王娟娟 馬云 高亞娟 紀燕 盛海君 錢曉晴 王桂良

摘要 在全面診斷土壤養(yǎng)分平衡狀況的基礎上，通過適量推薦所缺養(yǎng)分元素肥料的施用，探索減氮對設施韭菜生長、產量及品質的影響。在適量底施無氮配方肥的基礎上，設置常規(guī)施氮（T1）、減氮25%（T2）、減氮50%（T3）、減氮75%（T4）和減氮100%（T5）5個施氮處理，另外設置完全不施肥對照（T0），觀測韭菜生長形態(tài)、生理、產量與品質指標。結果表明，適當控制氮肥施用有利于韭菜作物生長形態(tài)、生理指標的優(yōu)化。在減氮75%以內，韭菜株高、莖寬、葉寬、葉綠素含量等形態(tài)、生理指標均未受到明顯不良影響，減氮50%時韭菜產量最高，減氮100%處理韭菜產量有所下降，但仍顯著高于完全不施肥對照。減氮處理顯著降低韭菜體內硝酸鹽含量，以減氮50%和75% 2個處理效果最為明顯。韭菜VC含量隨減氮比例提高呈先增后降趨勢，以減氮50%處理最高。減氮處理可提高植株可溶性糖含量，當減氮比例達75%時，韭菜體內可溶性糖含量最高。減氮使韭菜體內可溶性蛋白含量略有降低，粗纖維含量略有提高。在測土配方施肥的基礎上適當減少氮肥施用有利于提高韭菜產值和凈效益，減氮50%、75% 2個處理的增產率分別為8.26%、1.60%，對應的增收率分別為8.35%、1.61%。綜合上述各項指標及生態(tài)環(huán)境因素，相似生產條件下推薦測土配方平衡施肥和減氮50%～75%。

關鍵詞 設施栽培;韭菜;減氮;增產增效

中圖分類號 S 633.3? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）23-0171-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.048

Study on Potential of Reducing Nitrogen and Increasing Yield and Efficiency of Protected Leek

WANG? Juan-juan1，2， MA Yun2，3， GAO Ya-juan1 et al

（1.Yangzhou Hongshuo Environmental and Bioengineering Research Co.， Ltd.，Yangzhou， Jiangsu 225000;2. School of Environmental Science and Engineering， Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu 225127;3. Institute of Soil Health， Yangzhou University， Yangzhou， Jiangsu? 225127）

Abstract On the basis of comprehensive diagnosis of soil nutrient balance， this experiment explored the effect of nitrogen reduction on the growth， yield and quality of leek in protected facilities by properly recommending the application of fertilizers lacking nutrient elements. In this experiment， on the basis of proper basal application of nitrogen-free formula fertilizer， five treatments of conventional nitrogen application （T1）， 25% nitrogen reduction （T2）， 50% nitrogen reduction （T3）， 75% nitrogen reduction （T4） and 100% nitrogen reduction （T5） were set， and a control （T0） without fertilizer was set to observe the growth morphology， physiology， yield and quality of leek. The results showed that? appropriate control of nitrogen fertilizer application was beneficial to the optimization of growth morphology and physiological indexes of leek crops. Within 75% nitrogen reduction， the morphological and physiological indexes of leek such as plant height， stem width， leaf width and chlorophyll content were not significantly affected. When nitrogen reduction was 50%， the yield of leek was the highest. When nitrogen reduction was 100%， the yield of leek declined， but it was still significantly higher than the control without fertilization. Nitrogen reduction treatment significantly reduced nitrate content in leek， with nitrogen reduction of 50% and 75% being the most obvious. The VC content of leek increased first and then decreased with the increase of nitrogen reduction ratio， and the highest value was found in 50% nitrogen reduction treatment. Nitrogen reduction treatment could increase the soluble sugar content of plants， and when the nitrogen reduction ratio reached 75%， the soluble sugar content in leek was the highest. Nitrogen reduction slightly reduced soluble protein content and increased crude fiber content in leek. Appropriate reduction of nitrogen fertilizer application on the basis of soil testing and formula fertilization could improve the yield and net benefit of leek. The yield increase rates of 50% and 75% nitrogen reduction treatments were 8.26% and 1.60%， and the corresponding income increase rates were 8.35% and 1.61%， respectively. Based on the above indicators and ecological environment factors， balance fertilization and nitrogen reduction by 50%-75% is recommended in practice.

