不同施氮量对露地小白菜产量、氮吸收量和氮肥利用率的影响

不同施氮量对露地小白菜产量、氮吸收量和氮肥利用率的影响

摘要在常年性菜地露地栽培条件下，连续3年采取田间试验方法，研究不同施氮量对小白菜产量、氮吸收量和氮肥利用率的影响，结果表明：施纯N 118.95 kg/hm2，小白菜氮吸收量、产量和增产效益均最高，表观氮利用率也较高，且显著高于习惯施氮处理；氮肥推荐用量为当地习惯施氮量139.95 kg/hm2减少15%，即施纯N 118.95 kg/hm2。

关键词小白菜；产量；氮素吸收量；氮肥利用率

土壤养分供应状态是决定作物产量、土壤肥力以及农业环境的重要因素。土壤养分供应不足或者肥料比例不合理，会降低土壤综合肥力，造成作物减产；土壤养分盈余，不但增加土壤养分的流失浪费，而且严重威胁土壤和水环境安全[1]。一般情况下，施用氮肥是提高蔬菜产量的主要措施之一。但近年来，蔬菜生产过程中过量施用氮肥的现象比较普遍。长期过量施用氮肥不仅造成氮肥利用率降低、肥料浪费、经济效益下降，还会导致作物营养失调、体内硝酸盐含量升高、食用品质下降、病虫害易发生等问题[2-5]。氮肥过量施用导致硝态氮在根区以下土层无效积累，成为水体和大气污染的重要来源，影响生态环境[6]。随着农业新技术的发展和人类环境意识的增强，如何合理施肥、增强作物吸收、提高肥料利用率，在获得高产的同时减少因施肥对环境造成的危害，已成为当前农业可持续发展的研究热点。近年来，国内关于蔬菜合理施肥的研究反复证明，蔬菜产量与氮肥施用量呈二次曲线关系[7]。该试验从2011年开始，连续3年选择常年性菜地及当地栽培的主要蔬菜作物小白菜，在露地栽培条件下进行氮肥精确施肥试验，研究不同施氮量对小白菜生长的影响。通过观察氮肥不同施用量处理小白菜的苗情动态和对作物产量、养分等指标的测定，计算不同施氮量条件下当季氮素吸收及氮肥表观利用率，综合分析，推荐当地代表性土壤类型主推小白菜品种合理的氮肥施用量，以为蔬菜高产、经济施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于西夏墅镇的常州菜根香生态农业有限公司基地，土壤为砂土，地理位置为北纬31°58′34″、东经119°46′16″。

1.2 试验材料

供试小白菜品种：金品夏冠28（青梗菜F1）。供试肥料：山东华鲁恒升化工股份有限公司生产的46%尿素（纯N 46.6%）；丹阳金阳光肥料有限公司生产的12%过磷酸钙（P2O5 12.9%）；俄罗斯生产的52%硫酸钾（K2O 50.3%）。

1.3 试验设计

根据氮肥施用水平不同，试验设6个处理，分别为N0、N1、N2、N3、N4、N5。其中：N0为不施氮肥，N3为当地习惯施氮量，N1、N2分别在习惯施氮量的基础上约减少30%、15%，N4、N5分别在习惯施氮量的基础上约增加15%、30%。6个处理的磷、钾肥保持一致，均为当地习惯施用量，并与氮肥同时一次性基施，各处理用肥量见表1。3次重复，随机区组排列，小区面积20 m2。人工撒播，小区用种量15 g。

1.4 样品取样及测定

试验结束时采收地上部分计测产量。2013年试验测产后各小区取地上部植株样2.5 kg，用作氮、磷、钾含量的测定。植株样品测定采用硫酸-双氧水消煮，全氮测定采用蒸馏法，全磷测定采用钒钼黄比色法，全钾测定采用火焰光度法。具体测定方法：①制样，植株样品去除表面泥土、腐烂叶片，按照可食部分进行切割和归类，用家用搅拌机打碎，装袋冷冻备用。②消解，称取植物样品0.100 0～0.200 0 g置于100 mL三角瓶中，用少量水湿润样品，加浓硫酸5 mL，摇匀过夜，第2天瓶口盖一弯颈漏斗，在电热板上先加热至溶液呈均匀棕黑色时，取下三角瓶，稍冷后滴加H2O2 10滴，并不断摇动三角瓶。再加热（微沸）10～20 min，取下三角瓶，稍冷后滴加H2O2 5～10滴。如此反复进行2～3次，直至消煮液呈无色或清亮色后，再加热5～10 min（赶尽H2O2），取下三角瓶冷却，用水冲洗漏斗，洗液洗入瓶中。将消解液转入容量瓶中定容。③总氮量测定，使用半微量定氮蒸馏装置蒸馏消解液10 mL，用0.01 mol/L盐酸标准溶液滴定馏出液，由蓝绿色至刚变为红紫色，计算氮素含量。④总磷含量测定，吸取消煮液10 mL 于50 mL容量瓶中，加2，6二硝基酚指示剂2滴，用6 mol/L NaOH调pH值至刚显黄色，加钒钼酸铵试剂10 mL，用水定容、摇匀，放置5 min后用分光光度计比色测定。⑤总钾测定，吸取消煮液5～10 mL于50 mL容量瓶，用水定容、摇匀，火焰分光光度计测定。2013年在试验前、后使用X形多点采样法取土壤耕层（0～20 cm）土样，进行养分测定。土样检测方法参照国家标准执行《土壤全氮测定（NY/T 53-1987）》《土壤全磷测定（NY/T 88-1988）》《土壤全钾测定（NY/T 87-1988）》。

