水肥一體化條件下生菜養分吸收特性研究

駱洪義，李志紅，賈國燏，劉彤彤，褚嶼，林舉梅，王志遠，陳堂鑫，徐震

（1.山東農業大學資源與環境學院，山東 泰安 271018；2.山東百譽農業科技發展有限公司，山東 曲阜 273100）

生菜為葉類蔬菜，含有蛋白質、糖類、膳食纖維和維生素C、萵苣素、甘露醇等多種營養成分，具有預防貧血、防癌、抗衰老、降低血壓和防止心律紊亂等功能［1，2］。近年來，隨需求量增多，栽培面積擴大，種植生菜獲得明顯的經濟效益［3］。生菜需要在15～20℃、微酸性、有機質含量豐富、保水能力強的土壤以及適量的水分條件下種植才能獲得最佳效益［4］。生菜是一種喜氮作物，但對磷、鉀需求也很大。生長初期需肥量較小，生長后期對氮磷鉀的需求急劇增加，吸收量可達到全生育期的80%［5，6］。隨著生菜生長進程，植株對氮磷鉀的吸收量明顯增加，且鉀的吸收量高于氮磷［7］。

當前蔬菜水肥一體化生產已經進入飛速發展階段［8］，采用水肥一體化方式種植生菜有著良好的產量優勢［9］。然而對于水肥一體化條件下生菜的需肥規律，特別是同時對大中微量元素吸收規律的研究較少。為此，本試驗以散葉生菜為材料，在日光溫室內研究生菜不同生長階段對氮、磷、鉀及中微量元素的吸收以及分配規律，以期為設施生菜生產上的大面積推廣種植提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及材料

試驗于2019年在肥城市日光溫室大棚內進行。試驗地為棕壤，0～20 cm土層土壤理化性質見表1。

表1 試驗地耕層土壤理化性質

供試生菜（Lactuca sativa L.var.ramosa Hort.）品種為美國大速生。

1.2 試驗方法

生菜施肥量及比例參照文獻［6，10－12］設計（表2），基肥種植前施用，追肥為水肥一體化實施。種植前，灌水一次，灌水量為300 m3／hm2，肥料充分溶于灌溉水中，起壟溝灌。追肥隨水采用滴灌方式進行。每兩行鋪設一條滴灌帶，滴頭間距30 cm。生菜定植10天追肥，灌水2次，間隔5天灌一次，每次灌水量為120 m3／hm2，將肥料溶于水中滴灌。生菜定植20天追肥，灌水3次，間隔3天灌一次，每次灌水量為150 m3／hm2。試驗田生產管理均采用當地農業技術部門推薦的方法。

表2 生菜施肥量 （kg／hm2）

1.3 測定項目與方法

分別在生菜移栽定植后10、20、30天和40天取樣，每個時期取代表樣10株，放入105℃烘箱中殺青30 min、75℃烘至恒重后粉碎，過0.25 mm篩，用于測定植株養分指標。樣品采用硫酸－雙氧水消煮，全氮采用凱氏定氮法測定，全磷采用釩鉬黃比色法測定，全鉀采用火焰光度法測定；鈣鎂鐵錳銅鋅采用硝酸－高氯酸消煮，原子吸收光度法測定。以上指標測定均參照鮑士旦［13］的方法進行。

1.4 數據處理

運用Microsoft Excel 2007進行數據處理，采用SPSS21.0進行單因素方差分析及差異顯著性比較（P<0.05），使用Origin 2018軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同生長期生菜植株養分含量的變化

由表3可知，生菜氮、磷養分含量隨著生長期的延長逐漸增加，定植后40天達到最高值，分別為4.7%、1.8%；鉀含量定植后30天達到最高值，為4.9%。鈣、鐵、錳、銅和鋅含量定植后20天達到最高值，分別為27.5、1.42 g／kg和121.8、16.8、141.7 mg／kg，之后逐漸降低；鎂含量定植后10天達到最高值，為3.9 g／kg，之后逐漸降低。

表3 不同生長期生菜植株養分含量

2.2 不同生長期生菜的養分吸收量

2.2.1 生菜植株干物質積累量和大量元素吸收量 由圖1可以看出，生菜干物質積累量隨生長期推進而逐漸增加。定植后20天內積累量增長緩慢，10天和20天生菜干物質積累量分別占整個生長期的7.1%、26.5%，之后干物質積累量增長迅速，至30天達1 250.5 kg／hm2，占整個生長期的70.7%，40天收獲時干物質積累量為1 769.2 kg／hm2。

圖1 不同生長期生菜干物質積累量

由圖2可以看出，隨著生長期推進，生菜植株氮、磷、鉀吸收量均有不同程度增加，其中鉀的吸收量最多，氮次之，磷最少，表明生菜植株對氮、鉀素的需求顯著大于磷素。定植后10天生菜養分吸收量較少，氮、磷、鉀吸收量分別占總量的6.1%、5.3%、6.3%；之后，植株對氮磷鉀養分的吸收迅速增加，定植后20天，氮、磷、鉀吸收量分別占全生長期的23.8%、24.1%、25.5%；定植后30天，氮、磷、鉀吸收量分別占到整個生長期的65.1%、67.1%、72.5%；40天收獲時，氮磷鉀吸收量分別為83.9、32.1、85.1 kg／hm2。

