基于氮钾肥不同用量对莴苣产量、品质及氮肥利用率的影响

冯 翠，钱 巍，衣政伟

(江苏省农业科学院泰州农科所，江苏 泰州 225300)

莴苣是菊科莴苣属一年生或二年生草本植物，其食用部分主要为根状茎，营养丰富[1-3]，常食能延缓人体细胞的衰老[4]。莴苣在我国分布极为广泛，生育期短，但生长迅速，生物量高，需要的养分较多。有研究表明，每生产1 t莴苣茎，需要吸收氮、磷、钾的比例为N∶P2O5∶K2O=1∶0.34∶1.53，莴苣对氮肥和钾肥需求较多[3]。菜农在生产中往往为了追求产量，导致化学肥料的用量越来越多[5-6]。而过量施用氮肥，不仅会造成蔬菜硝酸盐累积[7]，影响其品质，而且还会污染地下水、地表水、大气[8-9]。因此合理施肥(尤其是氮肥)直接关系到莴苣的优质高效和养分利用率的高低。鉴于此，本试验通过分析不同施氮量和施钾量对莴苣生长指标、产量、品质及氮肥利用率的影响，以筛选出较为适宜的施肥配方，提高肥料利用率，为莴苣高效优质栽培提供科学的施肥依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与概况

试验在江苏省泰州市海陵区丁冯蔬菜种植大棚，前茬为丝瓜。莴苣幼苗移栽前取0～20 cm耕层土样，分析其养分含量，其中土壤pH值7.3、有机质含量23.5 g/kg、全氮1.46 mg/g、有效磷23.6 mg/kg、速效钾166 mg/kg、缓效钾389 mg/kg。

1.2 试验材料

供试莴苣品种为耐热独秀。供试肥料氮肥为尿素(46% N)、磷肥为钙镁磷(12% P2O5)、钾肥为氯化钾(52% K2O)。

1.3 试验设计

采用大田小区试验，小区长×宽=4 m×2.5 m，小区间隔0.5 m。氮肥试验设6个水平，分别为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)；钾肥试验设2个水平，分别为K1(20 kg/667 m2)和K2(30 kg/667 m2)；磷肥用量为83 kg/667 m2。供试肥料按小区面积折合施用，每处理3次重复，随机区组排列。

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

1.4 测定指标和方法

收获前每小区选5株测量莴苣生物学性状(株高、茎粗、茎薹长、单株鲜重等)；检测莴苣粗纤维、可溶性糖、硝酸盐、VC等指标。分析方法：粗纤维含量用范式洗涤法测定，可溶性总糖含量用硫酸蒽酮法测定，硝酸盐用酚二磺酸比色法测定，VC用2，6-二氯靛酚滴定法测定。

不同表征氮肥利用率参数的计算公式[10]：氮肥偏生产力=施氮区番茄产量/施氮量；氮肥农学效率=(施氮区番茄产量-无氮区番茄产量)/施氮量。

1.5 数据处理

试验数据采用Excel 2003和SPSS 21.0软件分析。

2 结果与分析

2.1 不同氮肥用量对莴苣农艺性状的影响

由图1可知，不同氮肥处理间莴苣株高差异显著，在相同钾肥(K1和K2)处理条件下，随着氮肥施入量的增加，莴苣株高逐渐增加，施氮处理的株高均高于不施氮肥的处理，N5K1处理的株高最大，其次为N4K1。说明施氮能促进莴苣伸长。基于相同氮肥用量，对比钾肥不同水平对莴苣株高的影响，K1水平下莴苣株高优于K2水平。

图1 不同氮肥施用量对莴苣株高的影响

由图2可知，不同氮肥处理间莴苣茎薹长存在差异，在相同钾肥用量处理条件下，随着氮肥施用量的增加，莴苣茎薹长逐渐增加；在N5K1和N5K2处理水平下最长。比较不同钾肥水平下莴苣株高，随施氮量的增加，茎薹长均呈上升趋势。相同施氮量水平下，低钾用量处理的茎薹长要高于高钾用量的处理。分析可知，相同施氮量下，低钾水平(K1)有利于莴苣茎薹的生长。

