竹林废弃物耦合厨余垃圾制备生物有机肥在设施叶菜上的应用效果研究

孔 超 冯碧雲 郭国梅 吴隽香 金 军 李新宇 印霞棐

（1.常州市农业综合技术推广中心 江苏常州 213003；2.常州市农业会计服务中心 江苏常州 213022；3.常州市金坛区种植业技术推广中心 江苏常州 213200；4.江苏理工学院 江苏常州 213001）

蔬菜是居民膳食结构中必不可缺的一部分，守好城乡居民的“菜篮子”在保障居民基本生活需要中具有重要地位[1]。 近年来，由于高复种指数和高肥料投入的集约化种植方式导致土传病害病原菌的积累、生长和繁殖，造成了设施蔬菜生产中普遍存在着施用化肥过量、土壤盐分累积、土壤板结退化、蔬菜产量及品质大幅下降等问题[2-3]。 另外，在设施蔬菜生产中化肥的高投入不均衡使用也极易引发农业水体污染和富营养化，造成化肥对地表水的非点源污染[4]。因此，以协调作物产量、品质和改善农业环境综合效应为目标， 探索新的高效施肥模式在设施叶菜生产中具有极其重要的现实意义[5]。

据研究报道， 化肥减量配施有机肥对蔬菜生长的效果较好， 有机无机肥料配合施用可协调平衡养分供应，满足蔬菜整个生育期对养分的需求，对蔬菜作物产量和品质、维持和提高蔬菜地土壤肥力、改善土壤环境质量均能产生有益影响[6-7]。 竹林废弃物富含丰富的蛋白质、氨基酸、碳水化合物、多酚等有机物， 将竹林废弃枝叶有机质分解成易被植物吸收的腐殖质和氮、磷、钾等营养元素，可有效地改善土壤结构，减少土壤养分流失，提升土壤肥力[8]。 厨余垃圾中有机质含量较高，氮、磷、钾、钙及各种微量元素齐全，其无害化、减量化和资源化处理利用，可解决城市生活垃圾的处置难题，增加社会资源，具有显著的生态、经济和社会效益[9]。

本研究在设施青菜和生菜生产常规施肥的基础上，综合探索了竹林废弃物耦合厨余垃圾制备生物有机肥单施、复合肥单施、复合肥减量配施生物有机肥对设施青菜、生菜产量和品质的影响，旨在为设施叶菜绿色高效生产、 化肥减施增效和农业废弃物及相应的城市生活垃圾的资源化利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2021 年9-12 月在江苏一号农场科技股份有限公司连栋大棚进行，前茬作物为卷心菜。 供试作物为青菜 （Brassica chinensis L.） 和生菜（Lactuca sativa L.），品种为上海青和意大利生菜。 上海青和意大利生菜在南方地区均可周年生产， 两者一般种植25～30 d 和45～50 d 即可陆续采收。

1.2 生物有机肥制备

以竹林废弃物和陈化厨余垃圾为原料， 通过投加微生物菌剂（木质素降解菌和纤维素降解菌制备的液态复合微生物菌剂）进行好氧发酵堆肥。 先将竹林废弃物和陈化厨余垃圾固相组分分别破碎至2～3 cm和1～2 cm 的颗粒并转入发酵装置，再将预先培养的木质素降解菌和纤维素降解菌液态复合微生物菌剂（Sphingomonas melonis∶Bacillus∶Stenotrophomonas acidaminiphila∶Byssochlamys 为0.15∶0.10∶0.02∶0.01）倒入装置中，接种量为发酵物料总量的4%～5%，物料需充分混匀。 发酵过程中，定期翻堆取样检测，翻堆要迅速、充分，整个周期为30 d。 发酵完全的物料即为竹林废弃物耦合厨余垃圾生物有机肥。

1.3 试验设计

本试验共设置4 个处理， 分别为对照（CK）， 不施肥； T1， 单独施用生物有机肥2 000 kg/亩； T2，单独施用复合肥（16∶16∶16）40 kg/亩； T3，施用复合肥（16∶16∶16）20 kg/亩+生物有机肥2 000 kg/亩。每个处理设置3 个重复，共计12 个小区，小区面积20 m2，四周设置保护行，于9 月20 日整地前均匀撒施试验肥料，然后整地做畦。 上海青和意大利生菜均使用钵苗移栽，青菜和生菜行株距均为20 cm×20 cm，田间管理与当地常规生产相同。

