基于氮鉀肥不同用量對(duì)萵苣產(chǎn)量、品質(zhì)及氮肥利用率的影響

馮 翠，錢 巍，衣政偉

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院泰州農(nóng)科所，江蘇 泰州 225300)

萵苣是菊科萵苣屬一年生或二年生草本植物，其食用部分主要為根狀莖，營(yíng)養(yǎng)豐富[1-3]，常食能延緩人體細(xì)胞的衰老[4]。萵苣在我國(guó)分布極為廣泛，生育期短，但生長(zhǎng)迅速，生物量高，需要的養(yǎng)分較多。有研究表明，每生產(chǎn)1 t萵苣莖，需要吸收氮、磷、鉀的比例為N∶P2O5∶K2O=1∶0.34∶1.53，萵苣對(duì)氮肥和鉀肥需求較多[3]。菜農(nóng)在生產(chǎn)中往往為了追求產(chǎn)量，導(dǎo)致化學(xué)肥料的用量越來(lái)越多[5-6]。而過(guò)量施用氮肥，不僅會(huì)造成蔬菜硝酸鹽累積[7]，影響其品質(zhì)，而且還會(huì)污染地下水、地表水、大氣[8-9]。因此合理施肥(尤其是氮肥)直接關(guān)系到萵苣的優(yōu)質(zhì)高效和養(yǎng)分利用率的高低。鑒于此，本試驗(yàn)通過(guò)分析不同施氮量和施鉀量對(duì)萵苣生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量、品質(zhì)及氮肥利用率的影響，以篩選出較為適宜的施肥配方，提高肥料利用率，為萵苣高效優(yōu)質(zhì)栽培提供科學(xué)的施肥依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與概況

試驗(yàn)在江蘇省泰州市海陵區(qū)丁馮蔬菜種植大棚，前茬為絲瓜。萵苣幼苗移栽前取0～20 cm耕層土樣，分析其養(yǎng)分含量，其中土壤pH值7.3、有機(jī)質(zhì)含量23.5 g/kg、全氮1.46 mg/g、有效磷23.6 mg/kg、速效鉀166 mg/kg、緩效鉀389 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試萵苣品種為耐熱獨(dú)秀。供試肥料氮肥為尿素(46% N)、磷肥為鈣鎂磷(12% P2O5)、鉀肥為氯化鉀(52% K2O)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用大田小區(qū)試驗(yàn)，小區(qū)長(zhǎng)×寬=4 m×2.5 m，小區(qū)間隔0.5 m。氮肥試驗(yàn)設(shè)6個(gè)水平，分別為N0(不施氮肥)、N1(15 kg/667 m2)、N2(20 kg/667 m2)、N3(24 kg/667 m2)、N4(30 kg/667 m2)、N5(38 kg/667 m2)；鉀肥試驗(yàn)設(shè)2個(gè)水平，分別為K1(20 kg/667 m2)和K2(30 kg/667 m2)；磷肥用量為83 kg/667 m2。供試肥料按小區(qū)面積折合施用，每處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

萵苣8月9日育苗，9月初定植，10月中下旬采收。全部磷肥及40%的氮肥和鉀肥作基肥，于萵苣移栽前施入，30%的氮肥和鉀肥作追肥于萵苣蹲苗后施入，30%的氮肥和鉀肥作追肥于莖膨大期施入。其他栽培管理措施同一般大田萵苣。

1.4 測(cè)定指標(biāo)和方法

收獲前每小區(qū)選5株測(cè)量萵苣生物學(xué)性狀(株高、莖粗、莖薹長(zhǎng)、單株鮮重等)；檢測(cè)萵苣粗纖維、可溶性糖、硝酸鹽、VC等指標(biāo)。分析方法：粗纖維含量用范式洗滌法測(cè)定，可溶性總糖含量用硫酸蒽酮法測(cè)定，硝酸鹽用酚二磺酸比色法測(cè)定，VC用2，6-二氯靛酚滴定法測(cè)定。

