不同追肥處理對葉菜型甘薯產量、品質及硝酸鹽積累的影響

摘" " 要：為提高黃淮地區葉菜型甘薯產量，改善莖尖品質，明確減施氮肥、配施有機肥在黃淮地區葉菜型甘薯生產中的應用效果及其可行性，以鄂菜薯10號為試驗材料，設計單追施氮肥（CK）、單追施有機肥（T1）、有機肥+減量30%氮肥（T2）、有機肥+減量20%氮肥（T3）、有機肥+減量20%氮肥+微生物菌劑（T4）共5個處理，研究不同追肥處理對葉菜型甘薯產量、品質及硝酸鹽含量的影響。結果表明，與CK相比，不同追肥處理均能提高葉片總葉綠素含量和抗氧化酶活性，降低硝酸鹽含量。其中，T4處理葉片總糖、維生素C、黃酮含量較CK分別顯著提高17.27%、13.33%、17.85%，莖尖產量達36 917.73 kg·hm-2，較CK顯著提高19.30%。T4處理硝酸鹽含量最低為455.75 mg·kg-1，較CK顯著降低24.59%。相關性分析表明，菜用甘薯葉片SPAD與產量呈極顯著正相關，與蛋白質含量、維生素C含量、POD活性和SOD活性呈顯著正相關，與丙二醛含量呈顯著負相關。綜合分析可知，氮肥96 kg·hm-2+有機肥6000 kg·hm-2+微生物菌劑45 kg·hm-2的追肥模式可有效提高薯尖品質和產量，減少硝酸鹽累積，可作為黃淮地區葉菜甘薯的推薦追肥模式。

關鍵詞：葉菜型甘薯；追肥處理；葉綠素含量；硝酸鹽含量；產量

中圖分類號：S531 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）07-156-07

Effects of different topdressing treatments on the yield， quality， and nitrate accumulation of vegetabley sweet potato

DING Fang， SUN Xiyun， LIU Guangqing， Lü Shuli

（Shangqiu Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Shangqiu 476000， Henan， China）

Abstract： To increase the yield of vegetabley sweet potato in Huanghuai region， improve the quality of stem tips， and clarify the application effect and feasibility of reducing nitrogen fertilizer and applying organic fertilizer in the production of vegetabley sweet potato in Huanghuai region， the experiment was designed using Eshu No. 10 as the test material， with five treatments including single topdressing with nitrogen fertilizer（CK）， single topdressing with organic fertilizer（T1）， organic fertilizer + reduced nitrogen fertilizer by 30%（T2）， organic fertilizer + reduced nitrogen fertilizer by 20%（T3）， and organic fertilizer + reduced nitrogen fertilizer by 20% + microbial agent（T4）. The effects of different topdressing treatments on the yield， quality， and nitrate content of vegetabley sweet potato were studied. The results showed that compared with CK， different topdressing treatments could increase the total chlorophyll content and antioxidant enzyme activity of leaves， and reduce the nitrate content. Among them， the total sugar， vitamin C， and flavonoid content of leaves in T4 treatment were significantly increased by 17.27%， 13.33%， and 17.85%， respectively. The stem tip yield reached 36 917.73 kg·hm-2， which was significantly increased by 19.30% compared with CK. The nitrate content in T4 treatment was the lowest at 455.75 mg·kg-1， which was significantly reduced by 24.59% compared with CK. Correlation analysis showed that SPAD of vegetabley sweet potato was significantly positively correlated with yield， and significantly positively correlated with protein content， vitamin C content， POD activity， and SOD activity， and significantly negatively correlated with malondialdehyde content. Comprehensive analysis showed that the topdressing mode of nitrogen fertilizer 96 kg·hm-2 + organic fertilizer 6000 kg·hm-2 + microbial agent 45 kg·hm-2 can effectively improve the quality and yield of sweet potato tips， reduce nitrate accumulation， and can be recommended as a topdressing mode for vegetabley sweet potato in Huanghuai region.

