炭基肥与化肥配施对生菜养分吸收与产量的影响

谢发萍　高亮　李苗苗　梁敏　徐孟泽　王宜伦

摘要 [目的]明确生菜科学施肥技术，实现生菜高产优质生产。[方法]采用盆栽试验研究了不同炭基肥与化肥配施对生菜植株养分吸收、土壤养分、SPAD值及产量的影响。[结果]在常规施肥水平下，高量炭基肥与化肥配施能显著提高生菜产量、SPAD值、植株全钾含量、土壤碱解氮和速效钾含量;在中量炭基肥水平下，常规化肥减施显著降低了生菜叶片SPAD值、生菜植株全磷、全钾含量;化肥减施与炭基肥配施处理间产量无显著差异。[结论]炭基肥可以部分替代化肥，化肥配施高量炭基肥可促进生菜对氮、磷、钾养分的吸收利用，提高产量。

关键词 生菜;炭基肥;化肥;养分;产量

中图分类号 S636.2文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）21-0163-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.049

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effect of Combined Application of Carbon Base Fertilizer and Chemical Fertilizer on Nutrient Absorption and Yield of Lettuce

XIE Faping， GAO Liang， LI Miaomiao et al

（Resources and Environmental College， Henan Agricultural University， Zhengzhou， Henan 450002）

Abstract [Objective]To clarify the scientific fertilization technology of lettuce and realize the high yield and high quality production of lettuce. [Method]The pot experiment was conducted to study the effects of different carbon based fertilizers and chemical fertilizers on the nutrient absorption， soil nutrient， SPAD value and yield of lettuce plants. [Result]At the level of conventional fertilization， high carbon base fertilizer combined with chemical fertilizer could significantly increase lettuce yield， SPAD value， plant total potassium content， soil available nitrogen and available potassium content;at the level of medium carbon base fertilizer， the SPAD value of lettuce leaves， the total phosphorus and potassium content of lettuce plants were significantly reduced by conventional chemical fertilizer reduction. There was no significant difference in yield between chemical fertilizer reduction and carbon based fertilizer combined treatment.[Conclusion]Carbonbased fertilizer can partially replace chemical fertilizer. The combination of chemical fertilizer and high carbon base fertilizer can promote the absorption and utilization of nitrogen， phosphorus and potassium nutrients in lettuce and improve its yield.

Key words Lettuce;Carbon basal;Fertilizer;Nutrient;Production

基金項目 河南农业大学本科教学实验室开放项目（KF1717）。

作者简介 谢发萍（1996—），女，河南信阳人，硕士研究生，研究方向：植物营养与肥料。通信作者，教授，博士，从事植物营养与肥料研究。

收稿日期 2019-04-14;修回日期 2019-04-22

生菜即叶用莴苣，为菊科一年生或二年生草本植物[1]，生育期较短，一般40 d左右就可采收食用[2]，含有丰富的胡萝卜素、维生素B1、维生素C、维生素E和钙、磷、铁等矿质营养，既能生食、熟食，又可腌制和干制，很受人们喜爱[3]。随着生菜在我国栽培面积的不断扩大，越来越多的农民通过增加化肥的投入来提高其产量、品质和经济效益[4-6]，但也增加了投资成本[7]。而长期大量单施化肥易导致土壤理化性质恶化，有机质含量下降，地下水硝酸盐含量超标，对环境造成不良影响[8]，因此，化肥施用应兼顾减肥增效。通过合理施肥措施来提高肥料利用率，有效发挥化肥在农业生产中的作用，已成为当今肥料科学的重大研究课题[9]。然而，单纯化肥减量并不能很好满足蔬菜的养分需求[10]。

