氮磷鉀施用量對高山甘藍產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

趙書軍李車書邱正明袁家富王永健佀國涵徐大兵*

（1湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所，湖北武漢 430064；2恩施市農(nóng)業(yè)局農(nóng)技推廣中心，湖北恩施 445000；3湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，湖北武漢 430064）

氮磷鉀施用量對高山甘藍產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

趙書軍1李車書2邱正明3袁家富1王永健2佀國涵1徐大兵1*

（1湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所，湖北武漢 430064；2恩施市農(nóng)業(yè)局農(nóng)技推廣中心，湖北恩施 445000；3湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，湖北武漢 430064）

以京豐1號為試材，采用田間試驗方法分別研究了不同用量氮、磷、鉀肥對高山甘藍產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟效益的影響。結(jié)果表明：施氮量375 kg·hm-2處理的甘藍產(chǎn)量最高，分別比150、225 kg·hm-2處理顯著增產(chǎn)9.44%和2.68%；施磷量180 kg·hm-2處理的甘藍產(chǎn)量最高，分別比0、135 kg·hm-2處理顯著增產(chǎn)17.56%和7.27%；施鉀量525 kg·hm-2處理的甘藍產(chǎn)量最高，分別比0、225 kg·hm-2處理顯著增產(chǎn)35.08%和15.55%。增加氮、磷、鉀的施用量，均有增加甘藍游離氨基酸含量、減少總酸含量的趨勢，但同時也有增加硝酸鹽累積的趨勢；增施鉀肥還增加了甘藍VC含量。綜上，鄂西高山地區(qū)高肥力地塊種植結(jié)球甘藍，氮、磷、鉀肥推薦量分別為225～300 kg·hm-2、180～225 kg·hm-2和225～300 kg·hm-2。

結(jié)球甘藍；施肥量；產(chǎn)量；經(jīng)濟效益；品質(zhì)

高山蔬菜是指利用夏季高海拔山區(qū)自然冷涼氣候條件和優(yōu)質(zhì)生態(tài)環(huán)境生產(chǎn)的反季節(jié)商品蔬菜，是優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和節(jié)能低耗型生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要組成部分（徐珊珊，2013）。結(jié)球甘藍（Brassica oleraceaL. var.capitataL.）具有耐寒、抗病、適應(yīng)性強、品質(zhì)好等特點（章明清 等，2011），已成為夏季鄂西高山蔬菜的主要種類之一。鄂西高山甘藍種植已有20 a的歷史，連作時間長，而且施肥結(jié)構(gòu)嚴重不合理（孟祥生，2006；徐能海和夏曉法，2006；朱進和柳文錄，2009）。通常情況下，甘藍對氮磷鉀的需求比例為1∶0.13∶1.08（金珂旭 等）；然而從調(diào)查結(jié)果來看，恩施州高山甘藍的施氮量為90.0～457.5 kg·hm-2，平均值為172.5 kg·hm-2，氮磷鉀施用比例為1∶1.18∶0.57（趙書軍 等，2012）。由此可以看出，恩施高山區(qū)域甘藍施肥量較高且偏施氮磷肥，嚴重制約了高山蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。那么，在實施“化肥減施”的過程中，“減多少”和“如何減”就成為當前亟待解決的關(guān)鍵問題。

長期施用化肥不僅造成土壤肥力下降、養(yǎng)分流失等環(huán)境風險，而且更嚴重的是導(dǎo)致甘藍品質(zhì)下降（金珂旭 等，2014）。研究表明，隨著施氮量的增加，甘藍硝酸鹽含量逐漸增加（熊亞梅 等，2007；倪小會 等，2010；褚清河 等，2013；朱靜華 等，2013），可溶性糖含量和VC含量降低（孟祥生，2006；熊亞梅 等，2007）；而施用鉀肥可以在一定程度上降低甘藍硝酸鹽含量，增加氨基酸含量和可溶性糖含量（金珂旭 等，2014）。因此，合適的施肥量和施肥方式有助于改善甘藍的品質(zhì)。

