生物有机肥与化肥配施对土壤肥力和浙贝母产量、品质及经济效益的影响

Effects of the combined application of bio-organic and chemical fertilizers on soil fertility，yield，quality，economic benefit of Fritillaria thunbergii

摘要

目的 解决浙贝母栽培中因过量施肥及用肥品种单一导致的土壤养分失调、土壤酸化、产量下降、品质降低等问题。 方法 以浙贝1号为试验品种，设置不施肥（CK）、生物有机肥90 kg/667 m²+硅钙钾镁肥40 kg/667 m²+复合肥30 kg/667 m²（T₁）、生物有机肥120 kg/667 m²+硅钙钾镁肥40 kg/667 m²+复合肥30 kg/667 m²（T₂）、生物有机肥150 kg/667 m²+硅钙钾镁肥40 kg/667 m²+复合肥30 kg/667 m²（T₃）4个处理，测定和分析不同肥料配比施肥对土壤肥力及浙贝母产量、品质及经济效益的影响。 结果 生物有机肥与化肥配施可显著增加土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量，显著增加浙贝母鳞茎直径、单鳞茎鲜重及产量。各施肥处理均可提高浙贝母产量，其中T₃处理产量提升最多，增产高达14.56%。生物有机肥与化肥配施有利于增加浙贝母经济效益，提高浙贝母品质，与CK相比，T₁、T₂和T₃处理贝母素含量分别提高4.9%、17.2%、19.5%。 结论 生物有机肥150 kg/667 m²+硅钙钾镁肥40 kg/667 m²+复合肥30 kg/667 m²可作为当地浙贝母种植推荐施肥配比。

Abstract

Objective The aim of this study was to address the issues caused by excessive fertilization and single fertilizer application in Fritillaria thunbergii cultivation，such as soil nutrient imbalance，soil acidification，reduced yields，and diminished quality. Method The variety Zhebei 1 was employed as the materials.Five treatments of different fertilizer ratios were tested as follows:no fertilizer (CK)，90 kg/667m² bio-organic fertilizer + 40 kg/667 m² calcium silicon magnesium potassium fertilizer + 30 kg/667m² compound fertilizer（T₁），120 kg/667 m² bio-organic fertilizer + 40 kg/667 m² calcium silicon magnesium potassium fertilizer +30 kg/667 m² compound fertilizer（T₂），150 kg/667 m² bio-organic fertilizer+40 kg/667m² calcium silicon magnesium potassium fertilizer+30 kg/667 m² compound fertilizer（T₃）.The effects on soil fertility，yield，quality，and economic benefits of Fritillaria thunbergii were assessed to determine the optimal fertilizer ratio. Result The combined application of bio-organic and chemical fertilizers significantly increased organic matter content，available nitrogen (N)，available phosphorus (P)，and available potassium (K) in the soil.It also notably enhanced bulb diameter，individual bulb fresh weight，and overall yield of Fritillaria thunbergii.Yield improvements were observed across all fertilization treatments，with T₃ showing the highest increase (14.56%).The amalgamation of bio-organic and chemical fertilizers proved advantageous for boosting economic returns and quality of Fritillaria thunbergii.Compared to the control group，the content of Fritillaria thunbergii treated with T₁，T₂，and T₃ increased by 4.9%，17.2%，and 19.5%，respectively. Conclusion It was suggested that the T₃，i.e.，150 kg/667m² bio-organic fertilizer + 40 kg/667 m² calcium silicon magnesium potassium fertilizer + 30 kg/667 m² compound fertilizer，can serve as the most suitable fertilization method for Fritillaria thunbergii cultivation in the region under study.

