多年連續(xù)種植草莓地塊化肥減量施用對(duì)草莓產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

吳愉萍，連瑛，沈嵐，王明湖，鐘鶯鶯，李政，李雅穎

(1.寧波市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理總站，浙江 寧波 315012；2.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 寧波 315040；3.寧波市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 寧波 315012；4.寧波檢驗(yàn)檢疫科學(xué)技術(shù)研究院，浙江 寧波 315012；5.浙江省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，浙江 杭州 310003; 6.中國(guó)科學(xué)院寧波城市環(huán)境觀測(cè)研究站 寧波市城市環(huán)境過(guò)程與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 寧波 315830)

草莓是薔薇科草莓屬多年生草本植物，植株矮小，果實(shí)汁多味香，形美色艷，是人們喜愛(ài)的果中珍品，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高[1-2]。浙江省是全國(guó)重要的設(shè)施草莓主產(chǎn)區(qū)[3]，草莓種植面積5 333 hm2，產(chǎn)量10萬(wàn)t，年產(chǎn)值約15 億元[4]。因草莓經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，莓農(nóng)普遍存在過(guò)量施肥情況，特別是氮肥和磷肥長(zhǎng)期過(guò)量施用[5]。長(zhǎng)期大量低效施用化肥帶來(lái)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入增加、農(nóng)業(yè)面源污染、土壤生態(tài)系統(tǒng)功能退化等一系列問(wèn)題[6-7]。本研究以多年連續(xù)種植草莓、土壤養(yǎng)分含量極度豐富的地塊為研究對(duì)象，研究化肥減量施用對(duì)草莓產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2017—2018年在寧波市農(nóng)科院東錢湖基地進(jìn)行，經(jīng)緯度為東經(jīng)121°39′44″，北緯29°48′50″。該地塊已連續(xù)8 a種植草莓，肥料的施入量較高。該季草莓種植前，土壤pH值為5.85，有機(jī)質(zhì)為4.56%，水解性氮、有效磷和速效鉀分別為211.17、181.12、624.17 mg·kg-1。供試草莓品種為紅頰，由寧波市農(nóng)科院育苗，采用大棚栽培。

供試肥料為羊糞、菜籽餅、石灰氮(榮寶50%顆粒氰氨化鈣，N≥20%)、恩泰克復(fù)合肥(N 12%，P2O511%，K2O 18%)、過(guò)磷酸鈣(P2O5≥14%)、硫酸鉀鎂(K2O≥40%)、萊米特水溶肥(N 13%，P2O56%，K2O 40%)和海法保力豐復(fù)合肥料(N 16%，P2O58%，K2O 32%)。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)EN、PK和CK三個(gè)處理。EN為常規(guī)施肥處理，以恩泰克復(fù)合肥為基肥，每667 m2用量為40 kg；PK為氮減量施肥處理，除石灰氮用于土壤消毒外，基肥不施化學(xué)氮肥，磷肥和鉀肥667 m2用量分別為過(guò)磷酸鈣32 kg和硫酸鉀鎂18 kg；CK為對(duì)照，除石灰氮用于土壤消毒外，基肥不施化學(xué)氮、磷、鉀肥。

以667 m2為施肥單位，EN處理施入化肥的折純量分別為N 17 kg，P2O55 kg，K2O 11 kg；PK處理施入化肥折純量分別為N 13 kg，P2O55 kg，K2O 11 kg；CK處理施入化肥折純量分別為N 13 kg，P2O51 kg，K2O 4 kg。每處理重復(fù)2次，共6個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積37.5 m2。

