魏全全，芶久蘭，張 萌，顧小鳳，柳玲玲

（貴州省農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所 貴陽 550006）

甘藍（Brassica oleraceaL.）是我國重要的蔬菜作物[1]，也是貴州省脫貧致富的主栽冷涼蔬菜作物。貴州地處高原，錯季蔬菜成為貴州蔬菜產(chǎn)業(yè)名牌，發(fā)展冷涼蔬菜甘藍產(chǎn)業(yè)對打贏貴州省脫貧攻堅、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)役具有重要意義。施肥能提高甘藍產(chǎn)量，而不平衡施肥是限制甘藍產(chǎn)量提高的重要因素之一[2]，提高養(yǎng)分管理水平是提高甘藍單位面積產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率的重要策略[3]，明確甘藍對養(yǎng)分的吸收規(guī)律，可以抓住施肥關(guān)鍵時期進行合理施肥，是提高養(yǎng)分管理水平的有效途徑[4]。合理施用氮磷鉀肥料可顯著提高肥料利用效率，進而提高作物的產(chǎn)量、品質(zhì)及改善生態(tài)環(huán)境[5]。牛振明等[6]研究表明，與單一氮肥形態(tài)相比，當NO3--N∶NH4+-N 質(zhì)量比為3∶7～7∶3 時甘藍易獲得高產(chǎn)和較好的品質(zhì)，其中NO3--N∶NH4+-N 質(zhì)量比為5∶5 為最佳施肥比例。金珂旭等[7]研究表明，適合重慶甘藍栽培的鉀肥品種為氯化鉀，且以225 kg·hm-2的施鉀量為最優(yōu)。李躍飛等[8]研究表明，宿遷地區(qū)適宜甘藍栽培的氮磷鉀配比為N 300 kg·hm-2、P2O575 kg·hm-2、K2O 360 kg·hm-2。蒲全明等[9]研究表明，在增施有機肥的基礎(chǔ)上，減施化肥不僅可以保障西南紫色土的土壤質(zhì)量，還可以保障甘藍的產(chǎn)量和品質(zhì)。緱兆輝等[10]研究表明，60%田間持水量和氮磷鉀分別為373.2、604.8、215.93 kg·hm-2時甘藍產(chǎn)量最高。當前，優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的甘藍高效施肥技術(shù)主要集中在中低海拔地區(qū)[4-5，7-9]，而在高海拔區(qū)冷涼蔬菜甘藍的高效施肥技術(shù)鮮有研究報道。因此，筆者采用田間試驗方法，在貴州黔西北高山冷涼蔬菜種植區(qū)開展甘藍“3414”試驗，探討氮磷鉀肥施用對冷涼蔬菜甘藍產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收動態(tài)及利用的影響，為貴州高山冷涼蔬菜甘藍高產(chǎn)的科學推薦施肥提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020 年4－7 月在貴州省畢節(jié)市威寧縣草海鎮(zhèn)進行，海拔為2 237 m，平均氣溫11 ℃左右，年日照時間2 000 h 左右，年平均降雨量為900～1 000 mm，供試土壤為黃壤性灰泡土。試驗地基本理化性狀為：pH 值5.5，有機質(zhì)含量（w，后同）40.8 g·kg-1，全氮含量2.53 g·kg-1，堿解氮含量133.6 mg·kg-1，有效磷含量20.9 mg·kg-1，速效鉀含量111.0 mg·kg-1。

1.2 材料

供試甘藍品種為中甘101，由中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所培育；供試肥料品種為尿素（含N質(zhì)量分數(shù)為46%，后同）、過磷酸鈣（含P2O512%）和硫酸鉀（含K2O 50%）。試驗田塊前茬為冬閑田。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用“3414”試驗，共設(shè)置14 個處理，分別為：T1（N0P0K0，不 施 肥 處 理）、T2（N0P2K2）、T3（N1P2K2）、T4（N2P0K2）、T5（N2P1K2）、T6（N2P2K2）、T7（N2P3K2）、T8（N2P2K0）、T9（N2P2K1）、T10（N2P2K3），T11（N3P2K2）、T12（N1P1K2）、T13（N1P2K1）、T14（N2P1K1），具體施肥情況見表1。試驗小區(qū)面積為21.6 m2（1.8 m·行-1×2 壟×6 m），3 次重復，隨機區(qū)組排列。