1.4 试验方法

于2021 年10 月1 日播种上海青和意大利生菜，育苗盘采用128 孔穴盘，育苗基质选用草炭土、蛭石、珍珠岩，按照3∶1∶1 比例配制基质，种子经高锰酸钾溶液浸种消毒后播种于育苗盘中，并进行压穴、浇水。 4 d 后陆续出苗，10 d 后全部出苗、移栽，20 d后长出2 片真叶，30 d 后长出4 片真叶，生育期内不再追肥，2021 年11 月10 日采收。

1.5 测量指标

上海青和意大利生菜移栽后分别于10 d、20 d、30 d 检测作物生长指标， 各处理随机取5 株检测株高、单株鲜重、叶片数、叶绿素含量，30 d 收获时同时检测干物质含量。 株高：从基部地面到植株最高处的高度（cm）。 叶绿素含量：使用SPAD-502 Plus 手持叶绿素测定SPAD 值，每片叶子测定3 处，取平均值。

1.6 数据分析

试验数据采用SPSS 23.0 进行统计分析，采用单因素方差分析法（ANOVA）及最小显著差异（LSD）多重比较法进行差异分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对单株鲜重的影响

由图1 可知， 与对照相比， 施用不同类型肥料在青菜移栽后10 d 和30 d 均使青菜单株鲜重有所提高， 不同施肥处理在青菜移栽后30 d 单株鲜重依次为T2（201.4 g）＞T3（184.1 g）＞T1（173.4 g）。 与CK（147.1 g） 相比， 各处理青菜单株鲜重增加幅度为17.9%～36.9%，CK 和T1、T2、T3 3 个处理间均达到显著差异水平；T1 与T2 处理间达到显著差异水平，但T1 与T3 处理，T2 与T3 处理均未达到显著差异水平。 说明在该供试土壤和栽培条件下，施肥可增加设施青菜的单株鲜重。 与单施复合肥相比，采用竹林废弃物耦合厨余垃圾制备的生物有机肥部分替代复合肥的施肥方式，可维持青菜较高的单株鲜重，达到化肥减量增效的目的。

图1 不同施肥处理在青菜移栽后10 d（左）和30 d（右）对单株鲜重的影响

由图2 可知，与对照相比，施用不同类型的肥料在生菜移栽后10 d 和30 d 均使生菜单株鲜重有所提高，不同施肥处理在生菜移栽后30 d 单株鲜重依次为T2（25.5 g）＞T3（22.2 g）＞T1（22.0 g）。 与CK（9.3 g）相比， 各处理生菜单株鲜重增加幅度为136.6%～174.2%，CK 和T1、T2、T3 3 种处理间均达到显著差异水平；T1 与T2、T3 2 个处理间均未达到显著差异水平。 说明在该供试土壤和栽培条件下，施肥可增加设施生菜的单株鲜重。 与单施复合肥相比，采用生物有机肥部分替代复合肥的施肥方式，也可维持生菜较高的单株鲜重，达到化肥减量增效的目的。

图2 不同施肥处理在生菜移栽后10 d（左）和30 d（右）对单株鲜重的影响

2.2 不同施肥处理对株高的影响

由图3 可知，与对照相比，施用不同类型的肥料在青菜移栽后10 d 和30 d 均使青菜株高有所提高，不同施肥处理在青菜移栽后30 d 株高依次为T2（23.2 cm）＞T3（22.6 cm）＞T1（20.1 cm）。 与CK（18.1 cm）相比，各处理青菜株高增加幅度为11.0%～28.2%，CK和T1、T2、T3 3 个处理间均达到显著差异水平；T1 与T2、T3 2 个处理间均达到显著差异水平，但T2 与T3处理未达到显著差异水平。 说明在该供试土壤和栽培条件下，施肥可提高设施青菜的株高。 与单施复合肥相比， 采用生物有机肥部分替代复合肥的施肥方式，也可实现青菜较高的株高水平。

图3 不同施肥处理在青菜移栽后10 d（左）和30 d（右）对株高的影响

由图4 可知，与对照相比，施用不同类型的肥料在生菜移栽后10 d 对生菜株高影响不明显， 移栽30 d 后各施肥处理生菜株高均有所提高， 不同施肥处理在生菜移栽后30 d 株高依次为T2（13.9 cm）＞T3（13.4 cm）＞T1（12.4 cm）。 与CK（11.0 cm）相比，各处理生菜株高增加幅度为12.7%～26.4%，CK 和T1、T2、T3 3 个处理间均达到显著差异水平；T1 与T2、T3 2 个处理均达到显著差异水平，但T2 与T3 处理未达到显著差异水平。 施用不同类型的肥料对移栽10 d后生菜的株高影响不显著， 可能与意大利生菜的株型较矮壮有关， 致使生长初期肥效不明显。 生长后期，施肥可明显增加设施意大利生菜的株高。 与单施复合肥相比， 采用生物有机肥部分替代复合肥的施肥方式，也可实现生菜较高的株高水平。

