不同氮素水平下的草莓生长状况研究

郑洪波，李亚莉，耿庆龙，郑重

(1.石河子大学农学院，新疆石河子 832000；2.兵团第十二师104团，乌鲁木齐 830000； 3.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐 830091)

不同氮素水平下的草莓生长状况研究

郑洪波1，李亚莉2，耿庆龙3，郑重1

(1.石河子大学农学院，新疆石河子 832000；2.兵团第十二师104团，乌鲁木齐 830000； 3.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐 830091)

【目的】研究温室不同氮素水平下无土栽培的草莓最佳品质和产量，确定最佳氮素施用浓度。【方法】以具有代表性的草莓品种丰香作为研究对象，在相同的栽培管理技术条件下，研究草莓在6种不同氮肥施用量下的生长、结果及品质。【结果】在施用6个氮素水平的处理中，当氮素施用量在2.0～7.5 mmol/L，随着施氮量的增加，植株的株高、茎粗、叶面积以及草莓的产量等均相应的增加，但是当氮素施用超过7.5 mmol/L时氮素利用率会降低，且植株的株高、茎粗、叶面积以及草莓的产量等呈现降低趋势。【结论】氮素施用水平在7.5 mmol/L为温室无土栽培草莓最佳的氮素施用浓度。

草莓；氮肥；生长量；产量；品质

0 引 言

【研究意义】氮素作为草莓生长过程中所必需的营养元素之一，它影响着草莓植株的生长、发育、产量和品质。适量施用氮肥对草莓叶片和匍匐茎的生长都有很大的促进作用，对浆果的发育也有很好的促进效应。【前人研究进展】Neuweiler R等[1]研究得出施用氮肥能够显著影响草莓的产量。Albregts等[2]研究出当草莓的施氮量在50～200 kg/hm2，草莓的产量增加的更显著；林克惠[3]通过研究发现增施氮肥可以提高作物产量并且能够改善作物产品的品质，但是随着氮肥施用的增加，氮肥利用效率逐渐下降并且对环境造成严重污染[4-5]。Tomala k等研究发现作为最大量的氮素，如果施用过多，就会刺激枝条的旺长，这样枝条就会遮住果实，造成果实着色差，同时果实硬度与耐贮性会降低，果实更加容易遭受真菌病害[6]。顾曼如等[7]通过研究发现果实的总糖含量与叶片全氮含量呈现一定的负相关。还有研究发现适量施用氮肥会使果实风味达到最佳[8-9]，高氮水平处理的果实会造成精氨酸等游离氨基酸的含量过高，会使果实里的芳香物质含量降低，造成果实风味变劣[10-12]。【本研究切入点】目前研究浓度过高或过低的氮素均会抑制草莓的生长和产量，但并没有指出适宜草莓生长的最适氮素浓度。研究温室不同氮素水平下无土栽培的草莓最佳品质和产量，确定最佳氮素施用浓度。【拟解决的关键问题】通过调整草莓营养液配方中氮素用量，形成低氮、中氮、高氮水平，共设6个不同氮素水平处理，研究不同氮素水平下草莓的生长状况，确定草莓栽培最佳的氮肥施用量，做到合理科学投入氮肥，保证草莓的最佳品质。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验地设在兵团第十二师104团连栋智能温室。

试验选择的品种为引进品种丰香，种苗由新疆当地草莓园提供。试验材料的授粉品种来源于同一草莓园。在栽种前培育，植株生长良好，均有5片以上功能叶，无病虫害根须完整。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

供试种苗于2014年10月定植于智能连栋温室，株行间距为5 cm×10 cm。基质配方选用最适合草莓的甘草渣∶蛭石∶珍珠岩=1∶1∶1基质配方，生长结果期间常规管理。肥水管理采用自动间歇滴灌装置供应营养液，营养液中除氮元素外其他元素用量均选择用草莓专用营养液。试验共设置6个氮素水平的处理，N1：2.0 mmol/L；N2：4.0 mmol/L；N3：7.5 mmol/L； N4：9.0 mmol/L；N5：11.0 mmol/L；N6：12.5 mmol/L。每个处理3次重复。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 草莓营养生长指标

