周麗平，趙 秋，寧曉光，張新建，高賢彪

（天津市農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津 300192）

隨著居民生活水平的提高，對蔬菜安全和品質的要求越來越高，發(fā)展優(yōu)質蔬菜是當前中國農業(yè)面臨的重要問題［1］。而設施菜田作為一類高投入-高產出的特殊農田資源，對于保障城鄉(xiāng)居民蔬菜消費、提高農民收入和實現(xiàn)農業(yè)增效具有十分重要的作用［2］。科學合理施肥是設施蔬菜優(yōu)質高效生產的關鍵［3］，但是在蔬菜生產中，仍存在化肥過量施用的現(xiàn)象，不僅降低了肥料利用率和蔬菜品質，還帶來了土壤板結、環(huán)境污染［4］和水污染等一系列問題，而綠肥是純天然、最清潔的有機肥源，在部分替代化肥［5］、改良土壤理化性質［6-10］、改善農作物品質［11-12］和環(huán)境保護［13］等方面有著極其重要的作用。我們曾發(fā)現(xiàn)并探索多種冬綠肥覆蓋作物，探究了其在適應多種土壤條件、固氮蓄碳和防風固沙等方面的影響［14-16］，取得了較好的成果，但是關于不同綠肥品種對設施青椒影響的研究尚少。

青椒是人們喜食的四季蔬菜，在設施蔬菜生產中占重要地位，且需肥量較大，肥料是保障青椒高產穩(wěn)產的重要因素。本研究利用黑麥、毛葉苕子、箭筈豌豆、燕麥、油菜和小葵子這6 種綠肥作物配合有機無機肥施用于設施青椒，以推薦出利于改善土壤理化性狀和促進青椒生長發(fā)育的綠肥品種，為后期研究綠肥在設施蔬菜種植中減肥增效和農業(yè)可持續(xù)利用模式提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地位于天津市豐邦蔬菜種植專業(yè)合作社，供試蔬菜為青椒，供試有機肥為天津富瑞豐生物科技有限公司生產的有機肥（N 1.9%、P2O51.4%、K2O 2.4%），供試化肥為水溶肥（養(yǎng)分含量50%）。供試土壤0 ～20 cm 土層有機質含量20.4 g/kg、全氮2.5 g/kg、全磷2.6 g/kg、全鉀18.6 g/kg、硝態(tài)氮176.4 mg/kg、有效磷（Olsen-P）287.5 mg /kg、速效鉀274.6 mg/kg、pH 值7.7、電導率（EC 值）268 μS/cm。

1.2 試驗設計

試驗在日光溫室內進行，栽培的方式為傳統(tǒng)的畦栽，畦寬1.5 m，畦長8 m，株距40 cm。采用小區(qū)試驗，共設置7 個不同種植綠肥作物的處理：（1）黑麥；（2）毛葉苕子；（3）箭筈豌豆；（4）燕麥；（5）油菜；（6）小葵子；（7）對照。每個處理6 次重復，各綠肥均為2019 年3 月初播種，于2019 年6 月中旬青椒收獲后進行翻壓。黑麥、毛葉苕子、箭筈豌豆和燕麥的播種量是120.0 kg/hm2，油菜和小葵子的播種量是60.0 kg/hm2，綠肥產草量以鮮重計，黑麥產量為19.9 t/hm2，毛葉苕子產量為18.8 t/hm2，箭筈豌豆產量為18.0 t/hm2，燕麥產量為21.0 t/hm2，油菜產量為20.1 t/hm2，小葵子產量為22.5 t/hm2。各處理具體的施肥量見表1。

表1 試驗各處理施肥量

在種植前，采集0 ～20、20 ～40 cm 土壤，測定土壤pH 值、EC 值、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀、全氮、全磷、全鉀和有機質含量。在種植后，采集不同處理0 ～100 cm 土層土壤，測定各層土壤硝態(tài)氮、有效磷和速效鉀含量，測定0 ～20 cm 土層土壤pH 值、EC 值、全氮、全磷、全鉀和有機質含量。在收獲期，測定每試驗小區(qū)的產量，并在盛果期取果實鮮樣，測定其品質指標維生素C 和硝酸鹽含量。