綜上所述，在確保甘藍產(chǎn)量的前提下，如何科學(xué)地減少化肥的施用量，實現(xiàn)“化肥減施”和改善甘藍品質(zhì)，是未來高山甘藍可持續(xù)發(fā)展的重要保障。本試驗以恩施市為代表探討了氮、磷、鉀肥不同施用量對高山甘藍產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以期為鄂西地區(qū)高山甘藍的科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地位于湖北省恩施州恩施市板橋鎮(zhèn)大山頂村（東經(jīng)109.28°，北緯30.57°），平均海拔高度為1 666.5 m，年均氣溫10 ℃，常年降雨量1 402～1 894 mm，屬典型的高山氣候。該區(qū)域長期種植高山冷涼蔬菜，迄今已有20 a的 歷史。

供試甘藍品種為京豐1號（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所和北京市農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的一代雜種）。供試土壤類型為山地棕壤，已連續(xù)種植甘藍3 a，試驗1開始前0～20 cm土壤理化性狀為：pH值5.6，有機質(zhì)含量28.5 g·kg-1，堿解氮180.5 mg·kg-1，有效磷32.1 mg·kg-1，速效鉀153.5 mg·kg-1；試驗2、3、4開始前0～20 cm土壤理化性狀為：pH值6.4，有機質(zhì)含量29.8 g·kg-1，堿解氮198.2 mg·kg-1，有效磷52.6 mg·kg-1，速效鉀189.8 mg·kg-1。

1.2試驗設(shè)計

4個試驗分別于2014、2015年和2016年5～9月進行。

試驗1：不同施氮量對高山甘藍產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。共設(shè)置5個處理，氮肥施用量分別為150 kg·hm-2（N1）、225 kg·hm-2（N2）、300 kg·hm-2（N3）、375 kg·hm-2（N4）、450 kg·hm-2（N5）。各處理的磷肥（P2O5）和鉀肥（K2O）施用量分別為225 kg·hm-2和375 kg·hm-2。

試驗2：不同施磷量對高山甘藍產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。共設(shè)置6個處理，磷肥施用量分別為0 kg·hm-2（P0）、135 kg·hm-2（P1）、180 kg·hm-2（P2）、225 kg·hm-2（P3）、270 kg·hm-2（P4）、315 kg·hm-2（P5）。各處理氮肥（N）和鉀肥（K2O）施用量分別為300 kg·hm-2和375 kg·hm-2。

試驗3：不同施鉀量對高山甘藍產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。共設(shè)置5個處理，鉀肥施用量分別為0 kg·hm-2（K0）、225 kg·hm-2（K1）、300 kg·hm-2（K2）、450 kg·hm-2（K3）、525 kg·hm-2（K4）。各處理氮肥（N）和磷肥（P2O5）施用量分別為300 kg·hm-2和225 kg·hm-2。

試驗4：過量施氮對高山甘藍產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。共設(shè)置4個處理，氮肥施用量分別為240 kg·hm-2（HN1）、480 kg·hm-2（HN2）、720 kg·hm-2（HN3）、960 kg·hm-2（HN4）。各處理磷肥（P2O5）和鉀肥（K2O）施用量分別為225 kg·hm-2和375 kg·hm-2。

各試驗的具體施肥量見表1。70%的氮、100%的磷、鉀作基肥施用，30%的氮作追肥施用。小區(qū)面積均為20 m2（長5 m，寬4 m），小區(qū)之間溝寬50 cm；株距20 cm，每小區(qū)種植550株；每處理3次重復(fù)，隨機排列；不灌溉，其他田間管理按照當?shù)卦耘嗔?xí)慣進行。