Key words Protected cultivation;Leek;Nitrogen reduction;Increasing production and efficiency

基金項目 揚州市重點研發(fā)計劃（YZ2019070）;揚州大學研究生教育教學改革與實踐課題（JGLX2021_009）;江蘇現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系建設項目（JATS〔2019〕459）。

作者簡介 王娟娟（1979—），女，江蘇泗洪人，副教授，博士，從事農業(yè)資源利用與環(huán)境保護研究。

通信作者，教授，博士，從事土壤健康管理與農業(yè)綠色發(fā)展研究。

收稿日期 2021-07-29

設施蔬菜以其高產、高效為顯著特征，在我國不少地區(qū)發(fā)展非常迅速[1-2]。江蘇省設施蔬菜栽培播種面積已達20%左右，在不少地方成為農民的主要收入來源[3]。設施蔬菜生長速度快、復種指數(shù)高、肥料用量大、施肥結構不合理，往往導致土壤多種障礙因子的出現(xiàn)，如土壤養(yǎng)分平衡性差、次生鹽漬化、酸化，尤其是硝酸鹽積聚等[4-6]。土壤障礙因子不僅影響蔬菜產量與品質[7]，還引起肥料利用率降低與環(huán)境污染負荷增大等問題，嚴重影響設施蔬菜發(fā)展與菜農種菜的積極性[8]。

在設施土壤各種障礙因子中，土壤養(yǎng)分失衡是設施蔬菜栽培中最常見的障礙因素。作為蔬菜作物和土壤微生物生長所必需的主要營養(yǎng)元素，氮素施用往往成為設施蔬菜增產的決定性措施。為了滿足設施蔬菜的快速生長，一般投入較多的氮素肥料，部分場合下不但沒有起到增產作用，反而造成作物產量和品質的降低，并引起周邊水體硝酸鹽污染[8-10]。

過量施用氮肥而忽視中微量元素施肥是造成土壤養(yǎng)分嚴重失衡和土壤氮素污染的重要原因，施肥對土壤養(yǎng)分平衡性及氮素污染的影響，主要取決于肥料施用的結構與水平，合理的土壤養(yǎng)分管理對維持作物產量和環(huán)境質量至關重要[11-13]。設施蔬菜生產中普遍重視氮肥施用，而忽略其他營養(yǎng)元素尤其是中微量元素肥料的施用，加上不同作物品種對養(yǎng)分元素的選擇性吸收差異，很容易導致土壤中某些營養(yǎng)元素大量累積，而另外一些元素嚴重缺乏[8，14-15]。研究表明，合理施肥不僅可以提高蔬菜作物產量，而且可以有效改善土壤肥力性狀[16-17]。設施栽培蔬菜土壤養(yǎng)分管理應因菜、因土而異。研究設施土壤養(yǎng)分結構平衡性、合理推薦施肥，對于促進設施蔬菜產業(yè)發(fā)展、增加菜農收益具有積極意義。

韭菜（Allium tuberosum Rottlerspreng）是一種多年生宿根蔬菜，營養(yǎng)極其豐富，為長江中下游地區(qū)最常見的蔬菜作物種類之一。設施韭菜種植簡單，上市靈活，效益較好，近年來發(fā)展迅速。為了追求連續(xù)高產，多數(shù)菜農在種植過程中大量施用無機氮肥和復合肥，韭菜產量與品質不僅沒有提高，還加快了土壤中養(yǎng)分結構平衡性破壞，進而引發(fā)土壤次生鹽漬化、酸化、污染等問題[18-20]。筆者以揚州市典型設施韭菜為研究對象，在平衡施肥改善土壤養(yǎng)分結構的基礎上，以常規(guī)施氮為對照，設置不同減氮處理，觀測其對韭菜產量、品質指標的影響，探尋本地設施韭菜的減氮潛力。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗區(qū)位于江蘇省揚州市廣陵區(qū)沙頭鎮(zhèn)揚州淮揚蔬菜基地。試驗點地處長江與京杭大運河交匯處的沿江平原。

