覆蓋地膜對土壤養分含量及娃娃菜產量和品質的影響

練志誠 黃翔 洪娟 陳鋼 杜雷 王素萍 張貴友 張利紅 葉莉霞

摘要：采用大田試驗，進行雙因素裂區設計，主因素為覆蓋地膜（M）和不覆蓋地膜（NM），副因素為施肥（不施肥CK、習慣施肥CF、減量施肥RF和改進減量施肥IRF 4個處理），同時取不同土層土樣測定堿解氮、速效磷、速效鉀、有效鋅和有效硼含量。結果表明，與不覆蓋地膜相比，覆蓋地膜可顯著提高娃娃菜（Brassica pekinensis）單株重、生物產量和經濟產量，提高肥料利用率;施肥也能顯著促進娃娃菜的生長，提高植株養分含量和吸收量。施肥顯著提高了娃娃菜中硝酸鹽含量，并降低可溶性糖和維生素C含量，而覆蓋地膜對品質指標影響程度未達顯著水平。覆蓋地膜顯著提高了施肥處理下土壤堿解氮和速效鉀的含量，降低了土壤速效磷向下淋溶的程度，對表層土壤有效硼和有效鋅含量影響顯著，而對深層土壤無明顯影響。

關鍵詞：娃娃菜（Brassica pekinensis）;覆蓋地膜;土壤養分

中圖分類號：S634.9?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）07-0049-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.07.011

Abstract：A split-block field experiment was conducted with film mulching（M） or no film mulching（NM） as main factor and different fertilizer as the deputy factor（no fertilizer CK，farmer accustomed fertilization CF，reduced rate of fertilization RF and improved reduced rate of fertilization IRF）. Meanwhile，the contents of available N，available P，available K，available Zn and available B in different soil layers were determined. The results showed that the weight per plant，the biological yield，the economic yield，the fertilizer use efficiency，and the economic yield?of Brassica pekinensis were significantly increased by mulching compared with no mulching. Fertilization can also significantly promote the growth of Brassica pekinensis，improve plant nutrient content and uptake. Fertilization can significantly increased nitrate content，decreased soluble sugar content and vitamin C content of Brassica pekinensis，but the effect of film mulching on quality index was not significant. Film mulching significantly increased the content of available N and available K，decreased the leaching degree of available P，and significantly affected the contents of available B and available Zn in topsoil，but not in deep soil.

Key words： Brassica pekinensis; film mulching; soil nutrient

娃娃菜（Brassica pekinensis）又稱微型大白菜，屬十字花科蕓薹屬白菜亞種，為半耐寒性蔬菜。近年來，隨著農業結構的不斷調整和市場對娃娃菜需求的增長，加上娃娃菜生育期短、收益快等諸多優點，種植娃娃菜已成為廣大菜農增收的一個重要途徑。但以往娃娃菜研究主要集中在品種引進與選育[1，2]、栽培技術[3，4]、病蟲害防治[5]以及單一元素類型對產量及品質的影響[6]等方面，在平衡施肥方面缺乏系統研究，導致娃娃菜產量提升受限、品質差，嚴重影響其產業的發展。前人的研究表明，覆蓋地膜是一種增溫保墑的有效措施[7，8]，同時也可以降低因地表徑流造成的養分損失[9]，促進作物對土壤氮素的吸收利用[9，10]，然而覆蓋地膜對微量元素的影響尚未見報道。鑒于以上原因，本研究進行了覆蓋地膜和減量施肥處理試驗，分析了覆蓋地膜栽培對土壤養分的作用以及減量施肥對娃娃菜產量品質的影響，為娃娃菜覆蓋地膜種植和平衡施肥提供了科學依據。

1?材料與方法

1.1?試驗地概況

試驗于2016年8—12月在湖北省武漢市農業科學院北部園區武湖長期定位試驗基地（38°24′ N，114°25′ E）進行，該區為北亞熱帶向中亞熱帶過渡型地理氣候帶，光照充足，熱量豐富，無霜期長，降水充沛。年平均日照時間為2 080 h，≥10 ℃總積溫為5 190 ℃，年降雨量為1 300 mm左右，年蒸發量為1 500 mm，無霜期為230～300 d。土壤為灰潮土，肥力中等，田地平整，前茬為玉米。耕層（0～20 cm）土壤pH為 7.73，有機質含量為1.03%，堿解氮含量為74.84 mg/kg，速效磷含量為23.24 mg/kg，速效鉀含量為98.59 mg/kg，有效鋅含量為2.16 mg/L，有效硼含量為2.62 mg/L。