Key words： Vegetabley sweet potato; Topdressing treatment; Chlorophyll content; Nitrate content; Yield

葉菜型甘薯是一種新型的營養蔬菜，可食用部分包括葉片、葉柄和嫩莖，不僅營養豐富，而且具有良好的醫療保健作用，美國和日本稱其為“長壽菜”，而中國醫學界則將其列入抗癌蔬菜種類[1-2]。菜用甘薯不僅區域適應性強、再生能力強，而且生長速度快，尤其是在綠葉菜短缺、葉類蔬菜生產較少的夏季，菜用甘薯作為伏夏缺菜的有益補充，受到越來越多人的歡迎和喜愛[3]。近年來，菜用甘薯發展迅速，種植面積不斷擴大[4-6]，生產中采用一次栽種連續多次采收的方法，采收后需及時補充肥料，以滿足葉菜甘薯莖尖繼續生長的需求，常采用追施氮肥的方法。部分地區為了追求高產目標，長期過量偏施氮肥，導致土壤板結、土壤結構被破壞、甘薯品質下降、硝酸鹽含量過高等一系列負面影響[7]。

已有研究表明，減施氮肥、配施有機肥和微生物菌劑能有效改善土壤質量，降低土壤容重，提高作物品質和產量[8-10]。微生物菌劑作為一種新型菌肥[11]，包含眾多有益微生物，能夠有效提高生物有機肥的利用率，促進土壤新陳代謝。王立輝等[12]研究表明，有機肥配施微生物菌劑可顯著促進蒜苗植株生長，提高產量，降低硝酸鹽含量。翟穩熙[13]的研究表明，微生物菌劑能提高菜用甘薯的株高、莖粗，以及改善甘薯品質。曹巍等[14]研究表明，有機肥配施微生物菌劑對促進大豆生長和提高產量效果顯著。目前，氮肥、有機肥和微生物菌劑配合施用在菜用甘薯方面的研究鮮見報道。因此，筆者對5種不同追肥模式進行比較，研究其對菜用甘薯生長、生理、產量及品質的影響，以期為菜用甘薯合理施肥、減少環境污染、提高葉菜品質提供合理的肥料施用方案。

1 材料與方法

1.1 材料

供試菜用甘薯品種為鄂菜薯10號。供試氮肥為尿素[N含量（w，后同）46%]、磷肥為過磷酸鈣（P2O5含量12%）、鉀肥為硫酸鉀（K2O含量53%），由史丹利化肥股份有限公司生產；供試有機肥（有機質含量≥46.8%，N含量1.60%，P2O5含量4.5%，K2O含量0.53%，pH 6.98）由根力多生物科技有限公司提供。微生物菌劑（功能菌種為芽孢桿菌，有效活菌數≥2億CFU·g-1）由河南億豐年生物科技有限公司提供。

1.2 試驗設計

試驗于2022年5－8月在商丘市農林科學院雙八試驗基地進行，土壤為沙壤土，pH 6.88。有效養分P2O5、K2O、N含量分別為36.78、122.37、55.12 mg·kg-1。種苗培養于基地大棚內，待生長到試驗要求后，取長勢一致、無病蟲害的莖尖苗移栽到露天試驗地，進行小高畦栽培。畦面寬60 cm，每畦3行，行距和株距為 20 cm×18 cm，畦間留25～30 cm空間作為排水和采摘作業用。

試驗設5個處理（表1），每個處理3次重復，每小區行長3.6 m、寬1.8 m，隨機區組排列，種植密度為19萬株·hm-2，栽種前每小區施氮肥150.0 kg·hm-2、磷肥90.0 kg·hm-2、鉀肥105.0 kg·hm-2作為底肥，整個生育期灌溉、病蟲害防治等同大田常規栽培。

待莖尖長至12 cm左右時，即可采收。首次采收完成后，于次日按試驗設計進行肥料追施，待莖尖重新生長至12 cm（10 d）左右時，各小區采收并測定品質指標。二次采收結束后，各小區繼續追施與之前相同的肥料，用于檢測硝酸鹽含量的變化，各小區管理模式相同。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 菜用甘薯莖尖生長指標、產量測定 于采收前1 d，每小區選取整齊有代表性的植株10株，3次重復，共計30株，調查莖粗、節間長、莖尖采摘數。用游標卡尺測量摘斷莖尖基部處的粗度，用直尺測量摘斷莖尖基部的第1節間長度即為節間長，莖尖采摘數是用計數法測定各處理莖尖采摘數[3]。各個小區以12 cm左右的所有鮮嫩莖尖為標準進行采摘，計總產量。

1.3.2 葉綠素含量及葉片SPAD測定 進入采收期，每小區選取長勢一致的植株5株，3次重復，共計15株，使用 SPAD-502 葉綠素測定儀（日本 Minolta 公司生產），于天氣晴好的09：00—10：00時，選取植株最上部的完全展開葉片測定SPAD。每株至少測取5個位點，取平均值。采用95%乙醇提取法測定葉綠素含量[15]。

