化肥减量配施有机肥对叶菜类蔬菜产量、品质和养分吸收的影响

邬刚 严从生 袁嫚嫚 王家宝 陈俊阳 葛治欢 孙义祥

摘    要：为探索叶菜类蔬菜化肥减施增效技术，采用田间试验研究农户习惯施肥（CK）、化肥减量28.5%配施有机肥（T1）、化肥减量31.4%配施有机肥（T2）及化肥减量31.4%配施有机肥和缓释尿素（T3）对乌塌菜和高秆白菜的产量、品质和氮磷钾养分吸收的影响。结果表明，与CK相比，T3处理乌塌菜的单株鲜质量、叶柄长和宽、产量分别显著增加了7.32%、8.94%、7.32%和6.94%，高秆白菜的单株鲜质量显著增加9.91%。与CK比较，化肥减量处理（T1～T3）的乌塌菜和高秆白菜维生素C含量显著提高7.69%～16.32%，硝酸盐含量显著降低10.68%～13.72%，N吸收量提高5.18%～8.77%，K吸收量增加6.03%～17.78%。综上所述，化肥减量配施有机肥可增加叶菜类蔬菜的产量，提高蔬菜的品质和养分吸收量，其中以基肥一次性施用商品有机肥300 kg·667 m-2、18-7-20配方肥40 kg·667 m-2、40 d缓释尿素8.37 kg·667 m-2处理（T3）效果最佳。

关键词：乌塌菜;高秆白菜;化肥减量;产量;品质;养分吸收

中图分类号：S634 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）12-058-05

Abstract：In order to explore technique for increasing effect of chemical fertilizer in Anhui province vegetables production， effects of reduction of chemical fertilizer and organic manure supplement on yield， quality and nutrients uptake of Brassia narinosa Bailey and Brassica campestris were investigated in this study. There were four treatments： 100% chemical fertilizer （farmer conventional fertilization practice as CK）， 71.5% chemical  fertilizer combined organic manure（T1）， 68.6% chemical fertilizer combined organic manure（T2）， 68.6% chemical fertilizer combined organic manure and controlled-release urea（T3）. The results showed that comparing with the CK， the Brassia narinosa Bailey fresh weight， length and width of petiole， yield in T3 treatment significantly increased 7.32%， 8.94%， 7.32% and 6.94%， respectively and the fresh weight per plant of Brassica campestris significantly increased by 9.91%. Compared with CK， the vitamin C content， N uptake， K absorption of Brassia narinosa Bailey and Brassica campestris under the fertilizer reduction treatment （T1-T3） increased by 7.69%-16.32%5.18%-8.77% and 6.03%-17.78%， respectively. At the same time， the nitrate content of Brassia narinosa Bailey and Brassica campestris under the fertilizer reduction treatment （T1-T3） compared with CK decreased by 10.68%-13.72%. Chemical fertilizer reduction combined organic manure will not result in the decrease of vegetable yield， but also improve the quality and nutrient absorption of vegetables. The best treatment （T3） was that 300 kg·667 m-2 commercial organic fertilizer， formula fertilizer （18-7-20） 40 kg·667 m-2 and 40d slow-release urea 8.37 kg·667 m-2 was applied in one time with base fertilizer.

Key words：Brassia narinosa Bailey; Brassica campestris; Chemical fertilizer reduction; Yield; Quality; Nutrient uptake

隨着我国种植业结构调整，蔬菜已经成为仅次于粮食的第二大农作物。2018年全国蔬菜生产面积约为2043万hm2，占农作物总面积的12.3%[1]。蔬菜是经济效益较高的作物，种植户为了获得更高的效益投入了大量的化学肥料，研究表明，我国蔬菜化肥用量为1 092.0 kg·667 m-2，是全国农作物化肥用量的3.3倍[2]。安徽省蔬菜生产中亦存在氮肥用量过大、养分施用结构不合理的现象[3]。叶菜类蔬菜属于浅根系作物，生育期较短，生长发育迅速，化学肥料的不合理施用势必会造成肥料养分的损失。据统计，叶菜类蔬菜氮磷钾的利用率分别为18.4%、17.2%和24.8%，要远远低于粮食作物的肥料利用率[4-6]。大量未被利用的化肥养分通过各种途径分散到环境中，造成严重的资源浪费和环境污染，极大制约了叶菜产业的绿色可持续发展，因此探索叶菜类蔬菜化肥减施增效模式对蔬菜产业健康发展有重要意义。