1.2?試驗材料

1.2.1?供試材料?以娃娃菜為供試材料，選用品種為春來早白。

1.2.2?供試肥料?尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O5 14%）、氯化鉀（K2O 60%）、硫酸鉀（K2O 50%）、硼酸（B 17%）和硫酸鋅（Zn 35%）。

1.3?試驗方法

試驗采取裂區設計，主區為覆蓋地膜（M）和不覆蓋地膜（NM）;副區為不同施肥處理，包括不施肥（CK）、習慣施肥（CF）、減量施肥（RF）、改進減量施肥（IRF）4個處理（表1）。3次重復，隨機區組排列，小區面積為16 m2。習慣施肥為施用尿素750 kg/hm2，過磷酸鈣1 125 kg/hm2，氯化鉀375 kg/hm2;減量施肥量為習慣施肥的70%;改進減量施肥量亦是習慣施肥量的70%，其中鉀肥由氯化鉀改為硫酸鉀，基肥增加7.5 kg/hm2硼酸、22.5 kg/hm2硫酸鋅。因覆蓋地膜娃娃菜生育期內不能進行追肥，故肥料均一次性基施。

1.4?采樣與分析

在娃娃菜收獲結束期（12月19日）采摘地上部植株樣，用電子天平稱重（精確度為0.01 kg），統計小區總產量，然后折算出產量。取可食部分進行品質測定，其中，維生素C（VC）含量測定采用2，6-二氯靛酚法滴定法，硝酸鹽含量采用水楊酸消化法，可溶性糖含量采用蒽酮比色法[11]。

樣品在105 ℃殺青0.5 h后75 ℃烘干磨碎再用高氯酸-硫酸消煮，測定氮、磷、鉀養分含量。全氮含量采用凱氏定氮法測定，全磷含量采用釩鉬比色法測定，全鉀含量采用火焰光度計法測定[12]。

試驗開始前采集基礎土樣分析土壤pH、有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀、有效鋅和有效硼;試驗結束時挖取試驗地土壤剖面，按0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm土層采集土壤樣品，并分析土壤堿解氮、速效磷、速效鉀、有效鋅和有效硼。土壤有機質用重鉻酸鉀容量法測定，速效磷用碳酸氫鈉法測定，速效鉀用醋酸銨浸提火焰光度計法測定[12]，有效鋅和有效硼含量采用國際農化服務公司（ASI）分析方法測定[13]。

肥料利用率=（施肥處理娃娃菜地上部養分吸收量-不施肥處理娃娃菜地上部養分吸收量）/施肥量×100%。

1.5?數據統計與分析

用Microsoft Excel 2003進行數據計算，用SAS8.0統計軟件進行方差和相關性分析，采用Duncans新復極差法進行多重比較。

2?結果與分析

2.1?覆蓋地膜對不同施肥處理下娃娃菜產量的影響

由表2可知，覆蓋地膜和施肥極顯著地提高了娃娃菜單株重、生物產量和經濟產量，但兩因素互做對以上指標均無顯著影響。覆蓋地膜條件下，施肥處理間差異顯著，其中以IRF處理單株重、生物產量、經濟產量和經濟系數最高，與對照（CK1）相比，單株重提高1.64倍，生物產量增加1.64倍，經濟產量增加1.85倍，經濟系數提高3.82個百分點。CF和RF單株重比對照（CK1）分別提高1.60倍和1.37倍，生物產量分別提高1.58倍和1.35倍，經濟產量分別提高1.80倍和1.46倍，經濟系數分別提高3.64和1.85個百分點。

不覆蓋地膜時，施肥處理間差異同樣顯著，其中以CF處理單株重、生物產量、經濟產量和經濟系數最高，與對照（CK2）相比，單株重提高2.20倍，生物產量提高2.75倍，經濟產量提高3.13倍，經濟系數提高4.82個百分點。RF和IRF處理單株重比對照（CK2）分別提高1.84倍和1.94倍，生物產量分別提高2.40倍和2.44倍，經濟產量分別提高2.48倍和2.77倍，經濟系數分別提高1.06和4.30個百分點。

由表2還可以看出，與不覆蓋地膜相比，同等施肥條件下，覆蓋地膜種植娃娃菜單株重、生物產量、經濟產量和經濟系數（除CF經濟系數）均有所提高，其中IRF處理單株重、生物產量、經濟產量和經濟系數分別提高16.71%、17.33%、17.43%和0.62%。