1.3.3 菜用甘薯營養品質測定 采收后，用電子秤稱量各小區產量；稱量完后每小區取莖尖長勢一致的植株100株，從頂端剪取2～3片完全展開葉，剪碎、混勻、準確稱量每份1.00 g 裝入封口袋中，保存在-80 °C超低溫冰箱中，用于測定蛋白質、總糖、維生素C、多酚、花青素、硝酸鹽含量，3次重復；剩余剪碎的葉片放入烘箱，80 ℃烘12 h，用于測定黃酮含量。

采用G-250染色法測定蛋白質含量[15]；采用鉬藍比色法測定維生素C含量[16]；采用蒽酮比色法測定總糖含量[15]；采用福林酚比色法測定多酚含量[17]；采用氯化鋁比色法測定黃酮含量[18]；采用水楊酸-硫酸法測定硝酸鹽含量[15]；采用分光光度法測定花青素含量[19]。

1.3.4 葉片抗氧化酶活性和丙二醛含量測定 采收期采用愈創木酚氧化法測定過氧化物酶（POD）活性[20]，采用氮藍四唑光化還原法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性[20]，采用硫代巴比妥酸法測定丙二醛（MDA）含量[20]。

1.3.5 硝酸鹽含量測定 參考王遠等[3]的測定方法，于二次追肥的第2天開始，取最頂端的2片完全展開葉片，剪碎、混勻后，稱量每份1.00 g 放入封口袋中，-80 °C超低溫冰箱保存，連續取樣11 d，用于測定硝酸鹽含量。

1.4 數據處理

采用 Excel 2016進行數據記錄、整理和作圖，采用SPSS 21.0 進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同追肥處理對菜用甘薯葉綠素含量和葉色值（SPAD）的影響

由表2可知，不同施肥處理下，在生長過程中，菜用甘薯葉片葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素含量均發生較大變化。T3處理葉綠素a含量最高，T4處理葉綠素b含量最高，均顯著高于CK、T1和T2處理；總葉綠素含量最高的為T4處理，達2.02 mg·g-1，較CK和T1處理分別顯著提高21.68%和20.24%，T2、T3與T4處理之間差異不顯著；T4處理SPAD最高，為49.29，CK、T1、T2和T3處理SPAD分別較T4處理顯著降低18.46%、19.17%、8.99%、6.98%，T1處理與CK差異不顯著。由此可知，與單施氮肥和有機肥相比，氮肥減施配施有機肥處理SPAD顯著提高，微生物菌劑的加入能顯著提高葉綠素含量和SPAD。

2.2 不同追肥處理對菜用甘薯營養品質的影響

從表3可以看出，在基肥相同的條件下，不同追肥處理對菜用甘薯葉片營養品質有一定的影響。T4處理的蛋白質含量最高，達27.36 mg·g-1，分別比T1和T2處理顯著提高8.96%、7.34%，與CK和T3處理差異不顯著。維生素C含量以T4處理最高，達0.34 mg·g-1，分別比CK、T1和T2處理顯著提高13.33%、9.68%、13.33%，與T3處理差異不顯著。總糖含量以T4處理最高，達14.94 mg·g-1，與T2和T3處理無顯著差異，但均顯著高于CK。T2、T3、T4處理的多酚含量差異不顯著，但均顯著高于T1處理。T2、T3、T4處理的黃酮含量差異不顯著，但均顯著高于CK和T1處理。在硝酸鹽含量方面，CK處理的含量最高，為597.72 mg·kg-1，T1、T2、T3、T4的硝酸鹽含量較CK分別降低16.82%、13.26%、8.48%、24.15%。花青素含量以T4處理最高，為0.045 mg·g-1，分別比CK、T1、T2和T3處理顯著提高36.36%、21.62%、18.42%、18.42%；T1、T2和T3處理間差異不顯著，但均顯著高于CK。