图2 不同氮肥施用量对莴苣茎薹长的影响

由图3可知，不同氮肥处理间莴苣茎粗有不同差异，在低钾水平(K1)下，随着氮肥施入量的增加，莴苣茎粗呈逐渐增加的趋势，其中在N4处理条件下茎粗值最大，当施氮量再增加时茎粗降低。对比K1和K2水平下的茎粗，显示K1水平下，茎粗值较大。同时，K2水平下茎粗变化差异较大。

图3 不同氮肥施用量对莴苣茎粗的影响

2.2 不同钾肥用量对莴苣农艺性状和产量的影响

由图4可知，不同钾肥处理间莴苣株高、茎粗、茎薹长间差异不显著，说明钾肥对莴苣农艺性状的影响比氮肥小，K1处理下莴苣农艺性状表现较好。由图5可知，施氮量相同，不同施钾量对莴苣产量影响不大，尤其N3K1、N3K2和N4K1、N4K2间的莴苣产量差异不显著，但均好于其他处理。

图4 不同钾肥施用量对莴苣农艺性状的影响

图5 不同钾肥施用量对莴苣产量的影响

2.3 不同用量氮肥和钾肥互作对莴苣产量的影响

由表1可知，不同氮肥处理间莴苣小区产量不同，在相同K1水平下，随着施氮量增加，莴苣产量逐渐增加，其中N3K1和N4K1处理时最高，施氮量再增加小区产量降低。在相同K2水平下，莴苣产量间存在显著差异，N4K2处理下莴苣产量最高，其次是N3K2处理。

拟合表1的数据，在K1水平时可得每小区莴苣产量y与施氮量x之间的回归方程为：y=-41.985x2+46.324x+62.888，二者呈极显著正相关(R2=0.8098**)，通过模拟方程计算，莴苣最高产量为75.67 kg时，小区施氮量为0.55 kg。在K2水平时可得每小区莴苣产量y与施氮量x之间的回归方程为：y=-34.957x2+38.12x+65.059，二者呈极显著正相关(R2=0.6662**)，通过模拟方程计算得到莴苣最高产量为75.45 kg，相应的小区施氮量为0.545 kg。由2个回归方程式可知，莴苣产量随施氮量的增加而呈先增加后降低的趋势。

表1 不同施氮量对莴苣产量的影响

2.4 不同用量氮肥和钾肥互作对莴苣品质的影响

粗纤维含量是蔬菜的一项重要品质指标，过多的粗纤维会影响口感[11]，而粗纤维过少,则易受虫害和不耐贮藏,降低其商品价值[12]。从表2可知，莴苣粗纤维含量随着施氮量增加逐渐增加，施氮过多影响莴苣口感。

可溶性糖含量是植物体内碳素营养状况及农产品品质性状的重要指标之一,它与采摘后农产品的保鲜期和植物抗冻能力有关[12]。N0K1处理时莴苣的可溶性糖含量最高，与N3K1处理无显著差异。

硝酸盐含量是评价蔬菜质量是否合格的指标之一[13-14]，高硝酸盐含量不仅对人体存在潜在危害，也会降低果实品质。与不施氮肥相比，施氮显著提高了莴苣茎中硝酸盐含量，且随着施氮量增加，硝酸盐含量逐渐增加。

VC为植物细胞中最重要的抗氧化剂，是衡量农作物产品品质的重要指标之一[15-17]。由表2可知，N4K1处理时莴苣VC含量最高，与其他各处理间差异显著。分析表3可知，在N4K2处理时莴苣产量最高，但从可溶性糖、硝酸盐、VC含量来看，N3K2处理时莴苣品质表现较好。