以667 m2為施肥單位，各處理均于2017年8月18日施入腐熟羊糞2 000 kg、菜籽餅69 kg和石灰氮56 kg，翻耕后灌水，覆蓋地膜進(jìn)行高溫悶棚；9月4日將其他基肥按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)施入土壤后翻耕整地；9月21日草莓移栽定植；10月31日草莓覆蓋地膜，11月19日蓋大棚膜；11月29日草莓進(jìn)入始果期；12月26日第一批草莓成熟；2018年1月12日進(jìn)行第一次追肥，所有處理均施入5 kg萊米特水溶肥；2月7日進(jìn)行第二次追肥，施用的肥料為海法保力豐復(fù)合肥料，施用量為5 kg；4月下旬草莓采摘結(jié)束。所有處理的其他栽培管理和病蟲(chóng)害防治措施均一致。草莓不做疏花疏果處理。

1.3 測(cè)定參數(shù)與方法

草莓定植前(2017年9月27日)、始果期(12月5日)和掛果后期(2018年4月13日)采集土壤樣品，測(cè)定pH值、有機(jī)質(zhì)、水解性氮、有效磷和速效鉀含量。土壤pH值參照NY/T 1377—2007《土壤pH的測(cè)定》方法測(cè)定；有效磷含量參照NY/T 1121.7—2014《土壤檢測(cè) 第7部分：土壤有效磷的測(cè)定》方法測(cè)定；速效鉀含量參照LY/T 1234—2015《森林土壤鉀的測(cè)定》方法測(cè)定；水解性氮參照LY/T 1228—2015《森林土壤氮的測(cè)定》方法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量參照NY/T 1121.6—2006《土壤檢測(cè)》第6部分 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定方法檢測(cè)。

分別于2017年12月26日、2018年1月3日、1月10日、1月18日、1月26日、2月2日、2月12日、2月24日和3月9日測(cè)定每個(gè)小區(qū)草莓成熟果數(shù)量、商品果數(shù)量、最大單果重和產(chǎn)量。2月24日采集草莓樣品，用于檢測(cè)含水量、蛋白質(zhì)含量、Ca含量、可溶性固形物含量和總酸含量。含水量含量參照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》第一法測(cè)定；蛋白質(zhì)含量參照GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定方法第一法測(cè)定》；Ca含量參照GB 5009.92—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鈣的測(cè)定》方法檢測(cè)；可溶性固形物含量參照GB/T 10786—2006《罐頭食品的檢驗(yàn)方法可溶性固形物含量的測(cè)定》方法測(cè)定；總酸含量參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》方法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SigmaPlot 10.0繪圖，采用DPS v 7.05進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 化肥減量對(duì)土壤理化性狀的影響

圖1顯示，雖然PK和CK處理化學(xué)氮肥折純用量比EN處理減少23.5%，但是草莓生長(zhǎng)初期(9月27日)、中期(12月5日)和后期(4月13日)，不同施肥處理間土壤水解氮含量間無(wú)顯著性差異。CK處理比PK處理和EN處理化學(xué)磷肥折純用量減少80.0%。草莓不同生長(zhǎng)期，土壤有效磷含量在3個(gè)不同處理間也無(wú)顯著性差異。本季施肥處理前，供試地塊土壤中水解性氮211.17 mg·kg-1、有效磷181.12 mg·kg-1。較高的土壤養(yǎng)分含量可能是導(dǎo)致不同施肥處理土壤中有機(jī)質(zhì)、水解性氮和有效磷含量均無(wú)顯著性差異的原因。CK處理比EN和PK處理化學(xué)鉀肥折純用量減少63.6%。草莓生長(zhǎng)初期和中期，不同施肥處理的土壤速效鉀含量無(wú)顯著性差異。但在草莓生長(zhǎng)后期，CK處理中土壤速效鉀含量顯著高于EN處理。可能原因?yàn)镋N處理土壤氮素含量豐富，草莓葉片徒長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)組織生長(zhǎng)旺盛，帶走了土壤中較多速效鉀。