2.3 不同追肥處理對菜用甘薯莖尖生長指標、莖尖產量和增產率的影響

由表4可知，不同追肥處理對菜用甘薯莖尖生長的影響程度不同。各處理中以T4處理的莖尖數最多，為28.34個，較CK顯著增加8.46%，T1、T2、T3處理的莖尖數較T4處理分別減少16.62%、4.66%、5.93%，表明微生物菌劑的加入對甘薯莖尖生產有利。各處理節間長差異不顯著，T4處理最大。T2處理莖粗最大，為2.96 mm，比CK和T1處理分別顯著提高11.28%、9.63%，其次是T4處理，T2、T3、T4處理差異不顯著。在產量方面，T4產量最高，達36 917.73 kg·hm-2，T1產量較CK顯著降低11.78%，T2、T3、T4處理產量較CK分別提高4.29%、6.60%、19.30%，CK與T2和T3處理產量差異不顯著。以上結果表明，追肥種類直接影響菜用甘薯的農藝性狀指標，減施氮肥配施有機肥及微生物菌劑能顯著提高菜用甘薯的產量。

2.4 不同追肥處理對菜用甘薯葉片抗氧化酶活性和丙二醛含量的影響

由表5可知，不同追肥處理對葉片抗氧化酶活性和丙二醛含量有一定的影響。與CK相比，不同施肥處理的葉片SOD、POD活性均有不同程度的提高，丙二醛含量均顯著降低。其中，T4處理的SOD和POD活性較CK、T1、T2、T3處理分別顯著提高19.51%、10.73%、8.68%、8.76%和27.37%、16.81%、21.60%、17.51%；T1、T2、T3處理的SOD和POD活性差異均不顯著。T1、T2、T3、T4處理的MDA含量較CK分別顯著降低5.71%、20.00%、22.86%、31.43%，T4處理最低，較T2、T3處理分別顯著降低14.29%、11.11%，T2和T3處理差異不顯著。

2.5 不同追肥處理各生理指標的相關性分析

由表6可知，不同追肥處理下，葉菜型甘薯產量與SPAD、總糖含量呈極顯著正相關，與蛋白質、維生素C含量呈顯著正相關，與丙二醛含量呈顯著負相關；SPAD與維生素C含量、蛋白質含量、POD活性、SOD活性呈顯著正相關，與MDA含量呈極顯著負相關。以上結果表明，不同生理指標間關系密切，SPAD對預測菜用甘薯的產量和品質具有一定的指導意義。

2.6 不同追肥處理對菜用甘薯葉片硝酸鹽含量的影響

由圖1可知，各追肥處理硝酸鹽含量均隨追肥時間的延長呈先上升后下降的變化趨勢，單獨追施有機肥，菜薯葉片硝酸鹽含量變化幅度較小。CK在追肥8 d時硝酸鹽含量達到最大值1 132.12 mg·kg-1，第12天時逐漸降低為604.33 mg·kg-1；T2、T3、T4處理在追肥第6天達到最大值，分別為856.12、909.59、893.21 mg·kg-1，然后逐漸下降；T4處理在追肥10 d時硝酸鹽含量降低為616.52 mg·kg-1，12 d時降低為455.75 mg·kg-1，且隨著氮肥追施量的增大，葉片中硝酸鹽含量也隨之增高，降低到處理前水平所需要的時間變長，微生物菌劑的加入能明顯降低葉菜甘薯葉片的硝酸鹽含量。追肥處理后，一般間隔12 d左右采摘，才能避免硝酸鹽過量積累。

3 討論與結論

葉綠素是在光合作用中發揮重要作用的色素分子，含量高低與光合作用緊密相關，不僅影響植物干物質積累，還會對植物體內物質的轉化產生影響[21]。王立輝等[12]研究認為，化肥配施生物有機肥和微生物菌劑處理能顯著提高蒜苗葉片色素含量。本研究結果表明，與單獨追施氮肥或者有機肥相比，氮肥減量配施有機肥處理，葉色值顯著升高，表明有機肥能夠部分替代氮肥使菜用甘薯葉色值維持在較高水平，氮肥+有機肥+微生物菌劑配施處理葉綠素含量顯著提高，SPAD大幅提升，這與蒯佳琳等[22]研究的生物有機肥配施微生物菌劑促進萵筍葉片色素含量增多的結果一致。葉綠素含量的高低直接影響植株的光合作用，從而對品質和產量產生影響。在減量氮肥的基礎上，同時追施有機肥和微生物菌劑處理，菜用甘薯的莖粗、莖尖數均顯著高于CK，氮肥減量20%和30%配施有機肥，產量較單追施氮肥處理分別提高6.60%、4.29%，這與徐大兵等[23]關于葉菜類蔬菜用有機肥替代25%～50%氮肥能獲得較高產量的研究結果一致。減量氮肥20%配施有機肥和微生物菌劑能有效提高菜用甘薯的莖尖數、莖粗和產量，分別較單追施氮肥處理提高8.46%、10.53%、19.30%。