表1各試驗的具體施肥量 kg·hm-2

1.3項目測定

甘藍收獲時按小區(qū)記產(chǎn)，并按照3 a平均價格0.70元·kg-1計算產(chǎn)值。然后每小區(qū)隨機取10個甘藍葉球，每個取1/4，帶回實驗室用于品質(zhì) 測定。VC含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；硝酸鹽含量采用水楊酸比色法測定；游離氨基酸含量采用茚三酮比色法測定；總酸含量采用酸堿滴定法測定（趙世杰 等，2002）。

1.4數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件和SPSS 16.0軟件進行統(tǒng)計分析。采用SPSS軟件對施肥量與產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行曲線擬合，通過顯著性檢驗和R2值的大小，確定擬合方程。

產(chǎn)投比=產(chǎn)值/肥料成本

利潤=產(chǎn)值-肥料投入

式 中：X1、X2表示不同氮磷鉀肥用量（kg·hm-2），E1、E2表示不同用量氮磷鉀生產(chǎn)甘藍所產(chǎn)生的經(jīng)濟利潤（元·hm-2）。

2 結(jié)果與分析

2.1不同氮 磷鉀施用量對高山甘藍產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，隨著氮、磷施用量的增 加，甘藍產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢；而隨施鉀量的增加，甘藍產(chǎn)量呈上升趨勢。對于施氮處理而言，N4處理甘藍產(chǎn)量最高，分別比N1、N2處理顯著增產(chǎn)9.44%和2.68%；對于施磷處理而言，P2處理甘藍產(chǎn)量最高，分別比P0、P1 處理顯著增產(chǎn)17.56%和7.27%；對于施鉀處理而言，K4處理甘藍產(chǎn)量最高，分別比K0、K 1處理顯著增產(chǎn)35.08%和15.55%。

通過對氮、磷、鉀施用量與甘藍產(chǎn)量進行曲線擬合，得出最佳的氮（X1）、磷（X2）、鉀（X3）施用量與高山甘藍產(chǎn)量（Y）的二次方程：Y=-0.045X12+28.46X1+59 534（R2=0.939）、Y=-0.156X2

2+79.23X2+60 692（R2=0.796）、Y= -0.052 1X3

2+67.00X3+57 255（R2=0.924）；且擬合方程均達到極顯著水平。計算出高山甘藍產(chǎn)量最大時氮、磷、鉀的施用量分別為316、254 kg·hm-2和643 kg·hm-2。

表2不同氮磷鉀施用量對高山甘藍產(chǎn)量的影響

2.2不同氮磷鉀施用量對高山甘藍經(jīng)濟效益的影響

從表3可以看出，對于施氮處理 而言，N4處理利潤最高，顯著高于N1處理，但其產(chǎn)投比顯著低于N1處理，且單位肥料利潤增加值也較低 ；對于施磷處理而言，P2處理的利潤和單位肥料利潤增 加值最高，產(chǎn)投比居中；對于施鉀處理而言，K4處理利潤最高，但產(chǎn)投比和單位肥料利潤增加值較低。

2.3不同氮磷鉀施用量對高山甘藍品質(zhì)的影響

從表4可以看出，不同施氮量處理中，N4處理甘藍VC含量、游離氨基酸含量、糖酸比均最高，而硝酸鹽含量和總酸含量最低；N2處理可溶性糖含量最高（3.61%），顯著高于其他處理；不同處理間總酸含量差異較小，以N2處理最高；隨著施氮量的增加，糖酸比呈逐漸增加的趨勢。

不同施磷量處理中，P1處理甘藍VC含量和總酸含量最高，而糖酸比最低；P4處理游離氨基酸含量最高，可溶性糖含量和糖酸比亦最高，且均顯著高于其他處理；P2處理硝酸鹽含量最低，分別比P0、P1、P3、P4、P5處理降低了35.02%、26.32%、45.90%、40.54%、34.19%，且差異均達到顯著水平。

