液體緩釋氮肥對上海青生長和氮肥利用率的影響

王亮亮， 程紅頌， 王 準(zhǔn)， 李春萍， 郭景麗

(河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司 河南新鄉(xiāng) 453731)

葉菜類作物是人體所需多種維生素的重要來源[1]，該類作物生長周期較短、產(chǎn)量高、收效快，非常受種植戶的青睞[2-3]。葉菜類作物對氮素的需求量大[4-5]，因此合理施用氮肥可獲得較高的產(chǎn)量。但由于缺乏技術(shù)指導(dǎo)，菜農(nóng)經(jīng)常過度施肥，尤其是過度施用氮肥，且所施肥多以速效氮為主，不僅造成大量氮素的浪費，而且給葉菜類作物的產(chǎn)量和品質(zhì)帶來不利影響，甚至可能引起環(huán)境污染[6-7]。因此，開發(fā)一種既可以提高氮肥利用率，又能保證作物產(chǎn)量和品質(zhì)的緩釋氮肥尤為重要。液體緩釋氮肥是由酰胺態(tài)氮和亞甲基脲氮組成的混合物，兼具速效與長效緩釋功能[8]，目前未見有關(guān)該類肥料在葉菜類作物上的使用效果和氮肥利用率的研究報道。本試驗以上海青為供試作物，研究了液體緩釋氮肥對上海青生長及氮肥利用率的影響，以期為開發(fā)葉菜類作物專用液體緩釋氮肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2021年9月在河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司(以下簡稱河南心連心公司)智能玻璃溫室中進(jìn)行。供試上海青為德高508青梗菜；供試土壤為新鄉(xiāng)當(dāng)?shù)赝寥溃寥乐杏袡C(jī)質(zhì)11.05 g/kg(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)、堿解氮84.05 mg/kg、有效磷33.03 mg/kg、速效鉀272.93 mg/kg，pH為7.80。

試驗用液體緩釋氮肥為河南心連心公司自主研發(fā)的產(chǎn)品，總氮≥28%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，其中速效氮(酰胺態(tài)氮)≥12%、緩釋氮(亞甲基脲含氮)≥16%；尿素溶液，總氮≥28%，河南心連心公司自產(chǎn)；尿素硝銨溶液，總氮≥28%，濟(jì)南祥春源化工科技有限公司生產(chǎn)；鈣鎂磷肥，P2O5≥12%，湖北金明珠化工有限公司生產(chǎn)；氯化鉀，K2O≥60%，俄羅斯進(jìn)口。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)4個處理：對照(CK)，不施氮肥；T1，尿素溶液；T2，尿素硝銨溶液；T3，液體緩釋氮肥。每個處理重復(fù)4次，共16個小區(qū)，每個小區(qū)面積2 m2(長×寬為1 m×2 m)，完全隨機(jī)排列。

施肥處理：鈣鎂磷肥、氯化鉀的施用量分別按照1 100、300 kg/hm2以基肥的方式一次性施用；液體緩釋氮肥作追肥使用(T3處理)，分別于5葉1心、10葉1心時分2次以葉面噴施方式施肥，共噴施2次，每次用量為液體緩釋氮肥原液250 g/畝(1畝=667 m2)，80倍稀釋。T1、T2處理同時期葉面噴施等量氮素的尿素溶液或尿素硝銨溶液，同樣80倍稀釋；CK處理同時期葉面噴施等量清水。

田間處理：上海青按照行間距15 cm播種，出苗后6～10 d第一次間苗，每3～4 cm留苗1株；待上海青長出4～5片真葉時定苗，每隔15 cm左右留苗1株，每小區(qū)留苗90株；收獲時每個處理連續(xù)取20株進(jìn)行指標(biāo)測定。從播種到收獲，上海青整個生育周期為56 d，除葉面噴施氮肥種類不同外，其他農(nóng)學(xué)操作各處理均相同。

1.3 測定項目與方法

上海青葉片葉綠素相對含量(SPAD值)采用SPAD-502Plus型葉綠素儀測定[9]；植株鮮質(zhì)量用JCS-A電子天平測定；干質(zhì)量采用烘干法測定[10]；維生素C(Vc)含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[11]；硝酸鹽含量采用水楊酸比色法測定[12]；植物樣品用H2SO4-H2O2消煮后，用Auto Analyzer Ⅲ測定全氮含量[2]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與計算

試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計與分析，用SPSS軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥處理對上海青葉片SPAD值的影響

不同氮肥處理的上海青葉片SPAD值見表1。

表1 不同氮肥處理的上海青葉片SPAD值

SPAD值在一定程度上代表了植株的光合作用能力[13]。由表1可知，除T3處理外，其余各處理的上海青葉片SPAD值隨著時間延長均呈現(xiàn)先增大后降低的現(xiàn)象，其原因可能是在作物生長初期，肥料提供的氮素較為充足，隨著作物生長，氮肥逐漸被利用或者損失，且土壤中養(yǎng)分同樣被吸收利用，作物生長后期氮素供應(yīng)不足。T3處理的上海青葉片SPAD值一直呈增長狀態(tài)，且后期與其他處理間差異顯著，可能是因為液體緩釋氮肥氮素釋放周期較長，可為上海青后期生長持續(xù)提供氮素，故葉片SPAD值未出現(xiàn)降低現(xiàn)象。

