园艺学报 ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (2): 439-452.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0728
毛欣1,*, 元文飞1,*, 郭雨润1, 徐欣欣1, 李艺1, 张毅1, 苗妍秀1, 白龙强1,**(), 李衍素2,**(
)
收稿日期:
2024-09-18
修回日期:
2024-12-03
出版日期:
2025-02-25
发布日期:
2025-02-23
通讯作者:
作者简介:
*共同第一作者
基金资助:
MAO Xin1, YUAN Wenfei1, GUO Yurun1, XU Xinxin1, LI Yi1, ZHANG Yi1, MIAO Yanxiu1, BAI Longqiang1,**(), LI Yansu2,**(
)
Received:
2024-09-18
Revised:
2024-12-03
Published:
2025-02-25
Online:
2025-02-23
摘要:
有机物料种植板(organic substrate planting board)栽培可实现设施蔬菜有机肥施用自动化作业。为了探究该栽培模式对有机物料腐解、养分释放和作物生长与养分吸收等的影响,以‘中农46号’黄瓜(Cucumis sativus L.)为试材,进行了有机物料种植板栽培和有机物料撒施后深翻起垄的常规土壤栽培对比试验。结果表明:有机物料种植板处理在0 ~ 30 d腐解较快,常规撒施深翻处理在0 ~ 60 d腐解较快,之后均变慢。30 d时有机物料种植板处理的有机物料腐解率较常规撒施深翻处理高3.7个百分点,但120 d时低7.8个百分点。两种施肥模式下有机物料的全N含量在试验期间迅速降低,而全P和全K含量变化较小。2021年秋冬茬试验,根区深度0 ~ 5 cm土层有机物料种植板处理的碱解氮含量,及根区0 ~ 5 cm和5 ~ 15 cm土层速效磷和速效钾含量均显著高于常规撒施深翻处理;有机物料种植板处理根区养分含量变异系数较常规撒施深翻处理高;2023年秋冬茬两处理根区碱解氮含量变化趋势与2021年基本一致,但速效磷含量和变异系数在两处理间差异不大。与常规撒施深翻处理相比,有机物料种植板处理黄瓜叶片全N、P和K含量在2021年秋冬茬未降低,而2023年秋冬茬120 d时全K含量降低了9.6%;光合速率(Pn)和地上部干物质量显著高升高;黄瓜产量在2021年秋冬茬无差异,2023年秋冬茬提高了10.9%。以上表明有机物料种植板栽培下的有机物料腐解率较常规撒施深翻栽培低,养分在根区表层集中分布,使得黄瓜对养分吸收较为充分,满足了黄瓜对养分的需求。
毛欣, 元文飞, 郭雨润, 徐欣欣, 李艺, 张毅, 苗妍秀, 白龙强, 李衍素. 日光温室黄瓜有机物料种植板栽培中有机物料腐解及根区和叶片养分含量的变化[J]. 园艺学报, 2025, 52(2): 439-452.
MAO Xin, YUAN Wenfei, GUO Yurun, XU Xinxin, LI Yi, ZHANG Yi, MIAO Yanxiu, BAI Longqiang, LI Yansu. Analysis of the Decomposition of Organic Materials and Nutrients Contents in Root Zone and Leaves of Cucumber Under Organic Substrate Planting Board Cultivation in Solar Greenhouse[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(2): 439-452.
试验材料 Material | 容重/(g · cm-3) Bulk density | 全氮含量/(g · kg-1) Total N content | 全磷含量/(g · kg-1) Total P content | 全钾/(g · kg-1) Total K content |
---|---|---|---|---|
土壤 Soil | 1.19 | 1.40 | 0.74 | 8.25 |
玉米秸秆 Maize straw | 0.19 | 18.06 | 1.69 | 20.00 |
羊粪 Sheep manure | 0.39 | 28.95 | 5.33 | 13.81 |
育苗基质 Seedling medium | 0.29 | 4.93 | 0.95 | 0.59 |
表1 土壤和有机物料的理化性质
Table 1 Physical and chemical characteristics of soil and organic waste substrates
试验材料 Material | 容重/(g · cm-3) Bulk density | 全氮含量/(g · kg-1) Total N content | 全磷含量/(g · kg-1) Total P content | 全钾/(g · kg-1) Total K content |
---|---|---|---|---|
土壤 Soil | 1.19 | 1.40 | 0.74 | 8.25 |
玉米秸秆 Maize straw | 0.19 | 18.06 | 1.69 | 20.00 |
羊粪 Sheep manure | 0.39 | 28.95 | 5.33 | 13.81 |
育苗基质 Seedling medium | 0.29 | 4.93 | 0.95 | 0.59 |
图1 日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施深翻起垄栽培(S)示意图
Fig. 1 Sketch map of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S)cultivation of cucumber in solar greenhouse
图2 日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施深翻栽培(S)中有机物料的累积腐解率 使用t检验。*表示同一天两处理间存在显著差异(P < 0.05)。 下同
Fig. 2 Cumulative decomposition rates of organic materials under organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S)cultivation of cucumber in solar greenhouse t-Test. * indicates significant difference(P < 0.05)between two treatments on the same day. The same below
图3 日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施深翻栽培(S)中有机物料元素含量变化
Fig. 3 Changes of nutrients contents in the organic materials under organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S)cultivation of cucumber in solar greenhouse
图4 2021年秋冬茬日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施深翻栽培(S)中根区土壤的碱解氮含量 单因素方差分析,LSD法进行多重比较。不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。下同
Fig. 4 The contents of alkaline N in root zone of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S)cultivation of cucumber in solar greenhouse in 2021 Data were analyzed by one-way ANOVA followed by LSD method test for multiple comparisons. Different lowercase letters indicate significant differences at 0.05 level. The same below
图5 2023年秋冬茬日光温室黄瓜有机物料种植板照片(OSP)和常规撒施深翻栽培(S)中根区土壤的碱解氮含量
