李躍飛，李 彬，陶加樂，胡 莉，曹 影，靳輝勇

(宿遷市宿豫區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇 宿遷 223800)

氮是植株需求量最大的礦質(zhì)元素之一，是構(gòu)成植株體蛋白質(zhì)的主要成分，又是植物體葉綠素、核酸和許多酶的重要組成成分，對(duì)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)影響很大[1]。氮素過多或過少都會(huì)影響植物新陳代謝及相關(guān)酶的活性，從而影響植株體內(nèi)相關(guān)物質(zhì)的合成運(yùn)輸與轉(zhuǎn)化[2]。生產(chǎn)上為了追求較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，大量施用氮肥，導(dǎo)致其品質(zhì)下降，破壞土壤結(jié)構(gòu)，過多的氮肥揮發(fā)或者流入水體，污染大氣和水體環(huán)境，同時(shí)浪費(fèi)資源，肥料利用率低，增加生產(chǎn)成本[3]。因此，如何合理施用氮肥已成為當(dāng)前亟待解決的難題。

結(jié)球甘藍(lán)俗稱包心菜或卷心菜等，是十字花科蕓薹屬植物，其含有豐富的維生素、蛋白質(zhì)和脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，深受廣大消費(fèi)者的喜愛[4]。甘藍(lán)屬喜氮作物，氮肥在一定施用量范圍內(nèi)，對(duì)結(jié)球甘藍(lán)具有明顯的增產(chǎn)作用，施用量過多或過少都會(huì)對(duì)其產(chǎn)量與品質(zhì)產(chǎn)生影響[5-6]。增施氮肥可提高甘藍(lán)的產(chǎn)量[7]和氨基酸含量[8]，隨著施氮量的增加，葉球硝酸鹽含量逐漸增加[9]，可溶性糖及Vc含量降低[10]。過量施用氮肥導(dǎo)致硝態(tài)氮在根區(qū)以下土層無效積累，菜田發(fā)生次生鹽漬化[11]。近年來，雖然消費(fèi)者對(duì)甘藍(lán)品質(zhì)的要求越來越高，但關(guān)于甘藍(lán)生產(chǎn)上氮肥減施比例的研究較少且不系統(tǒng)。為此，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，研究減量施用氮肥對(duì)土壤養(yǎng)分及甘藍(lán)生長(zhǎng)與產(chǎn)質(zhì)量的影響，以期為優(yōu)質(zhì)甘藍(lán)的生產(chǎn)及氮肥的合理施用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 甘藍(lán)品種 供試結(jié)球甘藍(lán)品種為蘇甘25，江蘇中江種業(yè)有限公司提供。

1.1.2 肥料 氮肥為尿素(含N 46%)，江蘇華昌化工股份有限公司生產(chǎn)；磷肥為過磷酸鈣(P2O512%)，濟(jì)南鴻橋化工股份有限公司生產(chǎn)；鉀肥為硫酸鉀(K2O 50%)，山東?；煞萦邢薰旧a(chǎn)。

1.1.3 樣品 土樣：24份，于試驗(yàn)前后用5點(diǎn)取樣法采集 0～20 cm土層土壤，用于測(cè)定土壤養(yǎng)分；甘藍(lán)葉球：10個(gè)，收獲時(shí)每小區(qū)隨機(jī)選取具有代表性葉球，鮮樣用于測(cè)定生長(zhǎng)性狀及產(chǎn)量與品質(zhì)，干樣用于測(cè)定干重及植株氮磷鉀含量。

