减氮配施有机肥与生物菌肥对菜心品质的影响分析

姜雅爽，罗 华，李嘉伟

（十堰市郧阳区农业农村局，湖北十堰 442500）

在菜心种植过程中，施肥是十分重要的步骤。从目前的实际情况来看，为提高菜心产量，菜农通常大量施用氮肥。虽然这在提高菜心产量方面发挥了一定的作用，但氮肥的过度施加也导致菜心品质下降，不仅影响经济效益，而且影响土壤和生态环境。对此，应考虑用有机肥和生物菌肥替代部分氮肥，兼顾菜心的产量和品质，以达到其效益目标。

湖北绿道农业发展有限公司当前部分片区主营菜心种植与销售业务，当前菜心种植面积达到1.33 hm2。菜心生长过程中对氮素的吸收量较高，因此在种植期间长期将氮肥作为主要肥料进行施肥作业。这种做法虽然能提高菜心产量，但也带来了以下问题：1）当前种植区域土壤酸化和板结问题已经较为突出；2）部分菜心产品的硝酸盐含量偏高，不符合标准要求，同时菜心中的可溶性糖含量、维生素C 和可溶性蛋白质含量均偏低，处于标准值以下。针对以上问题，企业技术部门经综合研究后决定，减少氮肥的施用量，用有机肥和生物菌肥取代部分氮肥，以提升菜心品质、解决出现的问题。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验对象为湖北绿道农业发展有限公司种植60 d甜菜心。肥料：1）传统氮肥，主要成分为尿素，含氮量为46%；2）有机肥，采用羊粪腐熟发酵而成；3）生物菌肥，主要成分为EM 菌。

1.2 试验地概况

本次试验选择在湖北绿道农业发展有限公司12 号试验田内进行，试验时间跨度为2022 年6—8 月。在试验开始前对土壤的理化性质进行检测，检测结果为碱解氮含量261.33 mg·kg-1、速效磷含量117.56 mg·kg-1、速效钾含量211.00 mg·kg-1、含水量11.3%、pH 值7.37、电导率256.00 μs·cm-1。该地土壤理化性质符合菜心种植要求，可进行后续试验。

1.3 试验设计

在确定土壤符合要求后，结合已有经验及相关文献资料，设计6 组平行试验，见表1。各组施肥时间均保持一致，均在甜菜心定植后的6 月5 日立即进行施肥。

表1 试验设计

为确保试验数据的准确性，对上述试验组合采用完全随机区组排列模式。试验地在种植菜心前，全部使用机械翻耕，每个试验区块面积设定为3 m2，共计设置18 个区块，各区块垄宽60 cm、垄长5 m，一垄双行栽培，株距18 cm，并在两端设置保护行。

1.4 测量指标

2022 年8 月4 日，在所有菜心进入收获期后，通过均匀取样的方式收取菜心进行检测。1）应用蒽酮比色法，对菜心中的可溶性糖含量进行测定；2）应用考马斯亮蓝G-250 染色法，对菜心中的可溶性蛋白进行测定；3）采用水杨酸硝化法，对硝酸盐含量进行测定；4）应用钼蓝比色法，对菜心中的维生素C 含量进行测定。

1.5 数据统计分析

使用Excel 和SPSS 26.0 对数据进行处理，并用邓肯多重范围检验（Duncan multiple-range test）对相关数据的差异显著性进行检验，以p＜0.05 作为具有统计学意义的判据。

2 结果与分析

不同减氮配施有机肥与生物菌肥施肥模式下菜心的可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、维生素C 含量及硝酸盐含量见表2。

表2 菜心品质指标检测结果

2.1 对可溶性蛋白含量的影响

根据表2 可知，与A2 组传统氮肥施肥模式相比，A3、A4、A5、A6 组菜心可溶性蛋白含量均有显著提升。具体来看，组别A5 在可溶性蛋白含量提升方面表现最为突出。将A3～A6 试验组的结果与A2 的进行显著性检验，各组别p值分别为0.062、0.049、0.023、0.046，由此可见，试验组A4、A5、A6 与A2 差异显著，说明这3 组处理在提升可溶性蛋白含量这一指标上具有统计学意义。在此基础上，进一步分析比较A5与A3、A4 两个未添加生物菌肥的组别的差异显著性，结果显示，p值分别为0.038 和0.047，仍具有显著性。据此可知，减氮配施有机肥和生物菌肥的综合模式在提高可溶性蛋白含量方面的作用显著高于传统氮肥或单一施加有机肥的模式。

初步推断，出现显著性差异的主要原因是，减氮配施有机肥和生物菌肥可以增加土壤有机质含量、改善土壤结构和保持土壤水分和养分的供应。同时，有机质的增加可以提供稳定的氮源，在微生物的参与下，土壤能够通过吸收、固定和释放氮素等方式，提供可供植物利用的氮源。因此，菜心植株可以更有效地吸收和利用土壤中的氮素，从而提高可溶性蛋白的合成能力、提升可溶性蛋白含量[1-2]。