1.3 試驗項目與方法

土壤樣品的測定項目和方法：pH 值（酸度計測定）、EC 值（電導儀測定）、全氮（凱氏定氮法測定）、全磷（高氯酸-硫酸法）、全鉀（氫氟酸消解法）、硝態(tài)氮（酚二磺酸比色法）、有效磷（碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法測定）、速效鉀（醋酸銨浸提，原子吸收分光光度法測定）和有機質（重鉻酸鉀容量法）；土壤酶活性采用試劑盒進行測定［17］。

果實樣品的測定項目和方法：硝酸鹽含量用水楊酸法測定［18］、維生素C 含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定［19］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003 和SAS 8 進行統(tǒng)計分析；各處理間的差異顯著性用LSD 法檢測。

2 結果與分析

2.1 不同綠肥處理對設施土壤耕層pH 和EC 的影響

與對照相比，綠肥處理對設施土壤0 ～20 cm的pH 影響不大（圖1）。各綠肥處理的pH 值為7.82 ～7.92，對照處理的土壤pH 值為7.80，油菜處理的土壤pH 值最高，為7.90。綠肥處理能顯著降低土壤的EC 值（圖1），對照處理的EC 值為276.7 μS/cm，綠肥處理的EC 值為224.7 ～259.3 μS/cm，其中燕麥處理的土壤EC 值降幅最大，比對照處理降低了52.0 μS/cm，其他綠肥處理的降低比例為6.3%～18.8%?？梢?，在設施青椒種植中，綠肥有利于緩解土壤鹽漬化，其中燕麥處理的作用效果最好。

圖1 不同處理對設施土壤0 ～20 cm 土層土壤pH 值和EC 值的影響

2.2 不同綠肥處理對設施土壤有機質的影響

與對照處理相比，綠肥處理能夠提高土壤有機質含量（圖2）。對照處理的土壤有機質含量為52.0 g/kg，綠肥處理與之相比，提高了2.3%～26.6%。各綠肥處理之間比較，箭筈豌豆處理的土壤有機質含量最高，為65.8 g/kg，毛葉苕子處理和黑麥處理的土壤有機質含量較低，分別為53.2 和53.7 g/kg。在本試驗條件下，箭筈豌豆對于提高設施青椒的土壤有機質含量效果最佳。

圖2 不同處理對設施土壤0 ～20 cm土層土壤有機質含量的影響

2.3 不同綠肥處理對設施土壤全量養(yǎng)分的影響

綠肥處理能夠提高土壤全量養(yǎng)分的含量（表2）。與對照處理相比，各綠肥處理的土壤全氮含量提高了0.01 ～0.6 g/kg、土壤全磷含量提高了0.1 ～0.6 g/kg、土壤全鉀含量提高了5.5 ～17.5 g/kg。各綠肥處理之間比較，油菜處理和小葵子處理的土壤全氮含量高于其他處理，黑麥處理的土壤全磷含量顯著高于其他處理，小葵子處理的土壤全鉀含量在各處理中為最高。

表2 不同處理對設施土壤0 ～20 cm 土層土壤全量養(yǎng)分含量的影響 （g/kg）

2.4 不同綠肥處理對設施土壤速效養(yǎng)分的影響

與對照比較，綠肥處理能夠減少0 ～100 cm各土層的土壤硝態(tài)氮含量（圖3）。其中，對照處理0 ～20 cm 土層的土壤硝態(tài)氮含量為62.1 mg/kg，各綠肥處理與之相比減少了2.5 ～11.3 mg/kg，其中，箭筈豌豆處理降低幅度最大，比對照降低了18.2%。60 ～80 cm 土層各處理土壤硝態(tài)氮含量的降低幅度在各土層中為最大，降低了38.6%～66.3%，其中，小葵子降低幅度在各處理中為最大。因此，綠肥處理能夠降低設施蔬菜0 ～100 cm 各土層土壤硝態(tài)氮的含量，減少硝態(tài)氮淋失對地下水的污染。