关键词

浙贝母 / 生物有机肥 / 化肥 / 土壤肥力 / 产量 / 品质 / 经济效益

Key words

Fritillaria thunbergii / bio-organic fertilizer / chemical fertilizer / soil fertility / yield / quality / economic benefit

Author summay

石红静，农艺师，硕士，从事农业技术推广。E-mail：[e-mail]

浙贝母Fritillaria thunbergii为百合科Liliaceae贝母属Fritillaria多年生草本植物，以鳞茎入药，具有较高的药用和经济价值，是著名的“浙八味”之一^［1］。磐安县是浙贝母商品的最大产区，其产量占全国产量的60%。在生产过程中，由于施肥品种单一、施肥过量、肥料利用率低等原因，导致土壤养分失调、土壤酸化、浙贝母产量下降、品质变劣^［2］，进而影响当地浙贝母产业的健康可持续发展。

生物有机肥是指以特定功能微生物与动植物残体（如畜禽粪便、农作物秸秆等）为主要来源，与经无害化处理和腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料，具土壤改良和植物促生功效^［3-7］。但生物有机肥单独施用可能会出现肥力不足的情况，因此不建议单独施用。石子建等^［8］研究表明，随着有机肥用量的增加，浙贝母产量和千粒重均显著提高，且显著增加土壤的有效磷、有效钾、有机质含量。化肥可以为作物生长发育提供速效的氮、磷、钾元素，但施用过多会导致作物产量下降^［9］。有机肥与化肥合理的配施是实现作物高产及提高作物品质的一种可行方式，合理配比的施肥能够有效降低生产成本，减少肥料的浪费和对农田环境的污染。邬小红等^［10］发现，氯化钾和硫酸钾及其两者配比施肥均能促进浙贝母的生长发育。目前关于生物有机肥配施化肥在浙贝母生产中的应用研究较少，因此本研究在浙贝母种植上开展生物有机肥配施化肥的研究，以期为浙贝母高效、优质栽培和合理施肥管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年10月~2022年6月浙江省在磐安县冷水镇白岩村浙贝母种植地进行，前茬作物为玉米。磐安县全年四季分明，具有气候温和，雨热同季，光温互补的特点。年平均气温16.1 ℃，年均降水量1 471.8 mm，降雨集中在春夏季。

1.2 试验材料

试验所用肥料为：纯植物源发酵型生物有机肥（有效活菌数≥0.5亿/g，有机质≥40%，产品剂型为颗粒），由江苏小瓢虫生物科技有限公司生产；45%复合肥（含N 15%、P₂O₅ 5%、K₂O 25%）、硅钙钾镁肥（氧化钾≥2%、氧化钙≥15%、氧化镁≥5%、氧化硅≥6%、腐植酸≥3%、pH10~12），由金华万里神农农业科技有限公司生产。供试浙贝母为浙贝1号，供试土壤采样深度为0~20 cm，新鲜土壤样品经自然风干，过2 mm筛，供土壤pH值和土壤有效氮磷钾养分测定；过0.15 mm筛，供土壤有机质的分析测定。

1.3 试验设计

试验设4个处理，分别为：不施肥（CK）；生物有机肥90 kg/667 m²+硅钙钾镁肥40 kg/667 m²+复合肥30 kg/667 m²（T₁）；生物有机肥120 kg/667 m²+硅钙钾镁肥40 kg/667 m²+复合肥30 kg/667 m²（T₂）；生物有机肥150 kg/667 m²+硅钙钾镁肥40 kg/667 m²+复合肥30 kg/667 m²（T₃）。每个处理设置3个重复，共12个小区，每个小区面积为10 m²，采用随机区组排列。于2021年10月19日种植，种植密度为15 cm×17 cm，下种深度7~8 cm，田间其他管理由农户按常规方法进行。

1.4 测定与分析

土壤化学性质测定：土壤pH值用PHS-25精密酸度计测定；有机质采用重铬酸钾-硫酸亚铁滴定法测定；全氮用高锰酸钾-还原性铁法；碱解氮用碱解扩散法测定；有效磷用钼锑抗比色法测定；速效钾用火焰光度法测定。

浙贝母产量测定：于收获时按小区面积计产，用电子秤称重，称取每小区实际产量，折算为667 m²产量；每个小区随机取2 kg浙贝母，记录鳞茎个数，计算浙贝母单鳞茎重；用0.02 mm精度的游标卡尺测量直径。

