施氮量對一年生蘆筍產(chǎn)量和商品性的影響

厲廣輝，常化星，趙傳志，趙術(shù)珍，侯蕾，王興軍

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心／山東省作物遺傳改良與生態(tài)生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100；2.山東鄆城久源農(nóng)業(yè)科技有限公司，山東 鄆城 274712）

蘆筍含有豐富的維生素、氨基酸和礦物質(zhì)，還含有黃酮類化合物、多糖、皂苷等多種活性成分，是一種食藥兼用型蔬菜，被譽(yù)為“蔬菜之王”［1］。我國蘆筍種植面積、產(chǎn)量和出口量居世界第一，占世界貿(mào)易總量的50%左右［2］。山東省是我國蘆筍種植和出口第一大省，蘆筍種植主要在黃河流域及黃河三角洲地區(qū)的沙土地［3］。

蘆筍是多年生宿根性植物，一次定植多年采收，全年生長階段分為采筍期和母莖養(yǎng)分積累期。采筍期嫩莖生長需要的營養(yǎng)主要來自于貯藏根中積累的養(yǎng)分。蘆筍需氮量大，筍農(nóng)為了追求高產(chǎn)，生產(chǎn)中過量施用氮肥現(xiàn)象突出。但過量施氮會導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)下降、氮肥利用率降低、資源浪費(fèi)和農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險增加等突出問題［4，5］。

有關(guān)蘆筍施肥的研究表明，每生產(chǎn)1 000 kg蘆筍嫩莖大約需吸收純氮23.1 kg［6］。嫩莖積累的氮約占全年植株積累總氮量的60%［7］。氮虧缺主要影響早期嫩莖產(chǎn)量，對采筍中后期的產(chǎn)量影響較小，高肥力條件下施氮無顯著增產(chǎn)效果。3年生蘆筍田0～90 cm土層90 kg／hm2的含氮量是保證蘆筍高產(chǎn)和降低環(huán)境污染的平衡點(diǎn)［8］。Ledgard等［9］研究表明，在六年生蘆筍母莖生長前、采筍前和采筍初期施氮，當(dāng)季嫩莖吸收比例為25%、11%和4%，母莖生長期是氮肥吸收的關(guān)鍵期。對三年生蘆筍田的施氮研究認(rèn)為，采筍期施氮240 kg／hm2，是綠蘆筍高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的最佳施氮量［10］；施氮300 kg／hm2，白蘆筍當(dāng)年的增產(chǎn)效果最顯著，且有利于下一季高產(chǎn)，繼續(xù)增加施氮量顯著抑制根系生長［11］。設(shè)施栽培蘆筍采收期長、產(chǎn)量高，需氮量大于露地栽培［12，13］。蘆筍施氮研究主要集中在三年以上的成齡筍，對一至兩年幼齡筍的氮素營養(yǎng)研究較少。蘆筍雖是高價值作物，但定植當(dāng)年沒有收益，第二年的產(chǎn)量較低，第三年才進(jìn)入高產(chǎn)期，且蘆筍價格與上市期和商品性密切相關(guān)，幼齡筍產(chǎn)量和商品性是決定蘆筍早期收益和農(nóng)戶種植積極性的關(guān)鍵。為此，本試驗(yàn)通過對一年生蘆筍不同采筍階段產(chǎn)量和商品性與施氮量關(guān)系的研究，探索山東產(chǎn)區(qū)幼齡蘆筍合理氮肥運(yùn)籌模式，為蘆筍高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培提供科技支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與供試材料

試驗(yàn)于2018年在山東鄆城久源農(nóng)業(yè)科技有限公司試驗(yàn)田進(jìn)行。土壤為黃河沖積平原砂質(zhì)土，0～20 cm耕層基礎(chǔ)地力為有機(jī)質(zhì)5.52 g／kg、全氮0.69 g／kg、堿解氮49.85 mg／kg、速效磷17.41 mg／kg、速效鉀70.26 mg／kg。

選用北京市農(nóng)林科學(xué)院提供的京綠蘆1號為供試材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計與田間管理

試驗(yàn)共設(shè)5個施氮量處理，分別為90（N90）、180（N180）、270（N270）、360 kg／hm2（N360），以不施氮為對照（N0）。氮素來源為普通尿素。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。小區(qū)面積30 m2。

3月5日溫室營養(yǎng)缽育苗，5月20日選擇生長一致的幼苗大田定植，行距1.5 m，株距25 cm，種植密度2.67萬株／hm2。定植前基施充分腐熟的牛糞75 000 kg／hm2。氮肥處理，每小區(qū)3行，分別于6月25日和7月25日施入總氮量的60%和40%，距筍行兩側(cè)15 cm開溝均勻施入。施肥后及時澆水，6月25日各小區(qū)均一次性溝施磷肥（P2O5）90 kg／hm2、鉀肥（K2O）240 kg／hm2。除施氮處理外，其他管理同一般高產(chǎn)田。當(dāng)年正常管理，不采收，9月20日測量單株生育指數(shù)。2019年3月5日清園，4月5日開始采筍統(tǒng)計產(chǎn)量，連續(xù)采筍60 d。停采后所有處理管理同一般高產(chǎn)田。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 產(chǎn)量和商品性 貼地面割下所有高度超過23 cm的嫩莖，逐日計算產(chǎn)量。并在采筍前期、中期和后期用游標(biāo)卡尺測量當(dāng)日采筍的基部莖粗，參照Zhu等［14］的方法進(jìn)行分級，嫩莖基部粗度＞1.2 cm為優(yōu)等筍、0.6～1.2 cm為商品性筍，＜0.6 cm為等外筍。

