不同施肥處理對設施土壤硝態氮運移和芹菜生長與品質的影響

盧樹昌+王小波+翁福軍+王瑞+肖建中

摘 ? ?要：研究了傳統施肥、優化施肥對設施芹菜土壤硝態氮運移、芹菜生長及品質方面的影響。結果表明，優化施肥能夠減少硝態氮向土壤中下部運移，從而減輕環境風險。在優化施肥處理時，芹菜各時期長勢指標、生物量、經濟產量、品質指標均優于傳統處理，其中產量提高了11.4%，Vc含量提高了65.6%，可溶性總糖提高了48.8%，糖酸比提高了82.1%，硝酸鹽含量降低了43.2%，總酸度降低了18.4%。優化施肥能夠降低施肥環境風險、提高肥料利用效果，對提升蔬菜產量與品質具有重要參考價值。

關鍵詞： 設施芹菜;優化施肥;硝態氮;生長及品質

中圖分類號：S636.3 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.002

Effect of Different Fertilization Treatments on Soil Nitrate Nitrogen Movement and the Growth and Quality of Celery in Greenhouse

LU Shu-chang1， WANG Xiao-bo1， ?WENG Fu-jun1， WANG Rui2，XIAO Jian-zhong3

（1. College of Agronomy and Resource and Environment， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China;2. Agricultural Analyzing Center， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China;3. Wuqing Vegetables Service Station， Tianjin 301700， China）

Abstract： The effects of the traditional fertilization and optimized fertilization on the growth and quality of celery and transprotment of soil nitrate nitrogen in geenhouse were studied in this paper. The results showed that the optimized fertilization could reduce the movement of nitrate nitrogen to soil middle and lower layer， reduce environmental risks. In optimized fertilization treatment， the growth index， biomass， economic yield and quality were superior to the traditional treatment， and the yield increased by 11.4%， the Vc content increased by 65.6%， the soluble total sugar increased by 48.8%，the sugar acid ratio increased by 82.1%， the nitrate content decreased by 43.2%， and total acidity was decreased by 18.4%. The optimized fertilization woud reduce the environmental risk of fertilization， improve the fertilizer utilization ratio， and had important reference value for improving the yield and quality of vegetable.

Key words：facility celery; optimized fertilization; nitrate nitrogen; growth and quality

隨著經濟的發展，近年來設施蔬菜在我國發展較快，這對發展蔬菜產業、提高農民收入、保障全國蔬菜市場供應起到了重要作用。但在其發展過程中也同時出現了許多障礙因素，如在生產過程中為了追求產量，普遍存在過量施肥現象[1-2]，造成了土壤質量惡化[3-4]、蔬菜品質下降、肥料利用率降低與資源浪費等現象[5-6]，同時過量施肥對環境也產生了不利影響[7-8]，這些嚴重制約了設施菜田的可持續發展與農業增收。因此，研究合理施肥模式與施肥量，對于促進設施農業可持續發展，提高蔬菜產量和品質，增加農民收入具有重要意義。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2014年8—12月在天津市武清區大孟莊鎮后幼莊蔬菜基地大棚進行。供試土壤有機質含量為16.8 g·kg-1，全氮1.26 g·kg-1，有效磷105.1 mg·kg-1，速效鉀433.8 mg·kg-1，水溶性鹽含量0.379 g·kg-1，土壤質地為中壤。

供試肥料：芹菜專用肥（6.23-2.58-3.16，總養分量11.97%），尿素（N 46%），磷酸二銨（18-46-0），牛糞（0.5-0.3-0.87），菜旺肥（19-4-28），金冠肥（10-5-20）。

供試作物：芹菜，品種為文圖拉，栽培密度為43.275 萬株·hm-2。

1.2 試驗方法

該試驗設計傳統施肥和優化施肥兩處理。傳統施肥處理的氮磷鉀肥施用量分別為N 60 kg·（667 m2）-1、P2O5 25 kg·（667 m2）-1、K2O 25 kg·（667 m2）-1，氮磷鉀施用量按照基追肥比1∶1分配，追施2次;優化施肥處理的氮磷鉀肥施用量分別為N 35 kg·（667 m2）-1、P2O5 25 kg·（667 m2）-1、K2O 12.5 kg·（667 m2）-1，氮磷鉀施用量按照基追肥比1∶2分配，追施3次。田間管理：2014年8月20號旋棚施肥，8月21號做畦，8月29號定植芹菜。小區面積60 m2，每個處理重復3次，于2014年12月28日收獲。