关于蔬菜化肥减施增效模式对蔬菜产量、品质和养分吸收的影响的研究多有报道[6-11]。有机态氮替代化肥氮是化肥减施增效的措施之一。研究表明，有机肥氮替代25%～50%化肥氮能提高叶菜类蔬菜的产量和品质，并降低硝态氮的环境风险[12]。武星魁等[13]通过田间试验提出叶菜类有机肥氮替代化肥氮的适宜替代比例在25%左右时可得到最佳的减施增效效果。此外，陈建生等[14]研究得出控释肥处理能满足叶菜类蔬菜全生育期的营养需求，可增加蔬菜产品的维生素C和还原糖的含量。目前，针对安徽省露地蔬菜化肥减施增效模式的研究较少，主要集中在单独施用化肥对蔬菜生长、产量和品质的影响方面[15]，而对化肥减施量及减施模式下养分吸收规律的研究较少。笔者选用乌塌菜和高秆白菜为供试作物，研究化肥减量配施有机肥对蔬菜产量、品质和养分吸收的影响，以期为安徽省蔬菜产业绿色发展提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年在安徽省马鞍山市当涂县黄池镇黄池蔬菜产销专业合作社生产基地进行。试验地属于亚热带季风气候，年平均气温15.7 ℃，年均降水量为1087 mm。土壤类型为黄棕壤，地力均匀，耕层（0～20 cm）土壤的基本理化性质见表1。

1.2 试验设计

试验共设4个处理，每个处理3次重复，每个小区面积为30 m2，农户习惯施肥量（CK）：基施干鸡粪800 kg·667 m-2和15-15-15 复合肥60 kg·667 m-2，定植后20 d追施普通尿素10 kg·667 m-2;化肥减量处理1（T1）：基施商品有机肥300 kg·667 m-2，18-7-20配方肥40 kg·667 m-2，定植后20 d追施普通尿素10 kg·667 m-2;化肥减量处理2（T2）：基施商品有机肥300 kg·667 m-2，18-7-20配方肥40 kg·667 m-2，定植后20 d追施普通尿素8 kg·667 m-2;化肥减量处理3（T3）：基肥一次性施用商品有机肥300 kg·667 m-2，18-7-20配方肥40 kg·667 m-2，40 d缓释尿素8.37 kg·667 m-2，各处理养分含量见表2。施用肥料分别为干鸡粪（农户自行堆沤），45%复合肥（15-15-15）、45%配方肥（18-7-20）和商品有机肥（安徽省司尔特肥业股份有限公司生产），缓释尿素（树脂包衣，含N 44%，茂施农业科技有限公司生产），普通尿素（含N 46%，中盐安徽红四方股份有限公司生产。农户习惯施肥量根据农户调研平均施肥量确定，化肥减量的施肥方案是根据土壤测试值和作物养分需求特性确定，其他田间管理和操作均一致，乌塌菜品种为黄乌杂2号（由安徽省农业科学院园艺研究所选育），高秆白菜品种为高秆白1号（由安徽省芜湖市种子管理站选育）。育苗时间均为9月13日，10月14日定植。乌塌菜和高秆白菜收获日期分别为12月27日和12月4日。

1.3 样品采集与测定

1.3.1 样品采集与处理 对整个小区进行单独测产，同时每个小区选择6株具有代表性的样品带回实验室进行常规养分和品质分析。其中3株样品经105 ℃下殺青30 min后于75 ℃烘干至恒重，称重后粉碎，分别测定其全氮、全磷和全钾含量;另外3株鲜样测定可溶糖、维生素C和硝酸盐含量。