生物炭是含碳量丰富的生物质在无氧或限氧条件下低温热解而得到的一种细粒度、多孔性的碳质材料[11]，其可提高土壤蓄水储养能力，保护土壤微生物，提高作物产量[12]，环境效益明显，已成为国内外研究热点[13]。高蓓等[14]研究表明，生菜根、叶中氮、磷和钾的含量随着施肥量的增加而增加，且1/4s施肥量（正常施肥量为1s）是醋糟有机基质盆栽生菜的最适宜施肥量。周柳强等[6]研究表明，单施化肥处理的生菜施肥量偏高，导致生菜的硝酸盐含量明显提高，对农田环境有潜在污染的可能。农传江等[5]研究表明，有机肥与化肥配施较单施化肥能够显著提高生菜的生物量、养分吸收量、肥料利用率和土壤养分含量。当前，关于生菜生产中炭基肥效果、炭基肥与化肥配施适宜比例鲜见报道。因此，笔者研究了不同炭基肥与化肥配施对生菜养分吸收和产量的影响，明确生菜生产中炭基肥与化肥的最佳配比，以期为生菜高产优质生产提供科学施肥依据。

1 材料与方法

1.1 试验安排

试验于2018年5月9—6月29日在河南农业大学资环学院科研网室进行。供试土壤类型为石灰性褐土，基本理化性质为pH 8.08、有机质含量18.37 g/kg、碱解氮含量60.18 mg/kg、速效磷含量9.28 mg/kg、速效钾含量285.00 mg/kg。

1.2 试验设计

试验设6个处理：T1，常规化肥（对照）;T2，常规化肥+低量炭基肥;T3，常规化肥+中量炭基肥;T4，常规化肥+高量炭基肥;T5，规化肥减量20%+中量炭基肥;T6，常规化肥减量40%+炭基肥。其中，常规化肥处理中养分含量为N 210 kg/hm2、P2O5 84 kg/hm2和K2O 180 kg/hm2，低、中和高炭基肥處理用量分别为3.75、7.50和15.00 t/hm2。处理施肥量见表1。每个处理4次重复。

供试炭基肥由河南惠农土质保育研发有限公司提供，其中有机质（干基）≥45%，总养分（N+P2O5+K2O）≥5%，生物炭≥20%，粗脂肪≥1%，水分≤20%。供试尿素含N 46%，供试过磷酸钙含P2O5 16%，供试氯化钾含K2O 60%。供试生菜为意大利四季抗热耐抽苔生菜。

采用盆栽试验，试验用盆规格：50 cm×20 cm×16 cm，每盆装土8 kg。试验于2018年5月9日将基肥与土壤混匀后装盆，次日播下生菜种子6粒，1周后，选择长势均匀的生菜幼苗留于盆内，每盆定植4株。盆钵初次灌水使土壤含水量为田间最大持水量。此后，用重量法补充水分维持土壤含水量在田间最大持水量的80%～90%。于2018年6月3日和2018年6月14日进行2次追肥，2018年6月29日收获。

1.3 样品采集与分析

1.3.1 土壤样品采集与测定。装盆前采集基础土样以及收获后采集收获期土样，带回实验室使其自然风干，磨碎，过筛。采用重铬酸钾容量法—外加热法（丘林法）测定土壤有机质含量，采用碱解—扩散法测定土壤碱解氮含量，采用碳酸氢钠浸提—钼蓝比色法测定土壤有效磷含量，采用醋酸铵浸提—火焰光度法测定土壤速效钾含量，采用电位法测定土壤pH[15]。

1.3.2 SPAD值的测定。收获期，测定生菜叶片SPAD值，每盆用日本产的SPAD502测定4株生菜从外往里数第3轮叶片的中间位置，计算每盆中4株生菜SPAD值的平均值。

1.3.3 植株养分测定。收获期随机采集每盆具有代表性的2株生菜，在105 ℃下杀青15 min，然后在65 ℃条件下烘干至恒重，将植株粉碎测定其养分含量。用水杨酸—硫代硫酸钠—半微量开氏法消煮，蒸馏定氮法测植株全氮含量;用H2SO4—H2O2 消煮，钼黄比色法测植株全磷含量;用火焰光度计法测植株全钾含量。