1.2 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019年7-11月在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所試驗(yàn)基地連棟大棚內(nèi)進(jìn)行，土壤為壤土，基本理化性質(zhì)：堿解氮59.77 mg/kg，有效磷46.56 mg/kg，速效鉀117.75 mg/kg，有機(jī)質(zhì)19.54 g/kg，pH 7.37，前茬種植西瓜。2019年7月29日采用50孔穴盤基質(zhì)育苗，8月31日按株行距0.4 m×0.4 m定植，11月6日收獲。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 施肥分基肥和追肥2種，追肥采用滴灌施肥方法，氮肥減量施用均在追肥中實(shí)施。按氮肥減量施用比例的不同共設(shè)7個(gè)處理：CK1，空白對(duì)照，基肥和追肥均不施肥；CK2，追肥氮量為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的習(xí)慣施用量；T1，追肥施氮量減少10%；T2，追肥施氮量減少15%；T3，追肥施氮量減少20%；T4，追肥施氮量減少25%；T5，追肥施氮量減少30%；具體處理方案見表1和表2。3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積20 m2。不同處理基肥相同，磷肥和鉀肥用量相同；磷肥作基肥一次性施入，氮肥和鉀肥分基肥和追肥2次施入，基肥和追肥各占50%；追肥分2次進(jìn)行，第1 次于蓮座期追施20%，第2 次于結(jié)球期追施30%。其他田間管理措施均一致。

表1 結(jié)球甘藍(lán)氮肥減量施用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

Table 1 Experiment design of reducing N application for cabbage

處理Treatment基肥Base fertilizer追肥TopdressingCK1不施肥不施肥CK2常規(guī)基肥滴灌施肥,氮為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的習(xí)慣施用量T1常規(guī)基肥滴灌施肥,減氮10%T2常規(guī)基肥滴灌施肥,減氮15%T3常規(guī)基肥滴灌施肥,減氮20%T4常規(guī)基肥滴灌施肥,減氮25%T5常規(guī)基肥滴灌施肥,減氮30%

表2 結(jié)球甘藍(lán)氮肥減量施用的小區(qū)施肥量

1.3.2 指標(biāo)測(cè)定

1) 生長(zhǎng)性狀及植株氮磷鉀含量。葉球成熟時(shí)，植株分成根、散生葉和葉球3個(gè)部分，測(cè)定其根、葉球和散生葉的鮮重，烘干后測(cè)定其干重；干樣用于測(cè)定植株氮磷鉀的含量，參照文獻(xiàn)[12]的方法，氮采用凱氏比色法測(cè)定，磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定，鉀采用火焰光度法測(cè)定。

2) 產(chǎn)量及品質(zhì)。準(zhǔn)確稱取其單球重，計(jì)算小區(qū)產(chǎn)量，并折合成單位面積產(chǎn)量。參照文獻(xiàn)[13]的方法，硝酸鹽采用比色法測(cè)定，Vc采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定。

3) 土壤肥力及pH。參照文獻(xiàn)[14]的方法，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，有效磷采用Olsen法測(cè)定，速效鉀采用乙酸銨浸提法測(cè)定，pH采用電位法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2003及SAS 9.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 減量施用氮肥對(duì)甘藍(lán)植株干鮮重的影響

從表3可知，不同處理甘藍(lán)葉球、散生葉和根的鮮重及干重變化。

2.1.1 葉球 鮮重：T3最大，為1.76 kg；T2其次，為1.69 kg；CK1最小，為1.33 kg；T3顯著高于除T2外的其余處理，不同減氮量處理(除T5外)均顯著高于CK2，CK2顯著高于CK1，T1與T4間差異不顯著。干重：T3最大，為94.23 g；T2其次，為89.10 g；CK1最小，為72.08 g；T3顯著高于其余處理，不同減氮量處理(除T5外)均顯著高于CK2，CK2顯著高于CK1，T1與T4間差異不顯著。

2.1.2 散生葉 鮮重：T3最大，為620.98 g；T2其次，為563.61 g；CK1最小，為423.58 g；T3顯著高于其余處理，不同減氮量處理(除T5外)均顯著高于CK2，CK2顯著高于CK1，T1與T4間差異不顯著。干重：T3最大，為44.31 g；T2其次，為40.86 g；CK1最小，為31.08 g；T3顯著高于其余處理，T5顯著低于CK2，其余減氮量處理(除T4外)均顯著高于CK2，CK2顯著高于CK1，不同減氮量處理間差異顯著。

表3 減量施用氮肥甘藍(lán)植株各部位的干鮮重

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level. The same below.