1.3.2 样品测定 采用H2SO4-H2O2消煮法作为植物全氮、全磷、全钾的前处理方法，采用半微量凯氏法测定全氮含量[16]，采用钼锑抗比色法测定全磷含量[16]，采用火焰光度计法测定全钾含量[16]。采用2，6-二氯靛酚滴定法测定维生素C含量[16];采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[17];采用酚二磺酸比色法测定硝酸盐含量[18]。

1.4 数据统计

养分累积量=养分浓度×干物质累积量。

试验数据采用Microsoft Excel 2007、SPSS 17.0软件处理，采用Duncan’s比较法进行均值多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同化肥减量处理对乌塌菜和高秆白菜农艺性状与产量的影响

施肥是影响蔬菜生长发育最主要的因素之一，不同化肥减量模式对乌塌菜和高秆白菜农艺性状和产量的影响如表3所示。农户习惯施肥与化肥减量处理1和化肥减量处理2的乌塌菜农艺性状及产量指标无显著差异，而化肥减量处理3较CK处理乌塌菜的单株鲜质量、叶柄长和宽、产量显著增加了7.32%、8.94%、7.32%和6.94%。说明在乌塌菜生产中，适当减少化肥用量不会造成产量降低，而且合理的化肥减量措施可提高乌塌菜产量。在肥力水平相似的土壤条件下，乌塌菜和高秆白菜的化肥减量效果存在一定差异。除单株鲜质量外，高秆白菜不同处理间株高、叶柄长、叶柄宽和产量无显著差异。与CK和T2相比，T3处理高秆白菜的单株鲜质量显著提高了8.51%和9.91%。这可能与2种蔬菜的营养特性和需肥规律差异有关。

2.2 不同化肥减量处理对乌塌菜和高秆白菜品质的影响

如表4所示，化肥减量处理可显著提高乌塌菜的可溶糖和维生素C含量，并降低其硝酸盐的含量。与CK相比，T1 、T2 和T3处理乌塌菜的可溶糖和维生素C含量分别显著提高17.11%、11.94%、18.30%和14.54%、14.39%、16.32%，硝酸盐含量显著降低了10.95%、12.67%、13.72%。对于高秆白菜，化肥减量处理对其可溶性糖含量无显著影响，但可增加其维生素C含量和降低其硝酸盐的含量。与CK相比，T1 、T2 和T3处理高秆白菜的维生素C含量分别显著提高7.69%、9.06%、12.39%，硝酸盐的含量显著降低了10.68%、11.32%、12.35%。说明适当减少化肥用量并配施生物有机肥有助于提升两种蔬菜的品质。

2.3 不同化肥减量处理对乌塌菜和高秆白菜养分吸收的影响

由表5可以看出，乌塌菜地上部养分吸收总量表现为N>K> P，高秆白菜地上部养分吸收总量表现为K>N>P，高秆白菜的氮磷钾养分平均吸收量均高于乌塌菜的吸收量。高秆白菜的氮磷钾吸收总量较乌塌菜分别提高1.94 kg·667 m-2 、0.80 kg·667 m-2和3.93 kg·667 m-2。化肥减量处理能显著提高乌塌菜N、K的吸收量，对P吸收量影响较小。相比CK，T1 、T2 和T3处理乌塌菜的N、K的吸收量分别显著增加7.84%、5.19%、8.06%和8.72%、7.49%、17.81%。T3处理生产1000 kg乌塌菜所需要的P2O5、K2O养分较CK分别显著提高了15.73%、10.13%。化肥减量处理能显著增加高秆白菜的N、P、K的吸收量，而不同化肥减量处理间每生产1000 kg高秆白菜所需要N、P2O5养分量差异不显著。相比CK，T1 和T3处理高秆白菜的N、P、K的吸收量分别显著增加7.83%、9.14%、11.60%和8.74%、14.29%、17.75%。T3处理生产1000 kg高秆白菜所需要的K2O养分较CK显著增加了11.07%。化肥减量处理间（T1～T3）乌塌菜和高秆白菜的养分吸收量差异不显著。