表1 不同施肥處理的肥料施用量

甘藍采用育苗移栽的方式種植，于3 月20 日育苗，4 月17 日移栽，移栽密度為每小區(qū)128 株（16株·行-1×4 行·壟-1×2 壟，5.926×104株·hm-2）；60%氮肥、全部磷和鉀肥做基肥一次性施用，另外40%氮肥于蓮座期作為追肥施用；甘藍于2020 年7 月7日統(tǒng)一收獲。所有小區(qū)除肥料不同外，其他田間生產(chǎn)管理均采用當?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門的推薦技術(shù)。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 甘藍生物量的測定 于甘藍移栽期（4 月17日）、苗期（5 月31 日，移栽后44 d）、蓮座期（6 月13日，移栽后51 d）、結(jié)球期（6 月27 日，移栽后71 d）和收獲期（7 月7 日，移栽后81 d），各小區(qū)選取有代表性植株4 株，105 ℃下殺青30 min，60 ℃烘箱中烘至恒質(zhì)量，記錄干質(zhì)量，依次折算甘藍生物量。

1.4.2 甘藍養(yǎng)分含量的測定 于上述甘藍關(guān)鍵生育期，各小區(qū)分別選取有代表性植株4 株，105 ℃下殺青30 min，60 ℃烘箱中烘至恒質(zhì)量，將烘干的植株樣品磨碎后過0.42 mm 篩，濃H2SO4-H2O2消化后稀釋，采用凱氏定氮法[11]測定全氮含量，采用釩鉬黃比色法[11]測定全磷含量，采用火焰光度計法[11]測定全鉀含量。

1.4.3 甘藍產(chǎn)量的測定 甘藍收獲期，各小區(qū)單獨收獲甘藍，記錄各處理甘藍產(chǎn)量，并根據(jù)小區(qū)面積換算最終產(chǎn)量。

1.4.4 施肥效果相關(guān)參數(shù)計算 參照文獻[12-14]方法，計算公式如下：

氮素農(nóng)學效率AEN/（kg·kg-1）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-對照區(qū)產(chǎn)量）/施氮量；

氮素偏生產(chǎn)力PEPN/（kg·kg-1）=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量；

氮素吸收利用效率REN/%=（施氮區(qū)氮素總吸收量-對照區(qū)氮素總吸收量）/施氮量×100；

同理，計算磷素和鉀素農(nóng)學效率、偏生產(chǎn)力及吸收利用效率。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)處理與分析采用Microsoft Excel 2007 及SPSS 20.0 進行，采用LSD 法檢驗p＜0.05 水平上的差異顯著性；制圖采用Origin 8.0 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對甘藍產(chǎn)量、產(chǎn)值及經(jīng)濟效益的影響

由表2 可知，不同施肥處理甘藍產(chǎn)量不同。T1處理甘藍產(chǎn)量為68 669.40 kg·hm-2，顯著低于其他處理11 085.42～25 693.60 kg·hm-2，其中T11 處理甘藍產(chǎn)量最高，為94 363.00 kg·hm-2，與T3、T6、T7、T9和T10 處理差異不顯著。

表2 不同施肥處理甘藍的產(chǎn)量、產(chǎn)值及經(jīng)濟效益

從施氮效果看，相同磷鉀水平下，甘藍產(chǎn)量隨施氮量的增加呈現(xiàn)先快速升高后緩慢升高趨勢，以T11 處理產(chǎn)量達到最大，為94 363.00 kg·hm-2，高于其他施氮處理193.53～13 778.33 kg·hm-2。從施磷效果看，相同氮鉀水平下，甘藍產(chǎn)量隨施磷量的增加呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，以T6 處理產(chǎn)量達到最大，為94 169.47 kg·hm-2，高于其他施磷處理606.36～14 414.65 kg·hm-2。從施鉀效果看，相同氮磷水平下，甘藍產(chǎn)量隨鉀量的增加呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，T6 處理甘藍產(chǎn)量為94 169.47 kg·hm-2，高于其他施鉀處理890.32～13 182.24 kg·hm-2。