在草莓定植40 d后，调查植株株高、株茎、叶面积、叶片数、根系数、根冠比，每小区随机选取3株进行测定。

用直尺测量基质表面到大多数叶片的自然高度定义为株高；用游离卡尺测量株茎；测量叶面积：首先取心叶向外第二片展平的功能叶片，然后用游离卡尺测量三出复叶的中央小叶，则叶面积=长×宽×0.73。

1.2.2.2 草莓产量

每个小区选取10株并标记，计算单株所产所有果实的重量。

1.3 数据统计

采用SPSS 19.0软件对所观测数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同氮素水平对草莓株高的影响

研究表明，在施用不同氮素水平下草莓植株高度呈显著性差异，其中处理N2对植株高度影响最大，植株高度达到18.33 cm，显著高于其他氮素水平下的处理；N3对植株高度的影响次之，植株高度达到17.65 cm；对植株高度影响最低的是N6处理，植株高度仅为15.01 cm。随着施氮量的增加，植株高度也逐渐增加，但是在高氮素水平下(N6)植株高度反而降低了，说明适量增施氮肥对草莓的株高有一定的促进作用，但当施肥量过高或过低时，肥料的浓度也会制约植株的生长。图1

图1 不同氮素处理下草莓高度变化

Fig.1 The influence of different nitrogen treatment of strawberry height

2.2 不同氮素水平对草莓茎粗的影响

研究表明，在中等氮素水平N3影响下，草莓的茎粗达到14.86 mm，明显高于其他氮素水平下的茎粗，其中茎粗最小的是在高氮素水平N6下的草莓茎粗，仅为11.96 mm。这说明草莓茎增粗生长最适当的氮素为7.5 mmol/L，过低或过高的氮素都不利草莓茎的增粗生长。图2

图2 不同氮素处理下草莓茎粗变化

Fig.2 The influence of different nitrogen treatment on strawberry stem diameter

2.3 不同氮素水平对草莓叶面积的影响

研究表明，不同氮素水平下，以N3处理的叶面积最大，为34.16 cm2，显著高于N1处理，其次为N4和N5，叶面积分别为32.07和31.62 cm2。在六个氮素水平下，N1处理的叶面积最小为29.12 cm2，随着施氮量的增加叶面积叶随之增大，但最终当施氮量为N6时叶面积反而减小。这说明在一定范围内氮素水平的增加可以提高草莓叶面积，但是过高的氮素水平不利于叶面积的增大，导致叶面积减小。图3

图3 不同氮素处理下草莓叶面积变化

Fig.3 Different nitrogen treatment effect on strawberry leaf area

2.4 不同氮素水平对草莓产量的影响

研究表明，6种氮素水平下草莓的单株产量存在差异。其中中等氮素水平下N3处理的草莓单株产量最高，与低氮素水平处理下N1处理存在显著性差异，并且N3与N1、N6相比分别增产了17.38%和7.46%。图4

图4 不同氮素处理下草莓单株产量变化

Fig.4 Different nitrogen treatment effect on the yield of strawberry

研究表明，不同氮素水平下的单株草莓果数之间没有显著性差异，其中低氮水平下的N1处理单株草莓果数为35.36个，中氮水平下的N3处理单株草莓果数为34.43个，高氮水平下的N6处理单株草莓果数为35.08个。六个处理之间的草莓单果数大小N1>N2>N6>N41>N5>N3。图5，表1

研究表明，6种氮素水平下草莓的单果重存在差异。不同氮素水平下对草莓单果重的影响的差异是显著的，其中中等氮素水平下的N3处理的草莓单果重最高(22.16±3.01 g)，6种氮素水平下的草莓单果重大小为N3>N4>N5>N6>N2>N1。图6，表1

图5 不同氮素处理下草莓单株果数变化

Fig.5 Different nitrogen treatment on the influence of strawberry fruit number per

图6 不同氮素处理下草莓单果重变化

Fig.6 Different nitrogen treatment on the influence of strawberry fruit

研究表明，中等氮素水平下的N3处理相对于N1、N2、N6、N4和N5来说单果数少，但其单果重很大，从而N3的单株产量在六个处理中是最高的；通过单果重和单株产量可以看出提高氮肥施用量可以提高草莓单果重和产量，但是当超过了一定值后，提高氮肥施用量后草莓单果重和产量反而降低了。表1

