水肥一體化下氮肥不同追施量對設施蔬菜生長的影響

徐麗萍 王秋君 王光飛 郭德杰

摘要：針對設施蔬菜生產(chǎn)中因追肥方式不合理引起的養(yǎng)分利用率低的問題，在南京市大白菜塑料大棚中通過田間小區(qū)試驗研究了滴灌條件下氮肥不同追施量對大白菜生長及土壤肥力的影響。試驗處理包括：空白對照（不施用任何肥料）、常規(guī)施肥、滴灌追肥、追肥減氮20%、追肥減氮30%。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥處理相比，3個滴灌追肥處理的大白菜產(chǎn)量均增加，且追肥減氮30%處理的大白菜產(chǎn)量顯著高于常規(guī)施肥處理。3個滴灌追肥處理的大白菜中有機酸含量均顯著降低。各施肥處理中追肥減氮30%處理的大白菜中可溶性糖含量最高，且顯著高于常規(guī)施肥處理。追肥減氮20%處理的大白菜中氨基酸含量最高，且顯著高于其他處理。此外，追肥減氮30%處理的大白菜中氨基酸含量也顯著高于常規(guī)施肥處理。與常規(guī)施肥處理相比，3個滴灌追肥處理的大白菜氮含量均顯著降低。采用滴灌追肥的3個處理土壤電導率均顯著低于常規(guī)施肥處理。在本試驗條件下，大棚大白菜栽培中在滴灌條件下追肥減氮 20%～30%在增產(chǎn)的同時還可改善大白菜品質(zhì)，且可有效避免土壤發(fā)生次生鹽漬化。

關(guān)鍵詞：設施蔬菜;滴灌;追肥;氮

中圖分類號：S630.6;S630.7 ? 文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）14-0108-04

我國設施蔬菜施肥存在過量施用化肥、施肥方式落后等問題[1]，很多農(nóng)戶采用傳統(tǒng)的穴施、條施、沖施等方式進行追肥，易發(fā)生養(yǎng)分流失，不僅導致肥料養(yǎng)分利用率低，且所流失的氮、磷易造成水體環(huán)境污染[2-3]。筆者所在團隊在江蘇省內(nèi)設施蔬菜主產(chǎn)區(qū)調(diào)研農(nóng)戶的施肥狀況，發(fā)現(xiàn)大多設施蔬菜種植戶在追肥中存在很多問題，如追肥次數(shù)過多、過量施肥、養(yǎng)分追施不平衡等。滴灌施肥技術(shù)是將灌溉和施肥結(jié)合的新技術(shù)，其可在灌溉同時將水溶肥施入作物根部，該施肥方式可精確控制施肥量、施肥時間和灌水量，從而有效提高肥料和水利用率[4-6]。大量研究表明，在滴灌條件下減少氮、磷、鉀等養(yǎng)分追施量可保持作物產(chǎn)量穩(wěn)定甚至增產(chǎn)[7-9]。黃倩楠等認為在適宜時機采用滴灌進行追肥可提高設施蔬菜產(chǎn)量和氮肥利用率[10]。李冰等研究發(fā)現(xiàn)減少追肥氮肥可增加芹菜產(chǎn)量，提高其可溶性糖和維生素C含量[11]。然而，目前關(guān)于在大棚大白菜種植中采用滴灌技術(shù)下追施不同用量氮肥對大白菜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力的相關(guān)研究較少。宋文喆等認為在設施蔬菜中采用滴灌技術(shù)可有效提升蔬菜生產(chǎn)水平[12]。周美文等也認為在蔬菜種植中采用滴灌技術(shù)在節(jié)水、節(jié)肥的同時還可達到增產(chǎn)提質(zhì)效果[8]。

為獲得適宜大棚大白菜生長的滴灌施肥技術(shù)及氮肥追施量，在江蘇省南京市六合區(qū)塑料大棚大白菜栽培中研究了滴灌條件下氮肥不同追施量對大白菜產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分吸收及土壤化學性狀的影響，以期為南京市大棚大白菜生產(chǎn)建立合理的追肥方式提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試大白菜品種為改良青雜三號。

