王素萍 洪娟 黃翔 杜雷 葛米紅 張利紅 練志成 葉莉霞 陳鋼

摘要：在露地栽培條件下，設(shè)置5個(gè)施氮水平，進(jìn)行不同施氮量對(duì)紅菜薹產(chǎn)量、品質(zhì)及試驗(yàn)后耕層土壤無(wú)機(jī)氮?dú)埩袅坑绊懙难芯俊＝Y(jié)果表明，施氮明顯促進(jìn)了紅菜薹中后期葉片數(shù)和抽薹數(shù)及前期單薹重的增加。施氮量與產(chǎn)量符合一元二次方程y=-0.015 4x2+14.380x+12 181（R2=0.929），當(dāng)施氮量為467 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量最高為16 538 kg/hm2。主薹的硝酸鹽、可溶性蛋白及可溶性糖含量高于側(cè)薹，但維生素C含量低于側(cè)薹。隨著施氮量的增加硝酸鹽含量增加，維生素C和可溶性糖含量降低，而可溶性蛋白質(zhì)的含量先增加后略降低。試驗(yàn)后耕層土壤無(wú)機(jī)氮含量的增量與施氮量符合方程y=0.001 9x-0.316 0（R2=0.962）。

關(guān)鍵詞：紅菜薹；施氮量；產(chǎn)量；硝酸鹽；維生素；土壤無(wú)機(jī)氮

中圖分類號(hào)：S147.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）13-3240-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.13.044

Effect of Different Nitrogen Supply on Yield and Quality of Purple Flowering Stalk

WANG Su-ping1，HONG Juan1，2，HUANG Xiang1，DU Lei1，GE Mi-hong1，ZHANG Li-hong1，

LIAN Zhi-cheng1，YE Li-xia1，2，CHEN Gang1

（1. Wuhan Research Institute of Agricultural Sciences， Wuhan 430345， China；

2. College of Resources and Environment， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China）

Abstract： A field trials were conducted to study the effects of different nitrogen levels on yield， quality of purple flowering stalk and soil inorganic nitrogen content under open-field condition in Wuhan.The result showed that nitrogen supply obviously increased the leaf number and stalk number single at the earlier stage and the stalk weight in the late stage.The yield and nitrogen rate accorded with the second-order equation y=-0.015 4x2+14.380x+12 181（R2=0.929）.The highest yield was 15 538 kg/hm2 when applying pure nitrogen 467 kg/hm2.The content of nitrate， soluble protein and soluble sugar in main branch was higher than that in secondary branch， but the content of VC in main branch was lower than that in secondary branch. The nitrate content increased，while VC and soluble sugar content decreased. And soluble protein content first increased， then decreased with the increase of amount of nitrogen applied. The relationship between increment of inorganic nitrogen content after experiment and amount of nitrogen applied was in accord with the equation y=0.001 9x-0.316 0 （R2=0.962）.

Key words： purple flowering stalk； nitrogen supply； yield； nitrate content； vitamin； inorganic nitrogen

紅菜薹是中國(guó)南方常見(jiàn)的一種蔬菜，其口感脆嫩，味道鮮美，深受人們喜愛(ài)，主要分布在長(zhǎng)江流域，以湖北武漢的洪山菜薹最為知名。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)，紅菜薹從原來(lái)的小面積種植逐漸形成規(guī)?；?，特別是城市近郊區(qū)，相繼建立起大量的紅菜薹生產(chǎn)基地，隨著種植面積的逐年增加，農(nóng)民迫切需要紅菜薹的科學(xué)種植管理技術(shù)。施肥不僅與蔬菜生產(chǎn)者的經(jīng)濟(jì)效益和消費(fèi)者的營(yíng)養(yǎng)健康直接相關(guān)[1-3]，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境影響巨大，紅菜薹生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，采收次數(shù)多，農(nóng)民根據(jù)經(jīng)驗(yàn)盲目施肥導(dǎo)致產(chǎn)量不高，品質(zhì)較差，肥料浪費(fèi)嚴(yán)重，引起了一系列的環(huán)境問(wèn)題[4]，因此科學(xué)合理施肥是實(shí)現(xiàn)紅菜薹優(yōu)質(zhì)環(huán)保高產(chǎn)的關(guān)鍵。

