不同肥水用量与施用时期对设施小白菜生长、品质和水分利用效率的影响

摘" " 要：为探明肥料减量下小白菜肥水合理施用时期，以期为高产优质小白菜生产提供技术支持，设置灌水量（W）、施肥量（F）、同生长期不同灌水施肥量（WF）3个因素，利用正交试验设计L9" "（34）进行生长试验操作，并增加正常灌水不施肥空白处理（CK），研究不同肥水施用量与施用时期对小白菜生长、品质和水分利用效率的影响。结果表明，当灌水量为正常量的115%、施肥量为正常量的80%，并且小白菜生长前期（0～10 d）灌水施肥量占施用总量的15%、生育中期（11～20 d）和生长后期（21～30 d）各占施用总量的42.5%时，小白菜单株鲜质量最大，为42.80 g，此时植株硝酸盐积累最少，可溶性糖含量最高，为4.16 mg·g-1，并且水分利用效率高于其他处理。由此可见，在肥料减量20%的情况下，小白菜生长中后期增加灌水施肥量，可以提高小白菜产量，减少叶片硝态氮积累，增加可溶性糖含量，提高水分利用效率。

关键词：肥料减量;小白菜产量;可溶性糖;水分利用效率

中图分类号：S634.3" " " " 文献标识码：A" " " " " DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2024.12.005

Effects of Different Fertilizer and Water Amount and Time on Growth， Quality and Water Use Efficiency of Pakchoi

JIAO Shengqun1，" LI Jihui1，" ZHANG Lei2， LIU Xueping1， ZHAO Li1， ZHANG Yongtao1

（1. Linyi Academy of Agricultural Sciences， Linyi，Shandong 276012， China; 2. Linyi Meteorological Bureau， Linyi，Shandong 276000， China）

Abstract： In order to investigate the optimal timing for fertilizer and water application for high-yield and high-quality production of pakchoi （Brassica campestris L. ssp. Chinensis Makino） under reduced fertilizer conditions，" three factors were considered：irrigation amount （W）， fertilization amount （F）， and different irrigation and fertilization amount （WF） with the same growth stages.An Orthogonal experimental design L9" "（34） was employed， with an additional control group （CK） receiving normal irrigation without fertilization ， to study the effects of different fertilizer quantities， water irrigation amount and timings on the growth， quality and water use efficiency （WUE） of pakchoi under substrate cultivation conditions. The results showed that when the irrigation amount was 115% of the normal amount and the fertilizer amount was 80% of the normal amount， and the amount of irrigation and fertilization was 15% of the total amount in the early growth stage （0-10 d） 42.5% in the middle growth stage （11-20 d） and 42.5% in the late growth stage （21-30 d）， the single fresh weight of pakchoi peaked at 42.80 g. Additionally， the accumulation of nitrate nitrogen was minimized， while soluble sugar content" maximized at 4.16 mg·g-1. The water use efficiency was higher than other treatments. Therefore，under reduced fertilizer conditions， appropriately increasing the irrigation amount and maintaining consistent application levels in the middle and late stages can enhance pakchoi yield， decrease nitrate nitrogen accumulation， elevate soluble sugar content， and improve water use efficiency.

Key words： fertilizer reduction; pakchoi yield; soluble sugar; water use efficiency

小白菜（Brassica campestris L. ssp. Chinensis Makino）作为常见的绿叶蔬菜，可以一年多茬种植，经济效益高，种植面积较大，在稳定蔬菜市场供应中发挥了重要作用[1-2]。同时，小白菜需肥量大，多茬种植会从土壤中带走大量养分，为保证产量，需施用适宜的肥料。目前，小白菜盲目施肥问题严重，具体表现为过量施肥、肥料施用比例不合理等，这会造成硝酸盐污染、小白菜品质安全问题、农田环境问题[3-9]。

小白菜使用基质栽培能够摆脱对土壤的依赖，避免土传病害、连作障碍和土壤碱化的问题，可实现小白菜生产节水减肥和肥水精准管理的目标[10]，该方式在全世界范围内受到欢迎[11-12]。在小白菜基质栽培过程中，人们经常使用大量元素水溶肥，与普通肥料相比，其具有溶解性高、养分全面、配方灵活、养分被作物吸收率高等优点[13]。研究表明[14-18]，大量元素水溶肥能够改善植株的生长特性，提高小白菜的产量和品质，显著降低硝酸盐含量。在氮素肥料适度减量并配施有机肥和生物菌肥情况下，小白菜的硝酸盐含量降低，VC和粗纤维含量增加，经济效益提高[11-12，19-22]。

