小白菜优化配方施肥初探

李冬莲，黄兴学，周国林，汪爱华，王斌才，林处发，邓耀华，张润花，高长斌

（1.武汉市农业科学技术研究院蔬菜科学研究所，430065；2.华中农业大学园艺林学学院）

小白菜优化配方施肥初探

李冬莲1，2，黄兴学1，周国林1，汪爱华1，王斌才1，林处发1，邓耀华1，张润花1，高长斌1

（1.武汉市农业科学技术研究院蔬菜科学研究所，430065；2.华中农业大学园艺林学学院）

以小白菜为材料，研究了不同施肥处理对小白菜产量、硝酸盐含量、硝酸盐还原酶活性及VC含量的影响。试验结果表明，在土壤1中优化配方施肥在氮、磷用量分别比常规施肥减少42%、61.47%，钾增加29.07%的情况下（N 4.35 kg/667 m2、P2O52.89 kg/667m2、K2O 9.68 kg/667 m2），产量增加20.04%，VC含量增加32.52%，硝酸盐含量降低31.56%；土壤2中优化配方施肥在施用氮、磷分别比常规施肥减少100%、100%，钾增加3.8%的情况下（N 0 kg/667 m2、P2O50 kg/667 m2、K2O 7.79 kg/667 m2），产量增加49.19%，VC含量增加101.63%，硝酸盐含量降低51.37%。土壤1和土壤2结果比较发现，在不同肥力土壤中，优化配方施肥处理的小白菜都取得了较高的产量、较好的品质，但在不同肥力土壤中最优施肥量不一样，具体施肥量需要根据土壤肥力和作物种类考虑。

小白菜；优化；配方施肥；产量；品质

测土配方施肥是在肥料施用调查、土壤测试和田间试验的基础上，根据作物需肥规律、土壤供肥能力和肥料利用率，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料合理施用量及配比、科学施用时期和施用方法的技术[1]。测土配方施肥技术的核心是调节和解决作物需要的营养元素和土壤供肥之间的矛盾[2]，同时有针对性地补充作物所需的营养元素，作物缺什么元素就补充什么元素，需要多少就补多少，实现各种养分的平衡供应，满足作物的需要；通过增加或减少肥料用量，调整肥料比例，达到提高肥料利用率、提高作物产量、改善农产品品质的目的，同时对改善土壤结构、提高耕地质量、保护农业环境、促进农民增收具有重要作用。

常规测土配方施肥需要通过施肥试验探明肥料利用率，通过缺素试验探明土壤养分利用率，利用试验田的数据指导大田施肥实践，利用已有的试验数据指导后期的施肥实践[3]。这种方法适用于栽培面积大、茬口相对固定、田块肥力均一的大田作物，事实上常规测土配方施肥技术已在水稻、小麦等作物上大面积推广。常规测土配方施肥普遍应用在粮食作物和经济作物上，水稻、小麦、玉米、花生[4]、棉花、苎麻[5]等都有广泛和深入的研究和应用，多位学者建立了不同地区、不同土壤养分水平、不同作物的科学施肥模型，为实现经济作物节本增效起到良好的效果[6]。

蔬菜测土配方施肥既要考虑蔬菜的需肥特点，又要考虑当地土壤条件、气候条件和肥料特性，还要综合考虑当地的技术水平、施肥水平、施肥习惯和经济条件等因素[7]。由于前茬作物不同或者其他原因等，不同地块土壤养分含量不同；不同种类蔬菜对肥料的需求也有很大差异，如番茄、黄瓜等植株较大，叶量丰富，产量高，对氮的需求较大[8]。根据测土结果对土壤养分进行分析以及不同蔬菜的需肥特点计算出其在整个生长周期内所必需的营养元素，提出合理的肥料配比、用量及施用时期，生产出配方专用肥并指导农民施用，在配施氮、磷、钾肥的同时配合有机肥的施用，尤其是对于测土分析后土壤理化性质较差的地块，有机肥的施用一方面可以促进蔬菜生长，提高蔬菜品质，另一方面可以增加土壤中有机质含量，改良土壤[9]。