圖3 不同處理對設施土壤0 ～100 cm土層土壤硝態(tài)氮含量的影響

綠肥處理能增加設施土壤0 ～80 cm 各土層中的有效磷含量，減少80 ～100 cm 土層的有效磷含量（圖4）。其中，各綠肥處理較對照相比，0 ～20、20 ～40、40 ～60 和60 ～80 cm 土層的土壤有效磷含量分別增加了21.9%～55.3%、8.8%～97.8%、19.5% ～90.0%和23.3% ～119.3%，80 ～100 cm土層的土壤有效磷含量降低了16.6%～58.6%。各綠肥處理之間比較，小葵子處理0 ～20 和20 ～40 cm 土層土壤有效磷含量最高，黑麥處理40 ～60 cm 土層土壤有效磷含量最高，油菜處理60 ～80和80 ～100 cm 土層土壤有效磷含量最高。因此，綠肥處理能夠提高土壤有效磷的含量，并且小葵子處理提高設施土壤耕層有效磷含量的幅度最高，具有較好的肥料效應。

各綠肥處理能夠一致性地提高設施土壤0 ～20和40 ～60 cm 土層的土壤速效鉀含量（圖5）。與對照相比，綠肥處理0 ～20 和40 ～60 cm 土層的土壤速效鉀含量提高幅度分別為0.04%～38.7%和4.0%～104.5%。對于20 ～40 cm 土層的土壤速效鉀含量，黑麥、小葵子、油菜和黑麥處理高于對照處理，毛葉苕子和箭筈豌豆處理低于對照處理；對于60 ～80 cm 土層的土壤速效鉀含量，除黑麥處理高于對照處理，提高了11.0%外，其他各綠肥處理均低于對照處理；對于80 ～100 cm 土層土壤速效鉀含量，除箭筈豌豆處理低于對照處理，其他各綠肥處理均高于對照處理。綜上可知，綠肥處理可以增加設施土壤耕層的速效鉀含量和土壤對設施青椒的養(yǎng)分供應能力，其中黑麥處理的提高幅度最大。

圖4 不同處理對設施土壤0 ～100 cm土層土壤有效磷含量的影響

圖5 不同處理對設施土壤0 ～100 cm土層土壤速效鉀含量的影響

2.5 不同綠肥處理對土壤酶和微生物的影響

各綠肥處理均提高了土壤脲酶和多酚氧化酶的活性，其中毛葉苕子處理的提高幅度均為最大，與對照相比分別提高了18.0%和39.1%。燕麥、小葵子、箭筈豌豆、黑麥和油菜處理的脲酶活性分別提高了16.5%、14.5%、13.4%、5.8%和4.5%。小葵子、油菜、箭筈豌豆、黑麥和燕麥的多酚氧化酶的活性分別提高了32.9%、31.8%、16.2%、13.6%和13.6%。油菜、毛葉苕子和黑麥處理的土壤堿性磷酸酶活性的提高幅度分別為51.7%、40.0%和17.2%，黑麥、毛葉苕子和燕麥處理的土壤蔗糖酶活性的提高幅度分別為10.5%、7.7%和7.2%。毛葉苕子、燕麥、小葵子處理的土壤過氧化物酶活性的提高幅度分別為4.1%、4.0%和4.0%（表3）。

表3 不同處理對設施土壤0 ～20 cm 土層土壤酶活性的影響 ［mg/（g·d）］

綠肥處理能夠提高細菌和真菌的數(shù)量（表4）。其中，燕麥、油菜、箭筈豌豆、毛葉苕子、小葵子和黑麥處理的細菌數(shù)量分別提高了11.0、7.3、3.3、3.2、2.9 和2.6 倍。箭筈豌豆、油菜、毛葉苕子、小葵子、燕麥和黑麥處理的真菌數(shù)量分別提高了6.7、3.8、3.6、3.6、2.9 和0.5 倍。燕麥處理的放線菌數(shù)量提高了0.8 倍，其他綠肥處理均降低了放線菌的數(shù)量。

