控釋氮肥替代水溶肥對草莓產量和品質的影響

趙凱麗，高 飛，劉 瑜，沈 欣，李權輝，趙 靜，郭 寧*

（1.北京市耕地建設保護中心，北京 100101；2.全國農技推廣服務中心，北京 100125；3.北京市密云區農業技術推廣站，北京 101500；4.北京市延慶區農業技術推廣站，北京 102100）

草莓作為營養價值高、經濟效益好的小漿果，在北京的種植面積逐年擴大［1］。為適應北京都市型休閑農業的需求，京郊地區草莓逐漸由生產型向采摘型、由土壤栽培向基質栽培轉變，主要發展高架基質草莓栽培的模式，目的是方便采摘。“草莓上架了，離地無土了”，但種植戶仍按照傳統土栽的施肥方式種植草莓，大水大肥，容易造成草莓肥害［2-3］。氮是植物體內的重要元素之一，是蛋白質、核酸和葉綠素的重要組成元素，施氮水平將直接影響作物的產量和品質［4-7］。草莓的生育期長、持續結果能力強、根系淺、需肥量大，對土壤氮素較為敏感，氮投入量水平顯著影響植株的生長［2-3］。有研究表明［6-8］，適量施用氮肥可提高草莓果實的產量和品質，而過量的氮肥可導致草莓莖葉過度生長、生育期延長、產量下降；在番茄［9］、西瓜［10］、黃瓜［11］等經濟作物上也有類似的研究結果。在當前的實際生產中，種植戶和園區為了追求草莓的產量和口味，大量施用氮肥、多次追肥的現象十分普遍。有研究表明，在草莓整個生育期內，水肥一體化施肥方式的追肥次數可高達25～40次［12］；分次施肥導致勞動力成本投入較高，傳統灌溉方式使水肥流失風險加大。因此，調整傳統的施肥結構，探究經濟高效和環境友好的最佳施肥量已經成為草莓生產中亟待解決的問題。

緩/控釋肥料，肥料施用后肥料養分的釋放可以人為控制，或者與速效肥料相比肥料養分釋放速度緩慢［13］。因肥料養分的釋放緩慢，施用后對作物的作用時間也比較長。研究表明，施用控釋肥料可提高作物葉片的葉綠素含量和光合速率，增加物質積累和產量，提高品質。邵蕾等［14］在盆栽草莓上的研究表明，與普通肥料相比，控釋肥提高了草莓的產量、植株干重及氮磷鉀利用率，這與陳寶成等［15］的研究結論相似。王曉巍等［16］研究表明，緩/控釋氮肥可提高基質栽培甜瓜葉片的葉綠素含量、凈光合速率，增加單瓜重，提高果實Vc和可溶性糖含量，降低硝酸鹽含量。此外，控釋氮肥也可顯著提高番茄［17］、西瓜［18］、蕹菜［19］等作物的產量和品質。

目前，緩/控釋肥在草莓上的研究大都集中在肥料類型對比、氮磷鉀利用率上，對最優施肥量的研究甚少。本研究以在草莓養分需求規律上推薦的施肥量為基礎，通過分析草莓的產量和單果重，在不同氮素水平處理下計算最優施氮量，為科學合理施用控釋氮肥提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2019年9月～2020年1月在北京市昌平區興壽鎮桃林村鑫城緣果品專業合作社6#日光溫室進行。試驗采取高架基質栽培的方式，所用基質配方為草炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1，基本性質如表1所示。

表1 栽培基質基本性質

供試草莓品種為“紅顏”，由北京鑫城緣果品專業合作社提供，2019年9月10日定植，定植密度為100000株/hm2，試驗期為2019年9月定植起至2020年1月采摘完頭茬果止，試驗各處理的水分管理方式均為滴灌，溫室日常管理按照當地園區種植習慣進行。

1.2 試驗設計

基于基質栽培草莓的養分需求量試驗［20］得出，在苗期每株草莓N、P2O5、K2O的需求量分別為240.41、55.53、206.02 mg，在花期每株草莓N、P2O5、K2O的 需 求 量 分 別 為150.25、54.77、97.28 mg，在草莓頭茬果期每株草莓N、P2O5、K2O的需求量分別為251.12、41.45、410.36 mg；即每株草莓N、P2O5、K2O的總需求量分別為641.78、151.75、713.66 mg［12］。基于草莓各生育時期的吸收量推薦施肥量，具體施用量見表2。