鉴于此，本研究以小白菜为试验材料，采用基质栽培的方式，在肥料减量的情况下，研究小白菜不同生长时期施用不同肥料与水分用量对其生长的影响，探明小白菜不同生长期适宜的肥料、水分用量和分配量，以期节约肥料，减少栽培成本，为设施小白菜高产优质栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验在临沂设施气象实验站（沂南县双堠镇）温室大棚内进行，垄宽0.25 m，长8 m。供试的小白菜品种为京研快，每株间隔10 cm。供试肥料为诺普丰水溶性复合肥（N∶P2O5∶K2O比例为19∶19∶19），整个生长期正常用量按165 kg·hm-2折算。小白菜正常灌水量（相当于降水量9 mm）为30 d生长期内浇水9次，每次每垄浇水30 000 mL·hm-2。播种与收获时，基质含水量一致，基质选用青岛佳垦仔苗专用基质。

1.2 试验设计

试验设置灌水量（W）、施肥量（F）、同生长期不同灌水施肥量（WF）3个因素，灌水量为正常灌水量的115%（W1）、100%（W2）、85%（W3），各处理灌水次数一致;施肥量为正常量的100%（F1）、90%（F2）、80%（F3）;同生长期不同灌水施肥量分为3个水平，这3个水平的生育前期（0～10 d）灌水与施肥量均为整个生育期总量的15%，不同的是生育中后期。WF1水平为生育中期（11～20 d）灌水施肥量为整个生育期总量的55%、生育后期（20～30 d）灌水施肥量为整个生育期总量的30%;WF2水平为生育中期（11～20 d）灌水施肥量为整个生育期总量的30%、生育后期（20～30 d）灌水施肥量为整个生育期总量的55%;WF3水平为生育中期及后期灌水施肥量均为整个生育期总量的42.5%。

通过正交试验设计L9" "（34）来进行试验操作，设置正常灌水不施肥为对照（CK），共10个处理，每处理重复3次（表1）。

1.3 测定项目

移栽定植和收获时，分别测定叶片SPAD值、株高和10株生物量。收获时，测定硝态氮和可溶性糖含量。硝态氮含量采用水杨酸法测定，可溶性糖含量采用苯酚法测定。

水分利用效率（WUE）公式如下：

WUE = Y/ETa

式中，WUE为水分利用效率（kg·hm-2·mm-1），即小白菜消耗单位面积水量所形成的产量（kg·hm-2）;ETa为作物生育期耗水量（mm）;Y为小白菜产量（kg·hm-2）。

1.4 数据分析

数据应用SAS 9.4软件进行统计分析，多重比较采用Duncan法，图形绘制应用Origin 2019软件。

2 结果与分析

2.1 不同肥水用量与时期对小白菜生长的影响

由表2可知，小白菜定苗后7 d，C6处理的相对叶绿素含量最高;收获时，C6处理的相对叶绿素含量同样最高，其余处理均高于CK。由表3可知，定苗后7 d与收获时，各处理的相对叶绿素含量无显著差异（Pgt;0.05）。由表2可知，小白菜定苗后7 d，C9处理的株高最高;收获时，C6处理的株高最高，但各处理的株高差异不大。由表3可知，定苗后7 d和收获时，各处理的株高之间均无显著差异（Pgt;0.05）。以上结果说明，不同灌水量、施肥量和施用时期对小白菜的叶绿素含量和株高无显著影响。

2.2 不同灌水量和施肥量对小白菜产量的影响

由图1可知，C3处理的单株鲜质量最大，为42.80 g，显著大于其他处理（Plt;0.05），而C2、C9处理的单株鲜质量最小，仅为19.16、15.13 g，均小于CK，并且C9处理与其他处理差异达显著水平（Plt;0.05）。这说明C3处理的灌水量、施肥量和施用时期最适宜小白菜的生长。由C2处理结果可知，虽然灌水量和施肥量增加，但灌水和施肥时期不合适，仍会造成小白菜减产。

由表4可知，小白菜鲜质量极差数值由大到小排序为水肥施用时期（13.63）gt;灌水量（8.70）gt;施肥量（4.79）。这说明灌水时间和施肥时期是影响小白菜产量的主要因素，其次是灌水量，施肥量影响程度最小。