研究表明，不同氮素水平处理之间的单株产量、单果果重、单株果数的差异表现为显著水平，其中中等氮素水平的N3处理单株产量最大，达到了763.56 g/株，低氮素水平的N1处理单株产量最低，为650.25 g/株；N1处理的单株果数最多，为35.36个/株，N3处理的单株果数最少，为34.43个/株；N3处理的单果重最大，为22.16 g/个，N1处理的单果重最小，为18.38 g/株。可以看出不同氮素水平的处理对草莓单株产量、单果重、单株果数均有很大的影响。表1

2.5 不同氮素水平对草莓品质的影响

研究表明，不同氮素水平的处理对草莓的可溶性固体、VC含量以及还原性糖有显著性影响，但是对可滴定酸没有显著性影响。其中中等氮素水平的N3处理果实口感好，甜酸适中，可溶性固体物适中；中等氮素水平的N3处理VC含量最高达到74.69 mg/100 g，显著高于低氮素水平的N1处理和高氮肥水平N6处理，并且其风味浓，肉质细软，品质中上；处理N1、N2、N4和N5的果实口感一般，并且可溶性固体物含量较低，VC含量也低于N3处理；处理N3的还原糖含量最高，显著高于低氮素水平的N1处理和高氮素水平的N6处理。总的来看，在6个氮素水平处理中的中等氮素水平处理N3的果实品质较好，肉质细腻，酸甜适合，香味浓，而且可溶性固形物含量也适中。而低氮素水平处理N1和高氮素水平处理N6的果实品质一般，可溶性固形物以及VC的含量均不高。表2

表1 不同氮素水平下草莓产量影响方差

Table 1 The impact of different nitrogen levels on strawberry production variance analysis

处理Treatment单果重Weightofsinglefruit(g)单株果数Plantfruittrees(个/株)单株产量Yield(g/株)N11838±216b3536±312a65025±3023bN21956±218b3511±345a73634±3013bN32216±301a3443±401a76356±4234aN42179±296b3489±322a73977±2026bN52063±302b3463±320a71152±2633bN62024±312ab3508±356a71014±1617ab

注：N1、N2、N3、N4、N5、N6为不同的施氮处理，N1：2.0 mmol/L、N2：4.0mmol/L、N3：7.5 mmol/L、N4：9.0 mmol/L、N5：11.0 mmol/L、N6：12.5 mmol/L, a、b代表不同氮素水平处理下在0.05水平上的显著性差异，下同

Note: N1, N2, N3 ,N4, N5,N6 for different nitrogen treatment, N1：2.0 mmol/L、N2：4.0 mmol/L 、N3：7.5 mmol/L、N4：9.0 mmol/L、N5：11.0 mmol/L、N6：12.5 mmol/L, under different nitrogen levels of a and b represent significant difference at 0.05 level，the same as below

表2 不同氮素水平下草莓品质变化

Table 2 The impact of strawberry quality by different treatments

处理Treatment可溶性固体物Solublesoildcontent(%)VC(mg/100g)还原性糖Reducingsuger(%)可滴定酸Titratableacid(%)N1915±056b6723±124b205±006b088±003aN21276±086b6833±124b225±005b087±002aN31359±125a7469±208a251±008a086±004aN41235±074b7158±006b205±006b087±003aN51166±044b6983±124b205±005b088±002aN61026±035b7002±116ab213±005b089±001a

3 讨 论

氮素作为生命元素，不仅是植物体内许多重要化合物的组成成分，同时还参与植物体内物质和能量的代谢。因此，在植物生长过程中，氮素供应的充足与否，直接关系到植株的生长和产量形成。当氮肥充足时植株枝叶繁茂，生长健壮，产量高；氮肥过多时会导致茎叶徒长，产量降低；氮不足时，植株矮小，生长迟缓，产量降低[13]。氮肥在农业生产中具有不可替代的增产效应。氮素是果树生长的重要基础物质，对果实产量提高有积极的意义，充足的氮肥能够有效促进成花、坐果和果实膨大，从而有利于产量的提高。Nakhlla FG通过研究发现施用氮肥可以增加柑桔每棵树的成果数量及每棵树总产量[14]。Keller M[15]通过研究葡萄与氮素的关系发现葡萄的产量主要取决于花期土壤中氮的有效性。陈春宏等[10]在草莓上的试验表明：在氮肥施用达一定量后(210 g/hm2)，再增加氮的施用量(240 g/hm2)，草莓的产量并不增加，相反有下降的趋势。这可能与土壤的生产水平及田间氮、磷、钾不同供应状况的影响有关。