3 讨论与结论

乌塌菜和高秆白菜均属于叶菜类蔬菜，肥料的充足供应是满足它们正常生长和获得较高产量的物质保障，但是肥料过多的投入不仅不利于蔬菜的生长发育[19]，还会造成养分的大量损失，对环境造成污染。本研究结果表明，化肥用量减少28.5%～31.4%不会造成乌塌菜和高秆白菜产量的降低，并且采用缓释尿素代替普通尿素一次性施用模式可增加乌塌菜的产量及高秆白菜的单株鲜质量。乌塌菜产量提高的原因可能是生物有机肥和配方肥配施促进了乌塌菜的生长发育，增加了单株鲜质量、叶柄宽和叶柄长，与瞿廷广等[20]研究结果较一致。大量的研究表明，有机肥和配方肥合适的配比不仅能减少化肥养分的损失，同时能为作物提供足够的养分[21]，增加蔬菜的产量[22]。在本试验中，农户习惯处理施用的有机肥是未完全腐熟的干鸡粪，其有效养分含量较低，并且在土壤中矿化分解时可能存在与作物竞争氮素等问题，进而影响蔬菜养分吸收和物质积累，因此，农户习惯施肥处理的产量低于生物有机肥和配方肥配施的处理。

本研究结果表明，适当减少化肥用量配施有机肥能显著增加乌塌菜和高秆白菜的维生素C含量，同时还降低了硝酸盐含量。有研究认为，减氮20%条件下配施氨基酸可显著降低包菜体内硝酸盐含量[23]。大量研究表明，有机肥配施化肥有利于蔬菜品质的提升。刘沙沙等[24]研究得出，有机肥替代化肥可降低上海青的硝酸盐和亚硝酸盐含量，提高可溶性糖含量。汤桂容等[25]研究结果表明，有机无机氮肥配施处理增加了小白菜和莴苣茎叶中维生素C含量、可溶性糖含量，降低了硝酸盐、粗纤维含量。氮肥用量的减少可能是蔬菜品质提升的重要原因，随着施氮量的增加，蔬菜体内维生素C含量呈现直线下降的趋势，同时硝态氮含量呈直线增加的趋势[26]。此外，生物有机肥含有丰富的有机质和微生物，肥效持续时间长，生物有机肥的施用能显著改善蔬菜的品质性状，提高蔬菜食用部位的可溶性糖含量，控制硝酸盐累积[27]。

肥料养分管理不仅影响蔬菜产量，也会对蔬菜的养分吸收产生显著影响。有研究认为，生物有机肥替代30%化肥能显著增加莴笋N、P、K等养分的吸收积累量[28]。马征等[29]研究结果表明，在平衡施用氮磷钾化肥的基础上减氮30%增施有机肥处理能促进大葱对氮磷钾养分的吸收利用。本研究结果表明，减少化肥28.5%～31.4%配施生物有机肥能增加乌塌菜和高秆白菜N、P、K的吸收总量和单位产量养分吸收量。以不同处理乌塌菜和高秆白菜的吸收总量的平均值计算，每667 m2乌塌菜全生育期吸收的N、P和K分别为9.54、1.08、8.83 kg，每667 m2高秆白菜全生育期吸收的N、P和K分别为11.48、1.88、12.76 kg。生产1000 kg乌塌菜所需要吸收N、P2O5和K2O量分别为3.73、0.97、4.15 kg，生产1000 kg高秆白菜所需要吸收N、P2O5和K2O量分别为2.01、0.75、2.68 kg。

與农户习惯施肥相比，化肥减量配施有机肥不会造成乌塌菜和高秆白菜产量的降低，而且提高了2种蔬菜的品质和养分吸收量，其中，以化肥减量31.4%配施有机肥和缓释尿素处理的效果最好。研究结果表明，每生产1000 kg乌塌菜所需要吸收N、P2O5和K2O量分别为3.73、0.97、4.15 kg，每生产1000 kg高秆白菜所需要吸收N、P2O5和K2O量分别为2.01、0.75、2.68 kg。该结果可为乌塌菜和高秆白菜施肥及研制叶菜类蔬菜专用肥配方提供科学依据。

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