2.2 对可溶性糖含量的影响

由表2 可知，在6 个试验组中，A2 组的可溶性糖含量最低，甚至低于空白对照组A1。初步推断出现这种现象的主要原因是，单一施加传统氮肥会改变菜心内部的代谢通路和酶活性调控，进而引起糖代谢通路的变化，使得糖在植物体内的合成和分配受到影响，最终导致可溶性糖含量下降。在此基础上，进一步分析各组与A2 组数据差异的显著性。结果显示，A3～A6 组p值分别为0.035、0.034、0.034、0.040，差异均具有统计学意义，表明减氮配施有机肥和生物菌肥对于增加菜心的可溶性糖含量具有显著作用。结合相关理论分析可知，出现这种结果的主要原因是有机肥可以增加土壤中微生物的活性，改变群落结构，提高土壤中的养分供应和植物根系的吸收能力。这有助于提高植物叶片的光合作用效率，增加光合产物（碳水化合物）的合成和转运，从而提高菜心的可溶性糖含量[3-4]。

此外，对生物菌肥的影响进行分析，本次试验中A5 和A6 两个组别的可溶性糖含量略低于A4 组，且与A4 相比其p值分别为2.209 和1.332，表明在配施有机肥的基础上，配施生物菌肥不能显著影响菜心的可溶性糖含量。初步推断主要原因是氮肥的施加可能对生物菌肥的活性有一定的抑制作用，同时生物菌肥对可溶性糖含量的影响可能被其他因素所掩盖。

2.3 对维生素C 含量的影响

根据表2 可知，A3～A6 组菜心的维生素C 含量均高于A2 组，其中以A6 组的处理结果为最优。此外，将A6 组分别与A2 和A4 两个组进行差异显著性分析，p值分别为0.019 和0.048，表明减氮配施有机肥及生物菌肥的效果显著优于施加传统氮肥或单一施加有机肥，其在提升菜心维生素C 含量方面的作用很大。

初步分析出现这种结果的主要原因是有机肥和生物菌肥含有丰富的有机质，这些有机质可以改善土壤质量，提供植物所需的养分和能量。充足的养分供应有助于植物正常生长和代谢，进而促进维生素C 的合成和积累。同时，在引入生物菌肥后，在微生物作用下，植物自身系统在合成抗氧化物质方面的能力将有所提升，促使植物合成更多的维生素C[5-6]。

2.4 对硝酸盐含量的影响

根据表2 可知，减氮配施有机肥及生物菌肥模式相较于单一传统氮肥的施肥模式，菜心硝酸盐含量均有显著降低，特别是在同时引入有机肥和生物菌肥后，硝酸盐含量的降低趋势进一步凸显。对A3～A6 组与A2 之间的差异显著性进行检验，p值分别为0.045、0.030、0.029、0.020，均具有统计学意义。在此基础上，进一步对比A6 组与A3、A4 的显著性，p值分别为0.031 和0.046，差异具有统计学意义。由此可知，在减氮措施下，菜心中的硝酸盐含量显著降低，特别是在引入生物菌肥后，菜心的硝酸盐含量可进一步降低至与对照组基本类似的水平。这表明减氮配施有机肥及生物菌肥在降低菜心硝酸盐含量方面发挥着较为重要的作用。

初步推断出现上述变化趋势主要有以下原因。1）有机肥中的氮源以有机形态存在，如有机物中的蛋白质、氨基酸等。有机肥中的氮需要经过微生物的分解和矿化才能被植物吸收利用，这个过程相对较慢，有机肥对氮素的释放速度较化学氮肥更为平缓。因此，有机肥的使用可以降低氮素的过剩积累，减少硝酸盐的形成。2）生物菌肥的应用可以提高土壤中的微生物活性、丰富微生物多样性。一些微生物菌株具有硝酸盐还原作用，将土壤中的硝酸盐还原为氨、氮气等，从而减少硝酸盐的积累。生物菌肥对土壤微生物的调控作用有助于将硝酸盐转化为其他形式的氮，从而降低植株中的硝酸盐含量。

3 结论与讨论

综合上述结果可知，减氮配施有机肥及生物菌肥的优化施肥模式，能够有效提高菜心中的维生素C、可溶性蛋白和可溶性糖三项重要营养素指标的含量，并且能够有效降低硝酸盐含量，对于提高菜心品质意义重大。这与以往的类似研究结论一致，因此，在今后的菜心种植施肥环节中，可考虑减氮并配施有机肥及生物菌肥联用的技术模式，并通过后续试验步骤，进一步合理调整氮肥、有机肥和生物菌肥的用量，确保菜心的品质得到进一步的提升。