1.3.2 生育指標(biāo) 植株地上部生長量最大時，測單株莖粗、莖數(shù)、莖高、生育指數(shù)。莖粗為距地面10 cm莖直徑。株高為從地表到莖頂端的高度。單株生育指數(shù)＝∑莖粗（cm）×莖高（cm）。生育指數(shù)無單位，每小區(qū)調(diào)查10株。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與作圖

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理，SPSS 17.0軟件進(jìn)行顯著性分析，SigmaPlot 10.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮量對蘆筍生育指標(biāo)的影響

由表1看出，施氮增加一年生蘆筍的單株莖數(shù)、莖高、莖粗、生育指數(shù)。隨施氮量增加，各處理株高呈逐漸增加趨勢，且均顯著高于CK，但各施氮處理間差異不顯著。N270和N360處理的單株莖數(shù)顯著高于CK，其他處理間差異不顯著。隨施氮量增加，莖粗和單株生育指數(shù)呈先增加后降低的趨勢，N180和N270處理的莖粗顯著高于其他處理；施氮處理的單株生育指數(shù)均顯著高于CK，增幅為15.93% ～43.71%，且N270處理的生育指數(shù)顯著高于其他處理。

表1 不同施氮量處理蘆筍的生育指標(biāo)

2.2 不同施氮量對蘆筍嫩莖產(chǎn)量的影響

由表2可知，施氮顯著提高一年生蘆筍嫩莖總產(chǎn)量，在90～360 kg／hm2用量范圍內(nèi)，嫩莖產(chǎn)量呈先增加后降低趨勢，增幅為27.67%～52.04%。其中N180和N270處理的嫩莖總產(chǎn)量分別為14 085 kg／hm2和14 505 kg／hm2，顯著高于其他處理，但兩者之間差異不顯著。不同采筍階段比較，采筍早期（0～20 d）嫩莖產(chǎn)量的增幅最大，N180和N270處理分別比N0增加63.69%和65.48%，顯著高于其他處理；采筍中期（20～40 d），施氮增產(chǎn)幅度為29.80% ～54.51%，N270處理嫩莖產(chǎn)量顯著高于其他處理（N180處理除外）；采筍后期（40～60 d），施氮增產(chǎn)的效果降低，增幅為22.54%～40.38%。不同采筍階段，所有處理嫩莖產(chǎn)量均是采筍中期＞采筍后期＞采筍前期。蘆筍嫩莖產(chǎn)量與施氮量的關(guān)系可用一元二次回歸方程擬合，建立數(shù)學(xué)模型（圖1）。早期嫩莖產(chǎn)量（y）與施氮量（x）關(guān)系的模型為y＝-0.031x2+14.476x+2438.6（圖1a），R2＝0.9678；嫩莖總產(chǎn)量與施氮量的模型為y＝-0.0872x2+41.531x+9411.9（圖1b），R2＝0.9899，回歸分析達(dá)極顯著水平。

表2 施氮量對不同采筍階段蘆筍嫩莖產(chǎn)量的影響

圖1 蘆筍嫩莖產(chǎn)量與施氮量的關(guān)系

2.3 不同施氮量對蘆筍莖粗的影響

由表3可知，施氮提高了整個采筍期的嫩莖粗度，說明施氮有利于提升蘆筍的商品性。隨施氮量增加，具有商品性的嫩莖占比呈先增加后降低趨勢，等外筍占比呈相反趨勢。隨采筍進(jìn)程，所有處理的商品性筍占比均呈先增加后降低的變化趨勢，采筍中期的商品性最好。采筍早期，施氮處理顯著增加優(yōu)等筍和商品筍的比例，降低等外筍的比例，N270處理的優(yōu)等筍比例顯著高于N90和N360處理，等外筍的比例顯著低于這兩個處理，但與N180處理差異不顯著。采筍中期，不同施氮處理間優(yōu)等筍（N90除外）和商品性筍的差異不顯著，N180和N270處理的等外筍比例顯著低于其他處理。采筍后期，僅N270處理的優(yōu)等筍比例顯著高于CK，其他處理間差異不顯著；N90處理的等外筍比例與CK差異不顯著，其他處理顯著低于CK。

