不同施氮量對紅菜薹產量和品質的影響

王素萍 洪娟 黃翔 杜雷 葛米紅 張利紅 練志成 葉莉霞 陳鋼

摘要：在露地栽培條件下，設置5個施氮水平，進行不同施氮量對紅菜薹產量、品質及試驗后耕層土壤無機氮殘留量影響的研究。結果表明，施氮明顯促進了紅菜薹中后期葉片數和抽薹數及前期單薹重的增加。施氮量與產量符合一元二次方程y=-0.015 4x2+14.380x+12 181（R2=0.929），當施氮量為467 kg/hm2時，產量最高為16 538 kg/hm2。主薹的硝酸鹽、可溶性蛋白及可溶性糖含量高于側薹，但維生素C含量低于側薹。隨著施氮量的增加硝酸鹽含量增加，維生素C和可溶性糖含量降低，而可溶性蛋白質的含量先增加后略降低。試驗后耕層土壤無機氮含量的增量與施氮量符合方程y=0.001 9x-0.316 0（R2=0.962）。

關鍵詞：紅菜薹；施氮量；產量；硝酸鹽；維生素；土壤無機氮

中圖分類號：S147.5 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）13-3240-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.13.044

Effect of Different Nitrogen Supply on Yield and Quality of Purple Flowering Stalk

WANG Su-ping1，HONG Juan1，2，HUANG Xiang1，DU Lei1，GE Mi-hong1，ZHANG Li-hong1，

LIAN Zhi-cheng1，YE Li-xia1，2，CHEN Gang1

（1. Wuhan Research Institute of Agricultural Sciences， Wuhan 430345， China；

2. College of Resources and Environment， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China）

Abstract： A field trials were conducted to study the effects of different nitrogen levels on yield， quality of purple flowering stalk and soil inorganic nitrogen content under open-field condition in Wuhan.The result showed that nitrogen supply obviously increased the leaf number and stalk number single at the earlier stage and the stalk weight in the late stage.The yield and nitrogen rate accorded with the second-order equation y=-0.015 4x2+14.380x+12 181（R2=0.929）.The highest yield was 15 538 kg/hm2 when applying pure nitrogen 467 kg/hm2.The content of nitrate， soluble protein and soluble sugar in main branch was higher than that in secondary branch， but the content of VC in main branch was lower than that in secondary branch. The nitrate content increased，while VC and soluble sugar content decreased. And soluble protein content first increased， then decreased with the increase of amount of nitrogen applied. The relationship between increment of inorganic nitrogen content after experiment and amount of nitrogen applied was in accord with the equation y=0.001 9x-0.316 0 （R2=0.962）.

Key words： purple flowering stalk； nitrogen supply； yield； nitrate content； vitamin； inorganic nitrogen

紅菜薹是中國南方常見的一種蔬菜，其口感脆嫩，味道鮮美，深受人們喜愛，主要分布在長江流域，以湖北武漢的洪山菜薹最為知名。近年來，隨著農業產業結構的調整和優化升級，紅菜薹從原來的小面積種植逐漸形成規模化，特別是城市近郊區，相繼建立起大量的紅菜薹生產基地，隨著種植面積的逐年增加，農民迫切需要紅菜薹的科學種植管理技術。施肥不僅與蔬菜生產者的經濟效益和消費者的營養健康直接相關[1-3]，而且對生態環境影響巨大，紅菜薹生長周期長，采收次數多，農民根據經驗盲目施肥導致產量不高，品質較差，肥料浪費嚴重，引起了一系列的環境問題[4]，因此科學合理施肥是實現紅菜薹優質環保高產的關鍵。

紅菜薹施肥中以氮肥不合理施用現象最為嚴重，適當增施氮肥能夠提高蔬菜產量，但當氮肥用量過多時，蔬菜增產不明顯，且土壤剖面硝態氮殘留量增加[5]，硝酸鹽在土壤中累積并向下淋洗對地下水造成的污染[5-8]，增加了氮素向環境遷移的風險。另外還增加了蔬菜從土壤中吸入體內的NO3-的量，造成蔬菜中NO3-的累積，導致蔬菜品質的下降[9-10]。

為了實現紅菜薹生產的高產、優質、安全無公害和土壤的可持續利用，本研究采用田間小區試驗，研究了不同施氮水平對紅菜薹產量、品質及土壤耕層硝態氮含量的影響，綜合考慮產量效益、品質效應和環境效應獲得武漢地區紅菜薹氮肥適宜施用量，以期為紅菜薹合理施肥及紅菜薹專用肥的研制提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

2012～2013年度在湖北省武漢市黃陂區武湖農業生態園布置田間試驗，前茬作物為茄子，土壤類型為灰潮土，由江河沖積物發育而成。試驗前取耕作層（0～20 cm）土壤，土壤主要理化性狀pH 7.34，有機質15.86 g/kg，全氮1.42 g/kg，堿解氮81.90 mg/kg，速效磷23.24 mg/kg，速效鉀53.85 mg/kg。