1.3 樣品采集與測定方法

在芹菜生長的初期、中期、后期分別測定株高，葉片SPAD值，收獲時測定產量，并采集不同處理樣品。

樣品品質指標可溶性固形物、可溶性蛋白、可溶性總糖、維生素C、葉綠素、硝酸鹽、單寧、總酸度等測定方法分別為折光儀法、考馬斯亮藍法、斐林試劑比色法、2， 6 一二氯酚靛酚法、分光光度法、紫外分光光度法、EDTA絡合滴定法和酸堿滴定法等[9]。

1.4 數據處理

試驗數據處理采用Microsoft Excel 2003和 DPS 7.05數據處理系統完成。

2 ?結果與分析

2.1 不同處理對土壤硝態氮含量的影響

由圖1可知，在芹菜種植之前，土壤中各土層的硝態氮含量情況是：0～30 cm土層中硝態氮含量最高，都在100 mg·kg-1以上;其他土層的硝態氮含量相近，且都遠遠低于表層土壤，都在12 mg·kg-1以下。在芹菜種植后，硝態氮含量在土壤中的分布情況發生明顯變化，兩個處理在0～30 cm土壤中硝態氮含量最低，且都低于芹菜定植前的硝態氮含量，30～60、60～90 cm土壤中硝態氮含量基本一致，90～120 cm土壤中硝態氮含量最高，30～120 cm土壤中硝態氮含量都高于芹菜定植前的含量。傳統施肥處理土壤硝態氮含量高于優化施肥處理。表層（0～30 cm）為芹菜根系的吸收養分區域，硝態氮被植物的吸收利用及隨著灌溉水向下層淋洗，是其含量下降的原因。由于優化施肥處理養分投入量較低，所以其向下層淋洗，累積的量也相應減少，降低了對地下水污染的風險。

2.2 不同處理對設施芹菜生長的影響

在芹菜生長的初期，優化處理的芹菜株高和葉綠素含量都略高于傳統處理，但沒有顯著差異。在芹菜生長的中期，優化處理的葉綠素SPAD值較傳統處理高出14.2%，差異達顯著水平。在芹菜生長的后期，優化處理的株高、葉綠素SPAD值都顯著高于傳統處理，分別高出10.7%和13.6%，均達到顯著水平，見表1。

2.3 不同處理對芹菜生物量和經濟產量的影響

由表2可知，優化處理顯著提高了芹菜的總產量和經濟產量，其中優化處理的經濟產量達16.785 萬kg·hm-2，較傳統處理高出11.4%，其中莖葉重比重達到97%，根只占3%左右。

2.4 蔬菜產品品質分析

芹菜的可溶性固形物、可溶性蛋白、可溶性總糖、硝酸鹽、維生素C、單寧、總酸度等指標反映了芹菜的品質情況，其中Vc 是許多園藝作物的重要營養品質指標之一，其含量的多少直接影響蔬菜的營養價值，進而影響人體健康。而硝酸鹽是致癌物質亞硝胺的前體，易誘發人體消化系統癌變，在蔬菜中應嚴重控制其含量[10]，單寧、可溶性糖，總酸度與其口感有關。由表3可知，優化處理的芹菜的Vc含量提高了65.6%，可溶性總糖提高了48.8%，糖酸比提高了82.1%，硝酸鹽含量降低了43.2%，總酸度降低了18.4%，可溶性固形物、可溶性蛋白、單寧含量差異不大。優化施肥對蔬菜品質提高有一定促進作用。

3 結論與討論

與大田作物相比，蔬菜作物的根系普遍分布較淺，根長密度低，養分吸收能力相對較弱[11]，在設施蔬菜生產中為了滿足蔬菜作物的快速生長及產量的提高，往往投入了過量的肥料。而過量的肥料并不能使作物產量進一步提高，反而造成了產量和品質的降低[5]。過量的氮素造成作物體內和土壤中硝酸鹽的累積[12-20]，而硝酸鹽在土壤中隨水分的移動能力較強，在降水和灌溉的作用下進入地表水體和地下水，威脅水體環境和人類的健康。本試驗中優化施肥處理較傳統處理能使各土層中硝態氮含量顯著下降，減少養分向下運移、淋失，降低環境風險。同時芹菜的產量增加了11.4%，硝酸鹽含量降低了43.2%。相對于傳統施肥處理，優化施肥處理的芹菜在各生長時期的株高、SPAD這兩長勢指標都更好，這可能與傳統施肥處理施氮過高，抑制了其他元素的吸收有關。在品質指標中優化處理使芹菜的Vc含量提高了67.4%，糖酸比提高了82.1%，其結果與王小波等[21]、高偉等[22]的研究結果相似。綜上，優化施肥措施能很好地促進芹菜生長，提升芹菜產量和品質。

