试验于2013年5— 9月, 在苏州市相城区望亭镇新埂蔬菜基地防虫网内进行。

供试土壤为黄泥土, 土壤基本肥力性状:有机质含量23.41 g· kg^-1、全氮含量1.51 g· kg^-1、碱解氮含量108.20 mg· kg^-1、全磷含量801.22 mg· kg^-1、速效磷含量25.89 mg· kg^-1、速效钾含量108.13 mg· kg^-1、EC值0.08 mS· cm^-1、pH值6.32。

供试材料水葫芦有机肥(自行堆制, 将水分约80%的脱水水葫芦渣与水分17%的秸秆(约3 cm)按新鲜重比4:1混匀后, 经高温好氧发酵堆制50 d, 最高温度达65 ℃, 并在50 ℃以上高温持续21 d, 符合无害化要求; 另外, 堆制后产物的干基全氮含量2.889%、全磷含量0.113%、全钾含量4.892%)、鸡粪有机肥(购自苏州市黄埭有机肥公司, 干基全氮含量3.13%、磷含量0.202%、钾含量2.69%)、复合肥(N、P₂O₅、K₂O均15%)。

供试小白菜品种华王(耐热品种), 播种量为33.3 kg· hm^-2。

采用小区试验法, 小区面积4 m², 小区间隔离50 cm。试验以水葫芦有机肥为研究对象, 以鸡粪有机肥、化肥、不施肥为对照。试验共4个处理, 重复3次。以纯氮的投入量为核算指标, 连续种植3茬, 每茬小白菜基施纯氮量180 kg· hm^-2。肥料全部基施, 与0~15 cm耕层土壤混匀并整地后播种小白菜播种采用与黄沙混合, 以确保播种的均匀性与出苗整齐性。病虫防治及日常管理同常规生产。

第1茬小白菜5月18日播种、6月9日收获测产, 第2茬小白菜7月8日播种、7月29日收获测产, 第3茬小白菜9月4日播种、9月28日收获测产。在第3茬小白菜收获后, 采集0~15 cm土壤样品, 混合均匀, 去除植物残体、根系及可见杂物, 运回实验室, 在室内风干后备用; 小白菜样品即时测定。

V_C含量和硝酸盐含量采用紫外分光光度法^{[10, 11]}; 土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾、pH值、EC值测定参照土壤农业化学分析方法^[12]。

数据采用Excel 2010 整理, SPSS 20.0进行统计分析。

由表1可知, 连续3茬施氮量均为180 kg· hm^-2条件下, 第1茬小白菜产量以化肥处理最高、鸡粪有机肥处理其次、水葫芦有机肥处理的小白菜产量低于化肥与鸡粪有机肥处理, 但差异均不显著; 第2茬小白菜产量以化肥处理最高、水葫芦有机肥处理其次、鸡粪有机肥处理低于水葫芦有机肥处理, 但差异不显著; 第3茬小白菜的产量以水葫芦有机肥处理最高, 与化肥处理差异不显著, 但显著高于鸡粪有机肥处理; 不同处理之间, 3茬小白菜的平均产量无显著差异。可见, 虽然水葫芦有机肥处理在首次种植时的小白菜产量低于鸡粪有机肥与化肥处理, 但水葫芦有机肥的肥力后效较强, 第3茬的小白菜产量就已经达到化肥处理水平。

表1

表1

表1 不同肥料处理对小白菜产量的影响 处理 小白菜产量/(kg· hm-2) 第1茬 第2茬 第3茬 平均 水葫芦有机肥 12 101.25 a 13 406.15 a 16 438.20 a 13 981.87 a 鸡粪有机肥 12 511.38 a 13 304.70 a 14 156.10 b 13 324.06 a 化肥 13 716.85 a 13 617.30 a 14 769.00 ab 14 034.38 a 不施肥 10 085.05 b 9 946.23 b 8 870.20 c 9 633.83 b 注:同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著, 表2同。