浙贝母品质测定：将采收的浙贝母鳞茎洗净后烘干，根据《中国药典》2020年版四部通则（0512）进行品质分析。

1.5 数据分析

采用Excel 2010进行试验数据统计，SPSS 20.0软件对数据进行单因素方差分析，Duncan’s新复极差法进行多重比较（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 生物有机肥与化肥配施对土壤化学性质的影响

土壤养分含量能够一定程度上反映土壤肥力水平，直接或间接地影响作物生长状况^［11］。由表2可知，生物有机肥与化肥配施土壤各养分含量较CK处理均有明显的提高，有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量随着施肥量的增加而增加。与CK相比，T₂、T₃处理有机质含量显著增加11.83%、31.18%，T₁处理差异不显著；T₁、T₂、T₃处理水解性氮含量比CK处理分别增加3.05%、7.32%、12.80%，各处理之间达到显著差异；有效磷含量各处理之间达到显著差异，与CK相比，T₁、T₂、T₃处理分别显著增加9.05%、16.42%、22.95%；速效钾含量T₃处理>T₂处理>T₁处理>CK，与CK相比，T₁、T₂、T₃处理分别显著增加5.62%、6.21%、15.38%。

2.2 生物有机肥与化肥配施对浙贝母产量及鳞茎生长的影响

2.2.1 生物有机肥与化肥配施对浙贝母鳞茎直径的影响

由表3可知，T₃处理浙贝母鳞茎直径为42.46 mm，在所有处理中最大，与CK相比，增加了23.9%。浙贝母鳞茎直径长大小表现为：T₃处理>T₂处理>T₁处理>CK，与CK相比，T₁、T₂、T₃处理直径分别增加3.87、5.51、8.19 mm，差异显著。且T₁、T₂、T₃这3个处理之间也存在显著差异，表明鳞茎直径大小随生物有机肥用量提升而显著增加。

2.2.2 生物有机肥与化肥配施对浙贝母鲜单鳞茎重的影响

由表3可知，就整体趋势而言，浙贝母的鲜单鳞茎重T₃处理>T₂处理>T₁处理>CK，与CK相比，T₁、T₂处理分别增重1.79和6.54 g，差异不显著，T₃处理增重7.38 g，在所有处理中增重效果最好。其中T₁和T₂处理、T₁和T₃处理差异显著，T₂和T₃处理无显著差异。这表明生物有机肥与化肥配施可以增加浙贝母鳞茎鲜重，提高产量。

2.2.3 生物有机肥与化肥配施对浙贝母产量的影响

由表3可知，浙贝母产量与施肥量呈正相关，与CK相比，T₁、T₂、T₃ 3个处理的产量分别增加了94.72、141.41、153.64 kg，且差异显著。在化肥用量相同时，T₃处理增产效果最好，这可能是因为T₃处理生物有机肥中所带来的有效养分比T₁、T₂处理多。

2.2.4 生物有机肥与化肥配施对浙贝母增产率的影响

由表3可知，与CK相比，T₃处理的增产率为14.56%，为所有处理中最高，与CK相比，其他处理也不同程度地提高浙贝母的增产率。浙贝母的增产率呈：T₃处理>T₂处理>T₁处理，存在随着生物有机肥施用量的增加，浙贝母的增产率上升的趋势。

2.3 生物有机肥与化肥配施对浙贝母经济效益的影响

本试验所有处理除施肥量外的其他栽培管理措施一致，除肥料成本外，其他投入相同。从表4可知，不同处理浙贝母用种量相同，但种鳞茎繁殖系数不同，T₃处理繁殖系数最高，为7.2。不同施肥处理浙贝母的产值和收益存在差异，T₁、T₂、T₃处理经济效益从19 375元/667 m²增长至20 534元/667 m²。较CK处理，T₁、T₂、T₃处理经济效益分别增加9.39%、14.78%和15.93%，产投比分别增加1.13%、4.08%、4.3%，其中T₃处理产投比最高，达到4.6。这表明生物有机肥与化肥配施，有利于提高浙贝母种鳞茎繁殖系数，进而增加单位面积经济效益。

