增施不同氨基酸水溶肥对白菜生长的影响

魏启舜 郭成宝 周影 张培 黄莹 王琳

摘要：通过大棚小区试验，以不施肥为空白对照（CK），研究常规施肥（CG）和增施0.16g/L5-氨基乙酰丙酸肥（BS）、聚谷氨酸肥（GA）、羽毛酸解氨基酸肥（YS）、羽毛生物降解氨基酸肥（YZ）对白菜SPAD值、叶长、叶柄长、叶宽、叶片数等生物学性状及植株地上部与地下部鲜质量、干质量和根冠比的影响。结果表明，与CK相比，增施氨基酸肥的BS、GA、YS、YZ处理SPAD值显著提高;叶长、叶柄长和叶宽与CK相比没有显著差异，叶片数较CK显著增多;BS、GA、YS、YZ处理的地上部鲜质量、干质量较CK显著提高，地下部鲜质量与CK相比没有显著差异，YS处理的地下部干质量较CK显著减小;BS、GA、YS、YZ处理的根冠比较CK显著减小。与CG处理相比，增施氨基酸肥的BS、GA、YS、YZ处理SPAD值分别显著提高了8.32%、6.23%、7.63%、6.63%;叶长、叶柄长、叶宽和叶片数与CG处理相比没有显著变化;YZ处理的地上部鲜质量、地上部干质量分别较CG处理显著提高了21.23%、18.74%，BS、GA、YS处理与CG处理相比沒有显著差异;BS、GA、YS、YZ处理的地下部鲜质量、干质量与CG处理没有显著差异，根冠比也没有显著差异。与CG处理相比，增施5-氨基乙酰丙酸、聚谷氨酸、羽毛酸解氨基酸肥处理的肥效不明显，但增施羽毛降解氨基酸肥的处理表现出较高的肥效。由此可见，羽毛生物降解氨基酸肥具有进一步研究和推广应用的潜力。

关键词：氨基酸水溶肥;白菜;SPAD值;生物学性状;产量

中图分类号：S634.306文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2020）22-0160-04

作者简介：魏启舜（1973—），男，江苏南京人，副研究员，主要从事农业废弃物综合利用研究。E-mail：hhzx.w@163.com。

通信作者：王琳，博士，副研究员，主要从事农业有机废弃物资源化利用和土壤肥料相关研究。E-mail：wanglin0421nj@163.com。

氨基酸水溶肥是一种应用广泛的新型功能性肥料，氨基酸中的有机氮能被植物直接吸收，并且可以促进其他有效物质的吸收，具有促进植物生长、提高作物产量、改善作物品质和保护生态环境等作用[1-3]。目前，肥料市场上有含单一种类氨基酸和复合氨基酸的水溶肥。研究发现，不同种类氨基酸对植物的营养效应显著不同，同一种氨基酸对不同植物的营养效应也不同[4]。复合氨基酸水溶肥料因广谱性更好，是目前市场上的主要产品。

江苏丘陵地区南京农业科学研究所经过多年研究，已经筛选出一批可降解羽毛角蛋白的微生物。通过这些微生物降解羽毛获得的溶液含有多种游离氨基酸，在前期的小白菜[5]、草莓[6]等盆栽试验中羽毛生物降解氨基酸溶液表现出复合氨基酸的高肥效特点。目前，根据含氨基酸水溶肥料国家标准的要求，已将该氨基酸溶液螯合一定浓度的微量元素，形成了营养元素更丰富的氨基酸水溶肥料实验室产品。本研究通过大棚小区试验，研究笔者所在单位自制的羽毛生物降解氨基酸肥与3种商品氨基酸肥对白菜叶绿素、主要农艺性状及产量的影响，旨在进一步明确羽毛降解氨基酸在园艺作物生产中的应用效果，为该产品的产业化生产和推广应用提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验在南京市栖霞区江苏丘陵地区南京农业科学研究所的连栋大棚内进行，供试白菜品种为南京绿领种业有限公司提供的苏冠221。大棚土壤基本理化性状：有机质含量为14.59g/kg，全氮、全磷、全钾含量分别为1.34、1.49、13.25g/kg，速效磷、速效钾含量分别为91.38、197.50mg/kg，pH值为6.25，电导率（EC）为60μS/cm。供试5-氨基乙酰丙酸肥、聚谷氨酸肥、羽毛酸解氨基酸肥分别由南京禾稼春生物科技有限公司、南京轩凯生物科技有限公司、南京宁粮生物肥料有限公司生产。羽毛生物降解氨基酸肥由笔者所在实验室自制，制作方法是在羽毛发酵培养基中接入1%Thermoactinomycessp.（高温放线菌）YT06种子液，于55℃、180r/min摇床上培养3d后，离心收集上清液[7]，根据测出的溶液相应浓度，按含氨基酸水溶肥料国家标准[8]螯合一定量的Cu、Fe、Mn、Zn、B等微量元素。各供试氨基酸肥的主要技术指标见表1。本试验中各氨基酸肥均稀释成0.16g/L（前期盆栽白菜试验的氨基酸浓度[5]），施肥方式为叶面喷施。

