不同追肥处理对叶菜型甘薯产量、品质及硝酸盐积累的影响
作者: 丁芳 孙喜云 刘广卿 吕树立
摘 要:为提高黄淮地区叶菜型甘薯产量,改善茎尖品质,明确减施氮肥、配施有机肥在黄淮地区叶菜型甘薯生产中的应用效果及其可行性,以鄂菜薯10号为试验材料,设计单追施氮肥(CK)、单追施有机肥(T1)、有机肥+减量30%氮肥(T2)、有机肥+减量20%氮肥(T3)、有机肥+减量20%氮肥+微生物菌剂(T4)共5个处理,研究不同追肥处理对叶菜型甘薯产量、品质及硝酸盐含量的影响。结果表明,与CK相比,不同追肥处理均能提高叶片总叶绿素含量和抗氧化酶活性,降低硝酸盐含量。其中,T4处理叶片总糖、维生素C、黄酮含量较CK分别显著提高17.27%、13.33%、17.85%,茎尖产量达36 917.73 kg·hm-2,较CK显著提高19.30%。T4处理硝酸盐含量最低为455.75 mg·kg-1,较CK显著降低24.59%。相关性分析表明,菜用甘薯叶片SPAD与产量呈极显著正相关,与蛋白质含量、维生素C含量、POD活性和SOD活性呈显著正相关,与丙二醛含量呈显著负相关。综合分析可知,氮肥96 kg·hm-2+有机肥6000 kg·hm-2+微生物菌剂45 kg·hm-2的追肥模式可有效提高薯尖品质和产量,减少硝酸盐累积,可作为黄淮地区叶菜甘薯的推荐追肥模式。
关键词:叶菜型甘薯;追肥处理;叶绿素含量;硝酸盐含量;产量
中图分类号:S531 文献标志码:A 文章编号:1673-2871(2024)07-156-07
Effects of different topdressing treatments on the yield, quality, and nitrate accumulation of vegetabley sweet potato
DING Fang, SUN Xiyun, LIU Guangqing, LÜ Shuli
(Shangqiu Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Shangqiu 476000, Henan, China)
Abstract: To increase the yield of vegetabley sweet potato in Huanghuai region, improve the quality of stem tips, and clarify the application effect and feasibility of reducing nitrogen fertilizer and applying organic fertilizer in the production of vegetabley sweet potato in Huanghuai region, the experiment was designed using Eshu No. 10 as the test material, with five treatments including single topdressing with nitrogen fertilizer(CK), single topdressing with organic fertilizer(T1), organic fertilizer + reduced nitrogen fertilizer by 30%(T2), organic fertilizer + reduced nitrogen fertilizer by 20%(T3), and organic fertilizer + reduced nitrogen fertilizer by 20% + microbial agent(T4). The effects of different topdressing treatments on the yield, quality, and nitrate content of vegetabley sweet potato were studied. The results showed that compared with CK, different topdressing treatments could increase the total chlorophyll content and antioxidant enzyme activity of leaves, and reduce the nitrate content. Among them, the total sugar, vitamin C, and flavonoid content of leaves in T4 treatment were significantly increased by 17.27%, 13.33%, and 17.85%, respectively. The stem tip yield reached 36 917.73 kg·hm-2, which was significantly increased by 19.30% compared with CK. The nitrate content in T4 treatment was the lowest at 455.75 mg·kg-1, which was significantly reduced by 24.59% compared with CK. Correlation analysis showed that SPAD of vegetabley sweet potato was significantly positively correlated with yield, and significantly positively correlated with protein content, vitamin C content, POD activity, and SOD activity, and significantly negatively correlated with malondialdehyde content. Comprehensive analysis showed that the topdressing mode of nitrogen fertilizer 96 kg·hm-2 + organic fertilizer 6000 kg·hm-2 + microbial agent 45 kg·hm-2 can effectively improve the quality and yield of sweet potato tips, reduce nitrate accumulation, and can be recommended as a topdressing mode for vegetabley sweet potato in Huanghuai region.
