不同施肥模式对大棚松花菜生长生理、产量和品质的影响

刘雪梅，韩康宁，杨海兴，魏红霞，颉建明，张婧，牛天航

(1.甘肃农业大学园艺学院，甘肃 兰州 730070；2.榆中县农业技术推广中心，甘肃 榆中 730100)

松花菜(Brassicaolera-ceavar.botrytisL)又称散花菜，是“花球松散型花椰菜”的简称，是十字花科甘蓝属花椰菜中的一种，其花梗浅绿、口感脆嫩、营养丰富，备受消费者青睐[1].近年来松花菜凭借可口的风味，逐渐被越来越多消费者喜爱，栽培区域和面积也不断扩张.随着高原夏菜产业发展和品种多样化进程，松花菜已经成为了兰州的主栽蔬菜品种之一.

松花菜含有丰富的生物活性物质，包括胡萝卜素类、黄酮类、酚酸类等，这些生物活性物质具有清除自由基的能力，是天然的抗氧化剂[2-3].流行病学研究表明，食用十字花科蔬菜，特别是青花菜和花椰菜可以降低很多癌症的发生，如结肠癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌等，同时可以降低患心血管病的风险[4].近年来，松花菜栽培面积日益扩大，但由于生产者一味追求产量，滥施肥、乱施肥现象严重，导致菜地土壤理化性质变差，影响了松花菜生长发育，造成产量低下，品质劣化，严重影响了其产业化发展[5].因此，寻找增产优质、保护环境的施肥方式迫在眉睫[6-8].平衡施肥在农业生产上可以实现增产、提质、节肥、增收和平衡土壤养分等显著效果.研究表明，平衡施肥可提高大豆[9]、大葱[10]和甘蓝[11]等作物产量，平衡施肥下的槟榔芋、结球甘蓝菜、毛豆和多子芋等4种供试蔬菜平均增产6.8%～10.6%，净增收达692～3 834元/hm2[12].曹刚等[13]研究表明，平衡施肥处理的黄冠梨的可溶性糖和维生素C含量均显著增加，分别比常规施肥高出4.2%和7.1%.目前，缓释肥料在大田作物上研究较为广泛，增产效果较为明显，如水稻和玉米等农作物[14-15]，但在设施蔬菜领域应用研究较少.施用缓释肥可防止农作物对氮素吸收过量，起到抑制病害和改善品质的作用.研究表明，缓释肥处理的黄瓜较普通复合肥处理可溶性糖含量、可溶性蛋白含量分别增加0.30～1.03 g/kg和0.15～0.34 g/100g，硝酸盐含量降低6.83～31.96 mg/kg[16].缓释肥料能显著提高辣椒分蘖数和产量[17-18]，与普通复合肥相比，施用缓释肥料使辣椒株高、分蘖数和产量分别增加了0.72%～3.76%，2.65%～19.75%和14.3%～19.4%.化肥过量施用会影响蔬菜品质、叶绿素含量、根系活力和矿质营养，化肥与生物有机肥配施可以促进蔬菜生长，改善品质[19-20].包慧芳等[21]研究表明，施用生物有机肥后，枸杞可溶性固形物、百粒质量、枸杞多糖、总糖含量较单施化肥分别提高了9.6%～9.4%、10.5%～20.2%、29.8%～50%、41.8%～60.2%.前人在芒果[22]、韭菜[23]、黄瓜[24]、花生[25]等多种作物的研究中表明，化肥配施生物有机肥可以提高作物产量和生长.

目前，对不同品种松花菜的品质、产量等研究较多，如3种不同类型花椰菜之间相比，VC、蛋白质、可溶性糖的含量由高到低均为紫花菜>松花菜>紧花菜[26]，而有关施肥对松花菜生长、产量和品质影响的报道甚少，鉴于此，本研究探讨不同施肥模式对塑料大棚松花菜的生长生理、产量和品质的影响，从而筛选出可以提高松花菜产量和品质的施肥模式，为蔬菜栽培提供理论参考.

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2020年7月～10月在甘肃省榆中县三角城村康源高原夏菜示范园区塑料大棚内进行.试验地处于(N 35°53′17″，E 104°9′23″)，属于温带大陆性半干旱气候，平均海拔为1 717 m，年平均气温6.57 ℃，年均降水量400 mm以上，无霜期150 d左右.试验地地势平坦，地力中等均匀，土壤类型为壤土.试验地土层(0～20 cm)土壤部分理化性质如表1所示.