1.2试验设计与方法

试验设6个处理：（1）空白对照（CK）;（2）常规施肥（CG）;（3）在常规施肥基础上增施5-氨基乙酰丙酸肥（BS）;（4）在常规施肥基础上增施聚谷氨酸肥（GA）;（5）在常规施肥基础上增施羽毛酸解氨基酸肥（YS）;（6）在常规施肥基础上增施羽毛生物降解氨基酸肥（YZ）。试验于2019年4月8日开始，栽培前整地并划分小区，除空白对照外，均以商品有机肥和史丹利三元素复合肥（N、P2O5、K2O含量均为17%）作基肥，用量为15t/hm2商品有机肥、0.75t/hm2三元素复合肥。每个处理完全随机排列，重复3次。白菜栽培方式为穴播，每穴播3～4粒种子，株距、行距均为15cm，每个小区20穴，当菜秧长至3～4张叶片时间苗，每穴选择长势一致的健壮苗定苗1株。5月8日开始进行氨基酸喷施处理，以后每10d喷施1次，共喷3次，每个小区喷施氨基酸的量为400mL，常规施肥处理与空白对照喷施等量清水。所有处理在6月3日进行试验数据的测定。

1.3测定项目与方法

1.3.1SPAD值的测定采收前用日本KonicaMinolta公司的SPAD-502Plus型叶绿素仪测定SPAD值，每株测定顶端3张完全展开的叶片，每个小区测量10株，取平均值[9-10]。

1.3.2叶长、叶柄长、叶宽和叶片数的测量每个小区随机选取5株测量叶长、叶柄长、叶宽和叶片数，选择每株的最大叶片进行叶长、叶柄长、叶宽测量，分别取平均值。叶长不包括叶柄的长度;叶柄长测量的是叶片除叶长外剩余部分的长度;叶宽为垂直于叶柄的叶片最宽宽度;叶片数测量的是叶宽大于1cm的叶片数[11]。

1.3.3地上部与地下部鲜质量、干质量的测定每个小区随机选取3株植株测定地上部与地下部的鲜质量、干质量，取平均值。采收后用纯水将植株清洗干净，擦干水分后用刀片将植株地上部分与根部分割开，然后用天平直接称量植株地上部与根的质量，即为地上部、地下部鲜质量。测定鲜质量后将植株地上部、根部分别放于80℃烘箱中烘干至恒质量，用天平称量获得地上部、地下部干质量[12]。

1.3.4根冠比根冠比=地下部鲜质量/地上部鲜质量。

1.4数据处理

用Excel2007处理数据和绘制表格，用SPSS19.0软件进行统计分析，用Duncans法进行多重比较，α=0.05。

2结果与分析

2.1不同处理对白菜SPAD值的影响

由图1可以看出，增施氨基酸肥各处理的白菜SPAD值均显著高于常规施肥处理和空白对照。常规施肥处理的SPAD值为70.16，增施氨基酸的BS、GA、YS、YZ处理的SPAD值分别比CG处理显著提高了8.32%、6.23%、7.63%、6.63%，说明增施氨基酸肥可以提高植物的叶绿素含量。常规施肥处理与空白对照间的SPAD值没有显著差异。

2.2不同处理对白菜生物学性状的影响

由表2可以看出，白菜的叶长、叶柄长和叶宽在处理之间均无显著差异。与空白对照相比，增施氨基酸肥的BS、GA、YS、YZ处理叶片数显著增多;与常规施肥相比，增施氨基酸肥的BS、GA、YS、YZ处理叶片数没有显著差异;增施聚谷氨酸肥的叶片数显著高于增施5-氨基乙酰丙酸肥，这可能与不同氨基酸种类对叶片生长的影响不同有关。空白对照仅叶片数显著小于其他处理，叶长、叶柄长和叶宽均与其他处理无显著差异。

2.3不同处理对白菜单株产量的影响

由表3可以看出，不同处理白菜的地上部鲜质量和干质量差异显著。与空白对照相比，增施氨基酸肥的BS、GA、YS、YZ处理显著提高了白菜的地上部鲜质量和干质量;与常规施肥处理相比，增施羽毛生物降解氨基酸肥处理的白菜地上部鲜质量、干质量分别显著提高了21.23%、18.74%，说明增施羽毛生物降解氨基酸肥对白菜地上部生长具有显著的促进作用。与常规施肥处理相比，增施氨基酸肥的BS、GA、YS处理地上部鲜质量、干质量没有显著差异;增施羽毛酸解氨基酸肥处理的地上部鲜质量、干质量均显著小于YZ处理，增施聚谷氨酸肥处理的地上部干质量也显著小于YZ处理，可能与相同浓度的不同种类氨基酸对白菜生长的肥效有差异相关。