2.2?覆蓋地膜對不同施肥處理下娃娃菜生長及養分吸收的影響

2.2.1?覆蓋地膜對不同施肥處理下娃娃菜生長的影響?覆蓋地膜、施肥及兩者互作極顯著地提高娃娃菜干重。覆蓋地膜條件下，與對照（CK1）對比，CF、RF和IRF處理比CK1干重分別增加2.21、1.97和2.11倍;不覆蓋地膜時，CF、RF和IRF處理比對照（CK2）干重分別增加2.01、1.99和2.04倍（表3）。由此可見，施肥能顯著促進娃娃菜的生長，降低施肥量娃娃菜干重有所下降，但配施微量元素的改進減量施肥對娃娃菜生長促進作用接近習慣施肥。另外，同等施肥條件下，與不覆蓋地膜相比，覆蓋地膜CF、RF和IRF處理干重分別增加14.26%、6.08%和9.71%。施肥可以明顯提高娃娃菜植株中養分含量，但不同施肥處理間差異不顯著（表3）。

2.2.2?覆蓋地膜對不同施肥處理下娃娃菜養分吸收量和肥料利用率的影響?由表4可知，覆蓋地膜和施肥對娃娃菜養分吸收量均有極顯著影響。覆蓋地膜條件下，與對照（CK1）對比，CF、RF和IRF處理氮吸收量分別提高3.17、2.79和3.00倍，磷吸收量分別提高2.67、2.57和2.31倍，鉀吸收量分別提高2.75、2.36和2.57倍;不覆蓋地膜時，與對照（CK2）對比，CF、RF和IRF處理氮吸收量分別提高2.87、2.90和3.00倍，磷吸收量分別提高2.56、2.35和2.41倍，鉀吸收量分別提高2.57、2.48和2.49倍。RF處理養分吸收量低于CF處理（除不覆蓋地膜下氮吸收量），IRF養分吸收量與CF較為接近。這表明添加微量元素能夠促進娃娃菜對氮、磷、鉀養分的吸收。

覆蓋地膜條件下，RF和IRF處理可提高氮、磷、鉀肥料利用率，與CF處理相比，RF處理氮、磷、鉀肥料利用率分別提高4.9、3.8和7.2個百分點，IRF處理氮、磷、鉀肥料利用率分別提高6.8、2.4和10.8個百分點;不覆蓋地膜時，與CF處理相比，RF處理氮、磷、鉀肥料利用率分別提高7.0、2.7和10.3個百分點，IRF處理氮、磷、鉀肥料利用率分別提高7.8、3.0和10.5個百分點（表4）。由此可以看出，對種植地進行覆蓋地膜處理與采用平衡施肥技術均可進一步提高肥料的利用率。

2.3?覆蓋地膜對不同施肥處理下娃娃菜品質的影響

2.3.1?硝酸鹽含量?由表5可以看出，覆蓋地膜對娃娃菜中硝酸鹽含量影響不顯著，但施用肥料明顯提高了娃娃菜中硝酸鹽含量，且同一條件下，CF處理明顯高于其他處理。覆蓋地膜條件下，不同處理硝酸鹽含量表現為CF>RF>IRF>CK1;CF、RF和IRF處理比對照（CK1）分別提高68.55%、55.95%和34.75%。不覆蓋地膜時，不同施肥處理硝酸鹽含量表現為CF>IRF>RF>CK2;CF、RF和IRF處理比對照（CK2）分別提高58.55%、16.42%和58.38%。

2.3.2?可溶性糖含量?可溶性糖提供能源物質，維持一定的滲透壓，是作為衡量蔬菜品質的一個重要指標。由表5可知，與對照（CK1或CK2）相比，施肥處理顯著降低了娃娃菜中可溶性糖含量。同等條件下，各施肥處理間，娃娃菜可溶性糖含量無顯著差異。覆蓋地膜條件下，CF處理最高;而不覆蓋地膜時，RF處理最高。

2.3.3?維生素C含量?維生素C又稱L-抗壞血酸，是一種水溶性纖維素。由表5可知，肥料處理對娃娃菜維生素含量影響極顯著。無論種植過程中是否覆蓋地膜，施肥處理娃娃菜維生素C含量均明顯低于對照（CK1或CK2）。覆蓋地膜時，CF、RF和IRF處理比對照（CK1）分別降低37.24%、50.24%和42.55%;不覆蓋地膜條件下，CF、RF和IRF處理比對照（CK2）分別降低51.04%、48.55%和37.82%。

