水肥一体化条件下生菜养分吸收特性研究

骆洪义，李志红，贾国燏，刘彤彤，褚屿，林举梅，王志远，陈堂鑫，徐震

（1.山东农业大学资源与环境学院，山东 泰安 271018；2.山东百誉农业科技发展有限公司，山东 曲阜 273100）

生菜为叶类蔬菜，含有蛋白质、糖类、膳食纤维和维生素C、莴苣素、甘露醇等多种营养成分，具有预防贫血、防癌、抗衰老、降低血压和防止心律紊乱等功能［1，2］。近年来，随需求量增多，栽培面积扩大，种植生菜获得明显的经济效益［3］。生菜需要在15～20℃、微酸性、有机质含量丰富、保水能力强的土壤以及适量的水分条件下种植才能获得最佳效益［4］。生菜是一种喜氮作物，但对磷、钾需求也很大。生长初期需肥量较小，生长后期对氮磷钾的需求急剧增加，吸收量可达到全生育期的80%［5，6］。随着生菜生长进程，植株对氮磷钾的吸收量明显增加，且钾的吸收量高于氮磷［7］。

当前蔬菜水肥一体化生产已经进入飞速发展阶段［8］，采用水肥一体化方式种植生菜有着良好的产量优势［9］。然而对于水肥一体化条件下生菜的需肥规律，特别是同时对大中微量元素吸收规律的研究较少。为此，本试验以散叶生菜为材料，在日光温室内研究生菜不同生长阶段对氮、磷、钾及中微量元素的吸收以及分配规律，以期为设施生菜生产上的大面积推广种植提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及材料

试验于2019年在肥城市日光温室大棚内进行。试验地为棕壤，0～20 cm土层土壤理化性质见表1。

表1 试验地耕层土壤理化性质

供试生菜（Lactuca sativa L.var.ramosa Hort.）品种为美国大速生。

1.2 试验方法

生菜施肥量及比例参照文献［6，10－12］设计（表2），基肥种植前施用，追肥为水肥一体化实施。种植前，灌水一次，灌水量为300 m3／hm2，肥料充分溶于灌溉水中，起垄沟灌。追肥随水采用滴灌方式进行。每两行铺设一条滴灌带，滴头间距30 cm。生菜定植10天追肥，灌水2次，间隔5天灌一次，每次灌水量为120 m3／hm2，将肥料溶于水中滴灌。生菜定植20天追肥，灌水3次，间隔3天灌一次，每次灌水量为150 m3／hm2。试验田生产管理均采用当地农业技术部门推荐的方法。

表2 生菜施肥量 （kg／hm2）

1.3 测定项目与方法

分别在生菜移栽定植后10、20、30天和40天取样，每个时期取代表样10株，放入105℃烘箱中杀青30 min、75℃烘至恒重后粉碎，过0.25 mm筛，用于测定植株养分指标。样品采用硫酸－双氧水消煮，全氮采用凯氏定氮法测定，全磷采用钒钼黄比色法测定，全钾采用火焰光度法测定；钙镁铁锰铜锌采用硝酸－高氯酸消煮，原子吸收光度法测定。以上指标测定均参照鲍士旦［13］的方法进行。

1.4 数据处理

运用Microsoft Excel 2007进行数据处理，采用SPSS21.0进行单因素方差分析及差异显著性比较（P<0.05），使用Origin 2018软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同生长期生菜植株养分含量的变化

由表3可知，生菜氮、磷养分含量随着生长期的延长逐渐增加，定植后40天达到最高值，分别为4.7%、1.8%；钾含量定植后30天达到最高值，为4.9%。钙、铁、锰、铜和锌含量定植后20天达到最高值，分别为27.5、1.42 g／kg和121.8、16.8、141.7 mg／kg，之后逐渐降低；镁含量定植后10天达到最高值，为3.9 g／kg，之后逐渐降低。

表3 不同生长期生菜植株养分含量

2.2 不同生长期生菜的养分吸收量

2.2.1 生菜植株干物质积累量和大量元素吸收量 由图1可以看出，生菜干物质积累量随生长期推进而逐渐增加。定植后20天内积累量增长缓慢，10天和20天生菜干物质积累量分别占整个生长期的7.1%、26.5%，之后干物质积累量增长迅速，至30天达1 250.5 kg／hm2，占整个生长期的70.7%，40天收获时干物质积累量为1 769.2 kg／hm2。

图1 不同生长期生菜干物质积累量

由图2可以看出，随着生长期推进，生菜植株氮、磷、钾吸收量均有不同程度增加，其中钾的吸收量最多，氮次之，磷最少，表明生菜植株对氮、钾素的需求显著大于磷素。定植后10天生菜养分吸收量较少，氮、磷、钾吸收量分别占总量的6.1%、5.3%、6.3%；之后，植株对氮磷钾养分的吸收迅速增加，定植后20天，氮、磷、钾吸收量分别占全生长期的23.8%、24.1%、25.5%；定植后30天，氮、磷、钾吸收量分别占到整个生长期的65.1%、67.1%、72.5%；40天收获时，氮磷钾吸收量分别为83.9、32.1、85.1 kg／hm2。