表1 不同肥料处理对小白菜产量的影响

由表2可知, 施用不同肥料对小白菜硝酸盐含量存在显著的影响。3茬小白菜, 化肥处理的硝酸盐含量均最高、鸡粪有机肥处理其次, 水葫芦有机肥处理的硝酸盐含量最低, 其中化肥处理与水葫芦有机肥处理的硝酸盐差异达显著水平。可见, 与化肥、鸡粪有机肥处理相比, 施用水葫芦有机肥降低了小白菜的硝酸盐含量。不同肥料处理之间, 小白菜V_C含量的差异较小(表2), 未达显著水平, 但仍然可以看出, 施用有机肥处理的V_C含量大于化肥处理, 水葫芦与鸡粪有机肥处理之间无明显的变化规律。

表2

表2

表2 不同肥料处理对小白菜硝酸盐和VC含量的影响 处理 硝酸盐含量/(mg· kg-1) VC含量/(mg· kg-1) 第1茬 第2茬 第3茬 第1茬 第2茬 第3茬 水葫芦有机肥 4 017.37 b 1 590.27 b 2 320.73 bc 344.57 a 288.85 a 328.52 a 鸡粪有机肥 3 937.01 b 1 971.64 ab 2 785.97 ab 353.88 a 289.33 a 321.22 a 化肥 5 127.67 a 3 097.47 ab 3 263.67 a 338.52 a 253.13 a 307.87 a 不施肥 3 480.08 b 1 483.69 b 1 736.80 c 305.69 b 233.22 b 319.55 a

表2 不同肥料处理对小白菜硝酸盐和VC含量的影响

2.3.1 全氮及速效氮

图1为连续种植3茬小白菜之后土壤氮素养分的测定结果。由图可知, 与不施肥处理相比, 施肥提高了菜地土壤的全氮含量, 水葫芦有机肥、鸡粪有机肥、化肥连续施用3茬后, 土壤全氮含量分别提高27.0%、24.3%和12.2%, 其中, 水葫芦、鸡粪有机肥处理显著高于不施肥处理, 而化肥处理与不施肥处理的差异未达显著水平, 另外不同施肥处理之间差异不显著。速效氮是反应土壤供氮能力的重要指标, 不同施肥处理之间的菜地土壤速效氮含量依次为水葫芦有机肥> 鸡粪有机肥> 化肥, 但不同处理之间的速效氮差异不显著。

图1

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	图1 不同肥料处理对菜地土壤全氮、速效氮的影响

2.3.2 全磷及速效磷

图2为连续种植3茬小白菜之后土壤磷素养分的测定结果。由图可知, 与不施肥处理相比, 施肥处理显著提高了菜地土壤的全磷含量(P< 0.05), 水葫芦有机肥、鸡粪有机肥、化肥连续施用3茬后, 土壤全氮含量分别提高30.0%、46.3%和18.8%。其中, 鸡粪有机肥处理显著大于不施肥处理, 水葫芦有机肥、化肥处理与不施肥处理间无显著性差异。不同施肥处理之间, 鸡粪有机肥处理的土壤全磷含量最大, 水葫芦有机肥处理其次, 化肥处理最低。不同施肥处理之间, 鸡粪有机肥处理的土壤速效磷最高, 显著大于水葫芦与化肥处理, 而水葫芦有机肥处理的土壤速效磷虽然大于化肥处理, 但差异未达显著水平。

图2

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	图2 不同肥料类型对菜地土壤全磷、速效磷的影响

2.3.3 有机质及速效钾

连续种植3茬小白菜之后土壤有机质及速效钾的测定结果见图3。连续种植3茬后, 不同处理菜地土壤有机质含量由大到小依次为水葫芦有机肥、鸡粪有机肥、化肥、不施肥, 其中水葫芦有机肥与鸡粪有机肥处理差异不显著, 但显著大于化肥处理; 另外, 施用水葫芦与鸡粪有机肥显著提高了土壤的速效钾含量, 水葫芦有机肥处理的土壤速效钾含量大于鸡粪有机肥处理, 但差异不显著, 而2种有机肥处理的菜地土壤速效钾含量均显著大于化肥处理。

