不同施肥处理对设施土壤硝态氮运移和芹菜生长与品质的影响

卢树昌+王小波+翁福军+王瑞+肖建中

摘    要：研究了传统施肥、优化施肥对设施芹菜土壤硝态氮运移、芹菜生长及品质方面的影响。结果表明，优化施肥能够减少硝态氮向土壤中下部运移，从而减轻环境风险。在优化施肥处理时，芹菜各时期长势指标、生物量、经济产量、品质指标均优于传统处理，其中产量提高了11.4%，Vc含量提高了65.6%，可溶性总糖提高了48.8%，糖酸比提高了82.1%，硝酸盐含量降低了43.2%，总酸度降低了18.4%。优化施肥能够降低施肥环境风险、提高肥料利用效果，对提升蔬菜产量与品质具有重要参考价值。

关键词： 设施芹菜;优化施肥;硝态氮;生长及品质

中图分类号：S636.3           文献标识码：A           DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.002

Effect of Different Fertilization Treatments on Soil Nitrate Nitrogen Movement and the Growth and Quality of Celery in Greenhouse

LU Shu-chang1， WANG Xiao-bo1，  WENG Fu-jun1， WANG Rui2，XIAO Jian-zhong3

（1. College of Agronomy and Resource and Environment， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China;2. Agricultural Analyzing Center， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China;3. Wuqing Vegetables Service Station， Tianjin 301700， China）

Abstract： The effects of the traditional fertilization and optimized fertilization on the growth and quality of celery and transprotment of soil nitrate nitrogen in geenhouse were studied in this paper. The results showed that the optimized fertilization could reduce the movement of nitrate nitrogen to soil middle and lower layer， reduce environmental risks. In optimized fertilization treatment， the growth index， biomass， economic yield and quality were superior to the traditional treatment， and the yield increased by 11.4%， the Vc content increased by 65.6%， the soluble total sugar increased by 48.8%，the sugar acid ratio increased by 82.1%， the nitrate content decreased by 43.2%， and total acidity was decreased by 18.4%. The optimized fertilization woud reduce the environmental risk of fertilization， improve the fertilizer utilization ratio， and had important reference value for improving the yield and quality of vegetable.

Key words：facility celery; optimized fertilization; nitrate nitrogen; growth and quality

随着经济的发展，近年来设施蔬菜在我国发展较快，这对发展蔬菜产业、提高农民收入、保障全国蔬菜市场供应起到了重要作用。但在其发展过程中也同时出现了许多障碍因素，如在生产过程中为了追求产量，普遍存在过量施肥现象[1-2]，造成了土壤质量恶化[3-4]、蔬菜品质下降、肥料利用率降低与资源浪费等现象[5-6]，同时过量施肥对环境也产生了不利影响[7-8]，这些严重制约了设施菜田的可持续发展与农业增收。因此，研究合理施肥模式与施肥量，对于促进设施农业可持续发展，提高蔬菜产量和品质，增加农民收入具有重要意义。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2014年8—12月在天津市武清区大孟庄镇后幼庄蔬菜基地大棚进行。供试土壤有机质含量为16.8 g·kg-1，全氮1.26 g·kg-1，有效磷105.1 mg·kg-1，速效钾433.8 mg·kg-1，水溶性盐含量0.379 g·kg-1，土壤质地为中壤。

供试肥料：芹菜专用肥（6.23-2.58-3.16，总养分量11.97%），尿素（N 46%），磷酸二铵（18-46-0），牛粪（0.5-0.3-0.87），菜旺肥（19-4-28），金冠肥（10-5-20）。

供试作物：芹菜，品种为文图拉，栽培密度为43.275 万株·hm-2。

1.2 试验方法

该试验设计传统施肥和优化施肥两处理。传统施肥处理的氮磷钾肥施用量分别为N 60 kg·（667 m2）-1、P2O5 25 kg·（667 m2）-1、K2O 25 kg·（667 m2）-1，氮磷钾施用量按照基追肥比1∶1分配，追施2次;优化施肥处理的氮磷钾肥施用量分别为N 35 kg·（667 m2）-1、P2O5 25 kg·（667 m2）-1、K2O 12.5 kg·（667 m2）-1，氮磷钾施用量按照基追肥比1∶2分配，追施3次。田间管理：2014年8月20号旋棚施肥，8月21号做畦，8月29号定植芹菜。小区面积60 m2，每个处理重复3次，于2014年12月28日收获。