图2 生菜植株氮磷钾养分吸收量

2.2.2 生菜植株中量元素吸收量 由图3可以看出，生菜吸收钙、镁随生长期推进而不断增加，对钙的吸收远大于镁。定植后10天钙、镁吸收量较少，分别占总量的7.1%、9.4%；之后，植株对钙、镁的吸收逐渐增加，定植后20天，钙、镁吸收量分别占整个生长期的26.5%、30.5%；定植后30天钙、镁吸收量急剧增加，分别占整个生长期的70.7%、72.4%；40天收获时，钙、镁吸收量分别为37.5、5.2 kg／hm2。

图3 生菜植株钙镁养分吸收量

2.2.3 生菜植株微量元素吸收量 由图4可以看出，随生菜生长进程，植株铁、锰、铜、锌吸收量均有不同程度增加，生长期内对铁的需求大于锰、铜、锌。定植后10天铁、锰、铜、锌累积吸收量分别占总量的7.1%、7.1%、7.2%、7.1%；定植后20天，铁、锰、铜、锌吸收量分别占整个生长期的26.5%、26.5%、27.2%、26.5%；定植后30天，养分吸收量快速增加，铁、锰、铜、锌吸收量分别占整个生长期的70.7%、70.6%、71.2%、70.7%；生菜收获时，铁、锰、铜、锌吸收量分别为1 818.6、152.5、28.9、150.4 g／hm2。

图4 生菜植株铁锰铜锌养分吸收量

2.3 生菜植株养分吸收特性

2.3.1 生菜植株大量元素吸收特性 由表4可知，不同生长时期生菜氮、磷、钾养分吸收特性差异显著。氮、磷、钾吸收速率均在20～30天达到最大值，分别为3.5、1.4、4.0 kg／（hm2·d）；此期生菜氮、磷、钾养分吸收量也最大，分别为34.6、13.8、39.8 kg／hm2，相对吸收量分别为41.2%、43.0%、46.8%，吸收比例为2.5∶1∶2.9。全生长期生菜氮、磷、钾养分吸收比例为2.6∶1∶2.7。

表4 生菜植株氮磷钾养分吸收特性

2.3.2 生菜植株中量元素吸收特性 由表5可知，生菜钙、镁养分吸收特性在不同时期差异显著。钙、镁的吸收速率及吸收量均在20～30天时达到最大值，分别为1.7、0.2 kg／（hm2·d）和16.5、2.2 kg／hm2，相对吸收量分别为44.1%、41.9%，吸收比例为7.5∶1。全生长期钙、镁吸收比例为7.2∶1。

表5 生菜植株钙镁养分吸收特性

2.3.3 生菜植株微量元素吸收特性 由表6可知，生菜微量元素的吸收特性在不同时期差异显著。铁、锰、铜、锌的吸收速率和吸收量均在定植后20～30天达到最大值，分别为80.3、6.7、1.3、6.6 g／（hm2·d）和803.0、67.3、12.7、66.4 g／hm2，相对吸收量分别为44.2%、44.1%、43.9%、44.1%，吸收比例为63.3∶5.3∶1∶5.2。全生长期生菜铁、锰、铜、锌吸收比例为63.0∶5.3∶1∶5.2。

表6 生菜植株铁锰铜锌养分吸收特性

3 讨论与结论

植株生长过程是干物质不断积累的过程，而干物质积累是衡量植株生长及代谢强弱的重要指标［14，15］。本试验表明，适宜的水肥条件下，生菜干物质积累量在定植0～20天内累积缓慢，20～40天累积量快速增加，40天收获时干物质积累量达1 769.2 kg／hm2。生菜氮、钾养分含量随生长期延长逐渐增加，定植后40天达到最高值；而磷含量在定植后20天达到最高值，之后先降低再升高；钙、铁、锰、铜和锌含量定植后20天达到最高值。

本研究表明，生菜定植0～10天氮、磷、钾养分吸收量较低，此期应减少施肥，移栽后10～20天可以适当增加施肥量，定植后20～30天生菜的吸收量快速增大，此期可增加肥料用量。

根据生菜各时期钙、镁养分吸收比例可知，生菜对钙的吸收大于镁，钙、镁养分吸收比例在4个测定时期依次增加，因此应从定植开始依次增大施肥比例。这与肖晓玲［16］、何命军［17］等的研究结果相同。根据钙、镁养分吸收量和吸收速率可知，生菜定植0～10天钙、镁养分吸收量较低，此期要减少施肥，10～20天可以适当增加施肥量，20～30天生菜的吸收量达到最大，应加大此期肥料的投入量。

根据生菜各时期铁、锰、铜、锌养分吸收比例可知，生菜对铁的吸收量远大于锰、铜、锌。各生育期铁、锰、铜、锌养分吸收比例差别不明显，全生长期生菜养分吸收比例为63.0∶5.3∶1∶5.2，因此生菜施肥应偏重施用铁肥，少量施用锰、铜、锌肥。