1.2 試驗材料與處理設計

供試作物為本地主栽品種“平豐10號”韭菜。試驗點土壤為砂壤土，中度次生鹽漬化。部分化學性質見表1。

根據(jù)土壤有效養(yǎng)分測定結果，試驗點土壤pH偏低、電導率偏高，土壤氮、磷、鎂、硫、鐵、錳、銅有效含量均達到1級水平，有效鈣含量達到2級水平，有效鉀、鉬含量為3級，有效鋅、硼含量為4級。對有效養(yǎng)分含量處于2、3、4級水平的元素進行施肥補充，以氯化鉀、氯化鈣、七水硫酸鋅、硼砂和鉬酸銨用量分別為200、700、20、30和0.3 kg/hm2作為底肥施用。在此基礎上，共設5個施氮處理，另加1個完全不施肥的空白試驗。各處理重復3次，小區(qū)面積20 m2。所施氮肥為尿素，含氮量為46%。其他肥水管理措施均保持與一般生產習慣相同。

處理①：施用300 kg/hm2尿素（常規(guī)施氮，T1）;處理②：225 kg/hm2尿素（減氮25%，T2）;處理③：150 kg/hm2尿素（減氮50%，T3）;處理④：75 kg/hm2尿素（減氮75%，T4）;處理⑤：0 kg/hm2尿素（減氮100%，T5）。空白：不施用任何肥料（T0）。

1.3 樣品采集與測定

在作物種植前和收獲后對試驗地土壤進行多點混合樣品的采集，測定土壤基本化學性狀，包括土壤pH、有機質及土壤有效氮、磷、鉀等養(yǎng)分，測定方法參照鮑士旦[21]《土壤農化分析》。

于作物收獲期，對各小區(qū)進行割方測產，同時測定株高、莖寬、葉寬等形態(tài)指標。取鮮樣適量，去除泥土雜質，測定硝酸根、葉綠素、胡蘿卜素、可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、粗纖維含量等生理指標和品質指標。硝酸鹽含量采用紫外分光光度法測定，葉綠素含量采用三波長檢測法[22]測定。VC采用紫外快速測定法[23]測定，可溶性糖采用蒽酮比色法[24]測定，可溶性蛋白采用考馬斯亮藍法[23]測定，粗纖維采用酸堿洗滌法[25]測定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel作圖，并對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 減氮處理對韭菜生長指標及產量的影響

韭菜株高和莖寬受減氮處理的影響見圖1、2。從圖1、2可以看出，隨著施肥減氮比例的提高，韭菜株高呈先增加后減少的趨勢，其中減氮50%以內的3個處理韭菜株高相差很小，減氮75%的處理株高開始下降，減氮100%的處理株高顯著下降，但仍大于完全不施肥（T0）處理。常規(guī)施肥（T1）處理韭菜株高也顯著高于減氮100%處理和完全不施肥（T0）處理。減氮處理對莖寬的影響趨勢與株高相似，同樣以減氮50%以內影響很小，減氮100%的處理莖寬顯著下降。

韭菜葉寬受減氮處理的影響見圖3。從圖3可以看出，減少氮肥用量在一定范圍內對韭菜葉寬幾乎沒有影響，減氮比例達75%及以上時韭菜葉寬才開始有下降趨勢。完全不施肥處理韭菜葉寬最小。韭菜葉片葉綠素含量受減氮處理的影響見圖4。從圖4可以看出，隨著減氮比例的提高，韭菜葉片葉綠素含量呈下降趨勢，與常規(guī)施氮處理相比，減氮100%處理的韭菜葉片葉綠素含量下降顯著。

韭菜鮮重受減氮處理的影響見圖5。從圖5可以看出，隨著減氮比例的提高，韭菜產量表現(xiàn)出先升后降的趨勢，除減氮100%處理外，其他減氮處理對韭菜鮮重無顯著影響。減氮100%處理時韭菜鮮重較減氮50%時顯著下降。即使在土壤中大量存在硝酸鹽的情況下，如果完全不施銨態(tài)氮肥，則仍可能顯著降低韭菜產量。

