基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜產(chǎn)量、品質(zhì)及氮肥利用率的影響

楊 陽，倪曉宇，劉斌美，楊 葉，余立祥，陶亮之，馮夢(mèng)喜，鐘雯瑾，吳躍進(jìn)*

（1.中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，安徽 合肥 230031；2.河南心連心化肥有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453700）

蔬菜生產(chǎn)對(duì)糧食安全和人類營養(yǎng)具有重要貢獻(xiàn)。近年來，我國的蔬菜種植面積快速擴(kuò)大，以滿足國民對(duì)蔬菜產(chǎn)品日益增長的需求。最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，蔬菜種植用地占我國農(nóng)業(yè)用地總面積的13.4%［1］。然而，在蔬菜生產(chǎn)中，大量施氮和頻繁灌溉引發(fā)氮素淋溶和氨揮發(fā)，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染［2］。減少氮素淋溶和氨揮發(fā)是促進(jìn)蔬菜綠色生產(chǎn)的必然要求。通過優(yōu)化肥料產(chǎn)品可促進(jìn)作物綠色生產(chǎn)［3-4］。在蔬菜生產(chǎn)中，可通過應(yīng)用緩（控）釋肥料減少氮素?fù)p失［2］。然而，較高的價(jià)格極大限制了緩控釋肥料在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用［5］。基質(zhì)型緩釋尿素是近年來研發(fā)應(yīng)用的一類新型肥料［6］。該型肥料中添加的緩釋材料主要由改性黏土礦物組成，生產(chǎn)成本較低，緩釋效果較明顯，更易在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用［5，7］。

蕹菜（Ipomoea aquatica Forsk）是一種對(duì)環(huán)境脅迫具有較高抗性、對(duì)人體具有較高營養(yǎng)價(jià)值的速生蔬菜，近年來逐漸成為我國南方及東南亞地區(qū)的常見蔬菜［8］。雖然蕹菜生育時(shí)期較短，但在蕹菜生長期間通常需要頻繁灌溉和大量施氮，以滿足蕹菜對(duì)水分和氮素營養(yǎng)的需求。然而，常規(guī)肥料養(yǎng)分釋放快，養(yǎng)分釋放周期與作物需肥規(guī)律難以同步，在頻繁灌溉及大量施氮條件下易引發(fā)氮素淋溶及氨揮發(fā)損失，導(dǎo)致氮肥低效利用、環(huán)境污染等問題［9-10］。通過施用緩釋肥料，可以降低肥料養(yǎng)分釋放速率，相比常規(guī)肥料可提高養(yǎng)分釋放周期與作物需肥規(guī)律的同步性，有望提高作物氮素利用、減輕氮素?fù)p失［11-12］。然而，目前有關(guān)基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜產(chǎn)量、品質(zhì)和氮肥利用的影響還缺乏研究。本研究通過兩年田間試驗(yàn)，分析基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜產(chǎn)量、品質(zhì)性狀及氮肥利用率的影響，結(jié)合氮素?fù)p失模擬評(píng)價(jià)、田間土壤礦質(zhì)氮含量及植株形態(tài)生理特征，探討該型肥料的作用機(jī)制，以期為指導(dǎo)基質(zhì)型緩釋肥料在蕹菜等蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

于2016年7月5日 至8月16日 和2017年7月6日至8月15日兩個(gè)適宜蕹菜生長的時(shí)間段，實(shí)施田間試驗(yàn)。試驗(yàn)田位于中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院肥效試驗(yàn)基地（31°53′ N，117°10′ E；海拔27 m）。在2016和2017年蕹菜栽培期間，日平均氣溫分別為29.6和30.0 ℃，總降水量分別為112.0和91.2 mm，總灌溉量分別為140和160 mm（圖1）。試驗(yàn)田土壤類型為黃棕壤，其耕層土壤主要性狀為：沙粒164 g/kg，粉粒435 g/kg，黏粒401 g/kg，有機(jī)碳10.1 g/kg，全氮0.91 g/kg，全磷1.22 g/kg，全鉀15.3 g/kg，pH值（土∶水，1∶2.5）6.9，田間持水量29.9%。

