氮肥追施量及追施間隔對設施黃瓜生長的影響

周 靜，史向遠，張曉晨，王保平，王秀紅，張紀濤，劉珍伶

（山西農業大學 山西有機旱作農業研究院/省部共建有機旱作農業國家重點實驗室（籌），山西 太原 030031）

長期以來我國設施蔬菜生產中不合理施肥的現象普遍存在。目前，設施蔬菜生產中主要是將有機肥用作基肥，在種植前隨翻耕施入土壤，化肥既用作基肥也用于追肥，一般以隨水沖施，但二者之間沒有必然量的聯系，完全按照菜農的主觀意愿進行，最突出的問題是既大量使用了畜禽糞便又大量使用了化肥，導致土壤性質惡化，嚴重影響蔬菜生長。吳忠紅等[1]對山西中南部的設施產業研究發現，過量施肥會直接導致土壤的鹽害、鹽堿化與退化，特別在設施農業的密閉環境中，過量施肥的土壤退化相當嚴重，蔬菜瓜果品質下降嚴重。有機肥雖然具有改良土壤、培肥地力、促進植物生長的作用，但普遍存在營養元素含量低、肥效緩慢的問題。同時，過量施用有機肥可能造成燒苗、土壤重金屬和抗生素的積累[2-4]，嚴重威脅蔬菜生產和人類健康。有機肥和化肥的合理配施是設施農業發展的趨勢。為了實現畜禽糞肥的資源化利用，國內外許多學者就有機肥和化肥的配施進行了大量研究，結果表明，有機肥和化肥的合理配施有利于降低設施蔬菜化肥用量，提高作物的產量及品質，同時對改善土壤環境，提高土壤酶活和微生物數量，促進土壤碳、氮循環與轉化有重要作用[5-8]。設施黃瓜營養生長時期與生殖生長時期相互重疊，養分消耗量大，單一施用有機肥不能滿足設施黃瓜全生育期的養分需求；單純施用化肥又可能造成土壤板結，黃瓜品質下降。因此，在設施黃瓜生產中，有機肥和化肥的合理利用對設施黃瓜產業的發展至關重要。太谷是山西省聞名的蔬菜生產基地縣，黃瓜是設施栽培中最重要的蔬菜品種之一，在該區域開展設施黃瓜追肥研究，對指導當地設施蔬菜合理施肥具有重要意義。但通過調研發現，該區域設施蔬菜施肥無論有機肥還是追肥，都存在主觀性和盲目性，沒有施肥標準。

本試驗在有機肥適宜施肥量確定的基礎上，重點開展了設施黃瓜追肥量及追肥間隔的研究，旨在為設施黃瓜合理追肥提供數據支持和理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗在山西省晉中市太谷縣象谷村范潤江農戶溫室大棚（東經112°33′04″～112°34′20″，北緯37°25′23″～37°25′55″）進行，該地位于晉中盆地，屬暖溫帶大陸性氣候，年平均氣溫9.9 ℃，≥10 ℃年有效積溫3 000～3 500 ℃，無霜期176 d，降雨量462.9 mm。土壤類型為褐土，試驗地0～30 cm 土層有機質50.8 g/kg，全氮含量2 968 mg/kg，全磷含量2.02 g/kg，全鉀含量28.91 g/kg，堿解氮含量226 mg/kg，有效磷含量434 mg/kg，速效鉀含量817 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試黃瓜品種為密刺60，種苗購買于山東壽光禾之元種苗公司。供試氮肥為天脊牌大量元素水溶肥（N 20%），為天脊集團興化實業有限公司產品。