草莓中含有的有机酸成分主要包括柠檬酸、苹果酸和琥珀酸，其中柠檬酸含量最高。在草莓果实发育过程中，有机酸的含量变化及其有机酸成分的组成比例受到很多因素的影响。各类酸受氮素影响的变化与氮素对可溶性酸转化酶活性的影响有关[16]，并且施氮可提高PEPC活性，因而施氮果中可滴定酸含量提高[9]。有研究认为苹果果实内有机酸含量的增减与其体内糖含量的变化有密切关系[17]。过量氮肥可延缓果实中柠檬酸降解，导致高氮肥下的果实酸味过重，糖酸比下降。因此氮肥主要影响柠檬酸和苹果酸的含量而改变总酸含量。这与研究高氮素水平下可滴定酸含量提高的结果相一致。

随着施氮量的增加，可以明显提高草莓的产量以及品质，但是当施氮量超过一定的限度后不仅不能提高草莓产量，反而会降低草莓的产量，因此在实际生产应用中应合理的施用肥料。

4 结 论

在施用6个氮素水平的处理中，当氮素施用量在2.0～7.5 mmol/L，随着施氮量的增加，植株的株高、茎粗、叶面积以及草莓的产量等均相应的增加，但是当氮素施用水平增加到12.5 mmol/L，草莓的营养生长指标以及生殖生长指标均表现出下降趋势，这说明草莓对氮素的利用率在2.0～7.5 mmol/L，随施氮水平的增加而增加，但是当氮素施用超过7.5达12.5 mmol/L时氮素利用率会降低。综合考虑各项生长指标、产量水平以及草莓品质，认为N3处理(即氮素施用水平在7.5 mmol/L)之下植株生长良好，同化叶面积大，能获得最高产量，并且草莓品质表现最好，中等施氮水平N3处理为温室无土栽培草莓最佳的氮素施用浓度。

References)

[1] Neuweiler, R, (1997) Nitrogen fertilization in integrated outdoor strawberry production.ActaHorticulturae, 439:747-752.

[2] Albregts, E. E., & Howard, C. M. (1981). N, P, K, composition of and accumulation by strawberry plant organs from transplanting through fruit harvest.Proceedings-SoilandCropScienceSocietyofFlorida,5(9):117-138.

[3] 林克惠．施肥对农产品品质的影响[J].云南农业大学学报,1994,11(2):114-120.

LIN Ke-hui. (1994). Fertilization effect on the quality of agricultural products [J].JournalofYunnanAgriculturalUniversity, 11(2):114-120.(in Chinese)

[4] 张宁.不同配比基质对草莓开花结果和果实品质的影响[J]. 安徽农业科学,2011,39(26):15 876-15 877.

ZHANG Ning. (2011). Different ratio matrix effects on strawberry blossom and fruit quality [J].AnhuiAgriculturalSciences, 39(26):15,876-15,877. (in Chinese)

[5] 王婷,胡亮.江西地区草莓栽培技术[J].北方园艺，2011(2)：68-70.

WANG Ting, HU Liang. (2011). Jiangxi region strawberry cultivation techniques [J].NorthernHorticulture, (2):68-70. (in Chinese)

[6] Tomala, K. (1997). Orchard factors affecting nutrient content and fruit quality.IIIInternationalSymposiumonMineralNutritionofDeciduousFruitTrees, 448(448):257-264.

[7] 顾曼如,束怀瑞,曲桂敏,等. 红星果实的矿质元素含量与品质的关系[J].园艺学报,1992,19(4)：301-306.

GU Man-ru, SU Huai-rui, QU Gui-min, et al. (1992). The mineral elements content of red fruits with quality [J].ActaHorticulturaeSinica, 19(4):301-306. (in Chinese)

[8] 森下昌三，郑宏清，叶正文.草莓-生理生态及实用栽培技术[M].上海：上海科学技术出版社，1993:71-77.

SENGXIA Chang-san, ZHENG Hong-qing, YE Zheng-wen. (1993).Strawberry-physiologicalecologyandpracticalcultivationtechniques[M]. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press: 71-77. (in Chinese)

[9] 彭福田.氮对苹果果实发育及产量、品质的调控[D].泰安:山东农业大学硕士论文,2001.