紅菜薹施肥中以氮肥不合理施用現(xiàn)象最為嚴(yán)重，適當(dāng)增施氮肥能夠提高蔬菜產(chǎn)量，但當(dāng)?shù)视昧窟^(guò)多時(shí)，蔬菜增產(chǎn)不明顯，且土壤剖面硝態(tài)氮?dú)埩袅吭黾覽5]，硝酸鹽在土壤中累積并向下淋洗對(duì)地下水造成的污染[5-8]，增加了氮素向環(huán)境遷移的風(fēng)險(xiǎn)。另外還增加了蔬菜從土壤中吸入體內(nèi)的NO3-的量，造成蔬菜中NO3-的累積，導(dǎo)致蔬菜品質(zhì)的下降[9-10]。

為了實(shí)現(xiàn)紅菜薹生產(chǎn)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全無(wú)公害和土壤的可持續(xù)利用，本研究采用田間小區(qū)試驗(yàn)，研究了不同施氮水平對(duì)紅菜薹產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤耕層硝態(tài)氮含量的影響，綜合考慮產(chǎn)量效益、品質(zhì)效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)獲得武漢地區(qū)紅菜薹氮肥適宜施用量，以期為紅菜薹合理施肥及紅菜薹專用肥的研制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

2012～2013年度在湖北省武漢市黃陂區(qū)武湖農(nóng)業(yè)生態(tài)園布置田間試驗(yàn)，前茬作物為茄子，土壤類型為灰潮土，由江河沖積物發(fā)育而成。試驗(yàn)前取耕作層（0～20 cm）土壤，土壤主要理化性狀pH 7.34，有機(jī)質(zhì)15.86 g/kg，全氮1.42 g/kg，堿解氮81.90 mg/kg，速效磷23.24 mg/kg，速效鉀53.85 mg/kg。

供試菜薹品種為洪山大股子，2012年8月15日播種，9月25日移栽，次年3月5日結(jié)束，移栽密度為3.4萬(wàn)株/hm2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，①不施氮處理（N0）；②施N 223 kg/hm2（N1）；③施N 445 kg/hm2（N2）；④施N 668 kg/hm2（N3）；⑤施N 890 kg/hm2（N4）。所有處理磷肥（P2O5）用量均為300 kg/hm2，鉀肥（K2O）用量均為338 kg/hm2。小區(qū)面積20 m2，4次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

肥料品種分別為尿素（含N 46%） 、過(guò)磷酸鈣（含P2O5 16%） 、硫酸鉀（含K2O 50%），其中2/3尿素和硫酸鉀做底肥，1/3作追肥，在抽薹期（12月6日）施入，磷肥全部作基肥。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

生長(zhǎng)：每個(gè)生育期各處理均取樣3株，調(diào)查抽薹數(shù)、單薹重及綠葉數(shù)。

產(chǎn)量：收獲期按小區(qū)分次采收，稱取鮮重，累加記產(chǎn)，總鮮重為該小區(qū)的最終產(chǎn)量。

品質(zhì)：分別于2012年11月5日（主薹）和2013年1月8日（側(cè)薹）每小區(qū)取樣3株，4次重復(fù)，參考文獻(xiàn)[11]中方法測(cè)定紅菜薹的主要品質(zhì)。硝酸鹽含量采用水楊酸硝化法，維生素C含量采用2，6二氯靛酚滴定法，可溶性糖含量采用蒽酮比色法，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G250法。

土壤無(wú)機(jī)氮含量：在菜薹收獲后，每小區(qū)取耕層土壤，用1 mol/L NaCl浸提，流動(dòng)注射分析儀測(cè)定土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量[12]。

氮肥農(nóng)學(xué)效率（AUE）（kg/kg）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量）/氮肥用量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 17.0軟件處理分析，采用最小顯著法（LSD）進(jìn)行檢驗(yàn)，差異顯著性水平（p<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮量對(duì)菜薹生長(zhǎng)的影響

表1分析了氮肥施用對(duì)紅菜薹不同生育期葉片數(shù)，抽薹數(shù)和單薹重的影響，氮肥施用明顯促進(jìn)了紅菜薹生長(zhǎng)中后期的葉片數(shù)的增加，移栽后30 d左右，氮肥對(duì)紅菜薹每株的葉片數(shù)沒(méi)有明顯影響，移栽60 d和90 d時(shí)，與不施氮（N0）處理相比，施氮處理的葉片數(shù)增加顯著，增幅分別達(dá)到35.2%～47.9%和24.7%～31.8%。施用氮肥對(duì)紅菜薹前期的抽薹數(shù)影響不顯著，主要影響中后期的抽薹數(shù)，移栽120 d后，施氮處理的抽薹數(shù)明顯高于不施氮處理，增幅達(dá)4.3%～22.9%。氮肥對(duì)單薹重的影響主要表現(xiàn)在前期，移栽后50 d左右，單薹重隨著施氮量的增加先增加后降低，施N 445 kg/hm2時(shí)單薹重最大，相同處理單薹重隨著生育期的推進(jìn)逐漸降低。