Key words: Vegetabley sweet potato; Topdressing treatment; Chlorophyll content; Nitrate content; Yield
叶菜型甘薯是一种新型的营养蔬菜,可食用部分包括叶片、叶柄和嫩茎,不仅营养丰富,而且具有良好的医疗保健作用,美国和日本称其为“长寿菜”,而中国医学界则将其列入抗癌蔬菜种类[1-2]。菜用甘薯不仅区域适应性强、再生能力强,而且生长速度快,尤其是在绿叶菜短缺、叶类蔬菜生产较少的夏季,菜用甘薯作为伏夏缺菜的有益补充,受到越来越多人的欢迎和喜爱[3]。近年来,菜用甘薯发展迅速,种植面积不断扩大[4-6],生产中采用一次栽种连续多次采收的方法,采收后需及时补充肥料,以满足叶菜甘薯茎尖继续生长的需求,常采用追施氮肥的方法。部分地区为了追求高产目标,长期过量偏施氮肥,导致土壤板结、土壤结构被破坏、甘薯品质下降、硝酸盐含量过高等一系列负面影响[7]。
已有研究表明,减施氮肥、配施有机肥和微生物菌剂能有效改善土壤质量,降低土壤容重,提高作物品质和产量[8-10]。微生物菌剂作为一种新型菌肥[11],包含众多有益微生物,能够有效提高生物有机肥的利用率,促进土壤新陈代谢。王立辉等[12]研究表明,有机肥配施微生物菌剂可显著促进蒜苗植株生长,提高产量,降低硝酸盐含量。翟稳熙[13]的研究表明,微生物菌剂能提高菜用甘薯的株高、茎粗,以及改善甘薯品质。曹巍等[14]研究表明,有机肥配施微生物菌剂对促进大豆生长和提高产量效果显著。目前,氮肥、有机肥和微生物菌剂配合施用在菜用甘薯方面的研究鲜见报道。因此,笔者对5种不同追肥模式进行比较,研究其对菜用甘薯生长、生理、产量及品质的影响,以期为菜用甘薯合理施肥、减少环境污染、提高叶菜品质提供合理的肥料施用方案。
1 材料与方法
1.1 材料
供试菜用甘薯品种为鄂菜薯10号。供试氮肥为尿素[N含量(w,后同)46%]、磷肥为过磷酸钙(P2O5含量12%)、钾肥为硫酸钾(K2O含量53%),由史丹利化肥股份有限公司生产;供试有机肥(有机质含量≥46.8%,N含量1.60%,P2O5含量4.5%,K2O含量0.53%,pH 6.98)由根力多生物科技有限公司提供。微生物菌剂(功能菌种为芽孢杆菌,有效活菌数≥2亿CFU·g-1)由河南亿丰年生物科技有限公司提供。
1.2 试验设计
试验于2022年5-8月在商丘市农林科学院双八试验基地进行,土壤为沙壤土,pH 6.88。有效养分P2O5、K2O、N含量分别为36.78、122.37、55.12 mg·kg-1。种苗培养于基地大棚内,待生长到试验要求后,取长势一致、无病虫害的茎尖苗移栽到露天试验地,进行小高畦栽培。畦面宽60 cm,每畦3行,行距和株距为 20 cm×18 cm,畦间留25~30 cm空间作为排水和采摘作业用。
试验设5个处理(表1),每个处理3次重复,每小区行长3.6 m、宽1.8 m,随机区组排列,种植密度为19万株·hm-2,栽种前每小区施氮肥150.0 kg·hm-2、磷肥90.0 kg·hm-2、钾肥105.0 kg·hm-2作为底肥,整个生育期灌溉、病虫害防治等同大田常规栽培。
待茎尖长至12 cm左右时,即可采收。首次采收完成后,于次日按试验设计进行肥料追施,待茎尖重新生长至12 cm(10 d)左右时,各小区采收并测定品质指标。二次采收结束后,各小区继续追施与之前相同的肥料,用于检测硝酸盐含量的变化,各小区管理模式相同。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 菜用甘薯茎尖生长指标、产量测定 于采收前1 d,每小区选取整齐有代表性的植株10株,3次重复,共计30株,调查茎粗、节间长、茎尖采摘数。用游标卡尺测量摘断茎尖基部处的粗度,用直尺测量摘断茎尖基部的第1节间长度即为节间长,茎尖采摘数是用计数法测定各处理茎尖采摘数[3]。各个小区以12 cm左右的所有鲜嫩茎尖为标准进行采摘,计总产量。
1.3.2 叶绿素含量及叶片SPAD测定 进入采收期,每小区选取长势一致的植株5株,3次重复,共计15株,使用 SPAD-502 叶绿素测定仪(日本 Minolta 公司生产),于天气晴好的09:00—10:00时,选取植株最上部的完全展开叶片测定SPAD。每株至少测取5个位点,取平均值。采用95%乙醇提取法测定叶绿素含量[15]。
1.3.3 菜用甘薯营养品质测定 采收后,用电子秤称量各小区产量;称量完后每小区取茎尖长势一致的植株100株,从顶端剪取2~3片完全展开叶,剪碎、混匀、准确称量每份1.00 g 装入封口袋中,保存在-80 °C超低温冰箱中,用于测定蛋白质、总糖、维生素C、多酚、花青素、硝酸盐含量,3次重复;剩余剪碎的叶片放入烘箱,80 ℃烘12 h,用于测定黄酮含量。
采用G-250染色法测定蛋白质含量[15];采用钼蓝比色法测定维生素C含量[16];采用蒽酮比色法测定总糖含量[15];采用福林酚比色法测定多酚含量[17];采用氯化铝比色法测定黄酮含量[18];采用水杨酸-硫酸法测定硝酸盐含量[15];采用分光光度法测定花青素含量[19]。
1.3.4 叶片抗氧化酶活性和丙二醛含量测定 采收期采用愈创木酚氧化法测定过氧化物酶(POD)活性[20],采用氮蓝四唑光化还原法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性[20],采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量[20]。
1.3.5 硝酸盐含量测定 参考王远等[3]的测定方法,于二次追肥的第2天开始,取最顶端的2片完全展开叶片,剪碎、混匀后,称量每份1.00 g 放入封口袋中,-80 °C超低温冰箱保存,连续取样11 d,用于测定硝酸盐含量。