圖1 蕹菜生長期間的降水、灌溉和日平均氣溫

1.2 試驗(yàn)材料

氮肥為常規(guī)尿素（N 46.4%）和基質(zhì)型緩釋尿素（N 43.2%），磷肥為過磷酸鈣 （P2O516%），鉀肥為硫酸鉀（K2O 50%）。所用肥料均由河南心連心化肥有限公司提供?；|(zhì)型緩釋尿素主要通過向熔融脲漿中添加緩釋材料、高塔噴漿冷卻造粒生產(chǎn)［6-7］。緩釋材料的主要成分為復(fù)合改性黏土礦物（以蒙脫石為主）［7］。供試作物為蕹菜（Ipomoea aquatica Forsk. ‘Lifeng’）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 模擬氮素淋溶試驗(yàn)

包含3個(gè)處理：無氮對(duì)照、常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素，試驗(yàn)重復(fù)5次。所用土壤為蕹菜試驗(yàn)田耕層土壤混合樣品。氮素淋溶采用土柱淋溶法測(cè)定［5］：將8.5 kg風(fēng)干土（過2.0 mm篩）和470 mg氮肥（N）充分混勻，填充到PMMA淋溶管（直徑20 cm，高度40 cm）；在土柱表面覆蓋約1 cm厚石英砂，然后向淋溶管內(nèi)加入蒸餾水并保持土柱上方有2 cm水層；每淋出940 mL收集一次淋溶液（相當(dāng)于30 mm降水），連續(xù)收集10次。

1.3.2 模擬氨揮發(fā)試驗(yàn)

包含3個(gè)處理：無氮對(duì)照、常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素，試驗(yàn)重復(fù)5次。所用土壤為蕹菜試驗(yàn)田耕層土壤混合樣品。氨揮發(fā)采用密閉間歇通氣法測(cè)定［5］：將8.5 kg風(fēng)干土（過2.0 mm篩）和470 mg氮肥（N）充分混勻，填充到PMMA密閉培養(yǎng)氣室（直徑20 cm，高度40 cm）；向土柱加入蒸餾水至70%田間持水量，然后于25 °C恒溫培養(yǎng)；利用電子定時(shí)插排和氣泵，于每日02：00～02：30、8：00 ～ 8：30、14：00 ～ 14：30、20：00 ～ 20：30 總計(jì)4個(gè)時(shí)間段進(jìn)行間歇泵氣，將氣室內(nèi)累積的氨泵入硼酸吸收液（20 g/L）；硼酸吸收液每3 d采集一次。試驗(yàn)期間通過稱重補(bǔ)充土壤水分至70%田間持水量。

1.3.3 田間試驗(yàn)

包含3個(gè)處理：無氮對(duì)照、常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素。小區(qū)按照隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置3次重復(fù)。小區(qū)面積為4 m×4 m，在小區(qū)之間保留1 m寬的走道。在常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素處理中，氮肥施用量均為N 150 kg/hm2。所有小區(qū)的磷肥施用量為P2O580 kg/hm2，鉀肥施用量為K2O 100 kg/hm2。所有肥料均在栽植前做基肥一次性翻耕混勻到耕層土壤（0～20 cm）。蕹菜的定植密度為100株/m2。

1.4 樣品采集與測(cè)定方法

1.4.1 淋溶與氨揮發(fā)損失量

淋溶液中的氮素（尿素）采用對(duì)二甲氨基苯甲醛顯色、分光光度計(jì)（美國Lambda 35）比色測(cè)定［7］。硼酸吸收液中的氨采用標(biāo)準(zhǔn)稀硫酸滴定法測(cè)定［13］。

1.4.2 田間土壤礦質(zhì)氮含量

在蕹菜收獲期，于每個(gè)小區(qū)按照W形路線隨機(jī)采集5個(gè)點(diǎn)的耕層土壤，充分混勻作為該小區(qū)土壤樣品，然后采用氯化鉀溶液（1 mol/L）浸提［14］、連續(xù)流動(dòng)分析儀（德國AA3）測(cè)定土壤礦質(zhì)氮含量（包括銨態(tài)氮和硝態(tài)氮）。