同日期柱上無(wú)相同小寫字母表示處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。

草莓生長(zhǎng)初期，EN處理土壤pH為6.48，顯著低于CK處理(7.17)。草莓生長(zhǎng)中期和后期，不同施肥處理間土壤pH值無(wú)顯著差異。化學(xué)氮肥的長(zhǎng)期施用是我國(guó)農(nóng)田土壤加速酸化的主要原因[8]。有研究表明，化肥的施用能夠?qū)е峦寥纏H在短時(shí)間內(nèi)快速下降后緩慢回升[9]，這可能是導(dǎo)致EN處理土壤pH在草莓生長(zhǎng)初期顯著低于CK處理的原因。

2.2 化肥減量對(duì)草莓產(chǎn)量的影響

由圖2可知，草莓始收果期(12月26日至1月10日)，累計(jì)成熟果數(shù)和累計(jì)總產(chǎn)量均處于緩慢增長(zhǎng)階段。1月10日至2月24日成熟上市草莓?dāng)?shù)量增加；2月24日后草莓成熟速度又再加快。不同處理間累計(jì)成熟草莓果數(shù)、總產(chǎn)量和商品果產(chǎn)量雖無(wú)顯著差異，但表現(xiàn)出PK和CK處理大于EN處理的趨勢(shì)。整個(gè)采摘期，EN、PK和CK處理每667 m2草莓成熟果數(shù)分別為19 484、25 483和23 881個(gè)，667 m2產(chǎn)量分別為373、498和478 kg，667 m2商品果產(chǎn)量分別為3001、397和391 kg。圖3顯示，最大單果重表現(xiàn)出隨著采摘時(shí)間延長(zhǎng)而增大的趨勢(shì)，不同施肥處理間最大單果重不存在顯著差異。

同采摘時(shí)間無(wú)相同小寫字母表示處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。圖3同。

圖3 不同施肥處理最大單果重

本試驗(yàn)地塊有機(jī)質(zhì)、水解性氮和速效磷含量為《北京市土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)指標(biāo)》[10]極高水平值的2倍，速效鉀含量約為極高水平值的4倍，超出草莓養(yǎng)分吸收含量需求[11-12]，這可能是導(dǎo)致本試驗(yàn)化肥減量后，草莓產(chǎn)量反而有所增加的原因。化肥多年持續(xù)投入，土壤的總養(yǎng)分含量有了質(zhì)的提升，但對(duì)作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)貢獻(xiàn)力卻沒(méi)有顯著增加[13]，甚至?xí)l(fā)生肥害，導(dǎo)致減產(chǎn)或絕收[10，14]。

2.3 化肥減量對(duì)草莓品質(zhì)的影響

表1顯示，EN、PK和CK處理草莓含水量分別為89.8%、89.6%和89.9%，不同施肥處理間變化不大。EN處理的蛋白質(zhì)、鈣和總酸含量高于PK和CK處理，可溶性固形物含量低于PK和CK處理。EN、PK和CK處理固酸比分別為14.0、16.2和15.6，PK處理最高，EN處理最低。EN處理草莓口感較PK和CK處理差，原因可能為土壤中氮含量過(guò)多，過(guò)高的施氮量會(huì)導(dǎo)致草莓含糖量和固酸比降低，影響草莓品質(zhì)[15]。

表1 不同施肥處理草莓品質(zhì)指標(biāo)

3 小結(jié)

連續(xù)多年種植草莓，用肥量大，導(dǎo)致土壤中有機(jī)質(zhì)、水解性氮、有效磷和速效鉀等養(yǎng)分含量極度豐富。

土壤養(yǎng)分含量極度豐富地塊，化肥減量施用后，土壤中養(yǎng)分含量的差異變化不顯著，草莓累計(jì)成熟果數(shù)、總產(chǎn)量和商品果產(chǎn)品沒(méi)有顯著差異，但表現(xiàn)出PK和CK處理大于EN處理的趨勢(shì)。不同施肥處理間最大單果重不存在顯著差異。

EN處理蛋白質(zhì)含量、鈣含量和總酸含量高于PK和CK處理，可溶性固形物含量低于PK和CK處理，固酸比最低，草莓口感最差。