蚯蚓粪与矿质肥料及收获时间对基质栽培大白菜生长、产量及品质属性的影响

《Advances in Agriculture》：Effects of Vermicompost, Mineral Fertilization, and Harvest Timing on Growth, Yield, and Quality Attributes of Napa Cabbage in Substrate-Based Cultivation

　　

养分管理对于无土蔬菜生产维持产量和品质至关重要。本研究通过试验1独立评估了蚯蚓粪（VC）和矿质肥料施用量，以及试验2中收获时间和矿质肥料施用量对大白菜（Brassica pekinensis cv. Rado 67）在温室条件下的影响。采用完全随机设计（CRD）进行了两个独立的2×4析因试验。试验1评估了VC（0和100 g pot-1）和四种矿质肥料施用量，而试验2则在统一施用100 g pot-1 VC的条件下，评估了收获时间（移栽后50天和60天，DAT）和相同的肥料施用量。在试验1中，VC和矿质肥料施用量显著影响了植株生长、产量和选定的品质属性。最高产量出现在100 g pot-1 VC与F4（80–40–60 kg ha-1 N–P2O5–K2O）的组合处理，达到233.63 g pot-1。在试验2中，收获时间和肥料施用量显著影响了植株生长和总产量，并且收获时间与肥料施用量之间存在显著的交互作用。最高处理组合产量是在60 DAT与F4条件下获得，达到564.00 g grow bag-1。在试验1的最高产处理下，硝酸盐浓度为109.80 mg NO3- kg-1鲜重，而大肠杆菌（Escherichia coli）和总大肠菌群均低于检测限（<1最可能数MPN g-1）。总体而言，在试验1条件下，VC和矿质肥料影响了作物表现，而在试验2条件下，收获时间和矿质肥料施用量影响了生产力。

1. 研究背景与存在问题

随着城市化扩张和耕地减少，传统蔬菜生产面临压力，促使无土栽培技术发展。其中，基于基质的系统因其对根际环境控制能力强、适用于不同生产规模等优势，尤其适合叶菜类蔬菜生产。大白菜（Brassica pekinensis）因其生长快、生物量高、市场需求大而在东亚和东南亚广泛种植，但其短周期内对氮、钾等养分需求量大。因此，在基质无土栽培系统中，养分管理至关重要。不合理的施肥会导致生长受限或硝酸盐积累等问题。蚯蚓粪（VC）作为有机肥源，可提供有机质和养分并改善基质性质，而矿质肥料则提供速效养分。然而，关于特定基质（如稻壳-椰糠混合基质）条件下，VC与矿质肥料配施对大白菜的影响研究有限。此外，关于养分管理与品质指标（如微生物安全性）的综合评估，以及收获时间对产量和品质的影响也缺乏系统性证据。因此，本研究旨在填补这些知识空白，为越南南部地区基质栽培大白菜提供科学的养分和收获管理依据。

2. 研究目的与意义

本研究通过两个独立的析因试验，系统评估了：（1）VC施用和矿质肥料用量及其交互作用对大白菜生长、产量、养分吸收、品质性状及微生物指标的影响；（2）在固定VC用量下，收获时间和矿质肥料用量及其交互作用对作物生长、生物量积累、产量和品质的影响。研究结果为优化基质栽培大白菜的养分管理和确定适宜收获期提供了科学依据，有助于提高生产效率和产品安全性。

3. 关键技术方法

研究人员于2022年7月至12月在越南芹苴大学农学院温室进行了两个独立试验。试验采用完全随机设计（CRD），每处理三次重复。基质为碳化稻壳、新鲜稻壳和洗净椰糠按体积比1:1:1混合，装于双层聚乙烯种植袋（直径35 cm × 高40 cm）。试验1设2个VC水平（0和100 g pot^-1）和4个矿质肥料水平（F₁-F₄，对应N-P₂O₅-K₂O为40-20-30至80-40-60 kg ha^-1）。试验2在统一施用100 g pot^-1 VC基础上，设2个收获时间（移栽后50天和60天，DAT）和4个相同矿质肥料水平。矿质肥料包括尿素（46% N）、过磷酸钙（SSP，16% P₂O₅）和氯化钾（MOP，60% K₂O），施用量基于田间推荐量换算。植株生长指标（株高、叶片数）定期测量，收获时测定叶长、叶宽、产量（地上部鲜重）、总可溶性固形物（TSS）、硝酸盐浓度、含水量及微生物指标（大肠杆菌和总大肠菌群）。基质化学性质（pH、电导率EC、有效磷、有效氮）在收获后测定。数据采用双因素方差分析（ANOVA）进行处理。