供試菜薹品種為洪山大股子，2012年8月15日播種，9月25日移栽，次年3月5日結束，移栽密度為3.4萬株/hm2。

1.2 試驗設計

試驗設5個處理，①不施氮處理（N0）；②施N 223 kg/hm2（N1）；③施N 445 kg/hm2（N2）；④施N 668 kg/hm2（N3）；⑤施N 890 kg/hm2（N4）。所有處理磷肥（P2O5）用量均為300 kg/hm2，鉀肥（K2O）用量均為338 kg/hm2。小區面積20 m2，4次重復，隨機區組排列。

肥料品種分別為尿素（含N 46%） 、過磷酸鈣（含P2O5 16%） 、硫酸鉀（含K2O 50%），其中2/3尿素和硫酸鉀做底肥，1/3作追肥，在抽薹期（12月6日）施入，磷肥全部作基肥。

1.3 測定項目與方法

生長：每個生育期各處理均取樣3株，調查抽薹數、單薹重及綠葉數。

產量：收獲期按小區分次采收，稱取鮮重，累加記產，總鮮重為該小區的最終產量。

品質：分別于2012年11月5日（主薹）和2013年1月8日（側薹）每小區取樣3株，4次重復，參考文獻[11]中方法測定紅菜薹的主要品質。硝酸鹽含量采用水楊酸硝化法，維生素C含量采用2，6二氯靛酚滴定法，可溶性糖含量采用蒽酮比色法，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G250法。

土壤無機氮含量：在菜薹收獲后，每小區取耕層土壤，用1 mol/L NaCl浸提，流動注射分析儀測定土壤硝態氮和銨態氮含量[12]。

氮肥農學效率（AUE）（kg/kg）=（施氮區產量-不施氮區產量）/氮肥用量。

試驗數據采用Excel 2007和SPSS 17.0軟件處理分析，采用最小顯著法（LSD）進行檢驗，差異顯著性水平（p<0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同施氮量對菜薹生長的影響

表1分析了氮肥施用對紅菜薹不同生育期葉片數，抽薹數和單薹重的影響，氮肥施用明顯促進了紅菜薹生長中后期的葉片數的增加，移栽后30 d左右，氮肥對紅菜薹每株的葉片數沒有明顯影響，移栽60 d和90 d時，與不施氮（N0）處理相比，施氮處理的葉片數增加顯著，增幅分別達到35.2%～47.9%和24.7%～31.8%。施用氮肥對紅菜薹前期的抽薹數影響不顯著，主要影響中后期的抽薹數，移栽120 d后，施氮處理的抽薹數明顯高于不施氮處理，增幅達4.3%～22.9%。氮肥對單薹重的影響主要表現在前期，移栽后50 d左右，單薹重隨著施氮量的增加先增加后降低，施N 445 kg/hm2時單薹重最大，相同處理單薹重隨著生育期的推進逐漸降低。

2.2 不同施氮量對菜薹產量的影響

適量施氮能夠顯著提高紅菜薹的產量，表2可見，施氮明顯促進了紅菜薹產量的增加，與N0處理相比，施氮處理產量增幅為986～3 878 kg/hm2，增率為8.16%～32.11%。隨著施氮量的增加紅菜薹產量呈現先增加后降低的趨勢，以N2處理產量最高為15 954 kg/hm2，顯著高于N4處理產量，增幅為22.14%。施氮量與產量符合一元二次方程y=-0.015 4x2+14.380x+12 181 （R2=0.929），當施N量為467 kg/hm2時，菜薹產量最高為16 538 kg/hm2。分析了不同施氮處理對氮肥農學效率的影響，農學效率隨著施肥量的增加而降低，N1處理的農學效率最大為11.75 kg/kg，N4處理的農學效率最低為1.11 kg/kg。從紅菜薹產量的結果來看，湖北省武漢市紅菜薹氮肥適宜用量在470 kg/hm2左右較為適宜。

2.3 不同施氮量對菜薹品質的影響

表3分析了不同施氮量對紅菜薹品質的影響，整體來看主薹的硝酸鹽、可溶性蛋白質及可溶性糖含量高于側薹，但是VC含量低于側薹。施氮有降低主薹VC和可溶性糖含量的趨勢，但差異不顯著，主薹可溶性蛋白質的含量隨著施氮量的增加均表現出先增加后降低的趨勢，N3處理主薹可溶性蛋白質的含量最高；施氮顯著增加了主薹的硝酸鹽含量，與N0相比，施氮后主薹的硝酸鹽含量增加了123.8～252.8 mg/（kg FW），增幅為63.9%～130.4%。N4處理的主薹硝酸鹽含量顯著高于N1、N2和N3處理，增幅分別為40.6%、30.6%和25.3%，N1、N2和N3處理之間沒有顯著差異。