2.4 生物有机肥与化肥配施对浙贝母品质的影响

由表5可知，与CK相比，生物有机肥与化肥配施处理可显著提高浙贝母贝母素含量，贝母素含量的变化范围为8.37%~10%。与CK相比，T₁、T₂和T₃处理贝母素含量分别增高4.9%、17.2%、19.5%。T₃处理浙贝母浸出物含量显著高于T₁、T₂处理，较T₁、T₂处理分别提高12.05%、2.33%。

3 讨论

3.1 生物有机肥与化肥配施对土壤肥力的影响

研究认为，化肥配施生物有机肥有利于提高土壤有效磷、有效钾和有机质含量，但不同作物的提高效果可能不同^［12-13］。胡诚等^［14］研究认为，随着生物有机肥用量的提高，土壤有机质、水解性氮、有效磷和速效钾含量也随着增加。本研究表明，与CK相比，T₂、T₃处理有机质含量显著增加11.83%、31.18%；T₁、T₂、T₃处理水解性氮含量显著增加3.05%~12.80%，有效磷含量显著增加9.05%~22.95%，速效钾含量显著增加5.62%~15.38%，土壤有机质和速效养分与生物有机肥施用量呈正相关，其中T₃处理表现最好。分析原因可能为生物有机肥自身含有大量的有机质和作物生长所需的多种营养元素，化肥可在短时间内提供土壤速效养分，同时生物有机肥含有的解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌有利于改善土壤微生物菌群结构，提高土壤脲酶和碱性磷酸酶活性，从而有助于分解和释放速效养分^［15］。

3.2 生物有机肥与化肥配施对浙贝母产量及鳞茎生长的影响

作物产量和生长指标可以综合反映土壤肥力，不同的施肥处理对土壤肥力特性的影响必然会反映到作物产量和生长指标上。有研究表明，有机肥与复合肥配施有利于提高番茄的产量，并提高水分利用率^［16］。有研究指出^［17］，有机肥和微生物菌剂与化肥配施处理能有效缓解大蒜的重茬障碍，同时提高大蒜的产量。本研究通过生物有机肥和化肥配施，浙贝母产量得到提高，这与前人的研究一致。可能是因为生物有机肥与化肥配施有利于促进浙贝母根系生长，同时生物有机肥中的有益微生物可以产生多种代谢产物调控浙贝母的生长，且养分释放长效稳定，有利于浙贝母吸收土壤中的营养和水分。由此得出，适当的生物有机肥与化肥配施对浙贝母增产起到了重要的作用。

3.3 生物有机肥与化肥配施对浙贝母品质的影响

生物有机肥含有作物生长所需的多种营养元素，施用生物有机肥能为作物生长提供所需营养物质，增强作物抗逆性，改善作物品质^［18］。本研究中，与CK处理相比，生物有机肥与化肥配施处理可以显著提高浙贝母浸出物含量、贝母素含量，这可能是因为生物有机肥与化肥配施营养元素全面，能提高土壤有机质含量，改善土壤缓冲能力，有利于浙贝母营养物质和功能性指标成分的合成积累，进而提高浙贝母的品质。陈群辉等^［19］也认为在土壤中配施有机肥、无机肥，增加了浙贝母对土壤养分的吸收，从而有利于浙贝母鳞茎生物碱产量提高。

3.4 生物有机肥与化肥配施对浙贝母经济效益的影响

李大明等^［20］研究表明有机无机配施可以显著提高双季稻田经济效益。陈俊阳^［21］认为化肥配施生物有机肥有利于提高设施辣椒经济效益和产投比。本研究表明，生物有机肥配施化肥能促进浙贝母增收，随着生物有机肥施用量的增加，浙贝母经济效益越好。本研究中T₃处理浙贝母经济效益最高，减去生产投入成本后，经济效益高达20 534元/667 m²，且T₃处理产投比最高，达4.6。

4 结论

生物有机肥施用量150 kg/667 m²+硅钙钾镁肥40 kg/667 m²+复合肥30 kg/667 m²处理可以提高浙贝母产量，改善浙贝母品质，增加经济效益，是当地浙贝母种植的较佳施肥配比方案。

参考文献

[1] 张真，胡一莉，潘兰兰.浙八味中药材规范化生产技术［M］.北京：科学普及出版社，2007.