1.4 数据统计与分析

试验数据采用Excel 2016和DPS 6.55软件进行处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对生菜SPAD值的影响

由图1可知，T4 处理生菜SPAD值最高（33.19），较T1处理显著提高3.68%，T4处理与T2、T3处理间无显著差异，化肥与高量炭基肥配施可提高生菜叶片SPAD值。T5、T6处理 SPAD值较T3处理分别显著降低4.82%和7.59%，在中量炭基肥水平下，常规化肥减施显著降低了生菜叶片SPAD值。

2.2 不同处理对生菜植株养分含量的影响

由表2可看出，T4处理生菜的全氮、全钾含量均最大，分别为3.660%和1.889%，T6处理较T3处理全氮含量显著降低13.86%;T3和T4处理较T1处理全钾含量分别显著提高10.68%和14.93%，T5和T6处理较T3处理全钾含量分别显著降低8.25%和9.43%;T3处理全磷含量最大（0.181%），T3较T1处理全磷含量显著提高14.60%，T5和T6处理较T3处理全磷含量分别显著降低14.25%和15.58%;T5、T6处理与T1处理间植株养分无显著差异。综上所述，常规化肥与高量炭基肥配施能提高生菜植株全钾含量;在中量炭基肥配施水平下，常规化肥减施能显著降低生菜植株全磷和全钾含量;炭基肥部分替代化肥较常规施肥植株养分含量无显著影响。

2.3 不同处理对生菜收获期土壤速效养分含量的影响

土壤速效养分是土壤中直接被植物吸收利用的营养元素，是评价土壤供应养分的强度指标之一。由表3可看出，T4处理土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均最高，T1处理含量均最低。T4较T1处理土壤碱解氮含量显著提高11.93%，T2、T3和T4处理较T1处理速效钾含量分别显著提高10.69%、21.37%和37.66%。可见，在常规化肥水平下，配施高量炭基肥能够显著提高土壤碱解氮和速效钾含量;在配施中量炭基肥水平下，常规化肥减施对土壤速效养分含量无显著差异，炭基肥可以部分替代化肥。

2.4 不同处理对生菜产量的影响

由图2可看出，T4处理产量最高（305.74 g/盆），T4较 T1处理产量显著提高24.42%，说明炭基肥低量和中量施用对生菜没有增产作用，高量施用可以显著增加生菜产量。T5、T6处理产量较 T3处理分别减少6.50%、9.40%，化肥减施对生菜产量略有影响，但差异不显著。T5、T6处理与 T1处理间产量无显著差异，说明炭基肥可以替代部分化肥，不降低生菜产量。

3 讨论与结论

生物炭是土壤改良剂，有助于改良土壤理化性质[16]，对促进农作物生长有重要意义[17]。生物炭能够抑制土壤养分淋失，提高土壤养分有效性，从而增加植物对氮、磷和钾养分的吸收量[18]，对生菜生长具有促进作用[19]。该研究结果表明，化肥配施炭基肥较单施化肥生菜植株全氮、全磷和全钾含量分别提高2.89%～5.14%、10.39%～14.39%和5.58%～

14.93%，土壤碱解氮、速效磷和速效钾分别提高0.25%～

11.93%、10.60%～18.61%和10.69%～37.66%。炭基肥与常规化肥配施SPAD值较单施常规化肥高，有利于生菜光合作用[20]。

李大伟等[21]研究表明，炭基肥可以替代部分常规化肥，降低化肥施用量的同时，不会影响蔬菜的产量。该试验研究结果表明，在中量炭基肥的水平下，常规化肥减施20%和40%产量分别降低6.95%和10.38%，但无显著差异，说明炭基肥部分替代化肥对生菜产量无明显影响，与李大伟等研究结果相符。

化肥配施高量炭基肥提高了土壤碱解氮和速效钾，促进了生菜对养分的吸收利用，提高了生菜叶片SPAD值，显著增加了生菜产量;炭基肥可以部分替代化肥不影响生菜產量。生菜生产中化肥适当减量配施高量炭基肥具有较好的产量效应，有助于土壤培肥。

47卷21期谢发萍等 炭基肥与化肥配施对生菜养分吸收与产量的影响

参考文献

[1] 胡俊杰.生态有机肥对生菜品质影响的研究[J].吉林农业，2018（5）：86-87.