2.1.3 根 鮮重：T3最大，為23.86 g；T4其次，為21.48 g；CK1最小，為15.60 g；T3顯著高于其余處理，不同減氮量處理(除T5外)均顯著高于CK2，CK2顯著高于CK1，T2與T4間差異不顯著。干重：T3最大，為5.35 g；T4其次，為4.87 g；CK1最小，為3.70 g；T3顯著高于其余處理，不同減氮量處理(除T5外)均顯著高于CK2，CK2顯著高于CK1，T1、T2與T4間差異不顯著。

總體看，隨著氮肥減施比例的增大，甘藍(lán)葉球、散生葉和根的鮮重及干重均呈先升后降趨勢(shì)。表明，氮肥過多或過少均不利于植株根系的生長(zhǎng)，進(jìn)而影響地上散生葉的生長(zhǎng)，最終影響葉球產(chǎn)量。

2.2 減量施用氮肥對(duì)甘藍(lán)葉球產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

從表4看出，不同處理甘藍(lán)的產(chǎn)量及Vc與硝酸鹽含量的變化。產(chǎn)量：不同處理依次為T3>T2>T1>T4>CK2>T5>CK1，T3最高，為5 878.9 kg/667m2；T2其次，為5 617.7 kg/667m2；CK1最低，為4 447.7 kg/667m2；T3顯著高于其余處理，不同減氮量處理(除T5外)均顯著高于CK2，CK2顯著高于CK1，T1與T4間、CK2與T5間差異均不顯著。

Vc含量：不同處理依次為T3>T2>CK1>T1>CK2>T5>T4，T3最高，為44.13 mg/ kg；T2其次，為42.50 mg/ kg；T4最低，為35.47 mg/kg；T3顯著高于其余處理，T4顯著低于其余處理，不同減氮量處理間差異顯著，CK2顯著低于CK1，CK1與T1間、CK2與T5間差異均不顯著。

表4 減量施用氮肥甘藍(lán)葉球的產(chǎn)量及品質(zhì)

2.3 減量施用氮肥對(duì)甘藍(lán)各部分氮磷鉀含量的影響

從表5可知，不同處理甘藍(lán)葉球、散生葉和根氮磷鉀含量的變化。

2.3.1 葉球 氮含量：T3最高，為37.39 g/kg；CK2其次，為36.47 g/kg；CK1最低，為32.34 g/kg；T3顯著高于其余處理，CK1顯著低于其余處理，CK2顯著高于T1、T2、T4和T5，T1與T2間、T4與T5間差異均不顯著。磷含量：T3最高，為6.64 g/kg；T2其次，為6.23 g/kg；T5最低，為5.18 g/kg；T2與T3差異不顯著，二者顯著高于其余處理；T1-T4-CK1-CK2間、CK1-T1-T4-T5間差異均不顯著。鉀含量：T3最高，為42.82 g/kg；T2其次，為41.33 g/kg；CK1最低，為24.78 g/kg；T3顯著高于其余處理，CK1顯著低于其余處理，T2與T4間、T1-T4-T5間差異均不顯著。

2.3.2 散生葉 氮含量：T3最高，為30.80 g/kg；CK2其次，為30.27 g/kg；CK1最低，為25.93 g/kg；T3與CK2差異不顯著，二者顯著高于其余處理；T1與T2差異不顯著，二者顯著高于T4與T5；CK1顯著低于其余處理。磷含量：T3最高，為4.77 g/kg；T4其次，為4.66 g/kg；CK1最低，為3.37 g/kg；T3顯著高于除T2和T4外的其余處理，T2-T4-T5間和T1-CK1-CK2間差異均不顯著。鉀含量：T3最高，為54.98 g/kg；T2其次，為51.20 g/kg；CK1最低，為21.42 g/kg；T3顯著高于其余處理，CK2顯著高于除T1、T2和T3外的其余減氮量處理，CK1顯著低于其余處理，T2與T4間、T1-T4-T5間差異均不顯著。