圖2 生菜植株氮磷鉀養分吸收量

2.2.2 生菜植株中量元素吸收量 由圖3可以看出，生菜吸收鈣、鎂隨生長期推進而不斷增加，對鈣的吸收遠大于鎂。定植后10天鈣、鎂吸收量較少，分別占總量的7.1%、9.4%；之后，植株對鈣、鎂的吸收逐漸增加，定植后20天，鈣、鎂吸收量分別占整個生長期的26.5%、30.5%；定植后30天鈣、鎂吸收量急劇增加，分別占整個生長期的70.7%、72.4%；40天收獲時，鈣、鎂吸收量分別為37.5、5.2 kg／hm2。

圖3 生菜植株鈣鎂養分吸收量

2.2.3 生菜植株微量元素吸收量 由圖4可以看出，隨生菜生長進程，植株鐵、錳、銅、鋅吸收量均有不同程度增加，生長期內對鐵的需求大于錳、銅、鋅。定植后10天鐵、錳、銅、鋅累積吸收量分別占總量的7.1%、7.1%、7.2%、7.1%；定植后20天，鐵、錳、銅、鋅吸收量分別占整個生長期的26.5%、26.5%、27.2%、26.5%；定植后30天，養分吸收量快速增加，鐵、錳、銅、鋅吸收量分別占整個生長期的70.7%、70.6%、71.2%、70.7%；生菜收獲時，鐵、錳、銅、鋅吸收量分別為1 818.6、152.5、28.9、150.4 g／hm2。

圖4 生菜植株鐵錳銅鋅養分吸收量

2.3 生菜植株養分吸收特性

2.3.1 生菜植株大量元素吸收特性 由表4可知，不同生長時期生菜氮、磷、鉀養分吸收特性差異顯著。氮、磷、鉀吸收速率均在20～30天達到最大值，分別為3.5、1.4、4.0 kg／（hm2·d）；此期生菜氮、磷、鉀養分吸收量也最大，分別為34.6、13.8、39.8 kg／hm2，相對吸收量分別為41.2%、43.0%、46.8%，吸收比例為2.5∶1∶2.9。全生長期生菜氮、磷、鉀養分吸收比例為2.6∶1∶2.7。

表4 生菜植株氮磷鉀養分吸收特性

2.3.2 生菜植株中量元素吸收特性 由表5可知，生菜鈣、鎂養分吸收特性在不同時期差異顯著。鈣、鎂的吸收速率及吸收量均在20～30天時達到最大值，分別為1.7、0.2 kg／（hm2·d）和16.5、2.2 kg／hm2，相對吸收量分別為44.1%、41.9%，吸收比例為7.5∶1。全生長期鈣、鎂吸收比例為7.2∶1。

表5 生菜植株鈣鎂養分吸收特性

2.3.3 生菜植株微量元素吸收特性 由表6可知，生菜微量元素的吸收特性在不同時期差異顯著。鐵、錳、銅、鋅的吸收速率和吸收量均在定植后20～30天達到最大值，分別為80.3、6.7、1.3、6.6 g／（hm2·d）和803.0、67.3、12.7、66.4 g／hm2，相對吸收量分別為44.2%、44.1%、43.9%、44.1%，吸收比例為63.3∶5.3∶1∶5.2。全生長期生菜鐵、錳、銅、鋅吸收比例為63.0∶5.3∶1∶5.2。

表6 生菜植株鐵錳銅鋅養分吸收特性

3 討論與結論

植株生長過程是干物質不斷積累的過程，而干物質積累是衡量植株生長及代謝強弱的重要指標［14，15］。本試驗表明，適宜的水肥條件下，生菜干物質積累量在定植0～20天內累積緩慢，20～40天累積量快速增加，40天收獲時干物質積累量達1 769.2 kg／hm2。生菜氮、鉀養分含量隨生長期延長逐漸增加，定植后40天達到最高值；而磷含量在定植后20天達到最高值，之后先降低再升高；鈣、鐵、錳、銅和鋅含量定植后20天達到最高值。

本研究表明，生菜定植0～10天氮、磷、鉀養分吸收量較低，此期應減少施肥，移栽后10～20天可以適當增加施肥量，定植后20～30天生菜的吸收量快速增大，此期可增加肥料用量。

根據生菜各時期鈣、鎂養分吸收比例可知，生菜對鈣的吸收大于鎂，鈣、鎂養分吸收比例在4個測定時期依次增加，因此應從定植開始依次增大施肥比例。這與肖曉玲［16］、何命軍［17］等的研究結果相同。根據鈣、鎂養分吸收量和吸收速率可知，生菜定植0～10天鈣、鎂養分吸收量較低，此期要減少施肥，10～20天可以適當增加施肥量，20～30天生菜的吸收量達到最大，應加大此期肥料的投入量。

根據生菜各時期鐵、錳、銅、鋅養分吸收比例可知，生菜對鐵的吸收量遠大于錳、銅、鋅。各生育期鐵、錳、銅、鋅養分吸收比例差別不明顯，全生長期生菜養分吸收比例為63.0∶5.3∶1∶5.2，因此生菜施肥應偏重施用鐵肥，少量施用錳、銅、鋅肥。