不同施鉀量處理中，K4處理甘藍VC含量最高，分別比K0、K1、K2、K3處理顯著提高290.02%、253.18%、62.26%、37.60%，游離氨基酸含量亦最高，但硝酸鹽含量也顯著高于其他處理；K1處理可溶性糖含量和糖酸比顯著高于其他處理。

采用SPSS軟件對氮磷鉀施用量與甘藍品質(zhì)進行Pearson相關(guān)性分析。從表5可以看出，施氮量對甘藍游離氨基酸含量、總酸含量和糖酸比的影響較大，且與總酸含量呈顯著負相關(guān)；施磷量對甘藍總酸含量和糖酸比影響較大，亦與總酸含量呈顯著負相關(guān)；而施鉀量對甘藍VC含量、游離氨基酸含量和硝酸鹽含量影響較大。

2.4過量施氮對高山甘藍產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

從表6可以看出，HN3處理甘藍產(chǎn)量和游離氨基酸含量最高，HN1處理可溶性糖含量最高、硝酸鹽含量最低，但各指標各處理間差異均不顯著。

表4不同氮磷鉀施用量對高山甘藍品質(zhì)的影響

表5氮磷鉀施用量與高山甘藍品質(zhì)的相關(guān)性

表6過量施氮對高山甘藍產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

3.1氮、磷、鉀施用量對高山甘藍產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響

朱靜華等（2013）研究表明，甘藍的產(chǎn)量隨著施肥量的增加而增加（施氮量54.0～378.0 kg·hm-2）。而本試驗結(jié)果表明，在施氮量較低的情況下，隨著施氮量的增加甘藍產(chǎn)量顯著提高；但進一步增加施氮量，增產(chǎn)效益不顯著，這與高小華（2008）的研究結(jié)果相似（施氮量0～375 kg·hm-2）。此外，熊亞梅等（2007）研究表明，甘藍產(chǎn)量隨著施氮量的增加呈先增加后降低的趨勢（施氮量0～308.6 kg·hm-2）。不同研究者的結(jié)論有一定的差異，也與一般農(nóng)作物的“拋物線”肥料效益曲線不同，這可能與不同區(qū)域的土壤肥力狀況有關(guān)（王欣，2008），也可能與甘藍等葉菜類的遺傳特性有關(guān)。本試驗條件下，即使施氮量高達960 kg·hm-2，甘藍產(chǎn)量也沒有明顯的降低。因此，在生產(chǎn)實踐中探索甘藍合理的施氮量非常重要，否則會造成極大的資源浪費和潛在的環(huán)境污染風險。本試驗中，施氮量在225～300 kg·hm-2，甘藍的經(jīng)濟效益較高。

蔬菜生產(chǎn)中盲目大量施用磷肥問題較普遍，已有資料表明保護地種植中磷肥用量是蔬菜實際需要量的2.3～33.5倍，導(dǎo)致菜田土壤磷素大量累積（吳一群，2008；廖文華 等，2010；韓玲君，2012）。本試驗結(jié)果表明，施磷量在180 kg·hm-2以下，隨著施磷量的增加甘藍產(chǎn)量增加；但進一步增加施磷量（225～315 kg·hm-2），產(chǎn)量反而有降低的趨勢。這表明磷肥施用量過高同樣對甘藍的生長不利，與顧閩峰等（2016）的研究結(jié)果相似（試驗設(shè)計磷肥用量為0～240 kg·hm-2，甘藍產(chǎn)量以施磷170 kg·hm-2最高）。本試驗中，甘藍的施磷量與經(jīng)濟效益曲線表現(xiàn)出“拋物線”的趨勢，甘藍最高利潤施磷量為180 kg·hm-2，而且當施磷量超過180 kg·hm-2時單位肥料利潤增加值為負值。

