?有机肥部分替代氮肥对卷丹百合品质的影响?

? 饶中秀 李龙涛 黄凤球 张娜 孙继民 ?

摘要： 在典型的百合种植区，以卷丹百合为研究对象开展田间小区试验，试验设100%化肥处理（CK）、以有机肥中的氮分别替代25%（T1）、50%（T2）、75%（T3）和100%（T4）的化学氮肥5个处理，通过研究百合鳞茎产量及品质指标变化，探讨自制有机肥替代部分氮肥对百合品质的短期效应和适宜用量。结果表明：T1、T2对百合鳞茎单颗重及产量均无显著影响，而T4产量显著下降26.4%；各处理百合鳞茎中氮、钾含量无显著变化，但T2、T3处理磷含量分别显著提高21.36%和22.85%；T4处理百合鳞茎蛋白质含量显著下降16.41%，而纤维素含量显著提高16.67%；淀粉含量随替代量的增加呈先降低后升高的趋势；各处理百合维生素C含量無显著变化，T1对百合鳞茎总糖含量无显著影响，但其在T2和T3中则显著降低约18%。综合考虑产量和品质，供试有机肥替代氮肥量控制在25%以内较好。

关键词： 有机肥；卷丹百合；产量；品质

中图分类号：S14-3文献标识码：A文章编号：1006-060X（2024）03-0028-04

Effects of Partial Substitution of Nitrogen Fertilizer by Organic Fertilizer on the

Quality of Lilium lancifolium

RAO Zhong-xiu，LI Long-tao，HUANG Feng-qiu，ZHANG Na，SUN Ji-min

（Hunan Soil and Fertilizer Institute， Changsha 410125， PRC）

Abstract： This research was conducted in the typical lily planting area， and Lilium lancifolium was taken as the research material. Five treatments were set up in the experiment， including 100% chemical fertilizer treatment （CK）， as well as 25% （T1）， 50% （T2）， 75% （T3）， and 100% （T4） nitrogen fertilizer substitution by organic nitrogen， respectively. The suitable amount of self-made organic fertilizer for partial substitution of nitrogen fertilizer and the short-term effects on lily quality were discussed through the changes in bulb yield and quality indexes of lily. The results show that T1 and T2 have no significant effects on the single weight and yield of lily bulbs， while T4 significantly decreases the yield by 26.4%. There is no significant change in nitrogen and potassium content in lily bulbs， but the phosphorus content in T2 and T3 increases by 21.36% and 22.85%， respectively. In T4， the protein content decreases significantly by 16.41%， while the cellulose content increases significantly by 16.67%. With the increase in substitution amount， the starch content decreases first and then increases. There is no significant change in the content of vitamin C in lily in each treatment， and T1 has no significant effect on the total sugar content of lily bulbs， but the total sugar content significantly decreases by about 18% in T2 and T3. By taking the yield and quality into account， it is better to control the amount of organic fertilizer for substitution of nitrogen fertilizer within 25%.

Key words： organic fertilizer; Lilium lancifolium; yield; quality

卷丹百合（Lilium lancifolium Thunb.）为百合属多年生草本植物[1]，是我国进行规模化开发的主要百合品种之一，也是湖南湘西百合种植的主要品种[2]。据2020版《中国药典》，卷丹百合为药材基源植物，具有较高药用价值[2]；同时，因其具有药食同源性，其在食用方面也备受青睐[3]。有机无机肥配施是我国保证耕地质量的重要农艺措施。有机肥不仅有利于提升土壤肥力、改善土壤质量[4-6]，还对提高中药材品质有重要作用[7-9]，同时还是秸秆、畜禽粪污等有机废弃物再利用的重要方式[10]。但目前百合生产高效施肥技术成熟度不够高，长期不科学施肥导致农田养分失衡和百合品质下降问题较为严重，且有机废弃物源有机肥对百合品质影响的研究较为有限。因此，研究以团队自制有机肥为材料，通过分析卷丹百合鳞茎产量及鳞茎品质指标，探讨以供试有机肥中的氮替代部分化学氮肥对百合鳞茎品质的影响，以期为百合科学施肥和废弃物资源的安全利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验设于湘西州龙山县（29°36′42″N，109°36′35″E），该地位于我国湖南西部，属亚热带大陆性湿润季风气候区，年平均气温16℃；水资源丰沛，年均降水量1 357 mm。试验土壤0～20 cm有机质含量为16.9 g/kg，土壤全氮、全磷和全钾含量分别为1.45、0.9和22.8 g/kg，土壤水解性氮、有效磷及速效钾含量分别为125、95.1和69 mg/kg，土壤pH值4.25。