由表3还可以看出，不同处理白菜的地下部鲜质量没有显著差异，说明增施氨基酸肥对根的生长影响不大;空白对照的地下部干质量最大，且显著高于YS处理;增施羽毛生物降解氨基酸肥处理的地上部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量均显著高于YS处理，这可能与不同工艺生产的氨基酸肥中所含的氨基酸种类和浓度不一致有关。

2.4不同处理对白菜根冠比的影响

由图2可以看出，空白对照的白菜根冠比达到0.087，显著高于其他施肥处理;常规施肥处理与增施氨基酸的BS、GA、YS、YZ处理间的根冠比差异不显著，说明增施氨基酸肥对白菜根冠比的影响不大。结合表3可知，增施羽毛生物降解氨基酸肥处理的地上部生物量最大，地下部生物量较大，说明增施羽毛生物降解氨基酸肥后，作物地上部、地下部生长发育平衡，是本試验中最理想的肥料处理。

3结论与讨论

植物叶片中的叶绿素含量不仅能直接反映植物的营养状况，还能影响植物的光合作用，是植物的重要生理指标之一。研究发现，植物叶片的SPAD值与叶绿素含量具有显著的正相关性，生产上常用SPAD值进行植物氮素营养是否缺少的快速

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诊断[13-15]。在本试验中，增施氨基酸的所有处理的SPAD值均显著高于没有施用氨基酸的处理，这与前人的研究结果一致。然而每种氨基酸肥都有一定的适用作物和浓度应用范围，在实际生产中，应针对不同作物、不同施肥水平的土壤，选用适宜浓度的氨基酸，以取得理想的效果[16-17]。目前市场上的氨基酸肥料主要以水解或发酵生产的复合氨基酸为主体，研究发现，复合氨基酸的肥效大于单种氨基酸，但是对一种作物而言，只由肥效作用好的单个氨基酸组成的氨基酸群体肥效也较高，而由肥效作用差的一些氨基酸组成的氨基酸群体肥效仍然偏低[16]。在本试验中，增施5-氨基乙酰丙酸、聚谷氨酸和羽毛酸解氨基酸肥3个处理的氨基酸使用质量浓度均为0.16g/L，这与各肥料的建议使用浓度相差较大，而该浓度的羽毛生物降解氨基酸肥在前期盆栽试验中已有良好表现，加上GA处理还没有螯合微量元素等原因，造成了与常规施肥相比，仅YZ处理表现出显著肥效，而BS、GA、YS处理只是显著提高了白菜的SPAD值，在生物学性状、地上部和地下部生物量方面均没有表现出氨基酸的肥效。另外，用不同工艺生产的复合氨基酸肥料含有的氨基酸种类和浓度也不一样[18]，羽毛角蛋白通过微生物降解比酸解处理得更彻底，氨基酸损失少、含量大，且产物中含有大量菌体、多种生物活性物质和微生物代谢产物，而有害金属离子含量更少[19-20]。本试验中喷施的YS、YZ这2种复合氨基酸虽然均以羽毛为原料降解形成，但YS是通过化学酸解得到的而YZ是通过微生物降解得到的，可能由于YS中含有对白菜生长有影响的物质，如浓度较高的氯离子[18]，而YZ中的微生物代谢产物和活性物质对白菜生长更有利，造成这2个处理在白菜地上部生物量方面存在显著差异。

合理施肥是提高作物产量的重要措施，在本试验中，空白对照在白菜生长过程中没有施用任何肥料，这与该处理白菜叶片数最少、地上部生物量最少的测定结果相符，但是试验土壤养分含量较高，根据资料分析，供试土壤养分指数达到82，已属高养分等级土壤[21]。白菜在生长前期充分吸收和利用土壤中的养分，生长较正常，表现为CK的叶长、叶柄长、叶宽与其他处理间差异不显著，但后期由于营养元素缺乏，叶片停止生长发育，当氮贫乏时，植株根系获得了相对更多的碳[22]，负责吸收限制性资源的根优先于其他器官生长，以加强对肥料的吸收[23]，因此氮素营养对作物根冠比具有重要影响，作物施氮量增加，根冠比降低[24]，这与CK的地下部鲜质量、干质量和根冠比表现相符。

在本试验条件下，与常规施肥相比，增施0.16g/L羽毛降解氨基酸肥的白菜SPAD值提高了6.63%，地上部鲜质量、干质量分别提高了21.23%、18.74%，具有较高的肥效。但这仅仅是单一浓度对白菜的试验结果，而羽毛降解氨基酸肥对白菜的最佳使用浓度及其在其他作物上的肥效，还需后期进一步探索和试验。

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