2.2 不同施氮量對(duì)菜薹產(chǎn)量的影響

適量施氮能夠顯著提高紅菜薹的產(chǎn)量，表2可見(jiàn)，施氮明顯促進(jìn)了紅菜薹產(chǎn)量的增加，與N0處理相比，施氮處理產(chǎn)量增幅為986～3 878 kg/hm2，增率為8.16%～32.11%。隨著施氮量的增加紅菜薹產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，以N2處理產(chǎn)量最高為15 954 kg/hm2，顯著高于N4處理產(chǎn)量，增幅為22.14%。施氮量與產(chǎn)量符合一元二次方程y=-0.015 4x2+14.380x+12 181 （R2=0.929），當(dāng)施N量為467 kg/hm2時(shí)，菜薹產(chǎn)量最高為16 538 kg/hm2。分析了不同施氮處理對(duì)氮肥農(nóng)學(xué)效率的影響，農(nóng)學(xué)效率隨著施肥量的增加而降低，N1處理的農(nóng)學(xué)效率最大為11.75 kg/kg，N4處理的農(nóng)學(xué)效率最低為1.11 kg/kg。從紅菜薹產(chǎn)量的結(jié)果來(lái)看，湖北省武漢市紅菜薹氮肥適宜用量在470 kg/hm2左右較為適宜。

2.3 不同施氮量對(duì)菜薹品質(zhì)的影響

表3分析了不同施氮量對(duì)紅菜薹品質(zhì)的影響，整體來(lái)看主薹的硝酸鹽、可溶性蛋白質(zhì)及可溶性糖含量高于側(cè)薹，但是VC含量低于側(cè)薹。施氮有降低主薹VC和可溶性糖含量的趨勢(shì)，但差異不顯著，主薹可溶性蛋白質(zhì)的含量隨著施氮量的增加均表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，N3處理主薹可溶性蛋白質(zhì)的含量最高；施氮顯著增加了主薹的硝酸鹽含量，與N0相比，施氮后主薹的硝酸鹽含量增加了123.8～252.8 mg/（kg FW），增幅為63.9%～130.4%。N4處理的主薹硝酸鹽含量顯著高于N1、N2和N3處理，增幅分別為40.6%、30.6%和25.3%，N1、N2和N3處理之間沒(méi)有顯著差異。

施用氮肥對(duì)側(cè)薹VC和可溶性蛋白含量的影響與主薹一致，VC含量隨著施氮量的增加有降低趨勢(shì)，但是差異不顯著，可溶性蛋白含量隨著施氮量的增加先增加后降低，其中N3處理的含量最高；可溶性糖含量隨著施氮量的增加而降低，N0處理的側(cè)薹可溶性糖含量顯著高于其他處理；側(cè)薹的硝酸鹽含量隨著施氮量的增加而增加，N4處理的硝酸鹽含量顯著高于其他處理，增幅為62.2%～109.7%，N0、N1、N2和N3處理之間沒(méi)有顯著差異。因此，從紅菜薹品質(zhì)的結(jié)果來(lái)看，紅菜薹氮肥用量在450～670 kg/hm2左右（即N2～N3水平）較為適宜。

2.4 不同施氮量對(duì)菜薹收獲后土壤無(wú)機(jī)氮含量的影響

不同施氮量對(duì)菜薹收獲后土壤無(wú)機(jī)氮含量的影響見(jiàn)表4，菜薹收獲后不同施氮處理土壤銨態(tài)氮含量沒(méi)有明顯差異，硝態(tài)氮含量明顯表現(xiàn)出隨著施氮量的增加而增加，與N0相比，施氮處理的硝態(tài)氮含量增幅達(dá)5.03%～43.12%。無(wú)機(jī)氮含量與硝態(tài)氮含量表現(xiàn)規(guī)律相同，與N0相比，施氮后土壤無(wú)機(jī)氮含量增幅達(dá)5.56%～44.71%，試驗(yàn)后土壤無(wú)機(jī)氮含量的增量與施氮量具有顯著相關(guān)性，相關(guān)方程為y=0.001 9x-0.316 0（R2=0.962）。