有研究認為，微生物菌肥能夠有效降低大白菜、辣椒和豆角等農產品的亞硝酸鹽含量[24-25]。張靜等[11]研究表明，有機肥部分替代氮肥可以減少氮元素的攝入，還可以調控微生物菌群，改善蔬菜品質。李衛東等[26]研究表明，施用微生物菌劑對馬鈴薯的維生素C、可溶性糖含量等營養品質有較大幅度的提升。本試驗結果表明，與單獨追施氮肥或者有機肥相比，氮肥減量配施有機肥處理能夠提高菜薯葉片維生素C、總糖、多酚、黃酮和花青素含量，硝酸鹽含量隨氮肥用量的降低而降低；與其他處理相比，微生物菌劑的加入，能顯著降低菜用甘薯硝酸鹽含量、提高花青素含量，有效改善菜用甘薯的品質，這與段文學等[27]的研究結果一致。

當植物受到逆境脅迫時，植物體內的抗氧化酶活性會迅速提高，消除體內產生的大量活性氧，從而減輕活性氧對膜質過氧化的傷害[28]。本試驗結果表明，較單一追施氮肥相比，各施肥處理菜用甘薯葉片的SOD和POD活性均升高，MDA含量均顯著降低，表明有機肥和微生物菌劑的追施使菜用甘薯葉片能保持較高的活性水平，降低了MDA含量，從而達到延緩葉片衰老、保障葉片的光合作用、促進植株生長發育的效果，這與任守才等[29]的研究結果一致。其中，T4處理的SOD和POD活性最高，表明減量氮肥和有機肥、微生物菌劑配施能夠改善土壤微生態環境，提高植株抗逆能力，進而提高菜薯生長發育水平。

近些年，蔬菜高硝酸鹽含量問題受到廣泛關注，硝酸鹽的積累是植物正常生長的生理需求，但是，當硝態氮累積的程度超過了其生長所需，就會導致蔬菜中硝酸鹽積累過量[30]。有研究認為，微生物菌肥能夠增強植物氮素代謝過程中的關鍵酶活性，降低小辣椒、豆角等蔬菜的亞硝酸鹽含量[31]。本研究表明，隨追肥時間延長，不同處理硝酸鹽含量均呈先升高后降低的變化趨勢，并且隨追施氮肥量的增加，硝酸鹽含量呈升高趨勢，這與王丹丹[32]關于氮素對葉類蔬菜硝酸鹽累積影響的研究結論一致。單獨追施氮肥硝酸鹽含量在追肥后8 d左右達到峰值，追肥后12 d左右殘留硝酸鹽含量604.33 mg·kg-1。氮肥減施配施有機肥處理硝酸鹽含量出現峰值在追肥后6 d左右，追肥后12 d硝酸鹽含量降為527.25～542.86 mg·kg-1，添加微生物菌劑后，追肥后12 d硝酸鹽含量降為455.75 mg·kg-1，較常規單追氮肥大幅降低24.59%，安全品質大大提升。可能是因為氮肥和有機肥配施有利于硝態氮和亞硝酸鹽的轉化，微生物菌劑的加入有利于提高植物氮素同化代謝過程中的關鍵酶活性[33]，具體原因還有待于進一步研究。

綜上所述，與單一追施氮肥相比，氮肥減施20%增施有機肥和微生物菌劑的追肥方式，能夠有效提高菜用甘薯葉片SPAD、葉綠素含量，增強抗氧化酶活性，提升葉菜型甘薯的品質和產量，降低菜用甘薯葉片中的硝酸鹽殘留量，在一定程度上避免了因為長期偏施氮肥引起的蔬菜品質下降、產量降低以及硝酸鹽過量殘留的問題，提高了食品安全性，減輕了環境污染，符合農業綠色發展的要求，為蔬菜產業的可持續發展提供了一定的數據支撐。

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收稿日期：2023-12-07；修回日期：2024-04-01

基金項目：河南省“四優四化”科技支撐項目（SYSH20220614012）；商丘市農林科學院科技攻關項目（2021006.2）

作者簡介：丁 芳，女，助理研究員，主要從事蔬菜栽培研究工作。E-mail：214681636@qq.com

通信作者：孫喜云，女，助理研究員，主要從事葉菜型甘薯栽培研究工作。E-mail：sunxiyun0901@126.com