2.3 不同灌水量和施肥量对小白菜硝态氮和可溶性糖含量的影响

由图2可知，C2处理的硝态氮含量最高，显著高于其他处理（Plt;0.05），可溶性糖含量较低，略高于CK，显著低于C1、C3、C8处理（Plt;0.05）。C3、C8处理的硝态氮含量最低，而C3处理的可溶性糖含量最高，高于C1、C6、C8、C9处理，也显著高于其余处理（Plt;0.05）。这说明C3处理的灌水量、施肥量和施用时期最适宜小白菜可溶性糖含量的积累，并且硝态氮积累最少，易于形成高品质蔬菜。

2.4 不同处理的小白菜水分利用效率

由表5可知，C3处理的植株干质量最高，显著高于其他处理（Plt;0.05）。C3处理的水分利用效率也最高，显著高于C2、C4、C9处理（Plt;0.05），但与其余处理无显著差异（Plt;0.05）。C2、C9处理的植株干质量和水分利用效率均低于其他处理。这说明C2、C9处理的灌水量、施肥量和施用时期不利于小白菜的生长。灌水施肥用量最大（C1处理）时，小白菜10株干质量和水分利用效率均比C3处理低。这说明单纯加大肥水并不能增加产量，反而降低了水分利用效率。本研究结果表明，C3处理的产量和水分利用效率高，符合小白菜的生长需要。

3 讨论与结论

3.1 讨论

在小白菜种植中，施用大量元素水溶肥能够改善植株的生长特性[13-19，23]，提升产量、品质和效益等，与常规施肥相比，增产幅度可达到14.26%[15]。施肥量也显著影响蔬菜的产量[3]，适量减少化肥施用量并配施有机肥能够有效改善蔬菜作物的营养品质[3，24]。本研究发现，肥料减量下不同肥水施用量与施用时期对设施小白菜生长具有一定的影响。其中，2个减量施肥处理（C2、C9处理）的产量有所下降，其他处理在增加灌水量或合理分配肥水施用时期的情况下，弥补了因缺少肥料而造成的减产。特别是小白菜生长中后期灌水施肥用量增加的处理显著增加了产量。

与正常施肥相比，肥料减量施用后，硝酸盐累积量减少[3， 25～26]。本研究中，肥料减量10%时，C2处理的肥水施用时期对小白菜生长和产量的影响大于肥料减量所带来的影响，小白菜硝态氮含量增加，其余化肥减量处理的硝态氮含量皆小于正常施肥处理。研究表明，与化肥全量施用相比，无机肥料减量25%+配施固氮生物菌肥模式可使小白菜可溶性蛋白质、可溶性糖和VC含量等品质指标显著提高[22];无机肥料减量20%+配施有机肥模式可使番茄产量达到最高，并且可溶性糖和VC等品质指标显著高于CK[24]。本研究中，肥料减量+常规灌水量模式可使小白菜硝态氮含量低于常规灌水施肥量处理，增加可溶性糖含量;肥料减量+适当加大灌水量模式可降低小白菜硝态氮含量，提高可溶性糖含量显著，增加产量。

研究表明，随着土壤相对含水量的增加，温室内樱桃番茄水分利用效率逐渐降低[27]。灌水方式也影响水分利用效率，采用膜下滴灌方式，大豆水分利用效率可提高50%以上[28]，肥水用量也并非越多越好，适量灌溉和施肥可获得作物的高产量和高水分利用效率[10]。本研究中，灌水施肥不减量（C1处理）时，小白菜10株干质量和水分利用效率均低于C3处理，并且差异显著。小白菜生长后期灌水施肥用量比重大时，产量和水分利用效率均低于其他处理。C3处理的施肥量较正常减量20%，灌水量较正常量增加15%，灌水施肥在小白菜生长中后期施用量相同（占整个生育期总量的42.5%），小白菜10株干质量最大，水分利用效率最高，可溶性糖含量也较高。这说明肥料施用与水分灌溉时期会影响作物的产量、品质和水分利用效率[29]。

3.2 结论

本研究结果表明，在设施小白菜基质栽培时，当灌水量为正常量的115%、施肥量为正常量的80%，并且小白菜生长前期（0～10 d）灌水施肥量占施用总量的15%、生育中期（11～20 d）和生长后期（21～30 d）各占施用总量的42.5%时，小白菜单株鲜质量最大，为42.80 g，小白菜硝态氮积累最少，可溶性糖含量最高，为4.16 mg·g-1。由此可见，肥料减量下适当增加灌水量，并且生长中期和生长后期水肥施用量相同（占总施用量的42.5%）时，可增加小白菜的产量，提高品质，节约生产成本。

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基金项目：山东省现代农业产业技术体系蔬菜创新团队（SDAIT-05-18）

作者简介：焦圣群（1981—），女，黑龙江桦南人，高级农艺师，主要从事园艺作物栽培技术研究。