產(chǎn)值方面，以市價1.10 元·kg-1算，T11 處理甘藍產(chǎn)值最高，達到103 799.30 元·hm-2，高于其他處理212.89～28 262.95 元·hm-2，T1 處理甘藍產(chǎn)值最低，僅為75 536.35 元·hm-2。

經(jīng)濟效益方面，除去肥料成本（種苗和勞動力均為農(nóng)戶自家提供，不計入成本），T6 處理經(jīng)濟效益為102 341.41 元·hm-2，高于其他處理12.11～26 805.06 元·hm-2，其中T1 處理甘藍經(jīng)濟效益最低，僅為75 536.35 元·hm-2。

2.2 不同施肥處理對甘藍生物量的影響

由表3 可以看出，各處理甘藍生物量隨著生育時期的推進呈現(xiàn)先緩慢升高后快速升高最后緩慢升高的“S”形曲線。蓮座期前，各處理甘藍生物量快速增加。在蓮座期，以T11（N3P2K2）處理為最大，達到3 611.00 kg·hm-2，高于其他處理104.67～1 802.81 kg·hm-2；T1 處理為1 808.19 kg·hm-2，顯著低于其他處理555.48～1 802.81 kg·hm-2。蓮座期后，各處理生物量增加速率呈緩慢下降趨勢，至移栽后81 d（2020 年7 月7 日），T11（N3P2K2）處理甘藍生物量為6 192.32 kg·hm-2，高于其他處理24.99～2 171.06 kg·hm-2；T1 處理為4 021.26 kg·hm-2，顯著低于其他處理576.84～2 171.06 kg·hm-2。

表3 不同施肥下不同時期甘藍的生物量 （kg·hm-2）

2.3 不同施肥對甘藍養(yǎng)分含量及累積量的影響

從表4 可以看出，在不同施肥處理下甘藍氮、磷和鉀含量均隨生育期的延長呈現(xiàn)降低趨勢。氮素方面，甘藍移栽后，各處理氮素含量均高于不施肥處理，且隨著施氮量的增加，除個別處理外，氮素含量有增加趨勢；磷素方面，甘藍移栽后，各處理磷素含量均高于不施肥處理，且隨著施磷量的增加，磷素含量有增加趨勢；與氮肥和磷肥效果相似，各處理鉀素含量均高于不施肥處理，且隨著施鉀量的增加，鉀素含量有增加趨勢。

表4 不同處理的甘藍氮磷鉀素含量變化 %

以T6 處理為例，在整個生育期，地上部氮素、磷素和鉀素含量均在移栽期（4 月17 日）為最大值，含量（w，后同）分別為4.29%、0.47%和4.15%，隨著甘藍的生長，植株體內(nèi)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)物質(zhì)增加生物量，導致養(yǎng)分含量稀釋，含量逐漸降低，收獲期甘藍氮素、磷素和鉀素含量分別為3.33%、0.37%和3.15%。甘藍生育前期氮素、磷素和鉀素含量均較高，因此，要獲得高產(chǎn)，必須保證生育早期有較充足的養(yǎng)分供應(yīng)，以滿足后期生長對養(yǎng)分的需求。

由表5 可知，不同處理甘藍氮素、磷素和鉀素累積量隨著生育期的推進均呈現(xiàn)先快速增加后緩慢增加的“S”形曲線，除個別處理外，均在收獲期達到最大值。氮素方面，甘藍氮素累積量呈現(xiàn)增加的趨勢，除了T3、T7 處理外，其他各處理均在種植后81 d（2020 年7 月7 日）達到最大值，T11 處理氮素累積總量為208.68 kg·hm-2，高于其他處理3.31～87.26 kg·hm-2；當磷鉀施用量相同時，N3 水平的甘藍氮素累積量高于N0、N1 和N2 水平，說明增施氮肥能促進生長，增加甘藍氮素累積量，且施氮量越高氮素累積量越高。磷素方面，甘藍磷素累積量呈現(xiàn)增加趨勢，各處理均在種植后81 d（2020 年7 月7 日）達到最大值，T10 處理磷素累積總量為23.53 kg·hm-2，高于其他處理0.24～11.61 kg·hm-2；當?shù)浭┯昧肯嗤瑫r，P3 水平的甘藍磷素累積量高于P0、P1 和P2 水平，說明增施磷肥能促進生長，增加甘藍磷素累積量，且施磷量越高磷素累積量越高。鉀素方面，甘藍鉀素累積量呈現(xiàn)增加趨勢，各處理均在種植后81 d（2020 年7 月7 日）達到最大值，T11處理鉀素累積總量為199.55 kg·hm-2，高于其他處理4.95～89.98 kg·hm-2；當?shù)资┯昧肯嗤瑫r，K3 水平的甘藍鉀素累積量高于K0、K1 和K2 水平，說明增施鉀肥能促進生長，增加甘藍鉀素累積量，且施鉀量越高鉀素累積量越高。合理的氮磷鉀配施能提高甘藍對氮素、磷素和鉀素的吸收。