不同表征氮肥利用率參數(shù)的計(jì)算公式[10]：氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)番茄產(chǎn)量/施氮量；氮肥農(nóng)學(xué)效率=(施氮區(qū)番茄產(chǎn)量-無(wú)氮區(qū)番茄產(chǎn)量)/施氮量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 21.0軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥用量對(duì)萵苣農(nóng)藝性狀的影響

由圖1可知，不同氮肥處理間萵苣株高差異顯著，在相同鉀肥(K1和K2)處理?xiàng)l件下，隨著氮肥施入量的增加，萵苣株高逐漸增加，施氮處理的株高均高于不施氮肥的處理，N5K1處理的株高最大，其次為N4K1。說(shuō)明施氮能促進(jìn)萵苣伸長(zhǎng)?；谙嗤视昧?，對(duì)比鉀肥不同水平對(duì)萵苣株高的影響，K1水平下萵苣株高優(yōu)于K2水平。

圖1 不同氮肥施用量對(duì)萵苣株高的影響

由圖2可知，不同氮肥處理間萵苣莖薹長(zhǎng)存在差異，在相同鉀肥用量處理?xiàng)l件下，隨著氮肥施用量的增加，萵苣莖薹長(zhǎng)逐漸增加；在N5K1和N5K2處理水平下最長(zhǎng)。比較不同鉀肥水平下萵苣株高，隨施氮量的增加，莖薹長(zhǎng)均呈上升趨勢(shì)。相同施氮量水平下，低鉀用量處理的莖薹長(zhǎng)要高于高鉀用量的處理。分析可知，相同施氮量下，低鉀水平(K1)有利于萵苣莖薹的生長(zhǎng)。

圖2 不同氮肥施用量對(duì)萵苣莖薹長(zhǎng)的影響

由圖3可知，不同氮肥處理間萵苣莖粗有不同差異，在低鉀水平(K1)下，隨著氮肥施入量的增加，萵苣莖粗呈逐漸增加的趨勢(shì)，其中在N4處理?xiàng)l件下莖粗值最大，當(dāng)施氮量再增加時(shí)莖粗降低。對(duì)比K1和K2水平下的莖粗，顯示K1水平下，莖粗值較大。同時(shí)，K2水平下莖粗變化差異較大。

圖3 不同氮肥施用量對(duì)萵苣莖粗的影響

2.2 不同鉀肥用量對(duì)萵苣農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

由圖4可知，不同鉀肥處理間萵苣株高、莖粗、莖薹長(zhǎng)間差異不顯著，說(shuō)明鉀肥對(duì)萵苣農(nóng)藝性狀的影響比氮肥小，K1處理下萵苣農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好。由圖5可知，施氮量相同，不同施鉀量對(duì)萵苣產(chǎn)量影響不大，尤其N3K1、N3K2和N4K1、N4K2間的萵苣產(chǎn)量差異不顯著，但均好于其他處理。

圖4 不同鉀肥施用量對(duì)萵苣農(nóng)藝性狀的影響

圖5 不同鉀肥施用量對(duì)萵苣產(chǎn)量的影響

2.3 不同用量氮肥和鉀肥互作對(duì)萵苣產(chǎn)量的影響

由表1可知，不同氮肥處理間萵苣小區(qū)產(chǎn)量不同，在相同K1水平下，隨著施氮量增加，萵苣產(chǎn)量逐漸增加，其中N3K1和N4K1處理時(shí)最高，施氮量再增加小區(qū)產(chǎn)量降低。在相同K2水平下，萵苣產(chǎn)量間存在顯著差異，N4K2處理下萵苣產(chǎn)量最高，其次是N3K2處理。