1.4.3 蕹菜生長性狀與氮肥利用率

于每個(gè)小區(qū)中部采集1 m×1 m樣方，測(cè)定蕹菜生物學(xué)產(chǎn)量。每個(gè)處理隨機(jī)采集20株蕹菜，然后采用WinFOLIA葉片分析系統(tǒng)（加拿大Regent）測(cè)定葉面積，采用WinRHIZO根系分析系統(tǒng)（加拿大Regent）測(cè)定根系表面積。植物樣品進(jìn)行烘干處理［6］，粉碎并過篩（0.15 mm），然后采用濃硫酸-過氧化氫消解法［15］提取植物樣品中的全氮，再以連續(xù)流動(dòng)分析儀（德國AA3）測(cè)定全氮含量。

1.4.4 蕹菜生理與品質(zhì)性狀

采用葉綠素計(jì)（日本SPAD-502）測(cè)定葉片葉綠素相對(duì)含量，每小區(qū)測(cè)定20個(gè)數(shù)據(jù)求平均值。葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度采用光合測(cè)定系統(tǒng)分析（美國LI-6400），每個(gè)處理重復(fù)6次。于每個(gè)處理隨機(jī)采集20個(gè)葉片，剪碎混勻，用于測(cè)定葉片酶活性和品質(zhì)性狀。葉片硝酸還原酶和谷氨酰胺合成酶活性采用比色法測(cè)定［16］。葉片維生素C含量采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定［17］。葉片粗蛋白、可溶性糖和硝酸鹽含量采用Wang 的方法測(cè)定［18］。

1.5 計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析

氮素淋溶與氨揮發(fā)損失率采用Yang的方法［5］計(jì)算，然后采用一階動(dòng)力學(xué)方程對(duì)損失過程進(jìn)行擬合［5］。葉片羧化效率為凈光合速率和胞間CO2濃度的比值［19］。氮肥表觀利用率參照常規(guī)植物營養(yǎng)分析方法計(jì)算［6］。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 9.1統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析和LSD多重比較。一階動(dòng)力學(xué)方程和數(shù)據(jù)圖采用OriginPro 2015制作。

圖2 基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)氮素淋溶和氨揮發(fā)損失率的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素淋溶與氨揮發(fā)

淋溶結(jié)果（圖2a）表明，常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素的淋溶損失率峰值均出現(xiàn)在第2次淋溶。在第1～3次淋溶，基質(zhì)型緩釋尿素的氮素淋溶損失率低于常規(guī)尿素?cái)?shù)值；之后，常規(guī)尿素的氮素淋溶損失率低于基質(zhì)型緩釋尿素?cái)?shù)值?；|(zhì)型緩釋尿素的累積淋溶損失率始終低于常規(guī)尿素?cái)?shù)值（圖2b）。氮素累積淋溶損失率可以采用一階動(dòng)力學(xué)方程擬合（P ＜0.01），擬合結(jié)果（圖2b）表明：常規(guī)尿素的氮素累積淋溶損失率的最大值為38.5%，比基質(zhì)型緩釋尿素?cái)?shù)值（29.3%）高9.2個(gè)百分點(diǎn)；常規(guī)尿素的氮素淋溶常數(shù)（反映淋溶損失特性，數(shù)值越大表示淋溶越快）為0.43，比基質(zhì)型緩釋尿素?cái)?shù)值（0.22）高95.5%。

氨揮發(fā)結(jié)果（圖2c）表明，常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素的氨揮發(fā)損失率峰值出現(xiàn)在施肥后第1～3 d。在施肥后第1～18 d，基質(zhì)型緩釋尿素的氨揮發(fā)損失率始終低于常規(guī)尿素?cái)?shù)值；之后，基質(zhì)型緩釋尿素和常規(guī)尿素的氨揮發(fā)損失率均維持在較低水平，兩者無顯著差異。基質(zhì)型緩釋尿素的累積氨揮發(fā)損失率始終低于常規(guī)尿素?cái)?shù)值（圖2d）。累積氨揮發(fā)損失率可以采用一階動(dòng)力學(xué)方程擬合（P ＜0.01），擬合結(jié)果（圖2d）表明：常規(guī)尿素的累積氨揮發(fā)損失率的最大值為20.7%，比基質(zhì)型緩釋尿素?cái)?shù)值（12.0%）高8.7個(gè)百分點(diǎn)；常規(guī)尿素的氨揮發(fā)常數(shù)（反映氨揮發(fā)損失特性，數(shù)值越大表示氨揮發(fā)越快）為0.44，比基質(zhì)型緩釋尿素?cái)?shù)值（0.38）高15.8%。