表5 不 同處 理 的甘 藍養(yǎng) 分累 積 量變 化（kg·hm-2）

2.4 不同施肥處理甘藍肥料利用率比較

由表6 可知，氮素方面，T3 處理氮素偏生產(chǎn)力為824.46 kg · kg-1，顯 著 高 于 其 他 處 理405.93～544.87 kg·kg-1，T11 處理最小，為279.59 kg·kg-1；氮素農(nóng)學效率以T3 處理最大，為104.48 kg·kg-1，顯著高于其他處理44.10～63.66 kg·kg-1，T11 處理最小，為40.82 kg · kg-1；T6 處 理 氮 素 吸 收 利 用 率 為26.29%，顯著高于其他處理7.78%～14.57%。磷素方面，T5 處理磷素偏生產(chǎn)力為1 185.59 kg·kg-1，顯著高于其他處理557.79～769.75 kg·kg-1，T7 處理最小，為415.84 kg·kg-1；磷素農(nóng)學效率以T5 處理最大，為122.19 kg·kg-1，顯著高于其他處理26.09～60.82 kg·kg-1，T7 處理最小，為61.37 kg·kg-1；T6 處理磷素吸收利用率為9.99%，顯著高于其他處理1.77%～3.27%。鉀素方面，T9 處理鉀素偏生產(chǎn)力為821.82 kg ·kg-1，顯著高于其他處理403.29～545.44 kg·kg-1，T10 處理最小，為276.38 kg·kg-1；鉀素農(nóng)學效率以T9 處理最大，為101.94 kg·kg-1，顯著高于其他處理43.35～65.52 kg·kg-1，T10 處理最小，為36.42 kg · kg-1；T9 處 理 鉀 素 吸 收 利 用 率 為37.03%，與T6 差異不顯著，但顯著高于T11 處理，比T11 處理高17.43%。

表6 不同施肥處理的偏生產(chǎn)力、農(nóng)學效率和吸收利用率

3 討論與結(jié)論

甘藍是貴州高寒地區(qū)的主要蔬菜作物，該地區(qū)海拔相對較高，氣候較為冷涼，晝夜溫差較大，特別適合甘藍生長，在貴州省政府的大力支持下，甘藍等冷涼反季節(jié)蔬菜種植面積不斷擴大[15-16]。施肥是高山冷涼蔬菜甘藍高產(chǎn)栽培的重要環(huán)節(jié)，由于甘藍生育期相對較短，因此合理的施肥更為重要。氮、磷、鉀是作物生長發(fā)育所需的三大營養(yǎng)元素，是作物細胞結(jié)構(gòu)的主要物質(zhì)組成，作物產(chǎn)量的形成基于氮磷鉀在作物中的累積；作物的產(chǎn)量和氮磷鉀吸收量呈正相關(guān)關(guān)系[17]。合理的氮磷鉀運籌能提高作物氮磷鉀累積量及其分配系數(shù)，而高施肥量情況下，雖然能提高作物產(chǎn)量，但降低了肥料利用率，造成資源浪費，威脅環(huán)境安全。因此，筆者通過“3414”試驗探討高山栽培甘藍最優(yōu)的氮磷鉀需求比例十分必要。筆者研究發(fā)現(xiàn)，在相同氮鉀水平下，N3P2K2處理甘藍產(chǎn)量最高，為94 363.00 kg·hm-2，高于其他氮肥處理193.53～13 778.33 kg·hm-2，說明合理的氮磷鉀配比能提高甘藍的產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收量；而氮素和鉀素累積量均在N3 水平達到最高值，施氮不僅能促進氮素的吸收，還能促進鉀素的吸收，表現(xiàn)出協(xié)同的現(xiàn)象，這與在相同地區(qū)其他作物研究結(jié)果相似[18]，表明合理的氮磷鉀配施能提高甘藍產(chǎn)量。