王桂良等（2009）研究表明，甘藍產(chǎn)量隨著施鉀量的增加而增加，但鉀肥施用量超過375 kg·hm-2以后增產(chǎn)效果不顯著（試驗設(shè)計最高施鉀量為450 kg·hm-2）。本試驗亦得出相似的結(jié)果，當施鉀量超過300 kg·hm-2時，甘藍產(chǎn)量增速就開始減緩。對于經(jīng)濟效益而言，以施鉀量為525 kg·hm-2時甘藍利潤最大，但是當施鉀量超過300 kg·hm-2時單位肥料利潤增加值大幅度減少。

3.2氮、磷、鉀施用量對高山甘藍品質(zhì)的影響

大量研究表明，葉用萵苣、菠菜、番茄等作物產(chǎn)品器官的硝酸鹽含量與施氮量呈正相關(guān)關(guān)系（丁文雅，2015）。近年來國內(nèi)學(xué)者開展了許多有關(guān)氮肥用量對甘藍硝酸鹽含量影響的研究，結(jié)論多是氮肥施用量與甘藍硝酸鹽含量呈正相關(guān)（熊亞梅 等，2007；高小華，2008；朱靜華 等，2013）。關(guān)于施氮量與作物產(chǎn)品器官氨基酸、VC、總糖、總酸含量及糖酸比等品質(zhì)關(guān)系的研究也有一些報道，但結(jié)論不盡一致（熊亞梅 等，2007；丁文雅，2015）。本試驗中，施氮量在150～300 kg·hm-2范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加甘藍硝酸鹽含量逐漸增加；但再增施氮肥，硝酸鹽含量則略有降低；過量施氮（240～960 kg·hm-2），硝酸鹽含量又呈增加的趨勢。增加施氮量對甘藍VC含量沒有顯著影響，但可提高氨基酸含量和糖酸比。綜合而言，施氮量為225～375 kg·hm-2時甘藍品質(zhì)較好。

目前關(guān)于磷肥對甘藍生長、品質(zhì)影響方面的報道較少。褚清河等（2013）研究表明，提高磷肥的施用量（90.0～202.5 kg·hm-2）可以降低甘藍的硝酸鹽含量。在本試驗中，施用一定量的磷肥（135～180 kg·hm-2），甘藍硝酸鹽含量顯著降低；但是當施磷量從180 kg·hm-2增加到315 kg·hm-2，硝酸鹽含量則表現(xiàn)出先增加后減少的變化趨勢。甘藍VC、氨基酸和可溶性糖含量隨著磷肥施用量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。總體來看，合理施磷（135～180 kg·hm-2）可以改善甘藍的品質(zhì)。

郭煕盛等（2004）研究表明，施用鉀肥（200 kg·hm-2）可以提高結(jié)球甘藍VC和糖的含量，但會降低氨基酸含量，這與本試驗中施鉀量為225～300 kg·hm-2時的結(jié)果基本相似。金珂旭等（2014）研究表明，施鉀可以提高甘藍VC和氨基酸的含量，但會降低還原糖含量。但是在本試驗中，雖然隨著施鉀量的增加甘藍可溶性糖含量逐漸降低，但是仍然高于不施鉀肥處理。這可能是由于還原糖和可溶性糖所包含的糖的種類不同所致。王桂良等（2009）研究表明，施鉀（150～450 kg·hm-2）可以降低甘藍硝酸鹽的含量。然而，在本試驗中，不論施鉀量多少（225～525 kg·hm-2），甘藍硝酸鹽含量均有所提高，這與李曉玲（2009）的研究結(jié)果（施鉀量75～300 kg·hm-2）一致。之所以產(chǎn)生這樣的差異，不僅可能與鉀肥種類和甘藍生長情況有關(guān)（郭熙盛 等，2004；王桂良 等，2009），還可能受取樣和存放時間的影響。趙歡等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，即使是同樣的施鉀肥處理，不同年份甘藍硝酸鹽含量的變化趨勢也不同。由此可以看出，甘藍硝酸鹽含量受多種因素的影響，是多種因素綜合作用的結(jié)果。