Fig. 5 The contents of alkaline N in root zone of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S)cultivation of cucumber in solar greenhouse in 2023
图6 2021年秋冬茬日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施深翻栽培(S)中根区土壤的速效磷含量
Fig. 6 The contents of available P in root zone of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S) cultivation of cucumber in solar greenhouse in 2021
图7 2023年秋冬茬日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施深翻栽培(S)中根区土壤的速效磷含量
Fig. 7 The contents of available P in root zone of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S) cultivation of cucumber in solar greenhouse in 2023
图8 2021年秋冬茬日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施深翻栽培(S)中根区土壤的速效钾含量
Fig. 8 The contents of available K in root zone of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S) cultivation of cucumber in solar greenhouse in 2021
图9 2023年秋冬茬日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施栽培(S)中根区土壤的速效钾含量
Fig. 9 The contents of available K in root zone of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S) cultivation of cucumber in solar greenhouse in 2023
图10 2021年秋冬茬日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施栽培(S)中根区0 ~ 35 cm土层养分含量的变异系数(CV)
Fig. 10 Analysis of coefficient of varation(CV)of nutrients in 0-35 cm layer in the root zone of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S)cultivation of cucumber in solar greenhouse in 2021
图11 2023年秋冬茬日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施栽培(S)中根区0 ~ 35 cm土层养分含量的变异系数(CV)
Fig. 11 Analysis of coefficient of varation(CV)of nutrients in 0-35 cm layer in the root zone of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S)cultivation of cucumber in solar greenhouse in 2023
图12 2021年秋冬茬日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施深翻栽培(S)对叶片N、P、K含量的影响
Fig. 12 The elements content in cucumber leaves of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S) cultivation in solar greenhouse in 2021
图13 2023年秋冬茬光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施深翻栽培(S)对叶片N、P、K含量的影响
Fig. 13 The elements content in cucumber leaves of organic substrate planting board(OSP)and conventional soil(S) cultivation in solar greenhouse in 2023
年份 Year | 处理 Treatment | 净光合速率/(μmol · m-2 · s-1) Pn | 干物质量/(g · plant-1)Dry weight | 产量/(kg · m-2) Yield | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
30 d | 60 d | 90 d | 叶 Leaf | 茎 Stem | 地上部 Above ground part | |||
2021 | 常规撒施深翻 S | 14.98 ± 2.58 | 10.20 ± 1.41 | 11.23 ± 1.75 | 28.84 ± 4.69 | 6.90 ± 0.65 | 35.19 ± 8.10 | 4.56 ± 0.73 |
有机物料种植板 OSP | 17.92 ± 1.73* | 15.80 ± 1.71* | 13.36 ± 3.36* | 38.16 ± 6.18* | 8.31 ± 0.92* | 46.34 ± 7.25* | 4.43 ± 0.18 | |
2023 | 常规撒施深翻 S | 15.01 ± 2.66 | 14.70 ± 2.11 | 12.72 ± 0.56 | 32.05 ± 5.54 | 14.24 ± 1.24 | 46.15 ± 6.77 | 5.69 ± 0.28 |
有机物料种植板 OSP | 16.70 ± 1.07 | 16.47 ± 1.26* | 14.60 ± 0.42* | 37.04 ± 2.39 | 14.44 ± 1.03 | 51.66 ± 2.24 | 6.31 ± 0.15* |
表2 日光温室黄瓜有机物料种植板栽培(OSP)和常规撒施深翻栽培(S)对叶片光合速率、植株生物量和产量的影响
Table 2 The effects of organic substrate planting board(OSP)cultivation and conventional soil(S)cultivation on the photosynthetic rate,biomass and yield of cucumber
年份 Year | 处理 Treatment | 净光合速率/(μmol · m-2 · s-1) Pn | 干物质量/(g · plant-1)Dry weight | 产量/(kg · m-2) Yield | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
30 d | 60 d | 90 d | 叶 Leaf | 茎 Stem | 地上部 Above ground part | |||
2021 | 常规撒施深翻 S | 14.98 ± 2.58 | 10.20 ± 1.41 | 11.23 ± 1.75 | 28.84 ± 4.69 | 6.90 ± 0.65 | 35.19 ± 8.10 | 4.56 ± 0.73 |
有机物料种植板 OSP | 17.92 ± 1.73* | 15.80 ± 1.71* | 13.36 ± 3.36* | 38.16 ± 6.18* | 8.31 ± 0.92* | 46.34 ± 7.25* | 4.43 ± 0.18 | |
2023 | 常规撒施深翻 S | 15.01 ± 2.66 | 14.70 ± 2.11 | 12.72 ± 0.56 | 32.05 ± 5.54 | 14.24 ± 1.24 | 46.15 ± 6.77 | 5.69 ± 0.28 |
有机物料种植板 OSP | 16.70 ± 1.07 | 16.47 ± 1.26* | 14.60 ± 0.42* | 37.04 ± 2.39 | 14.44 ± 1.03 | 51.66 ± 2.24 | 6.31 ± 0.15* |
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