3 結(jié)論與討論

紅菜薹是需氮較多的作物，施氮量與產(chǎn)量符合一元二次方程y=-0.015 4x2+14.380x+12 181 （R2=0.929），當(dāng)施N量為467 kg/hm2時(shí)，菜薹產(chǎn)量最高為16 538 kg/hm2。適宜施氮量范圍內(nèi)紅菜薹的外觀品質(zhì)較優(yōu)，而過(guò)量施氮和缺氮會(huì)導(dǎo)致外觀品質(zhì)的下降。本研究中施氮有降低主薹VC和側(cè)薹VC含量的趨勢(shì)，但差異不顯著，許多研究表明增施氮肥會(huì)降低蔬菜的VC含量[13]，但也有報(bào)道證明氮肥用量對(duì)蔬菜VC含量沒(méi)有影響，甚至?xí)黾覸C含量[10]，Takebe等[14]綜合前人研究提出VC含量可能在最佳施氮量范圍內(nèi)隨施氮量的增加而增加，超過(guò)最佳施氮量后便隨施氮量的增加而降低。本研究中主薹和側(cè)薹的可溶性糖含量均隨著施氮量的增加而降低，其中N0處理的側(cè)薹可溶性糖含量顯著高于其它施肥處理，這與前人在保護(hù)地番茄和球芽甘藍(lán)上的研究是一致的。

大量研究結(jié)果表明，硝酸鹽對(duì)人體健康具有潛在威脅性[15]，邱孝煊等[1]研究表明蔬菜硝酸鹽含量與氮肥用量呈正相關(guān)。施用氮肥顯著增加了紅菜薹中硝酸鹽的含量，可食部分硝酸鹽含量隨著施氮量的增加呈增加的趨勢(shì)，但在本試驗(yàn)條件下不同施氮水平的紅菜薹可食部分硝酸鹽含量[118.3～446.6 mg/（kg FW）]均未超過(guò)無(wú)公害蔬菜硝酸鹽含量標(biāo)準(zhǔn)（葉菜類≤3 000 mg/kg）。Blom等[16]報(bào)道，氮肥達(dá)到一定施肥量后，蔬菜產(chǎn)量并不隨施肥量的增加再增加，而果實(shí)中硝酸鹽含量增加幾乎成正比例增加，高氮處理為低氮處理的256.4%，過(guò)量供氮肥更會(huì)促進(jìn)蔬菜硝酸鹽的大量累積，尤其是在低溫和光照不足的條件下，蔬菜組織中硝酸鹽含量更高，因此合理施氮肥可以說(shuō)是降低硝酸鹽含量的關(guān)鍵。

土壤供氮水平對(duì)蔬菜體內(nèi)硝酸鹽的含量具有決定性的影響，菜薹收獲后不同施氮處理土壤銨態(tài)氮含量沒(méi)有明顯差異，硝態(tài)氮含量明顯表現(xiàn)出隨著施氮量的增加而增加，試驗(yàn)后土壤無(wú)機(jī)氮含量的增量與施氮量具有顯著相關(guān)性， 相關(guān)方程為y=0.001 9x

-0.316 0（R2=0.962）。由此可見(jiàn)，氮肥用量的增減必須以增加作物產(chǎn)量和提高作物品質(zhì)為目標(biāo)，既不應(yīng)該一味追求高的氮肥利用率而降低產(chǎn)量，也不應(yīng)該僅考慮產(chǎn)量而忽略蔬菜品質(zhì)。從研究的整體結(jié)果來(lái)看，湖北省紅菜薹生產(chǎn)的氮肥用量在470 kg/hm2左右時(shí)，能較好地協(xié)調(diào)紅菜薹較高產(chǎn)量水平與較高品質(zhì)的統(tǒng)一，同時(shí)試驗(yàn)后土壤無(wú)機(jī)氮的殘留量比較低。當(dāng)然470 kg/hm2只是一個(gè)相對(duì)適宜的量，具體還要考慮土壤肥力、作物品種、栽培區(qū)域生態(tài)環(huán)境以及磷、鉀和中微量營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)水平對(duì)氮素的有效利用的影響[17]，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)各地的實(shí)際情況，合理配施氮、磷、鉀和中微量營(yíng)養(yǎng)元素，才是提高紅菜薹產(chǎn)量和改善品質(zhì)的關(guān)鍵措施。

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