偏生產(chǎn)力、農(nóng)學效率和吸收利用率是表達肥料利用率的常用指標，其與產(chǎn)量、施肥量和土壤肥力水平關(guān)系最為密切[5,19]，現(xiàn)代作物生產(chǎn)系統(tǒng)的氮肥農(nóng)學效率、偏生產(chǎn)力和氮素吸收利用效率分別可以達到20～35、40～70 kg·kg-1和30%～50%[20]。筆者的研究表明，氮素、磷素和鉀素偏生產(chǎn)力分別在N1、P1和K1 水平達到最大值，分別為824.46、1 185.59、821.82 kg·kg-1，顯著高于其他水平的氮素、磷素和鉀素處理，表明N1、P1 和K1 處理單位肥料所產(chǎn)生的經(jīng)濟產(chǎn)量較高，這一結(jié)論高于耿川雄等[21]的研究結(jié)果，可能是由于筆者的試驗地基礎(chǔ)養(yǎng)分低于前人研究，施肥后肥效明顯。氮素、磷素和鉀素農(nóng)學效率在N1、P1 和K1 水平達到最大值，分別為104.48、122.19、101.94 kg·kg-1，顯著高于其他水平的氮素、磷素和鉀素處理，表明在N1、P1 和K1 水平下單位施肥量的產(chǎn)量增加能力高于其他處理，高于張富鑫等[22]的研究結(jié)論，原因可能是筆者的試驗基礎(chǔ)養(yǎng)分略低，單位施肥量有效地提高了產(chǎn)量。吸收利用率是指作物對施入土壤中肥料的回收效率，反映了作物對肥料的吸收狀況。筆者的研究中，氮素、磷素和鉀素吸收利用率分別在N2、P2 和K1 水平達到最大值，分別為26.29%、9.99%和37.03%，高于其他水平的氮素、磷素和鉀素處理，但低于周旋等[23]對露地和大棚甘藍的研究，可能原因是外源菌肥的添加，促進了甘藍對養(yǎng)分的吸收。筆者的研究結(jié)果表明，氮素、磷素和鉀素的吸收利用率略低，表明甘藍是一種低養(yǎng)分效率的作物，同時試驗期間雨水過多導致的漬水和養(yǎng)分的淋濕徑流也是制約氮素、磷素和鉀素吸收利用率過低的重要因素。

由于追求過高的經(jīng)濟效益，菜農(nóng)往往施用較多的肥料，造成土壤中養(yǎng)分盈余過多，減肥潛力較大，因此在研究后期，可多注重甘藍等蔬菜減肥方面的研究，也映襯了國家《到2020 年化肥使用零增長行動方案》[24]的化肥“零增長”下的養(yǎng)分高效利用的發(fā)展目標，減少化肥施用量，提高肥料利用率。在國家“雙減”的大背景下，如何做到化肥減施高效利用成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展目標，單純施用單質(zhì)或者復合肥很難提高肥料利用率，應(yīng)配施秸稈[25]、有機肥[26]、生物炭[27]、增效劑[28]、功能菌肥[23，29]等物料以達到化肥減施增效的目的，同時應(yīng)注重合理的耕作制度，防止甘藍連作現(xiàn)象的出現(xiàn)[30]。

筆者利用田間試驗探討氮磷鉀對冷涼蔬菜栽培區(qū)甘藍產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及利用的影響，為貴州高山冷涼區(qū)甘藍的科學推薦施肥提供理論基礎(chǔ)。綜合產(chǎn)量、經(jīng)濟效益及養(yǎng)分吸收利用的表現(xiàn)，T6 處理（N2P2K2，N∶P2O5∶K2O=225∶150∶225 kg·hm-2）可作為基于筆者試驗的條件下較適宜的氮磷鉀配比，在實際生產(chǎn)中應(yīng)注重氮鉀合理運籌，以促進貴州高山栽培甘藍產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。