試驗共設置6個處理，CK為對照處理，不施用氮肥；CF為常規優化施肥處理，施用普通尿素；0.5CRF、0.85CRF、CRF、1.5CRF為控釋氮肥處 理，氮 水 平 分 別 為32.50、55.25、65.00和97.50 kg/hm2，一次性底施控釋尿素。試驗每個處理設3次重復，共計18個小區，每個小區面積約20 m2（即每小區3栽培架次），全部隨機區組排列。其中，CF處理采用水肥一體化滴灌施肥，共追肥9次，在草莓苗期和花期追復合肥（24-8-18）25 kg/（hm2·次）（10、11月每月各追肥2次），頭茬果期追復合肥（18-6-31）30 kg/（hm2·次）（12月追肥4次、1月追肥3次）。CRF處理的磷鉀肥施用方法與氮肥一致，作為基肥一次性底施。

表2 不同處理的施肥量 （kg/hm2）

試驗施用的氮肥為普通尿素（N 46%）和控釋尿素（N 46%），其中控釋尿素為北京綠洲之星公司生產的120 d包膜尿素（聚氨基甲酸酯包膜）；磷肥為過磷酸鈣（P2O512%），鉀肥為硫酸鉀（K2O 50%）；CF處理施用的復合肥為水溶性肥料（24-8-18、18-6-31）。

1.3 樣品采集與指標測定

1.3.1 草莓果實產量

各小區隨機選取45株（每栽培架15株）草莓，掛牌跟蹤記錄頭茬果產量，測產時每隔約一周測定一次，記錄每株的草莓個數，計算平均單株產量。

1.3.2 草莓果實品質

草莓果實成熟度保持一致，測定指標主要包括Vc和可溶性糖、總酸含量，計算糖酸比。可溶性糖使用TD-45數顯糖度計測定，測定時各重復選取6個成熟度一致的草莓榨汁過濾混勻，用移液管吸取約1 mL，移入感應槽內，讀數。果實Vc含量用2%的草酸浸提，2，6-二氯靛酚滴定法測定，稱取鮮樣100 g加等量2%草酸溶液，打成勻漿，取10～30 g放入100 mL容量瓶中，用草酸稀釋定容，將溶液過濾，取5 mL濾液于50 mL三角瓶中，用2，6-二氯靛酚溶液滴定，15 s內粉紅色不消失為終點。酸度使用GMK-835F水果酸度計測定。

1.4 試驗數據處理與分析

試驗數據均采用Excel 2003進行處理、繪圖，利用SPSS 20進行數據分析，用Duncan法進行差異顯著性分析（P＜0.05）。

氮肥偏生產力=施氮區作物產量/施氮量

氮肥農學效率=（施氮區產量-無氮區產量）/施氮量

經濟效益分析：肥料及草莓價格均按實際價格計算，水溶肥單價11元/kg，控釋氮肥單價4.5元/kg。受疫情影響，草莓銷售以網絡銷售形式為主，價格60元/kg。

總收入=草莓產量×草莓單價

施氮成本=施氮用量×氮肥單價

經濟效益=總收入-施氮成本

產投比=（施氮區經濟效益-無氮區經濟效益）/施氮成本

2 結果與分析

2.1 不同處理對草莓產量的影響

不同處理的草莓產量如表3所示。CK處理的單株產量顯著低于其他處理；與CF和CRF處理相比，CK處理的草莓單株產量分別降低了56.2%和97.7%，說明不施氮肥明顯導致草莓減產。4個控釋氮肥處理的草莓單株產量均高于CF處理，差異性不顯著；控釋氮肥處理間草莓單株產量大小的順序依次為：CRF＞0.85CRF＞0.5CRF＞1.5CRF處理。與CF處理相比，控釋氮肥處理的草莓單株產量分別提高了22.1%、25.2%、26.5%、7.4%。

從表3可以看出，CK處理的平均單果重低于其他處理，說明不施氮肥也降低了草莓的單果重。4個控釋氮肥處理的單果重均高于CF處理，差異性不顯著；其中0.85CRF處理的單果重高于其他處理，其次為1.5CRF和0.5CRF處理，以CRF處理的單果重最低；與CF處理相比，控釋氮肥處理的單果重分別提高了9.1%、33.3%、7.0%、10.8%。

表3 不同處理的草莓產量

針對4個控釋氮肥處理，以施氮量為橫坐標，草莓的單株產量為縱坐標進行二次曲線擬合（圖1），得出方程：

y=-0.0078x2+0.9465x+29.872，R2=0.9755；

當x=60.7 kg/hm2時，草莓單株產量最高。

圖1 控釋氮肥用量與草莓單株產量的關系

以施氮量為橫坐標，草莓的單果重為縱坐標進行二次曲線擬合（圖2），得出方程：

y=-0.001x2+0.1207x+18.487，R2=0.3963；

當x=60.4 kg/hm2時，草莓單果重最高。

圖2 控釋氮肥用量與草莓單果重的關系

2.2 不同處理對草莓經濟效益的影響

從表4可以看出，控釋氮肥處理實現了較高的經濟收益，與CF處理相比，0.5CRF、0.85CRF和CRF處理的經濟效益分別增加了22.3%、25.2%和26.7%，而1.5CRF處理僅增加7.5%。以0.5CRF處理的產投比最高，顯著高于其他處理，以CF處理的產投比最小。