2.2 田間土壤礦質(zhì)氮含量

蕹菜收獲期耕層土壤礦質(zhì)氮含量結(jié)果（表1）表明，在2016年，基質(zhì)型緩釋尿素處理的土壤礦質(zhì)氮含量分別比無氮對(duì)照和常規(guī)尿素處理數(shù)值顯著提高53.2%和6.7% （P＜0.05）；在2017年，分別比無氮對(duì)照和常規(guī)尿素處理數(shù)值顯著提高51.0%和9.5% （P ＜0.05）?；|(zhì)型緩釋尿素處理土壤礦質(zhì)氮含量較高的主要原因是其硝態(tài)氮含量顯著較高（P ＜0.05），而銨態(tài)氮在不同處理之間無顯著差異（P＞0.05）。

表1 基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)耕層（0～20 cm）土壤礦質(zhì)氮含量的影響 （mg/kg）

2.3 蕹菜產(chǎn)量與生長性狀

圖3 基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜生物學(xué)產(chǎn)量、葉面積和根系表面積的影響

生物學(xué)產(chǎn)量結(jié)果（圖3）表明，在2016年，基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜單株生物學(xué)產(chǎn)量分別比無氮對(duì)照和常規(guī)尿素處理顯著提高201.8%和22.6% （P ＜0.05）；在2017年，分別比無氮對(duì)照和常規(guī)尿素處理顯著提高199.6%和18.4% （P ＜0.05）。

葉面積結(jié)果（圖3）表明，在2016年，基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜單株總?cè)~面積分別比無氮對(duì)照和常規(guī)尿素處理顯著提高86.5%和8.5% （P＜0.05）；在2017年，分別比無氮對(duì)照和常規(guī)尿素處理顯著提高96.6%和9.9% （P ＜0.05）。

根系表面積結(jié)果（圖3）表明，在2016年，基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜單株根系表面積分別比無氮對(duì)照和常規(guī)尿素處理顯著提高205.1%和7.7%（P ＜0.05）；在2017年，分別比無氮對(duì)照和常規(guī)尿素處理顯著提高192.3%和12.2% （P ＜0.05）。

2.4 蕹菜光合生理性狀

葉片SPAD和光合生理參數(shù)測(cè)定結(jié)果（表2）表明，在2016年，基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜葉片SPAD、氣孔導(dǎo)度和羧化效率比常規(guī)尿素處理數(shù)值分別顯著提高21.3%、16.3%和28.5% （P ＜0.05）；凈光合速率和蒸騰速率比常規(guī)尿素處理數(shù)值分別提高11.1%和8.6% （P＞0.05）。在2017年，基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜葉片SPAD、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和羧化效率比常規(guī)尿素處理數(shù)值分別顯著提高18.4%、14.9%、14.3%和25.1% （P ＜0.05）；蒸騰速率比常規(guī)尿素處理數(shù)值提高1.9% （P＞0.05）。與無氮對(duì)照相比，施氮處理（常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素）顯著提高蕹菜葉片SPAD、凈光合速率、蒸騰速率和羧化效率，也有提高葉片氣孔導(dǎo)度的趨勢(shì)。

表2 基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜光合生理性狀的影響

2.5 蕹菜氮肥表觀利用率與氮素同化酶

氮肥表觀利用率結(jié)果（表3）表明，在2016和2017年，基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜氮肥表觀利用率分別比常規(guī)尿素處理提高7.3 （P＞0.05）和11.0 （P ＜0.05）個(gè)百分點(diǎn)。與無氮對(duì)照相比，施氮處理（常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素）顯著提高蕹菜葉片硝酸還原酶和谷氨酰胺合成酶活性。在2016和2017年，基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜葉片硝酸還原酶活性比常規(guī)尿素處理數(shù)值分別顯著提高11.4%和23.1% （P ＜0.05）；基質(zhì)型緩釋尿素和常規(guī)尿素處理的蕹菜葉片谷氨酰胺合成酶活性無顯著差異（P＞0.05）。

表3 基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜氮肥表觀利用率、葉片硝酸還原酶和谷氨酰胺合成酶的影響