參考文獻：

[1] YAN Z J， LIU P P， LI Y H， et al. Phosphorus in China's intensive vegetable production systems： over fertilization， soil enrichment， and environmental implications[J].Journal of Environmental Quality，2013，42（4）：982-989.

[2] 曹文超，張運龍，嚴正娟，等.種植年限對設施菜田土壤pH及養分積累的影響[J].中國蔬菜，2012 （18）：134-141.

[3] 余海英，李廷軒，周健民.典型設施栽培土壤鹽分變化規律及潛在的環境效應研究[J].土壤學報，2006， 43（4）：571-576.

[4] 任濤.不同氮肥及有機肥投入對設施番茄土壤碳氮去向的影響[D].北京：中國農業大學，2011.

[5] 董潔，鄒志榮，燕飛，等.不同施肥水平對大棚番茄產量和品質的影響[J].北方園藝，2009（12）：38- 41.

[6] CHEN Q， ZHANG X S， ZHANG H Y， et al. Evaluation of current fertilizer practice and soil fertility in vegetable production in the Beijing region[J].Nutrient Cycling in Agroecosystems，2004，69：51-58.

[7] 曹志洪.施肥與大氣環境質量-論施肥對環境的影響[J].土壤，2003，35（4）：265-270.

[8] 郭金芝，金東日，杜長青，等.施肥對大棚蔬菜地土壤水及地下水硝酸鹽和亞硝酸鹽污染的研究[J].延邊大學學報：自然科學版，2009，35（2）：156-159.

[9] 鮑士旦.土壤農化分析 [M]. 3版.北京：中國農業出社，2000.

[10] 李明悅，朱靜華，廉曉娟，等.鉀肥不同用量對青花菜產量和品質的影響[J].天津農業科學，2009，15（2）：46-48.

[11] 陳清，盧樹昌. 果類蔬菜養分管理[M].北京：中國農業大學出版社，2015.

[12] 鄒國元，王幼珊，邢禮軍，等.施肥對芹菜生長及硝酸鹽含量的影響[J].中國農學通報，2004，20（6）：175-177.

[13] 趙俊，董曉飛，趙美華，等.不同施肥組合對晉菜3號大白菜產量及硝酸鹽累積的影響[J].山西農業科學，2009（12）：36-38.

[14] 新楠，盧樹昌，王小波.不同施肥方式對設施番茄產量和土壤氮及磷累積的影響[J].北方園藝，2013（6）： 183-186.

[15] 趙沛義，段玉，妥德寶，等.施肥對甜菜產量、物質積累和養分吸收規律的影響[J].華北農學報，2008（6）：199-202.

[16] 康云艷，張春蘭，張雷，等.不同施肥處理對出口青花菜產量與品質的影響[J].華北農學報，2005（6）：63-67.

[17] 郭守春，鄒國元，左強，等.不同施肥條件下花椰菜氮肥供需平衡研究[J].華北農學報，2012（S1）：281-287.

[18] 邵慶華，張瑞林，項鵬宇.不同施肥量對結球大白菜產量的影響[J].內蒙古農業科技，2002（5）：16-18.

[19] 王凱，孫碧愷，姚穎，等.土壤調理劑對設施菜田土壤理化性狀及環境效應影響研究[J].天津農業科學，2015，21（6）：55-58.

[20] 程季珍，巫東堂，亢青選，等.山西設施菜田土壤養分狀況及蔬菜平衡施肥[J].山西農業科學，2005（3）：58-61.

[21] 王小波，盧樹昌，王瑞，等.蚯蚓糞與蛭石結合對設施菠菜生長和品質的影響研究[J].北方園藝，2014（18）： 63-66.

[22] 高偉，朱靜華，李明悅，等.有機無機肥料配合施用對設施條件下芹菜產量、品質及硝酸鹽淋溶的影響[J].植物營養與肥料學報，2011，17（3）：657 -664.