1.2 试验材料

供试品种：青梗松花菜津松105，由天津农科院提供，是当地的主栽品种之一.

供试肥料为磷酸二铵(N-P2O5-K2O:18-46-0总养分≥64%)、硫酸钾(K2O≥52%)、尿素(N≥46%)、过磷酸钙(P2O5≥12%)、“金化2代”水溶型复合肥由甘肃奔马环保科技有限公司提供，N-P2O5-K2O:17-17-17总养分≥51%；缓释肥由湖北浩斯特化肥有限公司提供，N-P2O5-K2O:26-11-11总养分≥48%；生物有机肥由甘肃绿能瑞奇生物技术有限公司提供，有机质含量≥40%、水分含量≤30%、有效活菌数≥0.2亿.

表1 试验地基本理化性质

1.3 试验设计

试验设置5个处理：不施肥对照(CK0)、常规施肥对照(CK1)、普通化肥平衡施肥(T1)、缓释肥平衡施肥(T2)、缓释肥平衡施肥+400 kg/667m2生物有机肥(T3)，每个处理重复3次，采用随机区组设计，共15个小区，各小区面积为48 m2.CK1为当地农户习惯施肥量，T1处理施肥量根据目标产量和养分平衡法估算确定，T2和T3处理用缓释肥部分替代普通化肥，养分用量不足用普通化肥补充[27]，养分用量与T1相同，T3处理是在T2处理的基础上增施400 kg/667m2生物有机肥.根据前三年松花菜平均产量调查数据设定目标产量为3 000 kg/667m2，依据养分平衡原理计算施肥量.与CK1(氮磷钾总量为109.4 kg/667m2，其中：N 39.2 kg/667m2，P2O544.0 kg/667m2，K2O 26.2 kg/667m2)相比，T1、T2和T3处理化肥总量减施35%，其中N减施15%，P2O5减施75%，K2O增施2%.具体施肥量见表2.

生物有机肥、磷酸二铵和过磷酸钙在播前一次性施入，作为基肥.其他肥料基施50%，莲座期追施20%、现蕾初期追施30%.追肥采用膜下滴灌方式.一垄双行垄面覆膜栽培模式，垄宽75 cm，沟宽50 cm，株距65 cm.

表2 试验各处理施肥量

1.4 测定方法

1.4.1 形态指标的测定 在松花菜采收期，每个小区随机选定9株测量株高、茎粗、开展度、叶片数和花球横纵径.

株高：用钢卷尺测量从根茎结合处至花球顶端的距离.

茎粗：用游标卡尺测量离地面第一片叶子下1 cm处直径.

叶片数：植株上纵径大于1 cm的叶片数目.

叶片开展度：用钢卷尺测量整株叶片开展与地面平行的最大直径和与之垂直的直径，并计算长幅最大投影面积，即开展度.

花球横径：用三角尺和钢卷尺结合测量花球最大横径和与之垂直的横径的长度.

花球纵径：用三角尺和钢卷尺结合测量花球生长基部至顶端的距离.

1.4.2 产量的测定 松花菜达到采收标准时及时采收，并测定每小区产量，包括单球质量、经济产量和生物产量(均为鲜质量)，并折成667 m2产量.

经济系数的计算：

经济系数=(经济产量/生物产量)×100%

1.4.3 叶绿素和类胡萝卜素含量的测定 采用分光光度法[28]测定叶绿素和类胡萝卜素含量.

1.4.4 根系活力的测定 采用TTC法[28].

1.4.5 松花菜品质指标的测定[28]可溶性糖的测定采用蒽酮法；可溶性蛋白的测定采用考马斯亮蓝G-250染色法；硝酸盐的测定参考GB5009.33-2016中的紫外分光光度法；花球中可溶性固形物含量用型号 BM-2WAJ型的阿贝折射仪测定；维生素C的测定采用2，6-二氯酚靛钠染色法.

1.5 数据处理与统计分析

采用Microsoft Excel 2010进行数据统计和计算，使用SPSS 20.0软件进行单因素方差分析.