2.6 不同綠肥處理對設施青椒產量和品質的影響

與對照相比，綠肥處理對設施青椒的產量影響不大（表5），各處理的產量為4506.2 ～4625.7 kg/hm2，以燕麥處理的產量最高，為4625.7 kg/hm2。箭筈豌豆和燕麥處理能夠提高設施青椒的維生素C含量，分別提高了21.0%和7.9%。燕麥處理與對照相比可減少設施青椒20.1%的硝酸鹽含量。

表4 不同處理對設施土壤0 ～20 cm 土層土壤微生物數(shù)量的影響

表5 不同處理對設施青椒產量和品質的影響

3 結論與討論

3.1 綠肥對土壤理化性狀的影響

土壤EC 值能反映土壤鹽含量的變化特征，土壤EC 值越小，含鹽量越低。在本研究中，綠肥處理能顯著降低土壤的EC 值，在設施青椒種植中，使用綠肥有利于緩解土壤鹽漬化，其中，燕麥對降低土壤EC 值的效果最好。這可能是因為綠肥翻壓后被迅速分解可供后茬作物利用，促進了作物根系的生長，從而提高了土壤孔隙度，達到了調節(jié)土壤理化性狀、改良鹽堿土壤的效果［20］。同時，綠肥的施用也會增加土壤有機膠體和腐殖質數(shù)量，土壤膠體對鹽組分的吸附能力提高，降低了土壤中鹽離子活性，從而起到了降低土壤含鹽量的效果［21］。綠肥處理能夠減少土壤硝態(tài)氮、提高有效磷和速效鉀的含量，其中，箭筈豌豆處理減少硝態(tài)氮淋失的作用效果最好，小葵子處理對提高土壤耕層有效磷含量的水平最高，黑麥處理對提高土壤耕層速效鉀含量幅度最大。綠肥處理能夠提高土壤脲酶和多酚氧化酶的活性，其中毛葉苕子處理的提高幅度均為最大，且大部分綠肥處理提高了土壤堿性磷酸酶、蔗糖酶和過氧化物酶的活性。這主要是因為綠肥根系分泌有機酸類物質，降低了土壤pH值，使土壤中難溶性的養(yǎng)分轉化為可供作物利用的有效養(yǎng)分［22-24］。綠肥作物在生長過程中會產生一些分泌物和凋落物，增加了土壤的酶含量，從而活化了土壤中的一些有機物質，達到提高土壤肥力的效果［25-29］。

3.2 綠肥對保障蔬菜安全的重要性

本研究中，箭筈豌豆、燕麥和油菜處理能夠增加設施青椒的維生素C 含量。硝酸鹽含量是蔬菜生產中重要的安全指標，降低硝酸鹽含量是生產優(yōu)質蔬菜的關鍵。在本研究中，箭筈豌豆、毛葉苕子和黑麥能夠降低設施青椒的硝酸鹽含量，對于保障蔬菜安全具有較好的作用。土壤全量養(yǎng)分表征了土壤潛在提供養(yǎng)分的能力，土壤有機質含量直接反映了土壤肥力水平，也是土壤結構和土壤環(huán)境適宜性的重要體現(xiàn)［30］。從長遠角度來講，綠肥處理可以有效提高土壤全量養(yǎng)分和有機質的含量，且油菜、小葵子、黑麥和箭筈豌豆的作用效果最好，這說明綠肥對于培肥地力具有重要作用，對于保障蔬菜產量和蔬菜安全具有重要的意義，在農業(yè)生產中具備較好的可行性。

綜上可知，在設施青椒種植中，綠肥能夠有效地緩解土壤鹽漬化，且可減輕硝態(tài)氮淋失、提高有效磷和速效鉀養(yǎng)分、全量養(yǎng)分和有機質的含量。燕麥在提高設施青椒的維生素C 含量、降低硝酸鹽含量方面的綜合效果較為顯著，值得進一步推廣使用。