化曲叶病毒病发病率和病情指数均有降低作用。陶津等[14]指出，浇施环保酵素能提高作物对病虫害的抵抗能力及农作物的生长势。本试验中，土壤调理剂与酵素施用使甘蓝成熟期较对照提前，延迟采收会导致甘蓝裂球率、叶球霜霉病发病率升高，但对抵御甘蓝生理性病害（干烧心）的作用不大。

表6 土壤调理剂与酵素对甘蓝裂球、霜霉病及干烧心的影响