1.2 供试有机肥

试验所用有机肥为课题组自制，由餐厨垃圾、中药渣、稻草等有机废弃物混合腐熟而成，其基本理化性质为pH值6.32，全氮29.57 g/kg，全磷7.02 g/kg，全钾16.20 g/kg，有机碳415.00 g/kg，胡敏酸32.05 g/kg，富里酸51.00 g/kg，胡敏素332.18 g/kg，发芽指数73.30%。供试化肥为市售尿素（N 46%）、钙镁磷肥（P2O5 16%）、氯化钾（K2O 60%）。

1.3 试验设计

试验于2021年9月至2022年8月进行，百合品种为卷丹。试验小区为20 m2，种植株距约20 cm、行距30～35 cm。试验共设5个处理，分别为：100%化肥处理（CK）、以有机肥中的氮替代25%化学氮肥（T1）、以有机肥中的氮替代50%化学氮肥（T2）、以有机肥中的氮替代75%化学氮肥（T3）、以有机肥中的氮替代100%化学氮肥（T4），每个处理3次重复。各处理化学氮肥以不同量有机肥进行等氮量替代，磷肥、钾肥以有机肥中磷、钾含量折算后，以化学磷、钾肥补足，氮、磷、钾施用总量（以纯养分计）保持一致。施肥量详见表1。

1.4 样品采集与分析

收获时挖取每个小区的百合鳞茎，去除地上部、根系、土壤后称重计产，再随机选取20颗百合鳞茎，称重后计算单颗百合鳞茎平均重量。百合鳞茎带回实验室后，去除泥沙和根须，剥开并清洗鳞片。百合鳞茎中氮、磷、钾含量的测定采用NY/T 2017—2011中的方法，蛋白质含量的测定按照GB5009.5—2016方法进行，纤维素采用GB/T5009.10—2003方法测定，总糖采用GB5009.8—2016法测定，维生素C含量参照GB5009.86—2016方法测定。

1.5 数据分析

用Microsoft Excel进行数据统计整理和制图，采用SPSS 20.0软件进行差异显著性分析，P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 百合产量与单颗重由图1可知，百合鳞茎单颗重在80.63～109.56 g之间，百合鳞茎产量在13.30～18.08 t/hm2，单颗重和产量均以100%化肥处理最高；随有机肥对化肥氮替代量的增加，百合鳞茎单颗重量和产量呈降低趋势，其中，T1、T2、T3处理的单颗重与CK无显著差异，而100%有机肥处理（T4）单颗重则显著降低；T1和T2产量分别下降1.52%和5.06%，但均与CK无显著差异；T3产量虽与CK无显著差异，但其产量下降幅度稍高；T4处理的产量则较CK显著降低26.4%。因此，以有机肥中的氮100%替代化肥氮对百合鳞茎的单颗重有一定影响，进而影响其产量，但可在25%替代量范围以内进行有机无机肥配施。

2.2 百合鳞茎矿质元素磷、钾含量由图2可知，各处理百合磷含量在CK处理中最低，不同替代量下百合鳞茎中磷含量均较CK有所提升，其中T2和T3处理磷含量分别显著增加21.36%和22.85%。各处理百合鳞茎钾含量范围为2.11～2.17 g/100g，处理间差异不显著。说明以有机肥中的氮替代不同量化学氮肥对百合鳞茎中钾含量影响较小，而对磷含量的影响较大，可促进鳞茎对磷的吸收。