1.3 試驗設計

試驗是在前期有機肥適宜施肥量（雞糞商品有機肥37.5 t/hm2）的基礎上開展的，雞糞商品有機肥全氮含量1.99%，全鉀含量1.99 g/kg，有效磷含量6 915 mg/kg，有機質含量477 g/kg，含水率31.2%。按照當地越冬茬設施黃瓜產量水平，通過養分平衡法計算可知，該區域磷肥過量，鉀肥持平，因此，以氮肥追施量為主要施肥依據，采用裂區開展試驗。主區為氮肥追施量（A），分為低氮（A1）、中氮（A2）和高氮（A3）3 個水平，追施量分別為0.18、0.31、0.44 t/hm2；副區為追肥間隔天數（B），分為間隔7 d追肥1次（B1）和間隔14 d追肥1次（B2）。每個試驗處理3 次重復。每壟2 排種植，壟長9 m，壟寬80 cm，壟高15 cm。黃瓜行間距40 cm，株距30 cm，其他管理同田間常規管理。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 株高、莖粗的測定 在設施黃瓜生長末期，每個處理隨機選取10 株掛牌，用卷尺測量設施黃瓜的株高（植株地表到頂部生長點的自然高度），采用電子游標卡尺測量莖粗（植株距離地表1 cm 處粗度）。

1.4.2 葉綠素含量的測定 采用丙酮法提取[9]，分光光度計法測定葉綠素含量。

1.4.3 光合指標的測定 光合指標采用美國Li-6400XT 便攜式光合儀（Li-COR，USA）測定，在黃瓜結果期晴天8：30—11：00，選取植株展開葉倒3 葉測定葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、細胞間CO2濃度（Ci）及蒸騰速率（Tr）等參數，每個處理3 次重復。

1.4.4 產量的測定 黃瓜產量按小區分批收獲，累計計產。

1.4.5 品質指標的測定 在盛果期隨機采集每個處理商品瓜果實，截取中段測定品質指標。可溶性固形物含量采用ATAGO-P32 手持折射儀測定；有機酸含量采用堿滴定法測定[9]；維生素C 含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定[9]；硝酸鹽含量采用紫外分光光度法測定[9]。

1.5 數據分析

采用Microsoft Excel進行數據處理，采用SPSS 18.0 進行裂區試驗統計分析，多重比較采用Duncan新復極差法。綜合評價采用隸屬函數法計算[10]。

式中，Xi為 指 標 測 定值，Xmin、Xmax為 所測 指 標的最小值和最大值。將不同指標的隸屬函數值進行累加，求其平均值，即為綜合評價指數。

2 結果與分析

2.1 追肥量及追肥間隔對設施黃瓜株高、莖粗的影響

不同處理株高方差分析及株高比較如表1、2所示。

表1 不同處理株高方差分析Tab.1 Analysis of variance of plant height under different treatments

株高和莖粗是表征設施黃瓜生長最直觀的指標。隨著追肥量和追肥間隔的不同，設施黃瓜的生長呈不同的變化趨勢。在株高方差分析（表1）中，追肥量（A）的P值為0.358 6，追肥間隔（B）的P值為0.952 1，交互作用（A×B）的P值為0.279 2。不同追肥量下，設施黃瓜株高依次為A2>A3>A1（表2）。在莖粗方差分析（表3）中，追肥量（A）的P值為0.001 2，追肥間隔（B）的P值為0.174 6，交互作用（A×B）的P值為0.003 2。追肥量（A）、交互作用（A×B）對設施黃瓜莖粗影響顯著。不同追肥量下設施黃瓜莖粗依次為A2>A3>A1，A2 追肥水平下設施黃瓜莖粗較其他追肥處理顯著增加了19.91%～22.62%。追肥間隔（B）對設施黃瓜株高、莖粗影響均不顯著。A1B2 處理設施黃瓜莖粗顯著低于A1B1 處理20.37%，A3B1 處理設施黃瓜莖粗顯著低于A3B2 處理9.19%。總體評價，中氮追肥水平下設施黃瓜長勢較好，低氮間隔14 d 處理，高 氮間隔7 d 處理設施黃瓜長勢低于其他處理。

表2 不同處理株高、莖粗分析Tab.2 Analysis of plant height and stem diameter of different treatments

表3 不同處理莖粗方差分析Tab.3 Analysis of variance of stem diameter under different treatments