2 结果与分析

2.1 不同施肥模式对松花菜生长指标的影响

表3所示为不同施肥模式对松花菜叶片数、开展度、株高、茎粗、花球横纵径的影响.各处理松花菜叶片开展度、株高、茎粗、花球纵径和花球横径均显著高于CK0.与CK1相比，T1、T2和T3处理的松花菜茎粗分别显著提高16.8%、24.3%和25.8%；花球横径分别显著提高6.0%、19.8%和8.0%，T3处理的叶片数、叶片开展度和株高较CK1无显著差异，T1和T2处理株高较CK1显著降低5.9%和6.1%.结果表明，缓释肥平衡施肥配施400 kg/667m2生物有机肥较常规施肥均可促进松花菜茎粗和花球横纵径增长.

2.2 不同施肥模式对松花菜根系活力的影响

不同施肥模式对松花菜根系活力的影响如图1所示，各处理根系活力大小顺序依次为T1>CK1>CK0>T3>T2，T1处理根系活力水平达到1 050.5 μg/(g·h).与CK1相比，T1处理松花菜根系活力水平显著提高15.9%，T2和T3处理分别显著降低39.1%和6.5%.与T1处理相比，T2处理和T3处理显著降低了松花菜根系活力水平.与T2处理相比，T3处理的松花菜根系活力显著提高53.5%.结果表明，普通化肥平衡施肥比常规施肥更有利于提高松花菜根系活力水平，当缓释肥施用水平相同的条件下，增施400 kg/667m2生物有机肥可以显著提高松花菜根系活力.

图1 不同施肥模式对松花菜根系活力的影响Figure 1 Effects of different fertilization patterns on root activity of loose-curd cauliflower

2.3 不同施肥模式对松花菜叶片光合色素含量的影响

不同施肥模式对松花菜叶片光合色素含量的影响如表4所示，各处理松花菜叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量均表现为T3>CK1>T1>T2>CK0的变化趋势，类胡萝卜素表现为T3>T2>CK1>T1>CK0的变化趋势.与CK1相比，T3处理的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素a+b含量分别提高7.0%、6.8%、7.0%和51.1%，只有类胡萝卜素含量提高达到显著水平；T2处理的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量均降低；T1处理的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量均无显著差异.结果表明，缓释肥平衡施肥+400 kg/667m2生物有机肥较常规施肥能提高松花菜叶片光合色素含量.

表4 不同施肥模式对松花菜叶片光合色素含量的影响

2.4 不同施肥模式对松花菜产量的影响

不同施肥模式对松花菜产量的影响如表5所示，不同施肥模式间松花菜单球质量、生物产量、经济产量均表现为T3>T2>T1>CK1>CK0.与CK1相比，T2和T3处理的松花菜单球质量、生物产量和经济产量均显著提高.T3、T2处理的单球质量较CK1分别提高22.9%、15.0%；生物产量分别提高12.7%、6.3%；经济产量分别提高14.9%、9.7%，T1处理单球质量、生物产量和经济产量较CK1分别提高3.6%、6.2%、8.2%.不同施肥模式间松花菜经济系数差异均不显著.结果表明，普通化肥平衡施肥，缓释肥平衡施肥及缓释肥平衡施肥配施400 kg/667m2生物有机肥较常规施肥均能提高松花菜产量.

表5 不同施肥模式对松花菜产量的影响

2.5 不同施肥模式对松花菜品质的影响

不同施肥模式对松花菜品质的影响如表6所示，VC含量依次表现为T3>T2>T1>CK1>CK0.与CK1相比，T1、T2和T3处理松花菜VC、可溶性糖含量均显著提高，硝酸盐含量均显著降低.T1、T2、T3处理的VC含量较CK1分别提高13.5%、14.7%、27.8%；可溶性糖含量分别提高25.7%、11.4%、11.4%；硝酸盐含量分别降低60.7%、58.5%、36.1%.可溶性固形物含量以T1处理最高，为6.4%，与CK1无显著差异.结果表明，普通化肥平衡施肥，缓释肥平衡施肥及缓释肥平衡施肥配施400 kg/667m2生物有机肥较常规施肥均能提高松花菜VC、可溶性糖含量，降低硝酸盐含量.