試驗地點位于南京市六合區(qū)竹鎮(zhèn)江蘇省農(nóng)業(yè)科學院六合動物科學基地。竹鎮(zhèn)氣候為溫帶季風氣候，年降水量914.6 mm，平均氣溫15.6 ℃。小區(qū)試驗田土壤為馬肝土，小區(qū)試驗土壤pH值6.3，有機質(zhì)17.9 g/kg，總氮1.2 g/kg，硝態(tài)氮9.7 mg/kg，有效磷17.7 mg/kg，速效鉀173.8 mg/kg。

供試肥料包括：尿素（含純N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 12%）、硫酸鉀（含K2O 50%）。

1.2 試驗設計

試驗共設5個處理?？瞻讓φ眨翰皇┯萌魏畏柿?。常規(guī)施肥：基肥施尿素244.5 kg/hm2，過磷酸鈣937.5 kg/hm2和硫酸鉀225 kg/hm2。在蓮座期追施1次尿素300 kg/hm2，追肥方式為穴施。滴灌追肥：追肥種類及施用量與常規(guī)施肥一致。追肥減氮20%：追施氮肥用量比常規(guī)追肥減少20%。追肥減氮30%：追施氮肥用量比常規(guī)追肥減少30%。所有施肥處理的基肥種類與施用量一致，且磷鉀肥施用量也一致。每個處理3個小區(qū)，隨機區(qū)組排列。試驗小區(qū)面積4.4 m×3.8 m=16.72 m2。2018年10月1日按試驗設計施基肥，10月21日移栽，11月29日進行追肥，除施肥不同外各處理田間管理均一致。2019年1月25日收獲。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 土壤樣品采集及測定 大白菜收獲后每個小區(qū)采集3個土壤樣品，采樣深度為15～20 cm，每個樣品均為多點混合，剔除植物殘根，自然條件下風干，過1 mm篩備用。在實驗室測定土壤pH值、電導率、硝態(tài)氮、有效磷和速效鉀含量。取風干土樣10 g，加超純水50 mL，振蕩5 min，靜置30 min后測定pH值和電導率;采用KCl浸提-酚二磺酸比色法測定硝態(tài)氮含量;采用NaHCO3浸提-鉬藍比色法測定有效磷含量[13];采用醋酸銨浸提-火焰光度法測定速效鉀含量[14]。

1.3.2 植株樣品采集及測定 大白菜收獲后每小區(qū)采集植株樣后，取部分鮮樣進行品質(zhì)測定，其余稱鮮質(zhì)量，然后105 ℃殺青30 min后，于60 ℃持續(xù)烘干，稱質(zhì)量。植株烘干樣品粉碎后用硫酸-過氧化氫法消煮后用SMARTCHEM全自動化學分析儀測定全氮和全磷含量[15]，用火焰光度計測定全鉀含量[2]。

1.3.3 大白菜品質(zhì)測定 可溶性糖采用蒽酮比色法測定，維生素C采用2，6-二氯靛酚滴定法測定，硝酸鹽采用紫外比色法測定，有機酸采用中和滴定法測定，氨基酸采用茚三酮比色法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

化肥氮回收率=（施氮區(qū)地上部吸氮量-空白區(qū)地上部吸氮量）/化肥施氮量×100%;

化肥氮農(nóng)學利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量）/化肥施氮量;

化肥氮生理利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量）/（施氮區(qū)地上部吸氮量-空白區(qū)地上部吸氮量）。

用SPSS 22.0進行統(tǒng)計分析。采用單因素方差分析比較不同處理間差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 大白菜生物量及產(chǎn)量

各處理的大白菜生物量、產(chǎn)量和商品率見表1。由表1可見，與常規(guī)施肥處理相比，3個滴灌追肥處理的大白菜產(chǎn)量均增加，且追肥減氮30%處理的大白菜產(chǎn)量顯著高于常規(guī)施肥處理。

2.2 大白菜品質(zhì)