1.5 数据分析

株高、开展度、最大叶、叶宽用卷尺测量，数据分析采用SPSS19.0。

2 结果与分析

2.1 不同施氮量对小白菜产量的影响

2.1.1 不同年度施氮量对小白菜产量的影响。从图1可以看出，2011、2013年小白菜最高产量为处理N2，2012年最高产量为处理N3。3年试验数据都显示，随着施氮量的增加生物产量呈现先增加后降低的趋势。

2.1.2 不同施氮量小白菜产量方差分析。从表2可以看出，处理N1、N2、N3、N4小白菜产量显著高于CK（P<0.05），处理N5与CK之间产量差异不显

著（P<0.05）；处理N1、N2、N3、N4之间产量差异不显著（P<0.05），处理N1、N2与N5施氮处理间产量存在显著差异（P<0.05）。从单位面积产量看，CK最低，仅为28 750 kg/hm2，处理N2最高为37 675 kg/hm2，比CK增产31.04%，其他依次为处理N1、N3、N4、N5，分别比CK增产28.35%、20.86%、18.43%、9.22%。随着施氮量的增加，小白菜单产呈抛物线性变化趋势。在施氮量为118.95 kg/hm2（N2）时小白菜产量最高，当施氮量超过118.95 kg/hm2时，随着施氮量的增加，产量呈下降趋势。可见适当增施氮肥能够显著提高小白菜产量，当氮肥施用量超过作物需求限度时，继续增施氮肥不仅不能表现出明显的增产效应，反而会引起一定程度的减产。这可能是由于氮肥施用过量时，导致了土壤中其他供应相对不足的养分更为缺乏，营养失衡导致减产。在砂性土壤上，大量施用氮肥也有可能引起作物的氨毒害而导致减产。2.2 不同氮肥用量对小白菜养分含量的影响

从表3可以看出，施氮各处理小白菜体内水分含量和氮、磷养分含量虽然比CK有所增加，但在P<0.05的水平上差异均不显著。施氮各处理小白菜体内钾素含量与CK相比，有高有低，差异也不显著。试验中，施氮量的不同对小白菜养分没有显著影响，在很大程度上可能是试验地块基础氮素肥力较高的原因引起。

2.3 不同氮肥用量处理对小白菜氮素吸收量和氮肥利用率的影响

从表4可以看出，各处理与CK之间氮吸收量均存在显著性差异（P<0.05），处理N1、N2与处理N4、N5之间也分别存在显著性差异（P<0.05），以处理N2平均氮吸收量为最高。试验数据显示，随着施氮量的增加，氮吸收量呈现先增加后降低的趋势。不同处理当季氮肥利用率，处理N1与处理N3、N4、N5间存在显著性差异（P<0.05），处理N2与处理N4、N5间存在显著性差异（P<0.05），处理N1与处理N2间差异不显著性（P<0.05）。处理N1当季氮肥利用率最高为32.65%，分别比N2、N3、N4、N5高出4.75、15.69、22.33、23.11个百分点。表观氮利用率随着施氮量的增加而减少。相比于习惯施氮量（处理N3），适当减少施用氮肥（处理N1和处理N2），有利于氮肥利用率的提高，而过量施用氮肥（处理N4和处理N5）则不利于氮肥利用率的提高，这与前人的研究结果[5，8]十分类似。

2.4 不同氮肥用量小白菜经济效益分析

从表5可以看出，与CK相比，处理N1和处理N2增加的效益显著高于处理N3，处理N4显著高于处理N5（P<0.05）。处理N1和处理N2的效益均高于习惯施氮量（处理N3）和过量施用氮肥（处理N4和处理N5），且处理N2高于处理N1。

2.5 试验前后土壤养分含量

根据全国第二次土壤普查及有关标准，试验前土壤养分含量分级：有机质为四级、缺乏；全氮为二级；速效磷过剩；速效钾为四级、缺乏。从表6可以看出，试验后除了全氮含量相对试验前明显减少外，其他养分含量均有一定程度上升，