2.3 百合鳞茎氮和蛋白质含量由图3可知，百合鳞茎氮含量在1.59～1.87 g/100g之间，各处理间无显著性差异，但T1、T2、T3处理氮含量略有提高，较100%化肥处理和100%有机肥替代处理分别增加2.48%～6.10%和12.79%～17.40%。百合鳞茎蛋白质含量在CK中为3.62 g/100g，与CK相比，T1、T2和T3蛋白质含量均无显著性差异，而T4处理百合鳞茎蛋白质含量显著下降16.41%，说明在总氮量相等水平下，以有机肥中的氮替代化肥氮对百合鳞茎中氮含量无显著影响，以有机肥中的氮100%替代化肥氮不利于百合鳞茎蛋白质积累。

2.4 纤维素和淀粉含量由图4可知，与CK相比，各处理百合鳞茎中纤维素含量稍有增加，其中T4处理达显著水平（增幅16.67%）；淀粉含量在T2中显著下降20.00%，其他处理淀粉含量与CK无显著差异。整体而言，以有机肥中的氮替代25%化学氮肥对百合鳞茎蛋白质和纤维素均无显著影响。

2.5 总糖与维生素C含量由图5可知，与CK相比，百合鳞茎总糖含量在T1和T4中无显著变化，但在T2和T3中则分别显著降低了18.64%和18.08%。各处理维生素C含量无显著性差异。整体上，以有机肥中的氮替代25%化学氮肥不会对百合鳞茎总糖和维生素C含量造成显著影响。

3 结论与讨论

供试有机废弃物源有机肥中的氮对化肥氮的替代量控制在25%以内对百合产量无负面影响，而过高地替代化学氮肥则有减产风险。因此，对百合鳞茎产量而言，有机肥所占比例并不是越高越好，这与李琦等[11]研究结果相似。王立刚等[12]、杨玉玲等[13]长期施肥试验结果显示，有机无机肥配施有利于作物产量的稳定提升，而单施化肥的作物产量要高于单施有机肥的产量，课题组研究单一施用化肥或有机肥的产量结果与其一致。周佳民等[1]研究表明，有机肥用量200～800 kg/667m2可显著提高药用百合产量。

研究中，氮、磷、钾养分最终投入量在各处理基本一致，有机肥氮替代部分化肥氮对百合鳞茎中钾含量无显著影响，氮含量有增加趋势，而其对磷含量的影响较大，与王馨笙等[14]在生姜上的研究结果一致。百合鳞茎中磷含量增幅较大，其原因可能是有機肥促进了土壤无机磷的释放和有效磷的供给，同时还提升了百合根系对土壤磷的吸收利用能力[15]。大量营养元素中，百合对钾肥的需求较高，顿昊阳等[16]研究表明，合理施用钾肥可提高百合抗旱性、产量和品质。因此，在以有机肥替代氮肥的同时，要兼顾钾肥的供给。

供试有机肥对百合品质指标无显著负面影响。蛋白质是百合中常见的营养品质成分之一。研究中，与单施化肥相比，以有机肥中的氮100%替代化肥氮显著降低了百合鳞茎蛋白质含量，而有机无机配施下蛋白质含量虽与单施化肥无显著差异，但其较100%替代量下均有所提高。百合的甜度和质构与其糖类和淀粉含量呈正相关[17]。淀粉是鳞茎内养分贮藏的主要物质，其在百合鳞茎膨大过程起重要作用，而研究表明，淀粉的合成、降解均与蔗糖代谢密切相关[18]，提高鳞茎中蔗糖合酶活性可促进其中碳水化合物的积累，增加淀粉积累量以促使鳞茎膨大[19]。除施肥影响外，百合品质差异主要与其品种有关，如靳磊等[20]发现岷江百合鳞茎中还原糖、蛋白质、维生素C、灰分等指标均高于兰州百合，其多酚、黄酮和皂苷含量也显著高于兰州百合，而可溶性糖和粗纤维的含量则兰州百合较高。研究中有机肥对百合品质提升的短期效应并不十分显著，仍需针对其长期效应和不同品种开展进一步研究。

综上所述，不同氮替代量对百合鳞茎中氮、钾含量影响较小，而对磷含量的影响较大，有机肥氮替代化肥氮可促进鳞茎对磷的吸收；在25%替代量下百合鳞茎蛋白质、总糖和维生素C含量不受影响，而过高替代量可能有减产风险。因此，在不降低产量和品质的前提下，建议有机肥替代氮肥量控制在25%以内为宜。

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（责任编辑：肖彦资）