2.6 蕹菜品質(zhì)性狀

蕹菜葉片品質(zhì)性狀結(jié)果（表4）表明，與無氮對(duì)照相比，施氮處理（常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素）顯著提高蕹菜葉片的維生素C、粗蛋白、可溶性糖和硝酸鹽含量（P ＜0.05）。例如，在2016年，常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜葉片維生素C含量分別比無氮對(duì)照數(shù)值提高29.1% （P ＜0.05）和32.7% （P ＜0.05）；粗蛋白含量分別比無氮對(duì)照數(shù)值提高8.9% （P＞0.05）和12.7% （P ＜0.05）；可溶性糖含量分別比無氮對(duì)照數(shù)值提高50.3% （P＜0.05）和38.2% （P ＜0.05）；硝酸鹽含量分別比無氮對(duì)照數(shù)值提高50.3% （P ＜0.05）和38.2% （P＜0.05）。不過，常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素處理之間在上述品質(zhì)性狀上無顯著差異（P＞0.05）。

表4 基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜品質(zhì)性狀的影響

3 討論

3.1 基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)減少氮素淋溶和氨揮發(fā)的作用

氮素淋溶和氨揮發(fā)是田間氮素?fù)p失的重要途徑［2，20］。減少氮素淋溶和氨揮發(fā)損失對(duì)提高氮肥資源利用效率、降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義［21-22］。本研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)型緩釋尿素處理的氮素淋溶和氨揮發(fā)損失率均顯著低于常規(guī)尿素處理。原因可能是：基質(zhì)型緩釋尿素中添加的緩釋材料可以促進(jìn)土壤與肥料產(chǎn)生絮凝團(tuán)聚效應(yīng)，在土壤中形成微團(tuán)聚結(jié)構(gòu)［23］，可減少施肥區(qū)域肥料養(yǎng)分向土壤溶液的釋放，降低土壤溶液中的氮素濃度，從而減少土壤氮素淋溶和氨揮發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。Aksakal等［24］研究也表明，利用硅藻土類黏土礦物材料可以明顯改善土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性。Pratt等研究［25］也發(fā)現(xiàn)，通過向糞肥中添加膨潤土類黏土礦物材料，具有減少氨揮發(fā)的趨勢(shì)。Pan等［26］研究證明，通過添加沸石類黏土礦物材料，可以降低氮肥的氨揮發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。綜上，基于黏土礦物制備的緩釋材料，在減輕農(nóng)田面源污染方面具有應(yīng)用前景。受監(jiān)測(cè)手段的限制，本研究中的氮素淋溶和氨揮發(fā)未能在田間開展，而是以室內(nèi)模擬試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。而在田間條件下，農(nóng)田氨揮發(fā)受土壤溫度、含水量等多種因素影響［27］。未來還需要開展田間原位試驗(yàn)，將田間因素（如：降水、土壤溫度、植物氮素吸收等）考慮在內(nèi)，更系統(tǒng)地解析基質(zhì)型緩釋尿素的氮素釋放和損失特征。

3.2 基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜氮素供應(yīng)狀況和生長的影響

土壤氮素供應(yīng)狀況是影響植物生長的重要因素［28］。本研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)型緩釋尿素處理的耕層土壤礦質(zhì)氮含量顯著高于常規(guī)尿素處理數(shù)值，其原因可能是基質(zhì)型緩釋尿素處理具有較低的氮素淋溶和氨揮發(fā)損失風(fēng)險(xiǎn)。此外，基質(zhì)型緩釋尿素處理主要是提高土壤硝態(tài)氮含量，對(duì)土壤銨態(tài)氮含量無明顯影響，各處理的土壤銨含量維持在較低水平。這主要是因?yàn)楹档貤l件下土壤透氣性較好，有利于土壤銨轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮［29］。本研究中，基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜生物學(xué)產(chǎn)量、葉面積、葉片SPAD、根系表面積顯著高于常規(guī)尿素處理數(shù)值。上述結(jié)果印證了基質(zhì)型緩釋尿素處理具有改善蕹菜氮素供應(yīng)狀況、促進(jìn)作物生長的作用。光合生理活性是影響植物干物質(zhì)積累、進(jìn)而決定植物產(chǎn)量的關(guān)鍵生理參數(shù)［30］?；|(zhì)型緩釋尿素處理提高蕹菜葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和羧化效率，有利于蕹菜植株光合同化和干物質(zhì)積累，從而促進(jìn)蕹菜生物學(xué)產(chǎn)量的提高；而其改善光合生理活性的原因可能是提高土壤礦質(zhì)氮含量、改善植株氮素營養(yǎng)。