综合表2和表3来看，在不施氮肥条件下，施钾量越多，其产量、可溶性糖、硝酸盐含量越高；施钾量相同且合适氮肥范围内，钾肥多粗纤维和硝酸盐含量增加，氮肥施多时，氮肥影响粗纤维和硝酸盐含量显著。N3K1和N3K2处理中莴苣的硝酸盐含量最低，且与其他处理差异极显著，K1和K2的施入量对莴苣粗纤维、可溶性糖及VC含量影响不显著，但K1水平下莴苣品质稍好于K2水平，尤其硝酸盐含量比K2水平低。因此综合来看，氮肥对莴苣品质影响大于钾肥,且低钾水平下莴苣品质较好。

表2 不同施氮量对莴苣品质的影响

表3 不同施氮量对莴苣产量及品质的影响

2.5 不同施氮量对莴苣氮肥利用率的影响

氮肥偏生产力的高低决定于农田氮肥施用量和作物产量的高低，是当地土壤基础养分水平和化肥施用量的综合效应[18]。从表4可知，施氮量从15 kg/667 m2增加到38 kg/667 m2时，莴苣的氮肥偏生产力从304.95和312.16 kg/kg分别下降到128.99和128.63 kg/kg，且差异显著。氮肥农学效率是指单位施氮量所增加的作物产量，是评价氮肥增产效应最为准确和直观的指标[18]。

从表4可以看出，施氮量从15 kg/667 m2增加到38 kg/667 m2时，莴苣的氮肥农学效率先增加后降低，且差异显著，在施氮量在24 kg/667 m2时，氮肥农学效率最高，当施氮量38 kg/667 m2时，氮肥农学效率最低分别为18.15和12.99 kg/kg。综合来看，施氮量相同时，K1水平的氮肥农学效率比K2水平高，分别高4.17%～74.95%，因此，为平衡环保和效益，K1施肥水平较为合适。

表4 施氮量对莴苣氮肥利用率的影响

3 结论与讨论

为了追求蔬菜产量和效益，肥料用量过多，但利用率低，不仅造成肥料浪费，而且带来环境污染风险。因此在不降低产量和效益的前提下，构建合理的施肥配比，提高肥料利用率是解决上述问题的关键。本研究表明，适宜的氮肥和钾肥用量对莴苣具有显著增产和改善品质的作用。在施钾量相同时，随着施氮量的增加，莴苣株高、茎薹长、产量及粗纤维和硝酸盐含量逐渐增加，但当氮肥用量达到一定限度(24～30 kg/667 m2)时，再增加施肥量，莴苣的可溶性糖和VC含量呈下降趋势，其中24 kg/667 m2时的莴苣硝酸盐含量最低，且与其他处理差异极显著。施氮量相同时，不同施钾量对莴苣株高等性状指标影响不大，且低钾水平(20 kg/667 m2)时莴苣品质较好，可能与土壤本身含有丰富的钾有关。说明施氮量对莴苣品质影响较明显，适宜的氮肥用量可以改善莴苣可食部分的品质。

合理的氮肥用量可增加植株各器官对氮的吸收，但当施氮量超过一定限度后，可能会影响氮素吸收机制，抑制植株对氮素的吸收[19]。氮肥利用率是施氮量、作物产量和作物吸氮量的综合体现。本试验结果表明，随着施氮量的增加，莴苣的氮肥偏生产力逐渐降低，氮肥农学效率表现出先增加后减少的趋势，在施氮量24 kg/667 m2时最高，其次为施氮量30 kg/667 m2的处理，通过模拟一元二次回归方程得到K1水平莴苣最高产量为75.67 kg，相应的小区施氮量为0.55 kg(30～38 kg/667 m2)；K2水平莴苣最高产量为75.45 kg，相应的小区施氮量为0.545 kg(30～38 kg/667 m2)。

若从环保角度考虑，氮肥用量越少越好，但会降低莴苣的产量、营养品质及菜农的经济效益。因此，在确定最佳氮肥施用量时，不但要考虑所要达到的产量，也要考虑氮肥的利用率及其肥效的变化特点[20-21]。综合产量、肥料利用率和环保的角度，建议莴苣较为合理的施肥量为：施氮量24～30 kg/667 m2+施钾量20 kg/667 m2。