表5 減量施用氮肥甘藍(lán)各部分氮磷鉀的含量

2.3.3 根 氮含量：T3最高，為29.21 g/kg；CK2其次，為27.94 g/kg；CK1最低，為22.94 g/kg；T3顯著高于其余處理；CK1顯著低于其余處理，CK2顯著高于除T3外的其余減氮量處理，T1與T2間和T4與T5間差異均不顯著。磷含量：T2最高，為6.05 g/kg；T3其次，為5.74 g/kg；CK1最低，為3.58 g/kg；T2顯著高于其余處理，CK1顯著低于其余處理，CK2顯著高于除T2和T3外的其余減氮量處理，T3與CK2間、T1與T5間、T1與T4間差異均不顯著。鉀含量：T3最高，為40.62 g/kg；T2其次，為38.35 g/kg；CK1最低，為18.16 g/kg；T3顯著高于其余處理，CK1顯著低于其余處理，CK2顯著高于T4和T5，不同減氮量處理間差異顯著，T1與CK2間差異不顯著。

2.4 減量施用氮肥對(duì)甘藍(lán)收獲后土壤pH及養(yǎng)分含量的影響

定植甘藍(lán)前土壤pH及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量分別為7.37、19.54 g/kg、59.77 mg/kg、46.56 mg/kg和117.75 mg/kg。從表6看出，不同處理土壤pH及有機(jī)質(zhì)和堿解氮等養(yǎng)分含量的變化。pH：CK1最高，為7.77；T3其次，為7.66；T5最低，為7.42；CK1顯著高于其余處理，CK2顯著高于除T3外的其余減氮量處理，除T3外的其余減氮量處理間差異不顯著；不同處理均高于甘藍(lán)定植前。有機(jī)質(zhì)：T3最高，為24.51 g/kg；T4其次，為22.44 g/kg；CK1最低，為18.63 g/kg；T3顯著高于其余處理，CK1顯著低于其余處理，CK2、T1及T5間差異不顯著；除CK1低于定植前外，其余處理均高于定植前。堿解氮：T3最高，為67.73 mg/kg；T4其次，為64.21 mg/kg；CK1最低，為52.43 mg/kg；T3顯著高于其余處理，CK1顯著低于其余處理，CK2顯著低于不同減氮量處理，T1與T5間差異不顯著；CK1、CK2、T1和T5低于定植前，T2、T3和T4均高于定植前。有效磷：T3最高，為94.45 mg/kg；T2其次，為90.21 mg/kg；CK1最低，為67.48 mg/kg；T3顯著高于其余處理，CK1顯著低于其余處理，CK2顯著低于不同減氮量處理，T1與T2間差異不顯著；不同處理均高于定植前，且差異顯著。速效鉀：T3最高，為199.19 mg/kg；T4其次，為190.55 mg/kg；CK1最低，為79.35 mg/kg；T3顯著高于其余處理，CK1顯著低于其余處理，CK2顯著低于不同減氮量處理，不同減氮量處理間差異顯著；CK1和CK2低于定植前，不同減氮量處理均高于定植前。