3.3 基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜氮肥利用率的影響

氮肥利用率是評(píng)價(jià)氮肥農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重要參數(shù)［31］。本研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜氮肥表觀利用率高于常規(guī)尿素處理數(shù)值，其原因可能是：（1）氮素是植物生長過程中的一種重要結(jié)構(gòu)性和功能性元素［32］，基質(zhì)型緩釋尿素處理較高的蕹菜生物學(xué)產(chǎn)量決定了其對(duì)氮素同化量具有更高需求；（2）基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜具有較高的根系表面積，而較大的根系表面積有利于植株吸收土壤氮素［33］，從而提高植株氮肥吸收利用率；（3）基質(zhì)型緩釋尿素處理的蕹菜葉片具有較高的硝酸還原酶活性（是決定硝態(tài)氮同化的關(guān)鍵酶），而硝態(tài)氮是旱作農(nóng)田土壤的主要礦質(zhì)氮形態(tài)，較高的硝酸還原酶活性可促進(jìn)植株氮素同化［29，34］，從而提高氮肥吸收利用率。在玉米上的一項(xiàng)研究［6］也發(fā)現(xiàn)，緩釋肥料處理的玉米葉片硝酸還原酶活性比普通肥料處理數(shù)值提高約30%，從而有利于提高植株氮素利用效率。

3.4 基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜品質(zhì)性狀的影響

對(duì)于蔬菜，除關(guān)注其生物學(xué)產(chǎn)量以外，也需要關(guān)注其品質(zhì)性狀［35］。本研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于無氮對(duì)照，施氮處理（常規(guī)尿素和基質(zhì)型緩釋尿素）可提高蕹菜葉片的維生素C、粗蛋白、可溶性糖和硝酸鹽含量；但是相對(duì)于常規(guī)尿素，基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜葉片的上述品質(zhì)性狀無顯著作用。較高的葉片維生素C、粗蛋白和可溶性糖含量符合食用需求，而較高的葉片硝酸鹽含量則可能危害人體健康［18］。例如，在某些葉菜中，硝酸鹽的含量高達(dá)20 000 mg/kg鮮重，對(duì)人體健康造成危害［36-37］。本研究發(fā)現(xiàn)，3個(gè)處理的蕹菜葉片硝酸鹽含量（最高為 512 mg/kg鮮重）均低于我國［18，38］和歐盟［36］推薦的葉菜硝酸鹽含量上限（分別為3 000和2 000 mg/kg鮮重）。需要注意的是，蔬菜的品質(zhì)與施氮量具有密切關(guān)系［32］。本研究中，由于蕹菜根系發(fā)達(dá)、養(yǎng)分吸收能力強(qiáng)的特性，施氮量設(shè)置為較低的水平（150 kg/hm2），而在很多地區(qū)的蔬菜生產(chǎn)中施氮量要高于該數(shù)值［12］。未來還需要開展試驗(yàn)，系統(tǒng)分析在不同施氮量下基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜等蔬菜作物品質(zhì)性狀的影響。

4 結(jié)論

相對(duì)于常規(guī)尿素，基質(zhì)型緩釋尿素可降低氮素淋溶和氨揮發(fā)損失風(fēng)險(xiǎn)，提高耕層土壤礦質(zhì)氮含量，改善蕹菜的形態(tài)特征（葉面積、根系表面積）、光合生理參數(shù)（葉片SPAD、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、羧化效率）、硝酸還原酶活性，促進(jìn)植株生長和氮素吸收同化，進(jìn)而提高生物學(xué)產(chǎn)量和氮肥表觀利用率。施氮可以改善蕹菜葉片的品質(zhì)性狀（維生素C、粗蛋白、可溶性糖）；但與常規(guī)尿素相比，基質(zhì)型緩釋尿素對(duì)蕹菜葉片品質(zhì)性狀無顯著影響。從減少氮素?fù)p失風(fēng)險(xiǎn)、提高蔬菜產(chǎn)量和氮肥利用率方面考慮，基質(zhì)型緩釋尿素在蕹菜等蔬菜栽培中具有一定應(yīng)用前景。