2.2 追肥量及追肥間隔對葉綠素含量的影響

追肥量和追肥間隔對設施黃瓜葉綠素的影響不同。葉綠素在光能的吸收傳遞和轉化中發揮著重要作用，是反映植物光合生理狀況和葉片生長的重要指標[4]。由表4 可知，追肥量（A）的P值為0.000 1，追肥間隔（B）的P值為0.937 5，交互作用（A×B）的P值為0.000 1。追肥量（A）、交互作用（A×B）對設施黃瓜總葉綠素含量影響較大。由表5可知，A2水平設施黃瓜葉綠素含量均顯著高于A1、A3 水平，但追肥間隔（B）對其葉綠素含量影響不顯著。從交互作用看，A2B1、A2B2 處理的總葉綠素含量、葉綠素a 含量、葉綠素b 含量、類胡蘿卜素含量均顯著高于其他處理，但二者間差異不顯著。低氮水平下，A1B1 處理總葉綠素含量較A1B2 處理顯著提高了34.82%，葉綠素a 含量、葉綠素b 含量、類胡蘿卜素含量各處理間差異顯著。高氮水平下，A3B2處理葉綠素含量顯著高于A3B1 處理，A3B2 處理總葉綠素含量較A3B1處理顯著提高了36.41%。

表4 不同處理對設施黃瓜總葉綠素含量方差分析Tab.4 Variance analysis of total chlorophyll content of facility cucumber under different treatments

表5 不同處理對設施黃瓜葉綠素含量的影響Tab.5 Effects of different treatments on chlorophyll content of facility cucumber mg/g

2.3 追肥量及追肥間隔對設施黃瓜光合特性的影響

由表6 可知，追肥量和追肥間隔對設施黃瓜光合特性有不同程度的影響。追肥量（A）對凈光合速率有顯著影響，A2 水平凈光合速率較A1、A3 水平顯著提高了6.20%～9.68%；追肥間隔（B）、交互作用（A×B）對凈光合速率影響均不顯著。追肥量（A）、追肥間隔（B）、交互作用（A×B）均對設施黃瓜蒸騰速率有一定影響，A2 水平蒸騰速率較A1 水平顯著提高了30.97%，B2 水平蒸騰速率較B1 水平顯著提高了7.52%。蒸騰速率交互作用由高到低為 A2B2>A3B2>A2B1>A1B1>A3B1>A1B2，各處理間差異顯著。A2 水平氣孔導度較A3 水平顯著提高了39.22%。追肥量（A）、追肥間隔（B）均能顯著影響設施黃瓜的胞間二氧化碳濃度，A2 水平胞間二氧化碳濃度較A1、A3 水平顯著提高了11.33%～13.51%，B2 水平較B1 水平胞間二氧化碳濃度提高了2.57%，除A2B1、A2B2 處理外，其他處理胞間二氧化碳濃度間交互作用顯著。

表6 不同處理對黃瓜光合特性的影響Tab.6 Effects of different treatments on photosynthetic characteristics of facility cucumber

2.4 追肥量及追肥間隔對設施黃瓜產量的影響

從表7 可以看出，追肥量（A）對設施黃瓜產量影響顯著（P=0.004 1）。A2 水平設施黃瓜單瓜質量較A1、A3 水平顯著提高了9.00%～19.00%，B2水平單瓜質量較B1 水平顯著提高了10.04%，各處理交互作用不顯著。追肥量（A）和追肥間隔（B）對設施黃瓜單瓜質量影響顯著。相同追肥條件下，除低氮處理外，其他處理均是間隔14 d 處理單瓜質量高于間隔7 d 處理。不同追肥量（A）對設施黃瓜產量影響不同。從表8 可以看出，A2 水平產量最高，為266.46 t/hm2，A2 水 平設施黃 瓜 產 量 較A1、A3水平顯著提高了9.75%～19.00%，B2 水平產量高于B1 水平產量15.37%，但二者差異不顯著。不同處理下，交互作用（A×B）不顯著。

表7 不同處理對設施黃瓜產量方差分析Tab.7 Analysis of variance of yield of facility cucumber under different treatments

表8 不同處理對設施黃瓜產量的影響Tab.8 Effects of different treatments on yield of facility cucumber