表6 減量施用氮肥甘藍(lán)收獲后的土壤養(yǎng)分含量

3 討論與結(jié)論

氮是作物生長(zhǎng)發(fā)育過程中需求量最大的營(yíng)養(yǎng)元素，是限制植物生長(zhǎng)和發(fā)育的關(guān)鍵因素，是決定產(chǎn)量的主要因素。施用氮肥是促進(jìn)蔬菜生長(zhǎng)、產(chǎn)量增加的有效措施[15]。適量施用氮肥可提高作物產(chǎn)量，過多或過少施用氮肥會(huì)導(dǎo)致其利用率和作物增產(chǎn)效果降低[16]。施氮可改變作物對(duì)氮素的吸收、積累與分配，從而影響作物干物質(zhì)積累、葉面積指數(shù)、葉綠素含量、生育周期以及庫(kù)源關(guān)系，最終改善品質(zhì)，提高產(chǎn)量[17-18]。何志學(xué)等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在一定施氮量范圍內(nèi)，辣椒單果質(zhì)量隨施氮量的增加而增加，當(dāng)超過一定施氮量時(shí)反而抑制辣椒果實(shí)的膨大，進(jìn)而影響產(chǎn)量。黃璐璐等[20]研究表明，青菜產(chǎn)量隨著施氮量的增加而增加，當(dāng)超過一定施氮量時(shí)其產(chǎn)量反而降低。賈豪語等[21]研究發(fā)現(xiàn)，隨氮肥量的增加，花椰菜產(chǎn)量呈先升后降趨勢(shì)。張明科等[22]通過氮肥減量追施試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，減量施用氮肥并未使甘藍(lán)減產(chǎn)，反而呈不同程度的增產(chǎn)。熊亞梅等[10]研究發(fā)現(xiàn)：隨著施氮量的增加，甘藍(lán)產(chǎn)量呈先升后降趨勢(shì)。研究結(jié)果表明，隨著氮肥減施比例的增加，甘藍(lán)葉球、散生葉、根的干鮮重及產(chǎn)量總體呈先升后降趨勢(shì)。其中，施氮量減少20%時(shí)，植株葉球鮮重、產(chǎn)量達(dá)最大。與李俊良等[23-24]在大白上的研究結(jié)果一致。在蘋果[25]、甘薯[26]和油菜[27]上也得到類似的結(jié)果。合理減氮后甘藍(lán)產(chǎn)量增加，可能是一定量的氮肥能夠提高植株葉片中葉綠素的含量和植株的光合能力，最終促進(jìn)植株生長(zhǎng)，產(chǎn)量增加[28]。高氮素供應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)量下降，原因可能是作物吸收和利用其他營(yíng)養(yǎng)元素時(shí)氮素與其產(chǎn)生協(xié)同或拮抗作用所致，或者是土壤中過高的氮素抑制了根系活力，使根系的吸收能力下降[29]。

可溶性蛋白、Vc及可溶性糖含量是反映蔬菜品質(zhì)的重要指標(biāo)，其含量的高低決定蔬菜的口味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。施肥量對(duì)蔬菜品質(zhì)有顯著影響，硝酸鹽含量是評(píng)價(jià)蔬菜衛(wèi)生品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[30]。氮肥用量與蔬菜體內(nèi)亞硝酸鹽和硝酸鹽含量關(guān)系密切。氮肥用量和蔬菜體內(nèi)硝酸鹽含量呈顯著的正相關(guān)，過量施用氮肥，可導(dǎo)致蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降，硝酸鹽積累增加[31]。人體攝取的硝酸鹽81.2%來自于蔬菜，且積累的硝酸鹽在體內(nèi)容易轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，導(dǎo)致細(xì)胞癌變，亞硝酸鹽可與血紅蛋白結(jié)合，使其喪失攜氧能力，使人患高鐵血紅蛋白癥[32]。隨著氮肥施用量的增加，辣椒果實(shí)的可溶性蛋白、可溶性糖等含量下降，硝酸鹽含量上升，影響辣椒果實(shí)的品質(zhì)[33]。也有研究結(jié)果表明，在一定的施氮量范圍內(nèi)，隨施氮量的增加，辣椒果實(shí)的Vc、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量也隨之增加，當(dāng)超過一定量時(shí)，其含量反而隨之降低，而硝酸鹽含量與施氮量成正相關(guān)關(guān)系，隨著施氮量的增加而增加，并且施氮處理的硝酸鹽含量顯著高于不施氮肥[19]。張苗等[28]研究發(fā)現(xiàn)，化學(xué)氮肥的施用可提高白菜硝酸鹽的含量，施肥量越高硝酸鹽含量越高，而亞硝酸鹽的含量變化相反，其含量有所下降。研究結(jié)果表明，隨著氮肥減施比例的增大，硝酸鹽含量逐漸降低，施氮處理顯著增加甘藍(lán)葉球硝酸鹽含量，與不施肥相比差異顯著。與熊亞梅等[10，34]在黃瓜上的研究結(jié)果一致。黃璐璐等[20]發(fā)現(xiàn)，隨著施氮量的增加，青菜葉片中亞硝酸鹽含量持續(xù)上升，過量施用氮肥導(dǎo)致亞硝酸鹽含量明顯增加?？赡苁鞘┑砍^一定程度時(shí)，大量的氮素打破了植株體內(nèi)的碳氮代謝平衡，影響有機(jī)物質(zhì)的積累，氮代謝受到抑制，使其品質(zhì)下降。研究結(jié)果表明，隨著施氮比例的減少，Vc含量呈先增后減趨勢(shì)，其中施氮量減少20%時(shí)，甘藍(lán)葉球Vc含量最高。與熊亞梅等[10]研究結(jié)果一致。唐龍等[25]研究發(fā)現(xiàn)，高氮水平下Vc含量降低，低氮水平蘋果Vc含量提高?？梢?，不同種類作物生長(zhǎng)特性及栽培條件的差異等原因可能導(dǎo)致Vc含量不一致，具體原因有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