2.2 不同氮肥處理對上海青葉片數(shù)的影響

不同氮肥處理對上海青葉片數(shù)的影響見表2。

表2 不同氮肥處理的上海青葉片數(shù)

由表2可知：所有處理的葉片數(shù)均隨時間延長而增多；9月15日前，各處理間的葉片數(shù)無顯著差異，之后葉片增長幅度差異較大；從9月26日開始，各處理的葉片數(shù)均顯著大于CK處理的，可能是因為CK處理后期氮肥供應(yīng)不足，葉片發(fā)黃脫落所致；T1、T2、T3處理間的葉片數(shù)無顯著差異，但T3處理的葉片數(shù)最多。

2.3 不同氮肥處理對上海青生物量及品質(zhì)的影響

不同氮肥處理對上海青生物量及品質(zhì)的影響見表3。

表3 不同氮肥處理的上海青生物量及品質(zhì)

由表3可知：不同氮肥處理的上海青地上部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、根系干質(zhì)量均顯著大于CK處理的，且T3處理的各指標(biāo)均為最大值；T3處理的上海青地上部鮮質(zhì)量比CK處理的增加22.92%，比T1處理的增加7.78%，比T2處理的增加12.32%；T3處理的上海青地上部干質(zhì)量比CK處理的增長21.84%，比T1處理的增長5.85%，比T2處理的增長11.17%；T3處理的上海青根系干質(zhì)量比CK處理的增長9.02%，比T1處理的增長1.53%，比T2處理的增長5.56%。

對于上海青品質(zhì)，T1、T2處理的上海青硝酸鹽含量比CK處理的顯著增加，同時Vc含量也有所降低；T3處理的上海青硝酸鹽含量比CK處理的顯著降低，下降幅度為6.86%，同時提高了Vc含量，增幅為2.96%。結(jié)果表明，與普通氮肥相比，噴施液體緩釋氮肥可提高上海青的品質(zhì)。

2.4 不同氮肥處理對上海青氮含量、氮吸收量、氮肥利用率的影響

不同氮肥處理的上海青氮含量、氮吸收量、氮肥利用率的影響見表4。

表4 不同氮肥處理的上海青含氮量、氮吸收量及氮肥利用率

由表4可知，不同氮肥處理間的上海青氮吸收量存在明顯差異，氮吸收量由大到小的順序依次為T3>T1>T2>CK；T3處理的氮吸收量比T1、T2處理的分別增加35.74%、45.74%，T1、T2、T3處理的氮吸收量分別為CK處理的2.69、2.50、3.65倍。在氮肥利用率方面，同樣是T3處理的最高，分別比T1、T2處理的提高了56.87%、76.14%，T1、T2處理間無顯著差異。以上結(jié)果表明，噴施液體緩釋氮肥可顯著提高上海青的氮吸收量和氮肥利用率。

3 結(jié)語

緩控釋肥及固體脲醛緩釋肥料中的氮素可長效緩釋，對植物生長發(fā)育的促進(jìn)作用明顯優(yōu)于普通氮肥，表現(xiàn)為施用這兩種肥料可增大植物葉片的SPAD值、增加植株的葉片數(shù)以及提高生物量等[14-16]。本研究表明，與噴施普通氮肥相比，噴施液體緩釋氮肥可促進(jìn)上海青生長后期葉片SPAD值的增大，同時提高了地上部生物量，可能是液體緩釋氮肥中的部分氮形態(tài)與固體脲醛緩釋氮肥中的氮形態(tài)有相似之處，此種氮形態(tài)決定了其氮素的長效緩釋性。雖然此種形態(tài)的氮素作用于植物不同器官的作用機(jī)理可能不同，但是均能起到延長氮素釋放的功效，因此可為作物生長后期持續(xù)提供養(yǎng)分，緩解缺氮對作物生長造成的不良影響。

硝酸鹽含量是反映蔬菜食品安全性的重要指標(biāo)之一[17]，攝入過量的硝酸鹽會危害人體健康。正常情況下，人體攝入的硝酸鹽80%以上來源于蔬菜[18]。光照、溫度、水分等都會不同程度地影響作物體內(nèi)硝酸鹽的積累，其中氮肥是最主要的影響因素之一[19]。本研究表明，施用普通氮肥處理的上海青硝酸鹽含量較空白處理的增加，同時Vc含量降低，這與李科等[20]對菠菜的研究結(jié)果相同。液體緩釋氮肥處理的上海青硝酸鹽含量不僅比普通氮肥處理的顯著降低，同樣顯著低于CK處理的，這可能是因為液體緩釋氮肥中的小分子氮可直接被作物吸收，無需先轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮形式再被作物吸收利用[21]。

液體緩釋氮肥是由尿素與甲醛經(jīng)縮合反應(yīng)而成，同時含有速效氮(酰胺態(tài)氮)和緩效氮(亞甲基脲含氮)。本研究結(jié)果顯示，在上海青氮含量、氮吸收量以及氮肥利用率方面，T3處理的均顯著高于其他處理的，主要是因為液體緩釋氮肥不僅能滿足上海青生長前期對養(yǎng)分的需求(由尿素提供)，而且能保障其生產(chǎn)中后期所需的養(yǎng)分(由亞甲基脲提供)，故提高了上海青的氮素吸收效率。

綜上所述，液體緩釋氮肥不僅可促進(jìn)上海青生長、增加生物量、提升品質(zhì)，而且提高了氮素利用效率，具有進(jìn)一步研究和應(yīng)用的價值。