与大田作物相比，设施蔬菜具有单个蔬菜品种栽培面积相对较小、种植的蔬菜种类和品种较多等特点，加上各种蔬菜的需肥特点差异大、对矿质元素的需求量大于一般农作物、茬口安排复杂多变等，导致不同土壤养分状况差异较大；此外，大多数蔬菜属于浅根作物，高度依赖肥水，为确保其正常生长和高产，需要定期灌溉和施肥[3]。但不合理的施肥会引起蔬菜品质降低、产量下降、土壤养分减少、环境污染等一系列问题。一般而言，常规测土配方施肥必须以当年试验数据指导第2年的生产，适用于一季作物，且指导的种植面积有限，因此，常规测土配方施肥在蔬菜生产实践中很难应用。

由于蔬菜种植的效益较高，各地蔬菜栽培面积尤其是设施蔬菜栽培面积发展很快[10]，但种植户为了追求经济效益，盲目施肥，造成蔬菜硝酸盐污染、土壤氮磷累积、农业环境污染等问题。据调查，设施蔬菜化肥用量高达 50～70 kg/667 m2，远远超过15 kg/667 m2的上限标准，但实际肥料利用率还不到一半[11]。综上所述，迫切需要一种方便快捷、简单易行、可操作性强的新型蔬菜测土配方施肥技术，以适应蔬菜栽培种类和品种繁多、单种蔬菜栽培面积相对较小、田块间土壤肥力不均、茬口灵活等特点，切实改变目前设施蔬菜生产肥料施用过多、农民肥料成本过高、连作障碍严重、土壤养分失调，土壤氮磷累积、病虫害难以控制、农业环境污染的局面。为此，以小白菜为试验材料，根据其需肥规律、土壤供肥能力以及肥料利用率，设计了几种不同的施肥方式，以期为优化设施蔬菜施肥技术提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试小白菜品种为汉优，来自武汉蔬博农业科技有限公司。

1.2 试验方法

试验在武汉市农业科学技术研究院北部园区基地大棚进行，选择了2块地（土壤1、2分别用T、S表示）参与试验，供试土壤基本性状如表1。

表1 供试土壤1、2肥力状况

试验设4个处理，各处理施肥量见表2、3。其中T1（CKT）、S1（CKS）为常规施肥，即为当地习惯施肥；T2、S2为常规减量施肥，即在常规施肥基础上减量25%；T3、S3为优化配方施肥，即在土壤基础养分基础上调整至健康土壤标准[12]，然后再加上作物吸收带走的养分即为实际需要施加的养分值；T4（CKT'）、S4（CKS'）为不施肥。

本试验中，小白菜目标产量为2 000 kg/667 m2，667 m2共需要吸收 N 3.54 kg，P2O51.20 kg，K2O 6.20 kg；根据试验土壤与健康土壤的差距计算，土壤 1调至健康值每667 m2需要补充 N 0.81 kg，P2O51.69 kg，K2O 3.48 kg；土壤2调至健康值667 m2需要补充N-19.3 kg，P2O5-17.2 kg，K2O 1.59 kg。

试验小区面积为36 m2，每个处理设3次重复，小区随机排列。肥料于2016年7月14日作为底肥全部施入，各个处理间除施用肥料不同外，其他田间管理措施均一致。于2016年7月16日播种，8月21日开始取样测定相关生理指标，8月26日全部收获测产。

供试肥料为史丹利复合肥硫酸钾型（N、P2O5、K2O含量均为15%）；尿素 （N 46.4%）；过磷酸钙（P2O516%），来自武汉市禾瑞科技股份有限责任公司。

1.3 项目测定

种植前取土测定土壤基本性状；小白菜收获时测定品质性状及产量。

①土壤基本性状测定 pH值：PX-KS06型pH计（广州市普析通仪器有限公司）测定；采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机质含量、紫外分光光度法测定土壤硝态氮含量、KCl浸提-蒸馏法测定土壤铵态氮含量、钼锑抗比色法测定土壤速效磷含量、火焰光度计法测定土壤速效钾含量[13]。