4. 研究结果

4.1. VC和矿质肥料对基质化学性质的影响

研究表明，VC施用和增加矿质肥料用量均显著提高了基质pH、EC、有效磷（P）和有效氮（N）。VC使pH从6.14升至6.38，EC从1.58升至1.66 mS cm^-1。随着肥料用量从F₁增至F₄，有效P从13.84增至20.43 mg kg^-1，有效N从14.05增至24.09 mg kg^-1。VC与肥料对有效P和N存在显著交互作用，表明两者共同影响养分有效性。

4.2. VC和矿质肥料对大白菜营养生长的影响

VC和矿质肥料用量显著影响整个生育期的株高和叶片数。收获时（60 DAT），株高范围为27.63 cm（VC₀F₁）至37.30 cm（VC₁F₄），增幅约35%。叶片数从16.00片（VC₁F₁）增至25.00片（VC₁F₄），增幅约56%。在50和60 DAT时，VC与肥料对株高存在显著交互作用；在60 DAT时，对叶片数也存在显著交互作用，表明VC对生长的促进作用依赖于肥料水平。

4.3. VC和矿质肥料对叶片形态和产量的影响

VC、肥料及其交互作用显著影响叶长、叶宽和产量。最高产量出现在VC₁F₄处理，达233.63 g plant^-1，较最低投入处理（VC₀F₁，69.77 g plant^-1）增产约235%。VC的加入增强了产量对肥料用量的响应幅度。

4.4. VC和矿质肥料对大白菜品质属性的影响

VC和肥料显著影响TSS和硝酸盐浓度，但对含水量无显著影响。TSS随肥料用量增加而升高，VC进一步提升了TSS，最高值（3.50°Brix）出现在VC₁F₄。硝酸盐浓度随肥料用量增加而升高，但VC降低了硝酸盐积累，在F₄水平下，VC使硝酸盐浓度从120.67降至109.80 mg NO₃^- kg^-1 FW。所有样品中大肠杆菌和总大肠菌群均低于检测限（<1 MPN g^-1）。

4.5. 收获时间和矿质肥料对大白菜生长和产量的影响

延长收获期（从50 DAT到60 DAT）显著增加了株高（+19.8%）和总产量（+190.8%）。增加肥料用量也显著促进生长和产量，从F₁到F₄，株高增加20.7%，总产量增加112.2%。收获时间与肥料用量对总产量存在显著交互作用，表明肥料效应依赖于收获时间。最高产量（564.00 g grow bag^-1）出现在60 DAT与F₄的组合处理。

5. 讨论与结论

讨论总结： 研究发现，VC的施用改善了基质化学性质（如提高pH、EC和养分有效性），这可能是其促进大白菜生长和产量的原因之一。VC与矿质肥料的结合使用在提升营养生长、产量和TSS方面表现出协同效应，同时还能降低叶片硝酸盐含量，这可能与VC改变了氮素供应模式有关。所有样品的微生物指标均未检出，表明使用稳定的VC不会引入食品安全风险。在试验2中，延迟收获至60 DAT显著提高了产量，尤其是在高肥料水平下，表明充足的时间有利于养分吸收和生物量积累。然而，研究也指出，由于未直接测定根系发育、养分吸收动态、微生物活性及肥料利用效率等参数，对观察到的交互作用和机制的解释应保持谨慎。

结论翻译： 本研究通过试验1独立评估了VC和矿质肥料的效果，并通过试验2独立评估了收获时间和矿质肥料用量对基质无土栽培大白菜的影响。在试验1中，施用100 g pot^-1 VC并结合所测试的矿质肥料用量，影响了植株生长、总产量和选定的品质属性。在所评估的肥料处理中，F₄（80–40–60 kg ha^-1 N–P₂O₅–K₂O）获得了最高产量（233.63 g pot^-1），其硝酸盐浓度为109.80 mg NO₃^- kg^-1鲜重，大肠杆菌和总大肠菌群均低于检测限（<1 MPN g^-1）。在试验2中，统一施用100 g pot^-1 VC的条件下，收获时间和矿质肥料用量显著影响了植株生长和总产量，且两者存在显著的交互作用。在所测试条件下，60 DAT与F₄的组合处理获得了最高的处理组合产量，达到564.00 g grow bag^-1。总体而言，研究结果表明，在试验1条件下，VC和矿质肥料影响了大白菜的表现；而在试验2条件下，收获时间和矿质肥料用量影响了生产力。这些发现仅限于所评估的实验条件，并未确立一个通用的最佳肥料用量、收获时间或三因素组合。