由表2可見，與常規(guī)施肥處理相比，3個滴灌追肥處理的大白菜中有機酸含量均顯著降低。各施肥處理中追肥減氮30%處理的大白菜中可溶性糖含量最高，且顯著高于常規(guī)施肥處理。追肥減氮20%處理的大白菜中氨基酸含量最高，且顯著高于其他處理，此外，追肥減氮30%處理的大白菜中氨基酸含量也顯著高于常規(guī)施肥處理。

2.3 大白菜氮磷鉀養(yǎng)分吸收量及氮肥利用率

各處理的大白菜氮磷鉀養(yǎng)分含量見表3。由表3可見，與常規(guī)施肥處理相比，3個滴灌追肥處理的大白菜氮含量均顯著降低。從圖1可發(fā)現(xiàn)，滴灌追肥處理的大白菜氮累積量高于其他處理，追肥減氮30%處理的大白菜中磷和鉀累積量高于其他處理。

各施肥處理大白菜的氮素利用效率見表4。由表4可見，追肥減氮30%處理的氮肥回收率高于其他處理，但差異不顯著。3個滴灌追肥處理的氮肥農(nóng)學利用率都高于常規(guī)施肥處理，其中追肥減氮30%處理顯著高于常規(guī)施肥處理。3個滴灌追肥處理的氮肥生理利用率都高于常規(guī)施肥處理，其中追肥減氮20%處理顯著高于常規(guī)施肥處理。

2.4 土壤化學性狀

各處理的土壤化學性狀見表5。由表5可見，與常規(guī)施肥處理相比，3個滴灌追肥處理均顯著降低了土壤電導率。

2.5 相關(guān)性分析

本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)大白菜養(yǎng)分含量、品質(zhì)及土壤化學性狀對大白菜生物量和產(chǎn)量具有顯著影響。由表6可見，大白菜的產(chǎn)量與可溶性糖含量呈顯著正相關(guān)（r=0.896），生物量與植株全磷含量（r=0.883）、土壤硝態(tài)氮含量（r=0.897）和土壤速效鉀含量（r=0.897）呈顯著正相關(guān)。由表6還發(fā)現(xiàn)土壤硝態(tài)氮含量與土壤電導率呈顯著正相關(guān)（r=0.891）。此外，大白菜植株全磷含量與土壤速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)（r=0.982）。

3 討論與結(jié)論

大量研究表明，與常規(guī)施肥方式相比，在蔬菜栽培中采用滴灌方式進行追肥可在節(jié)水節(jié)肥條件下提高蔬菜產(chǎn)量及品質(zhì)。李明悅等在日光溫室黃瓜和番茄栽培中研究了常規(guī)追肥方式和滴灌追肥方式的應用效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用滴灌方式追肥在穩(wěn)產(chǎn)前提下氮、磷、鉀肥分別節(jié)約了22.7%、44.0%、30.8%[16]。本研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施肥相比，采用滴灌方式追肥在減氮20%～30%下可提高大白菜產(chǎn)量及品質(zhì)。這可能是由于滴灌施肥可將養(yǎng)分在土壤中的滲透范圍控制在作物根圈范圍內(nèi)，有利于養(yǎng)分被作物充分吸收，減少了養(yǎng)分的流失[17]。本研究結(jié)果表明，與常規(guī)追肥相比，采用滴灌方式追肥顯著降低了土壤電導率，這說明在設施蔬菜栽培中采用滴灌方式追肥可有效減緩土壤次生鹽漬化的發(fā)生。分析其原因，可能是由于滴灌可精確地將水分和養(yǎng)分輸送至作物根系周圍，且大多作物根系生長在表土層（10～25 cm），避免了地下水上升引起的鹽分積累。

在大棚大白菜栽培中，相比于穴施方法追肥，采用滴灌方法追肥可增加大白菜產(chǎn)量，尤其在追肥氮肥減施30%下增產(chǎn)效果更明顯，還可提高氮肥利用效率，改善大白菜品質(zhì)，降低土壤電導率。

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