擬合表1的數(shù)據(jù)，在K1水平時(shí)可得每小區(qū)萵苣產(chǎn)量y與施氮量x之間的回歸方程為：y=-41.985x2+46.324x+62.888，二者呈極顯著正相關(guān)(R2=0.8098**)，通過(guò)模擬方程計(jì)算，萵苣最高產(chǎn)量為75.67 kg時(shí)，小區(qū)施氮量為0.55 kg。在K2水平時(shí)可得每小區(qū)萵苣產(chǎn)量y與施氮量x之間的回歸方程為：y=-34.957x2+38.12x+65.059，二者呈極顯著正相關(guān)(R2=0.6662**)，通過(guò)模擬方程計(jì)算得到萵苣最高產(chǎn)量為75.45 kg，相應(yīng)的小區(qū)施氮量為0.545 kg。由2個(gè)回歸方程式可知，萵苣產(chǎn)量隨施氮量的增加而呈先增加后降低的趨勢(shì)。

表1 不同施氮量對(duì)萵苣產(chǎn)量的影響

2.4 不同用量氮肥和鉀肥互作對(duì)萵苣品質(zhì)的影響

粗纖維含量是蔬菜的一項(xiàng)重要品質(zhì)指標(biāo)，過(guò)多的粗纖維會(huì)影響口感[11]，而粗纖維過(guò)少,則易受蟲(chóng)害和不耐貯藏,降低其商品價(jià)值[12]。從表2可知，萵苣粗纖維含量隨著施氮量增加逐漸增加，施氮過(guò)多影響萵苣口感。

可溶性糖含量是植物體內(nèi)碳素營(yíng)養(yǎng)狀況及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)性狀的重要指標(biāo)之一,它與采摘后農(nóng)產(chǎn)品的保鮮期和植物抗凍能力有關(guān)[12]。N0K1處理時(shí)萵苣的可溶性糖含量最高，與N3K1處理無(wú)顯著差異。

硝酸鹽含量是評(píng)價(jià)蔬菜質(zhì)量是否合格的指標(biāo)之一[13-14]，高硝酸鹽含量不僅對(duì)人體存在潛在危害，也會(huì)降低果實(shí)品質(zhì)。與不施氮肥相比，施氮顯著提高了萵苣莖中硝酸鹽含量，且隨著施氮量增加，硝酸鹽含量逐漸增加。

VC為植物細(xì)胞中最重要的抗氧化劑，是衡量農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[15-17]。由表2可知，N4K1處理時(shí)萵苣VC含量最高，與其他各處理間差異顯著。分析表3可知，在N4K2處理時(shí)萵苣產(chǎn)量最高，但從可溶性糖、硝酸鹽、VC含量來(lái)看，N3K2處理時(shí)萵苣品質(zhì)表現(xiàn)較好。

綜合表2和表3來(lái)看，在不施氮肥條件下，施鉀量越多，其產(chǎn)量、可溶性糖、硝酸鹽含量越高；施鉀量相同且合適氮肥范圍內(nèi)，鉀肥多粗纖維和硝酸鹽含量增加，氮肥施多時(shí)，氮肥影響粗纖維和硝酸鹽含量顯著。N3K1和N3K2處理中萵苣的硝酸鹽含量最低，且與其他處理差異極顯著，K1和K2的施入量對(duì)萵苣粗纖維、可溶性糖及VC含量影響不顯著，但K1水平下萵苣品質(zhì)稍好于K2水平，尤其硝酸鹽含量比K2水平低。因此綜合來(lái)看，氮肥對(duì)萵苣品質(zhì)影響大于鉀肥,且低鉀水平下萵苣品質(zhì)較好。

表2 不同施氮量對(duì)萵苣品質(zhì)的影響

表3 不同施氮量對(duì)萵苣產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.5 不同施氮量對(duì)萵苣氮肥利用率的影響

氮肥偏生產(chǎn)力的高低決定于農(nóng)田氮肥施用量和作物產(chǎn)量的高低，是當(dāng)?shù)赝寥阑A(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量的綜合效應(yīng)[18]。從表4可知，施氮量從15 kg/667 m2增加到38 kg/667 m2時(shí)，萵苣的氮肥偏生產(chǎn)力從304.95和312.16 kg/kg分別下降到128.99和128.63 kg/kg，且差異顯著。氮肥農(nóng)學(xué)效率是指單位施氮量所增加的作物產(chǎn)量，是評(píng)價(jià)氮肥增產(chǎn)效應(yīng)最為準(zhǔn)確和直觀的指標(biāo)[18]。