優(yōu)質(zhì)的土壤條件對(duì)植物生長(zhǎng)至關(guān)重要，不同施肥量對(duì)其影響較大，而合理的施肥量能改善土壤環(huán)境，對(duì)植物吸收養(yǎng)分、保證產(chǎn)量具有重要作用[35-36]。張苗等[28]研究表明，隨著施氮量的增加，植株總氮、總磷和總鉀含量提高[28]。隨著施氮量的增加，青菜養(yǎng)分的吸收量也隨之增加，當(dāng)施氮量達(dá) 270 kg/hm2時(shí)，植株吸收的氮磷鉀均最高，氮肥繼續(xù)增加，吸收的氮磷鉀反而降低[20]。程玉等[37]研究發(fā)現(xiàn)，隨著施氮量增加，火龍果枝條內(nèi)氮磷鉀吸收量為鉀>氮>磷，植株地上部吸收的氮鉀含量逐漸增加，磷含量逐漸減少。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著氮肥減施比例的增大，甘藍(lán)葉球氮磷鉀含量呈先減后增再減趨勢(shì)，當(dāng)施氮量減少20%時(shí)，葉球中氮磷鉀含量最大。散生葉和根對(duì)氮磷鉀的吸收量與葉球類似。究其原因：可能是減少氮肥用量，使土壤酶活性提高，從而提高了氮磷鉀肥的利用率[38]。或是過量使用氮肥會(huì)降低土壤脲酶及蔗糖酶活性，使植物對(duì)養(yǎng)分吸收減少[39-40]。張雅楠等[41]研究發(fā)現(xiàn)，減施氮肥可使水稻土壤堿解氮、有效磷和速效鉀降低。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著氮肥減施比例的增大，土壤中堿解氮、有效磷和速效鉀含量呈先增后減趨勢(shì)，施氮量減少20%時(shí)達(dá)最大?？赡苁沁m量施用氮肥改善了土壤碳氮比，優(yōu)化了土壤微生物環(huán)境，加速土壤有效氮磷鉀的生成[42]。具體原因有待進(jìn)一步深入研究。

綜合考慮產(chǎn)量、品質(zhì)、植株養(yǎng)分含量及土壤養(yǎng)分等指標(biāo)，氮肥減施20%時(shí)，甘藍(lán)綜合指標(biāo)最好，在當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)甘藍(lán)栽培常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，追肥時(shí)以減施氮肥20%為宜。