表4 不同施肥處理對草莓經濟效益的影響

2.3 不同處理對草莓養分偏生產力及農學效率的影響

如表5所示，與CF處理相比，控釋氮肥處理（除1.5CRF處理外）均提高了草莓的氮肥偏生產力和農學效率；0.5CRF、0.85CRF、CRF處理的氮肥偏生產力分別提高了144.3%、73.0%、26.5%，農學效率分別提高了222.7%、99.6%、73.7%。

與CRF處理相比，0.5CRF、0.85CRF處理均降低了肥料用量，提高了氮肥的偏生產力和農學效率，其中，0.5CRF處理分別提高了93.1%、85.8%；0.85CRF處理分別提高了36.7%、14.9%。

表5 不同施肥處理對氮肥偏生產力、氮肥農學效率的影響

2.4 不同處理對草莓品質的影響

不同處理的草莓品質如表6所示。與CF處理相比，控釋氮肥處理均提高了草莓的糖度，以0.5CRF處理最高，比CF處理顯著提升了31.4%，其次為0.85CRF與CRF處理，比CF處理提升了18.9%與18.3%，而1.5CRF處理僅提升了7.7%。草莓的酸度在各處理間并無顯著差異。草莓糖酸比以0.5CRF處理最高，其次為0.85CRF和1.5CRF處理，但與CF處理間的差異性均不顯著。草莓的Vc含量，控釋氮肥處理與CF處理間差異也不顯著，與CF處 理 相 比，0.5CRF、0.85CRF和CRF處 理的Vc含量分別提升了14.0%、11.7%和8.8%，而1.5CRF處理提升了12.2%。

表6 不同處理的草莓品質

3 討論

3.1 不同處理對草莓產量的影響

從草莓產量方面看，4個控釋氮肥處理的草莓單株產量均高于CF處理，分別提高了22.1%、25.0%、26.5%、7.35%；草莓單果重也均高于CF處理，分別提高了9.1%、33.3%、7.0%、10.8%。這說明，控釋氮肥替代水溶肥能夠保證草莓的產量，并且能夠實現高產，這與邵蕾等［14］、陳寶成等［15］的研究結論相似。雖然4個控釋氮肥處理的草莓單株產量及單果重均高于CF處理，但是差異性均不顯著，分析其可能原因是：試驗設計的草莓計產方法為各小區隨機選取15株草莓掛牌跟蹤記產，而在實際的生產中，隨機選取的區域內存在前期死苗后期補苗的情況，導致各重復間產量水平的差異較大，而處理間的差異性較小。故對于類似的小面積試驗，可優化計產方式，采取實產實收，以提高結果的代表性。

草莓的產量及單個草莓的重量是決定草莓經濟收益的關鍵因素。根據北京鑫城緣果品專業合作社銷售現狀，草莓單果重達到20 g是草莓禮品箱、超市等對草莓果實大小的基本要求，低于20 g的果實，其經濟價值會明顯降低，因此，草莓生產不僅要關注產量，更要關注其產量構成因素。綜合以上因素，通過二次曲線擬合施氮量與草莓產量、單果重的關系，得出控釋氮肥的最佳用量約為N 60 kg/hm2，為實際生產提供參考。

3.2 不同處理對草莓經濟效益等的影響

從草莓的生產效益分析，0.5CRF、0.85CRF和CRF處理的經濟效益分別增加了22.3%、25.2%和26.7%，說明控釋氮肥替代水溶肥減少了肥料用量，降低了施肥成本，也提高了草莓的經濟效益。從草莓肥料偏生產力及農學效率方面看，與CRF處理相比，0.5CRF、0.85CRF處理降低了肥料用量，提高了草莓的氮肥偏生產力和農學效率，故而確定適宜的控釋氮肥用量有利于提高肥料的偏生產力，提高了肥料的利用效率。

3.3 不同處理對草莓品質的影響

從草莓品質方面看，與CF處理相比，0.5CRF處理顯著提高了草莓的糖度。說明適宜的控釋氮肥用量可以提高草莓的甜度。除CK處理外，草莓的酸度、糖酸比、Vc含量，各處理間均無顯著差異，僅以0.5CRF和0.85CRF處理最優，說明控釋氮肥替代水溶肥能夠保證草莓的品質，這與褚亞峰等［21］的研究結果一致。

4 結論

控釋氮肥替代水溶肥提高了草莓的產量，保證了草莓的品質，降低了肥料投入成本，提高了經濟效益。綜合考慮草莓的產量、單果重、品質、肥料生產力和經濟效益，推薦適宜草莓生產的控釋氮肥用量約為N 60 kg/hm2。