表3 施氮量對不同采筍階段蘆筍莖粗的影響

3 討論與結(jié)論

蘆筍是需氮量較大的作物，施氮量和施氮時期對蘆筍生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)及氮肥利用率均有顯著影響［9］。蘆筍最佳施氮量不僅與土壤基礎(chǔ)地力有關(guān)，還與筍齡、采筍期、植株生長發(fā)育情況和生態(tài)區(qū)密切相關(guān)［6，10］。蘆筍當(dāng)年地上部的生長量直接決定下年的嫩莖產(chǎn)量，目前國內(nèi)外普遍用當(dāng)年母莖生長盛期生育指數(shù)估計來年產(chǎn)量。一般認(rèn)為生育指數(shù)越大，翌年嫩莖產(chǎn)量越高。也有研究認(rèn)為后期母莖過度生長，會消耗更多的光合同化物，影響下年產(chǎn)量［15］。本研究發(fā)現(xiàn)，在0～360 kg／hm2用量范圍內(nèi)，施氮增加一年生蘆筍的莖粗、莖高、莖數(shù)和生育指數(shù)，且莖粗和生育指數(shù)的變化基本一致：均是隨施氮量增加呈先增加后降低趨勢，N270處理生育指數(shù)顯著高于CK和其他施氮處理。這與郜春花等［11］的研究結(jié)果相似。

本研究中，隨施氮量增加，蘆筍嫩莖產(chǎn)量呈先增加后降低趨勢，施氮量270 kg／hm2處理，嫩莖產(chǎn)量最高，再增加施氮量，增產(chǎn)效應(yīng)開始下降。這可能是因?yàn)檫^度施氮抑制了根系的生長發(fā)育，根系吸收能力下降［12］，這與陳國徽等［16］的研究結(jié)果基本一致。但Hossain等［17］用超細(xì)粒徑態(tài)尿素作為氮源，發(fā)現(xiàn)一年生蘆筍施氮100 kg／hm2，貯藏根積累的養(yǎng)分含量最高，說明肥料類型對施肥量也有顯著影響。本研究中適宜施氮量低于在成齡蘆筍上的研究結(jié)果［10-13］，這是由于蘆筍多年生的特性，不同筍齡之間的需氮量差別較大。有研究認(rèn)為，定植五年后蘆筍的需氮量達(dá)到最大，兩年齡蘆筍施氮量為標(biāo)準(zhǔn)施氮量的30% ～50%，三到四年筍齡為70%，五年以后按標(biāo)準(zhǔn)量施肥［18］。Roth等［8］研究發(fā)現(xiàn)，氮虧缺顯著降低早期嫩莖產(chǎn)量，對采筍中后期的產(chǎn)量影響較小，這與本研究結(jié)果基本一致。本研究中，施氮對采筍早期、中期和后期的增產(chǎn)效應(yīng)分別為30.95%～65.48%、29.80%～54.51%、22.54%～40.38%，N180和N270處理早期增產(chǎn)效應(yīng)顯著。早期嫩莖產(chǎn)量和總產(chǎn)量與施氮量的關(guān)系可用一元二次方程模擬，模型分別為y＝-0.031x2+14.476x+2438.6和y＝-0.0872x2+41.531x+9411.9，回歸分析達(dá)極顯著水平。可根據(jù)此模型指導(dǎo)一年生蘆筍高產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)高效的最佳氮肥施用量。

Roth等［19］研究發(fā)現(xiàn)，合理施氮可增加早期采收的優(yōu)等筍比例，過量施氮會降低優(yōu)等筍的比例。本研究表明，施氮增加了一年生蘆筍全采收期優(yōu)等筍和商品筍的比例，施氮量0～270 kg／hm2范圍內(nèi)，呈逐漸增加趨勢，繼續(xù)增加施氮量，優(yōu)等筍和商品筍比例開始降低。采收早期和中期施氮處理均顯著高于CK，后期僅N270處理的優(yōu)等筍比例顯著高于CK，說明施氮對蘆筍商品性的影響隨采筍進(jìn)行逐漸減弱。所有處理的優(yōu)等筍比例在采筍早期均低于采筍中期，等外筍的比例均高于采筍中期。這可能是由于幼齡筍的萌發(fā)期較早，早期土壤溫度偏低，影響了蘆筍的正常生長［20］。采筍后期，所有處理優(yōu)等筍和商品筍比例降低，等外筍比例增加，說明隨著采筍進(jìn)程貯藏根中的養(yǎng)分逐漸供應(yīng)不足［10］。

本試驗(yàn)條件下，施氮顯著增加一年生蘆筍的生育指數(shù)、早期產(chǎn)量、總產(chǎn)量、優(yōu)等筍和商品筍比例，施氮90～360 kg／hm2范圍內(nèi)，隨用量增加上述參數(shù)均呈先增加后降低趨勢，N180和N270處理的產(chǎn)量和商品性優(yōu)于其他處理，二者差異不顯著。施氮180～270 kg／hm2，一年生蘆筍增產(chǎn)效果顯著，商品性明顯提升。不同氮肥用量與產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益之間的對比分析，還需要進(jìn)一步研究。