2.2 減氮處理對韭菜安全品質指標的影響

韭菜體內硝酸鹽含量受減氮處理的影響見圖6。由圖6可知，與常規(guī)施氮處理相比，減氮處理顯著降低了韭菜體內硝酸鹽含量。以減氮50%和減氮75%這2個處理硝酸鹽含量下降最多。減氮處理對韭菜VC含量的影響見圖7。由圖7可知，與常規(guī)施氮處理相比，減氮處理均顯著增加了韭菜VC含量，尤其是以減氮50%處理韭菜的VC含量最高。

韭菜體內可溶性糖含量受減氮處理的影響見圖8。由圖8可知，與常規(guī)施肥處理相比，減氮處理均提高了韭菜可溶性糖含量，這與VC測定結果類似?？扇苄蕴桥c減氮比例呈正相關。當減氮比例達75%時，韭菜體內可溶性糖含量最高?？梢姷毓^多不利于可溶性糖的積累。韭菜體內可溶性蛋白含量受減氮處理的影響見圖9。由圖9可知，與常規(guī)施肥處理相比，隨著減氮比例的提高韭菜體內可溶性蛋白含量不斷下降。

韭菜粗纖維含量受減氮處理的影響見圖10。從圖10可以看出，隨著減氮比例的提高，韭菜的粗纖維含量不斷提高。韭菜纖維能促進胃腸蠕動，幫助消化。而減少氮素施用則有利于這一品質的提高。

2.3 減氮節(jié)本增效作用分析

按照韭菜市場批發(fā)價和肥料零售價進行產值效益計算，結果見表2。由表2可知，除減氮100%處理外，減氮處理均在一定程度上增加了韭菜產量。以減氮50%處理的韭菜產量最高，達56.33 t/hm2，與其相對應的產值達168 993.33元/hm2。與常規(guī)施肥處理相比，增產率達8.26%，增收率達8.35%。減氮25%和減氮75%這2個處理較常規(guī)施肥分別增產4.94%和1.60%。僅施不含氮的平衡肥比完全不施肥增產22.39%。減氮50%和減氮75%這2個處理的節(jié)本增收率分別為4.99%和1.61%。綜合考慮經濟效益與環(huán)境效益，推薦在施用平衡肥的前提下減氮50%～75%為宜。

3 結論與討論

3.1 討論

試驗中觀察到，盡管土壤中含有大量的硝態(tài)氮，然而不施氮肥仍造成減產。即僅靠硝態(tài)氮作為氮源，并不能滿足韭菜高產的氮素營養(yǎng)需求。適當提高銨態(tài)氮/硝態(tài)氮比例，有利于韭菜生長和產量的提升。前人利用水培試驗證實了硝態(tài)氮/銨態(tài)氮比例為50∶50～75∶25更有利于韭菜生長[26]。解決過多施用氮素等肥料的途徑除直接減少施肥量外，推薦施用緩釋肥料也是可行的方法，緩釋肥料可以降低土壤溶液中養(yǎng)分的絕對濃度，還可以較長時間維持土壤養(yǎng)分濃度處于合適范圍，并減少氮肥施用對環(huán)境質量的負面影響[27-28]。

根據(jù)植物必需營養(yǎng)元素的最小養(yǎng)分律和不可代替理論，加強平衡施肥，不僅可以直接改善作物生長，提高作物產量和作物對土壤肥料養(yǎng)分尤其是氮素養(yǎng)分的利用率，還可以通過改善土壤微生物學特征和土壤生態(tài)系統(tǒng)服務功能，提升土壤健康水平。在設施栽培土壤上推薦測土配方施肥技術時不僅要關注氮磷鉀三要素，還要密切注意其他營養(yǎng)元素的豐欠，如果存在其他最小養(yǎng)分元素，則應根據(jù)目標作物產量優(yōu)先加以補充，以確保作物對氮磷鉀等養(yǎng)分元素的高效利用。

3.2 結論

（1）測土配方施肥和適量減氮能顯著促進設施韭菜生長，提高韭菜株高、莖寬、葉寬和鮮重產量。

（2）適量減氮處理顯著降低韭菜體內硝酸鹽含量，顯著提高韭菜VC、可溶性糖含量，對韭菜體內可溶性蛋白、粗纖維含量也略有提高。

（3）在測土配方施肥的基礎上適當減少氮肥施用更有利于提高設施韭菜產值和凈效益。

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