PENG Fu-tian. (2001).Nitrogenonapplefruitdevelopmentandproductionandqualitycontrol[D].Master Dissertation. Shandong Agricultural University, Tai'an. (in Chinese)

[10] 陈春宏,江寅虎,柯福源.草莓吸肥特点和施肥技术研究[J].上海农业学报,1997,13(4):67-70.

CHEN Chun-hong, JIANG Yin-hu, HE Fu-yuan. (1997). The research of Strawberry fat absorption characteristics and application technology [J].ActaAgriculturaeShanghai, 13(4):67-70. (in Chinese)

[11] 谭国华,赵统利,李荣华.赤霉素温室草莓生育状况的影响[J].北方果树,1996,(1):10-11.

TAN Guo-hua, ZHAO Tong-li, LI Rong-hua. (1996). The effect of gibberellin greenhouse strawberries fertility condition [J].NorthernFruits, (1):10-11. (in Chinese)

[12] 唐梁楠,杨秀瑷.草莓优质高产新技术[M].北京：金盾出版社,1998.

TANG Liang-nan, YANG Xiu-ai. (1998).Newtechnologyofhighqualityandhighyieldofstrawberry[M]. Beijing: Shield Press. (in Chinese)

[13] 潘瑞炽.植物生理学[M].北京:高等教育出版社,2008.

PAN Rui-zhi. (2008).PlantPhysiology[M]. Beijing: Higher Education Press. (in Chinese)

[14]Nakhlla F G, Ismail A E, Aboul H Z. Effect of some organic and inorganic nitrogen fertilizers on growth and productivity of Balady orange trees in relation to infection of citrus nematode Yylenchulus semipenetrans.PakistanJournalofNematology, 1998,16(2):111-126.

[15] Keller, M., Arnink, K. J., & Hrazdina, G. (1998). Interaction of nitrogen availability during bloom and light intensity during veraison. i. effects on grapevine growth, fruit development, and ripening.AmericanJournalofEnology&Viticulture, 49(3):333-340.

[16 ] Wang, S. Y., & Camp, M. J. (2000). Temperatures after bloom affect plant growth and fruit quality of strawberry.ScientiaHorticulturae,85(3):183-199.

[17] Chen, K., Hu, G., & Lenz, F. (1997). Effects of co2 concentration on strawberry, pt. 4. carbohydrate production and accumulation.AngewandteBotanik, 71(5):179-182.

Fund project:Supported by the earmarked fund for the development of electronic information in Xinjiang Uygur Autonomous Region (XJDZXXZX201502)

Strawberry Growth under Different Nitrogen Levels

ZHENG Hong-bo1, LI Ya-li2, GENG Qing-long3, ZHENG Zhong1

(1.CollegeofAgronomy,ShiheziUniversity,ShiheziXinjiang832000,China; 2.104thRegimentalFarm, 12thAgriculturalProductionDivision,XinjiangProductionandConstructionCorps,Urumqi830000,China; 3.ResearchInstituteofSoil,FertilizerandAgriculturalWaterConservation,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

【Objective】 To study the best quality and yield of strawberry under different nitrogen levels in greenhouses and determine the optimum N application concentration.【Method】The research object of this study was "Fenxiang". The growth, the fruits and the quality of strawberry under six different nitrogen application rates were studied under the same cultivation and management techniques.【Result】In the treatment of six nitrogen levels, the plant height, stem diameter, leaf area and yield of strawberry increased with the increase of the amount of nitrogen applied in the range of 2 ～ 7.5 mmol/L. But when the nitrogen application rate was over 7.5 mmol/L, the nitrogen utilization rate would decrease and the plant height, stem diameter, leaf area and yield of strawberry showed a trend of decrease.【Conclusion】Nitrogen application level at 7.5 mmol/L was the best concentration for strawberry in greenhouse soilless cultivation.

strawberry; nitrogen; growth; production; quality

2016-08-18

自治区电子信息发展专项资金(XJDZXXZX201502)

郑洪波(1972-)男，山东人，农艺师，研究方向为作物学，(E-mail)2227685870@qq.com

郑重(1973-)，男，陕西人，教授，博士，研究方向为作物精准栽培与农业信息技术应用，(E-mail) zhenglxx@163.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.01.013

S663.2

A

1001-4330(2017)01-0104-06