图4 不同施肥处理在生菜移栽后10 d（左）和30 d（右）对株高的影响

2.3 不同施肥处理对叶片数的影响

由图5 可知，与对照相比，除单施生物有机肥在青菜移栽后30 d 处理以外， 施用不同类型的肥料在青菜移栽后10 d 和30 d 均未使青菜叶片数有所提高。 可见，单独施用生物有机肥对青菜的叶片数影响较为显著，施用复合肥对青菜的叶片数影响不大。 与单施复合肥相比，施用生物有机肥，在复合肥用量减半的情况下，也未能使青菜叶片数发生显著变化。

由图6 可知，与对照相比，除单施生物有机肥在生菜移栽后30 d 处理以外， 施用不同类型的肥料在生菜移栽后10 d 和30 d 均未使生菜叶片数有所提高。 可见，单独施用生物有机肥对生菜的叶片数影响较为显著，施用复合肥对生菜的叶片数影响不大。 与单施复合肥相比，施用生物有机肥，在复合肥用量减半的情况下，也未能使生菜叶片数发生显著变化。

图6 不同施肥处理在生菜移栽后10 d（左）和30 d（右）对叶片数的影响

2.4 不同施肥处理对叶绿素含量的影响

叶绿素含量是蔬菜生长健康状况的重要指标。由表1 可知，青菜叶片中叶绿素a 和叶绿素b 含量平均值的大小顺序在青菜移栽后10 d、20 d 和30 d 均表现为复合肥减半+生物有机肥＞复合肥＞生物有机肥＞对照，且随着移栽后生长期的延长，该趋势愈加趋于明显。 多重比较（LSD）结果表明，施用生物有机肥+复合肥用量减半处理的青菜叶绿素a 和叶绿素b含量均显著高于其他3 个处理，施用生物有机肥+复合肥用量减半处理的青菜叶绿素a 和叶绿素b 含量在青菜移栽后10 d、20 d 和30 d 的平均值比单施复合肥处理、 单施生物有机肥处理和对照处理分别提高了6.7%（叶绿素a） 和8.2%（叶绿素b）、14.4%（叶绿素a） 和26.9%（叶绿素b）、17%（叶绿素a）和33.3%（叶绿素b）。

表1 不同施肥处理对青菜叶绿素含量的影响

由表2 可知，生菜叶片中叶绿素a 和叶绿素b 含量平均值的大小顺序在生菜移栽后10 d、20 d 和30 d 均总体呈现为复合肥减半+生物有机肥＞复合肥＞生物有机肥＞对照， 与施用不同类型肥料对青菜叶绿素含量的影响变化趋势是一致的。 多重比较（LSD）结果表明，施用生物有机肥+复合肥用量减半处理在生菜移栽后30 d 的叶绿素a 含量显著高于单施复合肥、单施生物有机肥和对照处理。 施用生物有机肥+复合肥用量减半处理在生菜移栽后20 d、30 d的叶绿素b 含量显著高于单施复合肥、 单施生物有机肥和对照处理。

表2 不同施肥处理对生菜叶绿素含量的影响

3 讨论与结论

通过试验初步得出，在设施连栋大棚条件下，竹林废弃物耦合厨余垃圾制备生物有机肥部分替代复合肥处理的青菜和生菜均有不同程度的增产， 这与刘馨等[10]在番茄上的研究结果相似。 试验结果表明，生物有机肥部分替代复合肥对青菜和生菜叶片中叶绿素a 和叶绿素b 含量提升有一定的促进作用， 且该促进效果明显优于单施复合肥和单施生物有机肥处理。 综上所述， 常州地区设施青菜和生菜生产可使用竹林废弃物耦合厨余垃圾制备的生物有机肥部分替代复合肥的施肥方式， 即每亩施用生物有机肥2 000 kg、三元复合肥（16∶16∶16）20 kg，不仅可增强青菜和生菜长势，提高其产量和品质，还能起到保育和改良设施菜地土壤质量的效果。