②小白菜品质指标测定 2，6-二氯酚靛酚滴定法测定VC含量、水杨酸法测定硝酸盐含量[14]。

表2 土壤1各处理肥料用量 kg/667 m2

表3 土壤2各处理肥料用量 kg/667 m2

③小白菜产量测定 一次性采收，统一测定每个小区产量，折算成667 m2产量。

1.4 统计分析

试验数据采用Excel 2007和SAS 8.1统计分析。

2 结果与分析

2.1 土壤1处理下不同施肥处理对小白菜的影响

①对产量的影响 统计分析结果表明（表4），土壤1中T3、T2、T1、T4产量依次降低；与不施肥的T4相比，T1、T2、T3产量分别增加 60.34%、71.88%、92.48%，达显著差异水平（P＜0.05）；与常规施肥的T1比较，T2、T3产量分别增加7.20%、20.04%，T4降低37.63%，T1与T2、T2与T3之间无显著性差异（P＞0.05）。可以看出，相比不施肥处理，施肥处理产量均增加，与常规施肥处理相比，常规减量和优化配方处理产量均增加，且优化施肥处理增产幅度较大。

表4 土壤1中不同施肥处理对小白菜产量的影响

②对VC含量的影响 VC是鉴定蔬菜品质的重要指标。从表5可以看出，土壤1中T1、T2、T3小白菜VC含量均显著高于T4（P＜0.05），含量最高的为T3优化配方施肥处理，其次为T2常规减量施肥处理，T1常规施肥处理，最低的为T4不施肥处理；与常规施肥处理相比，T2、T3小白菜VC含量分别增加14.70%、32.52%，T4含量降低25.76%。

③对硝酸盐含量的影响 从表5可以看出，土壤1中T1、T2、T3小白菜硝酸盐含量均比T4高；T1常规施肥处理硝酸盐含量最高，较T4增加了73.77%，T2常规减量施肥处理次之，较T4增加了44.25%，T3优化配方施肥处理最低；较T4增加了18.93%；T1、T2、T3与T4的差异均达到了显著水平（P＜0.05）。与常规施肥相比，T2、T3、T4硝酸盐含量分别降低16.99%、31.56%、42.45%，表明常规施肥会增加小白菜中的硝酸盐含量，常规减量及优化配方施肥会降低硝酸盐含量，保证小白菜有较好的营养品质。

④对硝酸还原酶活性的影响 由表5可知，土壤1中小白菜硝酸还原酶活性最低的为T1常规施肥处理，最高的为T4不施肥处理，T1、T2、T3与T4的差异均达到了显著水平（P＜0.05）；与T4相比，T1、T2、T3硝酸还原酶活性均降低，与常规施肥相比，T2、T3、T4硝酸还原酶活性依次增加，说明施肥会降低硝酸还原酶活性。

表5 土壤1中不同施肥处理对小白菜品质指标的影响

2.2 土壤2处理下不同施肥处理对小白菜的影响

①对产量的影响 从表6中可以看出，土壤2中 S3、S4、S2、S1产量依次降低；S3产量比对照增加10.02%，S1、S2产量均比 S4低，分别低 26.26%、11.19%，S1、S2、S3与 S4的差异均达到了显著水平（P＜0.05）；与常规施肥相比，S2、S3、S4产量均增加，说明不施肥、减量施肥以及优化配方施肥均能提高土壤2中小白菜产量，这与土壤2的土壤营养状况相一致。

②对VC含量的影响 从表7中可以看出，土壤2中S3小白菜VC含量最高，达到135.7 mg/kg，最低为S1常规施肥处理；与S4相比，S1、S2、S3均达到了显著水平（P＜0.05）；与常规施肥处理相比，S2、S3、S4小白菜VC含量均增加，并且S3优化配方施肥处理VC含量增加101.63%；说明在养分含量较高的土壤2中常规施肥会降低VC含量，而减量施肥和配方优化施肥可以增加VC含量。

表6 土壤2中不同施肥处理对小白菜产量的影响

③对硝酸盐含量的影响 由表7可知，土壤2中S3优化配方施肥处理小白菜硝酸盐含量低于对照，较S4降低了27.14%，S1较S4增加了49.83%、S2较S4增加了23.41%；S1小白菜硝酸盐含量高于S2，S1、S2、S3与S4的差异均达到了显著水平 （P＜0.05）；相比常规施肥，S2、S3、S4硝酸盐含量均降低，其中S3优化配方施肥硝酸盐含量降低51.37%，由此得出,优化配方施肥可以在一定程度上降低小白菜硝酸盐含量，保证小白菜食用安全。