施用氮肥對側薹VC和可溶性蛋白含量的影響與主薹一致，VC含量隨著施氮量的增加有降低趨勢，但是差異不顯著，可溶性蛋白含量隨著施氮量的增加先增加后降低，其中N3處理的含量最高；可溶性糖含量隨著施氮量的增加而降低，N0處理的側薹可溶性糖含量顯著高于其他處理；側薹的硝酸鹽含量隨著施氮量的增加而增加，N4處理的硝酸鹽含量顯著高于其他處理，增幅為62.2%～109.7%，N0、N1、N2和N3處理之間沒有顯著差異。因此，從紅菜薹品質的結果來看，紅菜薹氮肥用量在450～670 kg/hm2左右（即N2～N3水平）較為適宜。

2.4 不同施氮量對菜薹收獲后土壤無機氮含量的影響

不同施氮量對菜薹收獲后土壤無機氮含量的影響見表4，菜薹收獲后不同施氮處理土壤銨態氮含量沒有明顯差異，硝態氮含量明顯表現出隨著施氮量的增加而增加，與N0相比，施氮處理的硝態氮含量增幅達5.03%～43.12%。無機氮含量與硝態氮含量表現規律相同，與N0相比，施氮后土壤無機氮含量增幅達5.56%～44.71%，試驗后土壤無機氮含量的增量與施氮量具有顯著相關性，相關方程為y=0.001 9x-0.316 0（R2=0.962）。

3 結論與討論

紅菜薹是需氮較多的作物，施氮量與產量符合一元二次方程y=-0.015 4x2+14.380x+12 181 （R2=0.929），當施N量為467 kg/hm2時，菜薹產量最高為16 538 kg/hm2。適宜施氮量范圍內紅菜薹的外觀品質較優，而過量施氮和缺氮會導致外觀品質的下降。本研究中施氮有降低主薹VC和側薹VC含量的趨勢，但差異不顯著，許多研究表明增施氮肥會降低蔬菜的VC含量[13]，但也有報道證明氮肥用量對蔬菜VC含量沒有影響，甚至會增加VC含量[10]，Takebe等[14]綜合前人研究提出VC含量可能在最佳施氮量范圍內隨施氮量的增加而增加，超過最佳施氮量后便隨施氮量的增加而降低。本研究中主薹和側薹的可溶性糖含量均隨著施氮量的增加而降低，其中N0處理的側薹可溶性糖含量顯著高于其它施肥處理，這與前人在保護地番茄和球芽甘藍上的研究是一致的。

大量研究結果表明，硝酸鹽對人體健康具有潛在威脅性[15]，邱孝煊等[1]研究表明蔬菜硝酸鹽含量與氮肥用量呈正相關。施用氮肥顯著增加了紅菜薹中硝酸鹽的含量，可食部分硝酸鹽含量隨著施氮量的增加呈增加的趨勢，但在本試驗條件下不同施氮水平的紅菜薹可食部分硝酸鹽含量[118.3～446.6 mg/（kg FW）]均未超過無公害蔬菜硝酸鹽含量標準（葉菜類≤3 000 mg/kg）。Blom等[16]報道，氮肥達到一定施肥量后，蔬菜產量并不隨施肥量的增加再增加，而果實中硝酸鹽含量增加幾乎成正比例增加，高氮處理為低氮處理的256.4%，過量供氮肥更會促進蔬菜硝酸鹽的大量累積，尤其是在低溫和光照不足的條件下，蔬菜組織中硝酸鹽含量更高，因此合理施氮肥可以說是降低硝酸鹽含量的關鍵。

土壤供氮水平對蔬菜體內硝酸鹽的含量具有決定性的影響，菜薹收獲后不同施氮處理土壤銨態氮含量沒有明顯差異，硝態氮含量明顯表現出隨著施氮量的增加而增加，試驗后土壤無機氮含量的增量與施氮量具有顯著相關性， 相關方程為y=0.001 9x

-0.316 0（R2=0.962）。由此可見，氮肥用量的增減必須以增加作物產量和提高作物品質為目標，既不應該一味追求高的氮肥利用率而降低產量，也不應該僅考慮產量而忽略蔬菜品質。從研究的整體結果來看，湖北省紅菜薹生產的氮肥用量在470 kg/hm2左右時，能較好地協調紅菜薹較高產量水平與較高品質的統一，同時試驗后土壤無機氮的殘留量比較低。當然470 kg/hm2只是一個相對適宜的量，具體還要考慮土壤肥力、作物品種、栽培區域生態環境以及磷、鉀和中微量營養元素的供應水平對氮素的有效利用的影響[17]，生產中應根據各地的實際情況，合理配施氮、磷、鉀和中微量營養元素，才是提高紅菜薹產量和改善品質的關鍵措施。

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