图3

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	图3 不同肥料类型对菜地土壤有机质、速效钾的影响

2.3.4 pH值及EC值

连续种植3茬小白菜之后土壤pH值、EC值的测定结果见图4。不同肥料处理之间, 化肥处理的菜地土壤pH值显著低于其他处理, 而水葫芦有机肥与鸡粪有机肥处理的pH值相近, 且无显著差异性, 可见, 施用水葫芦有机肥有利于减缓土壤酸化危害的发生; 与化肥处理相比, 施用鸡粪有机肥显著提高了土壤的EC值, 增幅达50%, 而水葫芦有机肥处理的土壤EC值略低于化肥处理, 且差异不显著。

图4

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	图4 不同肥料类型对菜地土壤pH值、EC值的影响

一般认为有机肥具有明显的供氮后效, 并且增施有机氮可显著提高后茬作物的增产后效^[13]。本试验结果表明, 单茬施氮量均为(纯有机氮)180 kg· hm^-2条件下, 水葫芦有机肥处理的第1茬小白菜产量低于鸡粪有机肥处理, 第2、3茬产量则大于鸡粪有机肥处理, 水葫芦有机肥处理3茬小白菜产量均值大于鸡粪有机肥处理, 说明水葫芦有机肥比鸡粪有机肥具有更强的供氮后效性。王海候等^[14]研究表明, 一次性基施有机氮600 kg· hm^-2, 连续种植3茬小白菜且不追加施肥条件下, 虽然水葫芦有机肥(堆肥)处理的3茬平均产量低于鸡粪有机肥处理, 但随着种植茬数的增加, 水葫芦有机肥处理与鸡粪有机肥处理的小白菜产量差异幅度逐渐缩小, 上述结论与本试验的结果是一致的, 即与鸡粪有机肥相比, 水葫芦有机肥具有更持续的后茬供氮能力。

本试验结果表明, 与化肥处理相比, 施用有机肥料可显著降低小白菜的硝酸盐含量, 且水葫芦有机肥与鸡粪有机肥无显著性差异; 施用有机肥可提高小白菜的V_C含量, 但差异并不显著。庄舜尧等^[15]认为, 蔬菜体内累积硝酸盐的根本在于其吸收量超过还原同化量。有关施用有机肥对蔬菜体内硝态氮含量影响的研究^{[16, 17, 18]}认为, 相同施氮条件下, 有机肥能够降低蔬菜中硝酸盐的含量。朱祝军等^[19]利用小白菜上海青、张富仓等^[21]利用小白菜四月慢进行水培试验, 结果表明, 供试氮源中硝态氮的比例越低, 不结球白菜体内的硝酸盐累积量越低, 水葫芦有机肥处理的小白菜硝酸盐累积量较化肥处理低, 可能与有机物料腐熟后的N O3--N含量较低有关^{[20, 21, 22, 23]}。

本试验结果表明, 与化肥处理相比, 菜地土壤施用水葫芦有机肥后, 有利于提高土壤的有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾养分, 但对土壤磷素养分的提升作用不如鸡粪有机肥, 同时水葫芦有机肥还可以提高土壤pH值, 且EC值提高幅度明显低于鸡粪有机肥处理。水葫芦有机肥的氮素含量与鸡粪有机肥相近、磷素含量大幅度的低于鸡粪有机肥、钾素含量是鸡粪有机肥处理的1.87倍, 因此, 水葫芦有机肥对土壤的磷素提升不如鸡粪有机肥, 而钾素提高作用明显。然而, 在苏南粘土地区, 属于调氮、控磷、增钾型的土壤^[9], 显然水葫芦有机肥更符合当地土壤养分平衡的需求, 也符合蔬果生产对钾肥的需求。另外, 由于鸡粪有机肥盐分含量高于水葫芦有机肥^[4], 因此水葫芦有机肥更适宜在果蔬大棚推广使用。