本試驗中，由于交通原因，試驗1的樣品是采取托運的方法，在路上耽擱的時間較長，從取樣至送到試驗室歷時4 d；試驗2、3、4均是第1天取樣，第2天送到，這可能是試驗1硝酸鹽含量較試驗2、3、4 高的主要原因（詹秀環(huán) 等，2012）。另外，試驗1和試驗2、3、4的試驗田塊、地勢也不一樣，這可能是試驗1硝酸鹽含量較試驗2、3、4 高的另一個原因（王翠紅 等，2008）。

綜上所述，結(jié)合甘藍的產(chǎn)量、經(jīng)濟效益、營養(yǎng)品質(zhì)和硝酸鹽含量分析，恩施高山區(qū)域適宜氮、磷、鉀肥施用量分別為225～300 kg·hm-2、180～225 kg·hm-2和225～300 kg·hm-2。由于本試驗區(qū)域土壤養(yǎng)分含量比較高，因此本試驗獲得的推薦用量主要適用于高肥力土壤。

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權(quán)頭還就是不放心，跟著他：“我哪兒能不放心，可您是何東的二叔，你們是一家人，我要讓您幫助瞞著也挺難為您的，可我們孩子這么做還不是因為喜歡何東？對他癡心，想不出別的法兒了，出這么一下策，您說是不是？這要萬一沒算計好，還不把小命兒賠進去？等箏箏好了，我們請您吃個飯，您選地兒。”

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Effect of Chemical Fertilizer Applying Quantity on Yield and Quality of High Mountain Cabbage

ZHAO Shu-jun1，LI Che-shu2，QIU Zheng-ming3，YUAN Jia-fu1，WANG Yong-jian2，SI Guo-han1，XU Da-bing1*

（1InstituteofPlantProtectionandSoilFertilizer，HubeiAcademyofAgriculturalSciences，Wuhan430064，Hubei，China；2CenterofAgriculturalTechnologyExtension，EnshiAgricultureBureau，Enshi445000，Hubei，China；3InstituteofEconomicCrops，HubeiAcademyofAgriculturalSciences，Wuhan430064，Hubei，China）

Taking‘Jingfeng No.1’as experiment material，this paper studied the effect of applying different amount of nitrogen（N），phosphorus（P）and potassium（K）chemical fertilizer，on the yield，quality and economic benefit of cabbage（Brassica oleraceaL. var.capitataL.）planted in high mountain at western Hubei Province by field experiment method．The results showed that the highest yield was obtained by applying 375 kg·hm-2N fertilizer，which was 9.44% and 2.68% higher than that of 150 and 225 kg·hm-2N treatment，respectively．The cabbage yield of applying 180 kg·hm-2P fertilizer was 17.56% and 7.27% higher than 0 and 135 kg·hm-2P treatment，respectively．The yield of applying 525 kg·hm-2K fertilizer was 35.08% and 15.55% higher than 0 and 225 kg·hm-2K treatment，respectively．Therefore，increasing N，P and K fertilizer input could increase the ratio of free amino acid content，and the total acid content was decreased．At the same time，there existed a tendency of increasing the accumulation of nitrate．Increasing the application of K fertilizer could also increase the VC content of cabbage．In conclusion，the recommended N，P and K fertilizer application were 225-300 kg·hm-2，180-225 kg·hm-2and 225-300 kg·hm-2in mountainous areas at western Hubei Province．

Cabbage；Fertilizing amount；Yield；Economic benefit；Quality

趙書軍，男，副研究員，專業(yè)方向：土壤肥力與植物營養(yǎng)調(diào)控，E-mail：zhaosj11@163.com

*通訊作者（Corresponding author）：徐大兵，男，副研究員，專業(yè)方向：植物營養(yǎng)與病害，E-mail：dabing_xu@163.com

2016-10-24；接受日期：2017-01-06

國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-25-c-02），湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心項目（2011-620-003-03-06）