菜地土壤基礎供氮量對小白菜產量及氮素利用率的相關關系研究

嚴瑾 黃丹楓 張屹東 朱 恩

摘要 [目的]研究露地菜田的基礎供氮能力對小白菜產量、肥料利用率的影響。[方法]通過基礎供氮量試驗，建立土壤基礎供氮量與小白菜產量（無氮區）、小白菜氮素利用率之間的相關關系方程。[結果]5個試驗點的菜地土壤基礎供氮量與小白菜產量的效應函數為：y=46 616ln（x）-26 378。5個試驗點每生產100 kg小白菜平均需要吸收氮素3.11 kg。[結論]每公頃施用純氮（N）166 kg，基本可以達到小白菜優質、高產對氮素的需求，肥料利用率在24%以上。

關鍵詞 土壤；供氮量；小白菜；利用率

中圖分類號 S143.1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）16-05071-03

綠葉蔬菜含水量高，富含豐富的維生素，口感鮮嫩，對維持人們正常生理功能和增進健康具有非常重要的營養價值[1]，一直以來深受上海市民的喜愛。各屆上海市領導都非常重視菜籃子工程建設，特別強調綠葉菜的自保面積。截至2014年1月3日，上海市蔬菜在田面積3.55萬hm2，其中綠葉菜在田面積1.58萬hm2。地產蔬菜日均上市量9 900 t，其中綠葉菜4 850 t[2]。農戶為了提高蔬菜產量，氮素化肥的施用量越來越大[3]，但是氮肥的利用率并沒有因此增加。這不僅造成養分比例的失調，限制蔬菜品質的改善，而且造成農業成本的虛高，也加重了農業環境的負擔[4]。氮肥的過量施用不僅使蔬菜中硝酸鹽累積，影響蔬菜品質，而且使地下水、飲用水中的硝態氮含量超標，給生態環境造成潛在威脅[5]。隨著上海市蔬菜種植面積的迅速擴大，蔬菜合理施肥引起人們的廣泛重視，但研究技術較薄弱。張橋等[6]對廣東小白菜和菜心為代表的葉菜測土施肥試驗研究表明，土壤養分高產臨界指標分別為堿解氮190 mg/kg、有效磷95 mg/kg和速效鉀107 mg/kg。章明清等[7-9]對福建主要蔬菜氮磷鉀營養特性、施肥指標體系的研究表明，土壤肥力對蔬菜產量貢獻率為50.9%±12.8%，隨著土壤肥力等級的降低而明顯下降；空白區產量與平衡施肥產量之間存在顯著的線性關系。

自全國測土配方施肥技術項目[10]立項以來，已過了近10年的時間。在過去的10年間，國內測土配方技術研究主要集中在糧棉油作物上。自2006年該項目實施以來，上海市大田作物的測土配方技術已相當成熟，每年都會推出1～2個適用于本地作物生長習慣的專用配方肥。目前，專用配方肥的數量有20多個，廣泛適用于大田作物以及蔬菜、果樹等經濟作物。

2010年開始，測土配方施肥項目的重心逐步從以大田作物為主向經濟作物轉移。由于經濟作物品種繁多，茬口復雜，不同蔬菜對土壤肥力和肥料品種的需求都不同。因此，筆者以上海本地廣泛種植的小白菜（Brassica chinensis）為試驗材料，在全市選取5種土壤類型，設定不施氮的空白小區，并與常規施肥區對照，分析測定土壤中氮素含量（全氮、堿解氮等），記載不同時期的施肥量、常規區與無肥區的生物含氮量，研究不同土壤類型、不同產量水平氮肥吸收量、土壤地力氮素供給以及小白菜氮素當茬利用率，探討上海市目前菜地土壤的供氮量和小白菜氮素利用現狀，旨在進一步明確不同的土壤供氮量對小白菜生長的影響，為進一步實現氮素的合理運籌，從而為綠葉菜蔬菜的科學施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料 小白菜品種為日本“華王”。供試肥料品種為尿素、12%普鈣、50%硫酸鉀。

1.2 試驗設計 共設置5個試驗點，分別設置在上海市崇明縣城橋鎮（以下簡稱城橋）、寶山區月浦鎮（以下簡稱月浦）、奉賢區金匯鎮（以下簡稱金匯）、青浦區朱家角鎮（以下簡稱朱家角）和嘉定區外岡鎮（以下簡稱外岡）。試驗設3個處理，每個處理面積約為20 m2，重復3次。無肥區：不施任何肥料，僅記載產量；常規施肥區：按已有常規產量水平，確定氮、磷、鉀肥配比用量，常規肥料為無機肥；無氮施肥區：不施氮肥、磷、鉀肥，用單質肥料一次性作基肥施用，用量同常規區。3個區域均采用設施以防止串肥、滲肥。各試驗地點的小白菜肥料施用量見表1。

1.3 田間操作 該試驗為小白菜的原地直播栽培，用種量7.5 kg/hm2，小白菜整個生長期約為40 d。栽培管理按常規操作。在小白菜播種前，在試驗點上按“S”形10點采樣（0～20 cm）[11]，然后稱取0.5 kg左右風干土，測定土壤全氮、堿解氮含量。在小白菜收割后，在各處理區取土樣，取樣方法與測試項目同上；同時，采取各處理小白菜植株鮮樣，測定植株全氮含量。土壤堿解氮、全氮以及植株全氮的測定方法參照文獻[12]。