2.5 追肥量及追肥間隔對設施黃瓜品質的影響

由表9可知，追肥量和追肥間隔對施設黃瓜的品質有一定的影響。A2水平可溶性固形物含量顯著高于A3 水平，A1 水平可溶性固形物含量與A1、A3 水平間差異不顯著。追肥間隔（B）對設施黃瓜可溶性固形物含量影響不大。低氮水平下，A1B1 較A1B2可溶性固形物含量顯著提高3.84%。高氮水平下，A3B1 可滴定酸含量較A3B2 顯著提高了64.29%。A1 水平下Vc 含量顯著高于其他施肥處理，B2 水平Vc含量較B1 水平提高了52.60%，交互作用（A×B）顯著。硝酸鹽含量隨施用量增加而增加，A1、A2 水平間硝酸鹽含量差異不顯著，A3 水平硝酸鹽含量顯著高于A1、A2 水平，與A1、A2 水平相比，設施黃瓜硝酸鹽含量增加了11.67%～21.63%，不同處理下交互作用（A×B）對設施黃瓜硝酸鹽含量影響不顯著。

表9 不同處理對黃瓜品質的影響Tab.9 Effects of different treatments on quality of facility cucumber

2.6 不同追肥處理綜合評價

篩選株高、莖粗、總葉綠素含量、凈光合速率、產量、可溶性固形物、Vc 含量等7 個指標，利用綜合隸屬函數的方法，對不同施肥量及施肥間隔的設施黃瓜生長情況進行了多指標綜合評價，綜合評價值越高，說明設施黃瓜長勢越好。由表10 可知，不同處理綜合評價排序為A2B2>A2B1>A1B1>A1B2>A3B2>A3B1，其中，A2B2、A2B1 處 理 的綜合評價指標均大于0.5，說明中氮施肥水平下，設施黃瓜整體長勢較好。A1B1 處理的綜合評價指數為0.433 8，排序為第3。

表10 不同處理對黃瓜生長綜合評價Tab.10 Comprehensive evaluation of cucumber growth under different treatments

3 結論與討論

黃瓜是一種水肥敏感的作物，在有機肥適宜施肥量的基礎上，適時適度追肥有利于設施黃瓜的生長。本研究發現，中氮施肥條件下，設施黃瓜生長較好，這與丁果[11]、劉世全等[12]、張新燕等[13]、劉學娜等[14]的研究結果一致。趙永平[15]對甜葉菊灌溉和施氮光合特性和產量品質的調控研究發現，合理的追肥時期和次數能提高作物光合性能。本研究發現,中氮間隔14 d 處理的設施黃瓜葉綠素含量較高，光合特性表現良好。適宜的施肥量、合理的施肥間隔可以有效促進作物的光合作用，進而影響葉綠素含量[16-20]。

水肥是作物生長發育及果實品質提高的重要因素，適時適量施肥可以調節作物水分和養分關系，達到以水促肥、以肥調水的效果。在基施有機肥的基礎上，需要適時適量追肥。追肥量少，時間間隔長，可能造成作物養分需求量不足，植株徒長，水養虧缺，產量下降。追肥過量、頻繁施肥，可能造成單次施用肥料過量，土壤表面瞬時養分濃度增高，植株水肥利用效率降低[21]。本研究中，中氮追肥水平下設施黃瓜產量最高，較其他處理產量顯著提高了9.75%～19.00%。合理施肥可以提高植株整體營養水平，改善果實品質。施肥不足或施肥過量會造成作物品質的下降[22-25]。隨著施肥量的增加，設施黃瓜可溶性固形物含量、可滴定酸含量、Vc 含量呈遞減的變化趨勢，硝酸鹽含量隨著施肥量的增加而增加。各處理硝酸鹽含量均未超過國家相關標準438 mg/kg 的限值（GB 18406.1—2001）。高施氮量會造成作物硝酸鹽含量的增加，這與王梟等[26]、吳立飛[27]的研究結果一致。

本研究表明，追肥量和追肥間隔對設施黃瓜長勢、品質和產量影響顯著。采用隸屬函數綜合評價法進行排序，A2B2 處理綜合排序為第1，評價指數為0.808 8。綜合分析設施西瓜生長指標、光合指標、產量指標、品質指標，確定設施黃瓜追肥量為0.31 t/hm2，追肥間隔為14 d/次。