表6 不同施肥模式对松花菜品质的影响

3 讨论

植株生长指标能够较为直观地判断植株的长势.研究表明，与不施肥相比，施肥能显著促进植株株高、茎粗和叶面积的生长[29]，本试验中，各施肥处理松花菜株高、茎粗、花球横纵径均显著高于不施肥处理.研究表明，缓释肥、平衡施肥可以显著提高植株茎粗、花直径和果实长度，有效增强植株的生长势[30-31].本试验结果表明，缓释肥平衡施肥配施400 kg/667m2生物有机肥可较常规施肥提高松花菜花球高、茎粗及花球横纵径，因为化肥与生物有机肥配施可以缓急相济、扬长避短、相互补充，及时满足作物生长发育期内对养分的需求，有效地促进作物生长发育.光合色素是植物体内吸收和传递光能的物质，其含量可以反应植物光合作用强弱，光合色素含量的测定对农作物长势监测、施肥调控和产量评估具有重要意义[32].邱现奎等[33]研究表明，与普通复合肥相比，缓释肥料可以提高大白菜生长后期叶片光合色素含量.Getachew Agegnehu等[34]研究表明，施用生物有机肥有利于促进花生叶片中叶绿素含量提高.本试验结果表明，缓释肥平衡施肥配施400 kg/667m2生物有机肥较常规施肥能促进松花菜叶片光合色素含量的增加，此结果与王庆玲等[35]在化肥减量配施生物有机肥对蒜苗生理特性、产量及品质的影响研究中所得结果相似.根系是植物吸收水和养分的主要部位，其活力水平直接影响地上部分的营养状况和产量水平.有研究表明[19,35]，生物有机肥部分替代化肥较常规施肥能显著提高植物根系活力.王成[36]研究表明，缓释肥减量施肥较常规施肥能提高韭菜的根系活力.本试验结果表明，与当地常规施肥相比，普通化肥平衡施肥可以显著提高松花菜根系活力，缓释肥平衡施肥以及缓释肥平衡施肥配施生物有机肥处理的松花菜根系活力水平显著降低，此结论与张宏伟[37]的研究结果相似，可能由于缓释肥的释放速率较慢，在一定时间段内不能完全满足植株根系吸收，因此，施用缓释肥的松花菜根系活力较普通化肥处理的低.

VC、可溶性糖、可溶性固形物、可溶性蛋白质含量是影响蔬菜口感和营养品质的重要指标，合理的施肥可以改善蔬菜品质.牛天航等[38]研究表明，缓释肥减量施肥可以提高韭菜中VC、可溶性蛋白和可溶性糖含量，降低粗纤维和硝酸盐含量.姜莉莉等[39]研究表明，生物有机肥替代化肥可提高番茄果实的糖酸比、VC和番茄红素含量，冯海萍等[40]研究发现，化肥与生物有机肥配施可以提高娃娃菜中可溶性糖含量.本研究结果显示，缓释肥平衡施肥配施400 kg/667m2生物有机肥较常规施肥能提高松花菜VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量，降低硝酸盐含量.本研究还发现，缓释肥平衡施肥配施400 kg/667m2生物有机肥较常规施肥降低了松花菜可溶性固形物含量，此结论与王伯诚等[41]在施用生物有机肥对猕猴桃产量和可溶性固形物的影响中报道结果略有不同，可能由于作物种类不同，对生物有机肥吸收不同，也可能因为试验误差.产量是衡量作物经济效益的重要指标，肥料是作物增产的质量保证.李杰等[5]研究表明，生物有机肥能够增加花椰菜花球产量和单球质量，增大经济系数，同时减缓对土壤生态环境的负面效应.王家宝等[21]研究表明，等养分条件下，生物有机肥料与化肥配合施用，可以促进油菜植株个体的生长、增加油菜产量.本试验结果表明，普通化肥平衡施肥，缓释肥平衡施肥及缓释肥平衡施肥配施400 kg/667m2生物有机肥较常规施肥处理均可提高松花菜单球质量、生物产量和经济产量，其中缓释肥平衡施肥配施400 kg/667m2生物有机肥提高率最高，因为生物有机肥能够改善作物根际微生物群，并促进化肥的利用，提高化肥利用率，进而提高作物产量.

4 结论

普通化肥平衡施肥，667 m2地块施N 33.4 kg，P2O510.9 kg，K2O 26.6 kg，配施400 kg生物有机肥为松花菜适宜的施肥模式(T3)，可较常规施肥减少化肥用量35%，增产14.9%，VC含量增加27.8%，可溶性糖含量增加11.4%，可溶性蛋白含量增加0.9%，硝酸盐含量降低36.1%，还可促进松花菜茎粗、花球横纵径及叶片光合色素含量提高，为本试验最佳处理.