不同施氮量對莖瘤芥產量及品質的影響

肖 波，徐 茜，李保證

（重慶三峽農業科學院，重慶萬州 404155）

莖瘤芥（榨菜，Brassica junceavar.tumidaTsen et Lee）是十字花科蕓薹屬芥菜種中的一個變種，以其莖部瘤狀膨大可作鮮食，也是制作中國傳統醬腌菜榨菜的主要原料[1]。近年來，重慶榨菜主要以涪陵區為核心并沿長江沿岸的渝北、長壽、豐都、墊江、萬州等18 個區縣輻射，目前栽培總面積達12 萬余hm2，青菜頭產量達320 萬t 以上，年產銷成品榨菜70 余萬t，占全國70%以上，已逐漸成為重慶市農村經濟中產銷規模最大、品牌知名度最高、輻射帶動能力最強的優勢特色產業[2]。重慶地屬丘陵山區，山高坡陡，地塊小而分散，農業生產機械化長期處于較低水平，榨菜種植、管理和采收均屬勞動密集型產業，主要依靠人工完成，生產效率低下[3]。為片面追求榨菜產量和經濟效益，種植戶們在實際生產中普遍存在偏施氮肥、鉀肥用量不足、氮磷鉀養分施用不平衡等問題，不僅增加生產成本、降低氮肥利用率，也會增加瘤莖中硝酸鹽含量，提高食品安全風險[4-6]，未被作物吸收利用而殘留在土壤中的氮素因存在淋溶、氨揮發、硝化-反硝化作用等，會污染地下、地表水和大氣環境[7]。而且經過長年累月的連作，土壤肥力不斷提高，榨菜品種不斷更替，原有的研究結果能否適用于現在值得商榷[8]。為此，本試驗通過研究不同施氮量對榨菜品質相關指標及產量的影響，篩選適宜的施氮量水平，為科學合理施用氮肥、提高氮肥當季利用率、減少農業面源污染提供一定的依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地選擇在重慶市梁平區蟠龍鎮重慶三峽農業科學院梁平試驗站（107.8270°E，30.6285°N，海拔約760 m）進行，土壤類型為黃色豆粉泥，pH 值為5.5，有機質含量為20.0 g·kg-1，含堿解氮55.0 mg·kg-1、有效磷17.0 mg·kg-1、速效鉀244.1 mg·kg-1，土壤全量硼、鋅、鐵、鈣和錳含量分別為0.677、0.30、27.0、3.98 和1.09 g·kg-1，肥力中等，土地平坦向陽、排灌方便，前茬作物為馬鈴薯。

1.2 試驗材料

供試榨菜品種為重慶市渝東南農業科學院提供的“涪雜8 號”，選擇的氮肥為尿素（總氮含量≥46.0%），磷肥為鈣鎂磷肥（有效磷P2O5含量≥12.0%），鉀肥為氯化鉀（K2O含量≥60%）。

1.3 試驗設計

采用隨機區組設計，重復3 次，小區長4 m、寬1.7 m，行株距均為0.33 m，每小區栽植60株，小區間隔0.3 m，各重復間走道寬0.5 m。榨菜移栽時，P、K肥用量參照當地有關榨菜高產栽培方案，每公頃分別以過磷酸鈣600 kg、K2O 75 kg 作為基肥一次性施入。氮肥施加量設7 個水平：0、150、300、450、600、750、900 kg·hm-2（以下分別以N0、N150、N300、N450、N600、N750、N900表示），按移栽成活期、膨大始盛期和膨大后期2∶7∶1 的重量比例施入。其他耕作、灌水和病蟲害防治等參照當地大田管理。