1.4 數據處理 采用DPS V7.05軟件和Microsoft excel軟件對田間試驗結果的數據做數據統計分析及差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 土壤中氮素含量與當季無肥區產量的關系 土壤中氮素含量在一定程度上可以反映該土壤的肥力水平[13]。表2表明，無肥區全氮呈下降趨勢，由試驗前的1.60 g/kg下降到1.24 g/kg，下降幅度為22.5%；堿解氮由原來的125 mg/kg下降到105 mg/kg，下降幅度為18.9%，比全氮幅度略小。對無肥區產量與土壤基礎含氮量間關系進行分析，發現當季無肥區的產量分別為朱家角>外岡>城橋>月浦>金匯。其中，除了嘉定區外岡鎮外，其余全氮含量和土壤堿解氮含量與無肥區產量之間呈現一定的正相關性。外岡點由于試驗地為第1年大棚轉露地菜地，可能會有前一茬肥料的滯留效應，影響土壤含氮量的真實水平。

2.2 施氮肥量與小白菜產量的關系 由圖1可知，5個點的磷、鉀肥用量基本一致，P2O5、K2O均在50 kg/hm2，施氮量變幅較大，在45～255 kg/hm2之間。對各點的3個處理間產量進行分析，發現城橋、月浦、金匯和朱家角的小白菜常規區的產量與無氮區相比有極顯著性的提高（F檢驗，F0.05=6.94，F0.01=18.00，P<0.01）；外岡的小白菜常規區的產量與無氮區相比，產量差異不明顯。由表3可知，除了月浦的植株含氮率略有下降外，其他各試驗點小白菜的平均植株含氮量隨著氮素的施入由無氮區的3.11%上升為常規區的3.48%，為小白菜產量的提升奠定物質基礎。由此可知，對于綠葉蔬菜，一定的施氮量能夠為小白菜物質產量累積提供保障。但是，城橋的施氮量為5個點中最高，達到255 kg/hm2，但其常規區的產量并不是這5個試驗點中最高的。嚴瑾等[14]小白菜肥料運籌技術表明，氮肥施用量與小白菜產量之間呈現一元二次方程倒拋物線型曲線關系。

2.3 土壤供氮量與無氮區產量的關系 不施氮空白區的小白菜吸氮量及其100 kg地上部可食部分吸氮量反映該土壤的基礎供氮量。由表4可知，無氮區的小白菜產量變動幅度較大，除產量最低的金匯和最高的朱家角外，產量變動在20 000 kg/hm2左右；每百千克小白菜吸氮量在2.21～4.52 kg之間，平均為3.11 kg。

由圖2可知，隨著土壤基礎供氮能力的上升，無氮區的產量呈現對數變化趨勢，即土壤基礎供氮能力越高，所對應土壤的產量也越高。當產量達到一定數量之后，增加速率趨于平緩。根據田間試驗的結果，建立了上海市小白菜土壤基礎供氮量與無氮區產量的效應函數為y=46 616ln（x）-26 378。由此可知，土壤基礎供氮量是衡量土壤地力水平的一個重要指標。

2.4 吸氮量與氮素利用率的關系 由表5可知，施用氮肥量最高達到255 kg/hm2的崇明縣城橋鎮，氮肥利用率僅為8.68%；施用氮肥量最低為45 kg/hm2的嘉定區外岡鎮，氮肥利用率為50.55%，在5個點中達到最高。分析認為，城橋的土壤基礎供氮量比外岡高出1.98 kg，說明城橋菜地土壤對氮素的依賴程度要低于外岡，較高的氮肥施用量并不能夠明顯提高氮肥的利用率。另外，外岡是5個試驗點中唯一氮素作追肥施用的地區。由此可見，不同的氮肥運籌方法也影響氮素利用率的高低。因此，關于氮素利用率，除了受客觀因素如氣候、土質、品種等影響外，肥料施用量、施用品種等也影響氮素的利用率。

3 結論與討論

研究表明，5個試驗點當季無肥區的產量高低順序為朱家角>外岡>城橋>月浦>金匯。其中，除外岡外，其余全氮含量和土壤堿解氮含量與無肥區產量之間呈現一定的正相關性。這說明土壤氮素含量在一定程度上反映土壤地力水平。無氮區的小白菜吸氮量及其100 kg地上部可食部分吸氮量反映該土壤的基礎供氮量。它與小白菜無氮區產量之間呈現明顯的對數型曲線。隨著土壤基礎供氮量的增加，小白菜產量（無氮區）也隨之增加。基礎供氮量與小白菜產量（無氮區）的效應函數為y=46 616ln（x）-26 378。外岡是5個試驗點中唯一氮素作追肥施用的地區，但其肥料利用率最高。研究還表明，氮素利用率除受客觀因素如氣候、土質、品種等影響外，肥料施用量、施用品種等也影響著氮素的利用率。5個試驗點每生產100 kg小白菜平均需要吸收氮素3.11 kg，每公頃施用純氮166 kg，基本可以達到小白菜優質高產對氮素的需求，肥料利用率在24%以上。試驗點較少，并不能代表整個上海市平均水平，需要在以后的工作中不斷地完善數據。

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責任編輯 劉月娟 責任校對 李巖