1.3 样品采集与测定方法

在芹菜生长的初期、中期、后期分别测定株高，叶片SPAD值，收获时测定产量，并采集不同处理样品。

样品品质指标可溶性固形物、可溶性蛋白、可溶性总糖、维生素C、叶绿素、硝酸盐、单宁、总酸度等测定方法分别为折光仪法、考马斯亮蓝法、斐林试剂比色法、2， 6 一二氯酚靛酚法、分光光度法、紫外分光光度法、EDTA络合滴定法和酸碱滴定法等[9]。

1.4 数据处理

试验数据处理采用Microsoft Excel 2003和 DPS 7.05数据处理系统完成。

2  结果与分析

2.1 不同处理对土壤硝态氮含量的影响

由图1可知，在芹菜种植之前，土壤中各土层的硝态氮含量情况是：0～30 cm土层中硝态氮含量最高，都在100 mg·kg-1以上;其他土层的硝态氮含量相近，且都远远低于表层土壤，都在12 mg·kg-1以下。在芹菜种植后，硝态氮含量在土壤中的分布情况发生明显变化，两个处理在0～30 cm土壤中硝态氮含量最低，且都低于芹菜定植前的硝态氮含量，30～60、60～90 cm土壤中硝态氮含量基本一致，90～120 cm土壤中硝态氮含量最高，30～120 cm土壤中硝态氮含量都高于芹菜定植前的含量。传统施肥处理土壤硝态氮含量高于优化施肥处理。表层（0～30 cm）为芹菜根系的吸收养分区域，硝态氮被植物的吸收利用及随着灌溉水向下层淋洗，是其含量下降的原因。由于优化施肥处理养分投入量较低，所以其向下层淋洗，累积的量也相应减少，降低了对地下水污染的风险。

2.2 不同处理对设施芹菜生长的影响

在芹菜生长的初期，优化处理的芹菜株高和叶绿素含量都略高于传统处理，但没有显著差异。在芹菜生长的中期，优化处理的叶绿素SPAD值较传统处理高出14.2%，差异达显著水平。在芹菜生长的后期，优化处理的株高、叶绿素SPAD值都显著高于传统处理，分别高出10.7%和13.6%，均达到显著水平，见表1。

2.3 不同处理对芹菜生物量和经济产量的影响

由表2可知，优化处理显著提高了芹菜的总产量和经济产量，其中优化处理的经济产量达16.785 万kg·hm-2，较传统处理高出11.4%，其中茎叶重比重达到97%，根只占3%左右。

2.4 蔬菜产品品质分析

芹菜的可溶性固形物、可溶性蛋白、可溶性总糖、硝酸盐、维生素C、单宁、总酸度等指标反映了芹菜的品质情况，其中Vc 是许多园艺作物的重要营养品质指标之一，其含量的多少直接影响蔬菜的营养价值，进而影响人体健康。而硝酸盐是致癌物质亚硝胺的前体，易诱发人体消化系统癌变，在蔬菜中应严重控制其含量[10]，单宁、可溶性糖，总酸度与其口感有关。由表3可知，优化处理的芹菜的Vc含量提高了65.6%，可溶性总糖提高了48.8%，糖酸比提高了82.1%，硝酸盐含量降低了43.2%，总酸度降低了18.4%，可溶性固形物、可溶性蛋白、单宁含量差异不大。优化施肥对蔬菜品质提高有一定促进作用。

3 结论与讨论

与大田作物相比，蔬菜作物的根系普遍分布较浅，根长密度低，养分吸收能力相对较弱[11]，在设施蔬菜生产中为了满足蔬菜作物的快速生长及产量的提高，往往投入了过量的肥料。而过量的肥料并不能使作物产量进一步提高，反而造成了产量和品质的降低[5]。过量的氮素造成作物体内和土壤中硝酸盐的累积[12-20]，而硝酸盐在土壤中随水分的移动能力较强，在降水和灌溉的作用下进入地表水体和地下水，威胁水体环境和人类的健康。本试验中优化施肥处理较传统处理能使各土层中硝态氮含量显著下降，减少养分向下运移、淋失，降低环境风险。同时芹菜的产量增加了11.4%，硝酸盐含量降低了43.2%。相对于传统施肥处理，优化施肥处理的芹菜在各生长时期的株高、SPAD这两长势指标都更好，这可能与传统施肥处理施氮过高，抑制了其他元素的吸收有关。在品质指标中优化处理使芹菜的Vc含量提高了67.4%，糖酸比提高了82.1%，其结果与王小波等[21]、高伟等[22]的研究结果相似。综上，优化施肥措施能很好地促进芹菜生长，提升芹菜产量和品质。

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