1.4 測定指標及方法

在榨菜正常收獲期，各處理隨機選取10株，參照《根用和莖用芥菜種質資源描述規范》調查各小區榨菜品質相關指標及產量，實驗室常規分析方法測定榨菜各養分含量。

氮肥農學效率=(施氮區產量-不施氮區產量)/施氮量

氮肥利用率=(施氮區產量-不施氮區產量)/施氮區產量×100%

1.5 數據處理分析

試驗采用Microsoft Excel 2007 軟件對所得數據進行整理，SPSS 17.0軟件進行試驗數據的計算、統計檢驗、方差分析等。

2 結果與分析

2.1 施氮量對榨菜品質相關指標的影響

通過分析不同施氮量與榨菜主要農藝性狀的關系（見表1）可知，涪雜8 號的株高在N300水平最高，為46.9 cm，N750水平最低，為44.3 cm，說明施氮量對其生長有一定程度的影響；各水平株幅無顯著差異，意味著該指標不受施氮量的控制；菜形指數是一個重要外觀品質指標，表中看到菜形指數隨著施氮量增加一直從1.32 降至1.15，施氮量增加會導致瘤莖的縱徑變大，表明合適的施氮量能有效改善菜形出現棒狀的情況，可提高青菜頭的加工成菜率；通過莖葉比的數值變化看出，少施氮會引起瘤莖發育受阻、不能膨大，多施氮會導致榨菜葉片過度生長、浪費資源；皮筋率方面，除N450達到12.19%以外，其他水平均略低于該數值，整體差異明顯；空心率N300、N450分別為5%、0%，而N150、N600分別達到17.50%、21.25%，差異十分顯著，表明施氮量跟榨菜的空心存在極強的關聯，多施或少施都會引起空心率增大；根據凈菜率先增后減的變化看出，在適當范圍內控制施氮量能夠有效控制瘤莖占整個植株的比率，提高經濟效益。

表1 施氮量對榨菜品質相關指標的影響

2.2 施氮量對榨菜產量的影響

從表2 可以看出，施加氮肥能有效提高榨菜的產量。隨著施氮量的增加，榨菜產量呈現先增加后減少的變化趨勢，從N0水平的26 764.84 kg·hm-2升至N300水平的29 941.33 kg·hm-2，之后降至N900水平的27 617.79 kg·hm-2，差異顯著。依據榨菜產量(y，kg·hm-2)與施氮量(x，kg·hm-2)的關系可建立一元二次回歸方程（見圖1）：

圖1 施氮量與榨菜產量關系的回歸曲線

表2 施氮量對榨菜產量的影響

方程（1）的決定系數R2=0.87。解方程得到：當施氮量為400.39 kg·hm-2時，理論產量最高，可達29 896.49 kg·hm-2。

2.3 施氮量對榨菜氮肥利用率及農學效率的影響

由圖2 可見，農學效率及氮肥利用率都隨著施氮量的增加呈現先上升后下降的變化趨勢。氮肥利用率在N300水平處達到最大值10.61%，N450水平則為9.72%，過多或過少的施氮量均導致氮肥利用率過低。農學效率方面，在N150水平處僅為5.29，隨后在N300水平處升至21.18，之后緩慢降至N900水平處的5.69。

圖2 不同施氮量對氮肥利用率及農學效率的影響

2.4 施氮量對榨菜氮素平衡的影響

土壤堿解氮含量在試驗前僅為55 mg·kg-1。將各處理的土樣風干之后測定堿解氮含量，榨菜樣品烘干之后測定粗蛋白含量。由圖3 可以看出，隨著施氮量的增加，土壤堿解氮逐漸增加，并在N900水平處達到最大值139 mg·kg-1，表明多施加的氮肥會滯留在土壤中導致堿解氮含量提高，加大了農業面源污染的風險；樣品的粗蛋白含量變化幅度不大，未施氮肥的粗蛋白含量為26.85 mg·kg-1，N750水平處最高，為32.08 mg·kg-1，N900水平處最低，為23.99 mg·kg-1，表明榨菜對氮素的吸收能力有限，多施或少施氮肥均不能顯著提高榨菜粗蛋白含量。

圖3 不同施氮量對氮素平衡的影響

3 討論與結論

氮素是影響植物生長的關鍵元素，參與植物生長的各種代謝過程，與榨菜的生長發育及產量有密切關系，適宜的施氮量可以使作物增產提質。本研究從施氮量入手，分析其與榨菜主要農藝性狀和產量的關系，得到的結果與張先淑等類似，即在一定施氮量范圍內，隨著施氮量增加，榨菜產量增加、菜皮含量降低、青菜頭形狀愈好，但青菜頭空心愈嚴重，而莖/葉呈先增后降的變化[9]。張召榮等發現，施氮只能在一定范圍內提高產量，但硝酸鹽含量的增高卻沒有極限，在生產上控制施氮量是提高莖瘤芥安全性的重要因素[10]。在本試驗條件下，施氮肥能顯著改善榨菜的株高、菜形指數、莖葉比、空心率、皮筋率和凈菜率，對株幅則無顯著影響；相較于不施氮肥，適當施加氮肥可以促進榨菜瘤莖生長，提高榨菜加工成菜率，顯著提高產量；但當施氮量大于400 kg·hm-2之后反而導致各性狀指標變差，葉片瘋長影響瘤莖的膨大，氮肥利用率和農學效率下降。因此施氮肥要統籌兼顧生長發育、產量和吸收肥料的能力等綜合因素，做到科學施肥、效益最大化，建議榨菜施氮量300～400 kg·hm-2，其農藝性狀協調，產量較高，且能保證榨菜鮮菜或加工品質。