[2] 张红梅，张桂然.盆栽生菜栽培技术[J].现代农村科技，2017（3）：19.

[3] 王晓茜，段雨琳，杨景爱，等.结球生菜营养品质品种比较[J].北京农学院学报，2017，32（1）：28-32.

[4] 战帅，王文伟，赵竹青，等.氮磷钾肥与皓达肥配施对生菜产量和氮磷钾吸收的影响[J].长江蔬菜，2018（12）：52-55.

[5] 农传江，王宇蕴，范茂攀，等.含2种不同添加剂的有机肥对生菜生长和养分吸收利用的影响[J].西南农业学报，2016，29（1）：143-147.

[6] 周柳强，谭宏伟，黄美福，等.有机肥、化肥及其配施对生菜产量和质量的影响[J].广西农业科学，2008，39（2）：192-195.

[7] 刘冲，何锴，范晓华，等.不同肥料对露地生菜生长及产量的影响[J].长江蔬菜，2013（24）：48-50.

[8] 陈贵，赵国华，张红梅，等.长期施用有机肥对水稻产量和氮磷养分利用效率的影响[J].中国土壤与肥料，2017（1）：92-97.

[9] 解开治，徐培智，张仁陟，等.化肥减量技术的可行性分析[J].广东农业科学，2007（5）：55-58.

[10] 王冰清，尹能文，郑棉海，等.化肥减量配施有机肥对蔬菜产量和品质的影响[J].中国农学通报，2012，28（1）：242-247.

[11] 冯冰，吴英，李磊，等.生物炭对土壤性质及黄瓜和生菜幼苗生长的影响[J].现代农业科技，2017（24）：54-55，57.

[12] UPADHYAY K P，GEORGE D，SWIFT R S，et al.The influence of biochar on growth of lettuce and potato[J].Journal of integrative agriculture，2014，13（3）：541-546.

[13] 田永强，张正，张倩茹，等.生物炭的研究现状与对策分析[J].山西农业科学，2016，44（5）：680-681，714.

[14] 高蓓，李萍萍，赵青松，等.化肥施用量对醋糟有机基质栽培生菜养分吸收利用的影响[J].中国农学通报，2012，28（16）：145-149.

[15] 鲍士旦.土壤农化分析[M].3版.北京：中国农业出版社，2000：56-57，81-83，106-107.

[16] QIAN K Z，KUMAR A，ZHANG H L，et al.Recent advances in utilization of biochar[J].Renewable and sustainable energy reviews，2015，42：1055-1064.

[17] 王艳红，李盟军，唐明灯，等.稻壳基生物炭对生菜Cd吸收及土壤养分的影响[J].中国生态农业学报，2015，23（2）：207-214.

[18] 卜晓莉，薛建辉.生物炭对土壤生境及植物生长影响的研究进展[J].生态环境学报，2014，23（3）：535-540.

[19] 黄连喜，魏岚，李衍亮，等.花生壳生物炭对土壤改良、蔬菜增产及其持续效应研究[J].中国土壤与肥料，2018（1）：101-107.

[20] 高勇，李清明，刘彬彬，等.不同光质配比对紫叶生菜光合特性和品质的影响[J].应用生态学报，2018，29（11）：3649-3657.

[21] 李大伟，周加顺，潘根兴，等.生物质炭基肥施用对蔬菜产量和品质以及氮素农学利用率的影响[J].南京农业大学学报，2016，39（3）：433-440.