2.4?覆蓋地膜對不同施肥處理下土壤養分含量的影響

2.4.1?覆蓋地膜對不同施肥處理下土壤堿解氮含量的影響?覆蓋地膜、施肥及兩因素互作對0～10 cm土壤堿解氮含量影響極顯著（表6）。覆蓋地膜條件下，CF、RF和IRF處理0～10 cm土壤堿解氮含量分別比對照（CK1）增加39.90%、18.18%和10.51%;不覆蓋地膜時，CF、RF和IRF處理0～10 cm土壤堿解氮含量分別比對照（CK2）增加3.91%、0.14%和8.96%。與不覆蓋地膜相比，覆蓋地膜顯著提高了CF處理0～10 cm土壤堿解氮含量，但RF和IRF處理間差異不顯著。隨著深度增加（10～40 cm），覆蓋地膜對土壤堿解氮含量無顯著影響，不同處理間土壤堿解氮含量差異主要由施肥以及兩者互作而引起。

2.4.2?覆蓋地膜對不同施肥處理下土壤速效磷含量的影響?施肥顯著提高了土壤速效磷含量，覆蓋地膜條件下，CF、RF和IRF處理0～10 cm土壤速效磷含量分別比對照（CK1）提高2.95、1.65和3.50 倍，10～20 cm土壤速效磷含量分別比對照（CK1）提高105.44%、0.96%、12.23%;不覆蓋地膜時，CF、RF和IRF處理0～10 cm土壤速效磷含量分別比對照（CK2）提高2.39、0.97和1.55倍，10～20 cm土壤速效磷含量分別比對照（CK2）提高74.76%、9.64%和68.67%。與不覆蓋地膜相比，覆蓋地膜條件下CF、RF和IRF處理10～20 cm土壤速效磷含量分別降低20.33%、37.60%和54.91%，表明種植地覆蓋地膜可以降低磷肥向下層淋溶（表6）。不同施肥處理條件下，20～40 cm土壤速效磷含量變化無明顯規律，可能與種植地土壤的母質成因有關。

2.4.3?覆蓋地膜對不同施肥處理下土壤速效鉀含量的影響?由表6可以看出，覆蓋地膜、施肥及兩因素互作對0～20 cm土壤速效鉀含量影響極顯著。覆蓋地膜條件下，CF、RF和IRF處理0～10 cm土壤速效鉀含量高達300 mg/kg以上，而不覆蓋地膜所有施肥處理速效鉀含量均低于230 mg/kg。與不覆蓋地膜相比，覆蓋地膜顯著提高了種植地0～10 cm土壤速效鉀含量。10～20 cm土壤速效鉀含量，在覆蓋地膜條件下，RF處理顯著高于IRF和CF處理;不覆蓋地膜時，IRF和RF間無顯著差異，且均高于CF處理。深層土壤（20～40 cm）速效鉀含量在覆蓋地膜與不覆蓋地膜條件下施肥處理間差異性一致，其順序為CF>RF>IRF>CK。

2.4.4?覆蓋地膜對不同施肥處理下土壤有效硼和有效鋅含量的影響?比較同等施肥處理下土壤有效硼和有效鋅含量（表6）可以看出，覆蓋地膜顯著提高了IRF處理0～10 cm土壤有效硼和有效鋅含量，與不覆蓋地膜相比，同等施肥水平下增加了1.52和1.51倍;隨著土壤深度增加（10～40 cm），覆蓋地膜對土壤有效硼和有效鋅含量無顯著影響，但施肥以及兩因素互作對土壤有效硼和有效鋅含量仍具有極顯著影響。覆蓋地膜條件下，除10～20 cm 土壤有效鋅含量略低外，IRF處理土壤有效硼和有效鋅含量均高于其他處理;不覆蓋地膜時，不同施肥處理間僅有0～20 cm 土壤有效鋅含量差異顯著，IRF處理高于其他處理，而土壤有效硼無明顯變化規律。

3?小結與討論

氮、磷、鉀不同配施水平可以對娃娃菜的產量及肥料效應產生重要影響[14]。本研究結果表明，施肥可顯著提高娃娃菜單株重、生物產量和經濟產量，覆蓋地膜后娃娃菜經濟產量顯著提高（P<0.05），主要原因在于覆蓋地膜顯著增加了娃娃菜單株重和生物產量（P<0.05）。覆蓋地膜和施肥互作對娃娃菜經濟產量的影響達到極顯著水平，主要原因在于兩因素互作顯著增加單株重和生物產量，說明覆蓋地膜促進了肥料對娃娃菜的增產作用。