從表4可以看出，施氮量從15 kg/667 m2增加到38 kg/667 m2時(shí)，萵苣的氮肥農(nóng)學(xué)效率先增加后降低，且差異顯著，在施氮量在24 kg/667 m2時(shí)，氮肥農(nóng)學(xué)效率最高，當(dāng)施氮量38 kg/667 m2時(shí)，氮肥農(nóng)學(xué)效率最低分別為18.15和12.99 kg/kg。綜合來(lái)看，施氮量相同時(shí)，K1水平的氮肥農(nóng)學(xué)效率比K2水平高，分別高4.17%～74.95%，因此，為平衡環(huán)保和效益，K1施肥水平較為合適。

表4 施氮量對(duì)萵苣氮肥利用率的影響

3 結(jié)論與討論

為了追求蔬菜產(chǎn)量和效益，肥料用量過(guò)多，但利用率低，不僅造成肥料浪費(fèi)，而且?guī)?lái)環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。因此在不降低產(chǎn)量和效益的前提下，構(gòu)建合理的施肥配比，提高肥料利用率是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。本研究表明，適宜的氮肥和鉀肥用量對(duì)萵苣具有顯著增產(chǎn)和改善品質(zhì)的作用。在施鉀量相同時(shí)，隨著施氮量的增加，萵苣株高、莖薹長(zhǎng)、產(chǎn)量及粗纖維和硝酸鹽含量逐漸增加，但當(dāng)?shù)视昧窟_(dá)到一定限度(24～30 kg/667 m2)時(shí)，再增加施肥量，萵苣的可溶性糖和VC含量呈下降趨勢(shì)，其中24 kg/667 m2時(shí)的萵苣硝酸鹽含量最低，且與其他處理差異極顯著。施氮量相同時(shí)，不同施鉀量對(duì)萵苣株高等性狀指標(biāo)影響不大，且低鉀水平(20 kg/667 m2)時(shí)萵苣品質(zhì)較好，可能與土壤本身含有豐富的鉀有關(guān)。說(shuō)明施氮量對(duì)萵苣品質(zhì)影響較明顯，適宜的氮肥用量可以改善萵苣可食部分的品質(zhì)。

合理的氮肥用量可增加植株各器官對(duì)氮的吸收，但當(dāng)施氮量超過(guò)一定限度后，可能會(huì)影響氮素吸收機(jī)制，抑制植株對(duì)氮素的吸收[19]。氮肥利用率是施氮量、作物產(chǎn)量和作物吸氮量的綜合體現(xiàn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著施氮量的增加，萵苣的氮肥偏生產(chǎn)力逐漸降低，氮肥農(nóng)學(xué)效率表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，在施氮量24 kg/667 m2時(shí)最高，其次為施氮量30 kg/667 m2的處理，通過(guò)模擬一元二次回歸方程得到K1水平萵苣最高產(chǎn)量為75.67 kg，相應(yīng)的小區(qū)施氮量為0.55 kg(30～38 kg/667 m2)；K2水平萵苣最高產(chǎn)量為75.45 kg，相應(yīng)的小區(qū)施氮量為0.545 kg(30～38 kg/667 m2)。

若從環(huán)保角度考慮，氮肥用量越少越好，但會(huì)降低萵苣的產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及菜農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在確定最佳氮肥施用量時(shí)，不但要考慮所要達(dá)到的產(chǎn)量，也要考慮氮肥的利用率及其肥效的變化特點(diǎn)[20-21]。綜合產(chǎn)量、肥料利用率和環(huán)保的角度，建議萵苣較為合理的施肥量為：施氮量24～30 kg/667 m2+施鉀量20 kg/667 m2。