[2] 张北赢，陈天林，王兵.长期施用化肥对土壤质量的影响［J］.中国农学通报，2010，26（11）：182-187.

[3] 刘更另.中国有机肥料［M］.北京：中国农业出版社，1991.

[4] 占新华，蒋延惠，徐阳春.微生物制剂促进植物生长机理的研究进展［J］.植物营养与肥料学报，1999.5（2）：97-105.

[5] Lim W W， Lim M H， Zhou H Y，et al.The effects of chemical and organic fertilizer usage on rhizosphere soil in tea orchards［J］.PLoS One，2019，14（5）：e0217018

[6] Gao C H， El-Sawah A M， ALI D F I，et al.The integration of bio and organic fertilizers improve plant growth，grain yield，quality and metabolism of hybrid maize （Zea mays L.）［J］.Agronomy，2020，10（3）：319

[7] Guo J K， Muhammad H， LV X，et al.Prospects and applications of plant growth promoting rhizobacteria to mitigate soil metal contamination：a review［J］.Chemosphere，2020，246：125823

[8] 石子建，李建辉，吴勇军.有机肥用量对浙贝母产量、鳞茎养分含量和土壤养分的影响［J］.浙江农业科学，2019，60（5）：829-830.

[9] 淦静怡.生物有机肥与化肥的不同配比对厚皮甜瓜生长、品质及产量的影响［D］.乌鲁木齐：新疆农业大学： 2021.

[10] 邬小红，周浓，侯瑶，等.不同钾肥品种及配施对浙贝母产量和品质的影响［J］.中国野生植物资源，2020，39（8）：6-12.

[11] 王俊红，王星琳，王康，等.生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤环境的影响［J］，华北农学报，2021，36（4）：155-162.

[12] 唐继伟，徐久凯，温延臣，等.长期单施有机肥和化肥对土壤养分和小麦产量的影响［J］.植物营养与肥料学报，2019，25（11）：1827-1834．

[13] 于衷浦，杨浩鹏，纪利成，等.化肥减量配施生物炭基肥对玉米产量及土壤温室气体排放特征的影响［J］.河南农业大学学报，2022，56（5）：742-749．

[14] 胡诚，曹志平，罗艳蕊.长期施用生物有机肥对土壤肥力及微生物生物量碳的影响［J］.中国生态农业学报，2007（3）：48-51.

[15] 刘玲，冯乃杰，郑殿峰，等.不同微生物菌剂对水稻幼苗形态建成及生理特性的影响［J］.南方农业学报，2022，53（1）：88-95.

[16] 戚兴超.有机无机肥配施对设施番茄生长和土壤生态环境因子的影响及其机制［D］.泰安：山东农业大学，2020.

[17] 李晶，陈宪信，陈亮，等.微生物菌剂与有机无机肥配施对重茬土壤改良和大蒜生长的影响［J］.河北农业科学，2020，24（4）：71-76.

[18] 姜瑞波，张晓霞，吴胜军.生物有机肥及其应用前景［J］.磷肥与复肥，2003，18（4）：59.

[19] 陈群辉.柯燕萍.魏祖晨.不同基肥对浙贝母根际土壤养分及其入药品质的影响［J］.南方农业学报，2021，52（12）：3358-3365.

[20] 李大明，刘开楼，叶会财，等.长期不同施肥处理红壤旱地剖面养分分布差异［J］.植物营养与肥料学报，2018，24（3）：633-640.

[21] 陈俊阳.生物有机肥对设施辣椒产量、品质和经济效益的影响［J］.安徽农学通报，2021，27（15）：109-112.

基金资助

磐安县科技计划重点农业项目(磐科农202105)