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随着人们对生态环境关注程度和农作物品质要求的日益增加,在保证农产品产量的前提下,减少化肥施用量、提高蔬菜品质和肥料利用率,对于农业生产和环境具有重要的意义。因此,探究减少蔬菜特别是叶菜作物的化肥用量,降低蔬菜硝酸盐含量和改良菜地土壤的关键技术措施是本领域科研人员研究的焦点。
本论文首先通过盆栽试验,采用正交试验设计L16(43+22)的方法,在减少常规施肥量50%的条件下,研究植物生长调节剂(Plant Growth Regulators,PGRs),即含有生长素(IAA)、细胞分裂素(6-BA)、赤霉素(GA3)和维生素(VB1、Vc)的不同浓度的组合对油麦菜产量、硝酸盐含量、氮磷养分的影响。然后,再通过盆栽和田间小区试验,种植空心菜和小白菜对筛选出的植物生长调节剂配方做进一步的研究。主要的研究结果如下:
(1)研究了15种不同浓度组合与半量施肥(hNPK)处理的结果表明,与hNPK处理相比,除PGR6外,喷施其它PGRs能显著增加油麦菜的干重,增幅为9.8%~40.4%(p<0.05)。喷施PGR1、PGR3-5、PGR7-10和PGR12-15处理的油麦菜N含量显著增加,增幅为14.0%~35.2%,喷施PGR1-2、PGR5和PGR7-15处理的油麦菜P含量显著增加,增幅为17.1%~57.9%(p<0.05)。与hNPK处理相比,喷施PGRs各处理油麦菜硝酸盐含量显著降低了11.1%~36.0%(p<0.05)。综合对产量、氮磷养分吸收以及硝酸盐含量的影响效果,筛选出有效的植物生长调节剂配方,即PGRⅠ:6BA(1μM)+GA3(0.25μM);PGRⅡ: IAA(3μM)+6BA(2μM)+B1(150μM);PGRⅢ: IAA(6μM)+6BA(1μM)+GA3(0.5μM)+B1(150μM); PGRⅣ:IAA(6μM)+6BA(2μM)+GA3(0.25μM)+B1(150μM)。
(2)在50%常规施肥量的条件下,喷施筛选出的4种植物生长调节剂,均能增加2种叶菜(空心菜和小白菜)的产量。在盆栽试验中,PGRs处理使空心菜和小白菜鲜重分别2.9%~17.0%和18.7%~54.0%(P<0.05);田间小区试验中,PGRs处理使空心菜和小白菜产量分别增加13.6%~50.3%和30.8%~38.6%(P<0.05)。植物生长调节剂对空心菜产量影响的大小顺序是PGRⅠ>PGRⅢ>PGRⅡ>PGRⅣ;对小白菜产量影响的大小顺序是PGRⅢ>PGRⅡ>PGRⅠ>PGRⅣ。
(3)植物生长调节剂均能降低空心菜和小白菜的硝酸盐含量,田间小区试验结果表明,与50%常规施肥处理相比,PGRⅠ使空心菜和小白菜的硝酸盐含量分别降低19.2%和19.8%(P<0.05);与常规施肥处理相比,PGRⅠ使空心菜和小白菜的硝酸盐含量分别降低39.1%和32.2%(P<0.05)。
(4)植物生长调节剂能促进空心菜和小白菜对N、P、K养分的累积。与50%CF处理相比,PGRs处理的空心菜和小白菜氮累积增幅分别为20.9%~32.3%,26.8%~45.2%(P<0.05);PGRs处理的空心菜和小白菜P累积增幅分别为14.9%~26.9%(P<0.05)和30.2%~45.1%(P<0.05);PGRs处理的空心菜和小白菜K累积增幅分别为10.5%~23.9%(P<0.05)和5.6%~9.9%。
(5)喷施植物生长调节剂的蔬菜收获后,土壤中的有效态的氮、磷与50%CF处理间无显著变化,在连续种植后,蔬菜收获后土壤中的有效氮磷降低明显,但菜地土壤依然存在高强度磷淋失风险。