④对硝酸还原酶活性的影响 由表7可知，土壤2中小白菜硝酸还原酶活性最高的是S3优化配方施肥处理，S1、S2、S3与S4的差异均达到了显著水平（P＜0.05）；与S4相比，S1、S2硝酸还原酶活性均降低，S3硝酸还原酶活性增加，与常规施肥相比，S1、S2、S3硝酸还原酶活性均增加，S3硝酸还原酶活性增加109.48%。

2.3 2种土壤下不同施肥处理对小白菜影响比较

①产量 相比于常规施肥处理，土壤1中T2、T3产量均增加，T4不施肥处理产量降低；土壤2中S2、S3、S4产量均增加。相比于不施肥处理，土壤1中T1、T2、T3产量均增加；土壤2中S1、S2产量降低，S4产量增加10.02%。

表7 土壤2中不同施肥处理对小白菜品质指标的影响

②VC含量 相比于常规施肥处理，土壤1中T2、T3小白菜VC含量均增加，T4不施肥处理小白菜VC含量降低；土壤2中S2、S3、S4小白菜VC含量均增加。相比于不施肥处理，土壤1中T1、T2、T3小白菜VC含量均增加；土壤2中S1、S2、S3小白菜VC含量均降低。

③硝酸盐含量 相比于常规施肥处理，土壤1和土壤2中硝酸盐含量均降低。相比于不施肥处理，土壤1中T1、T2、T3硝酸盐含量均增加；土壤2中 S1、S2硝酸盐含量增加，S3硝酸盐含量降低27.14%。

④硝酸还原酶活性 相比于常规施肥处理，土壤1和土壤2中小白菜硝酸还原酶活性均增加。相比于不施肥处理，土壤1中T1、T2、T3硝酸还原酶活性均降低；土壤2中S1、S2硝酸还原酶活性降低，S3硝酸还原酶活性增加12.5%。

3 结论与讨论

合理施肥可以提高作物的产量和品质、提高土壤肥力、改良土壤[15]。配方施肥是综合考虑了土壤、肥料、作物体系的相互关系，有利于合理施肥，减少化肥施用量，提高肥料利用率。传统的配方施肥有几种方法，一是利用养分平衡法，作物所需养分减去土壤供肥量即为所施养分[16]。但是养分平衡法需要测定土壤养分校正系数和肥料利用率，这两项参数在不同作物、肥力、地块、茬次情况下变化很大，其值无法估算[17]，在某个地块上的测定值不一定适用于其他地块，而且过多的参数测定给推广运用带来很大的不便。配方施肥的第2个方法是进行施肥产量试验，测定最佳施肥模型、肥料利用率、施肥比例，这种方法对地块和作物依赖性太强，实际是以第1茬结果指导第2茬生产，以小块土壤指导大面积种植，但事实上田块之间的基础养分差异较大，因此这种配方施肥适用性有待研究。本试验试图研究一种简易的配方施肥方法，即先把土壤基础养分调至一个健康合适的标准，然后加上作物携带的养分，两者相加即为施用养分量，旨在对该配方施肥的效果进行研究。

3.1 优化配方施肥提高了小白菜产量

对产量的研究结果发现，在2种不同肥力的土壤中，优化配方施肥产量均为最高，而常规施肥、常规减量施肥、不施肥则表现不一。在肥力较低的土壤1，常规施肥产量高于不施肥，但在肥力过高的土壤2，常规施肥产量低于对照。前人研究[11]表明，配方施肥的产量要高于常规施肥，这与本文研究结论一致。常规施肥的磷元素施用量远高于作物需求，这与小白菜常规施肥地块磷元素严重超标相一致。土壤2不施肥处理产量高于常规施肥，可能是因为氮、磷过量，而常规施肥加重了这一趋势，导致作物产量反而降低（表4、6）。减量施肥产量与常规施肥产量相比无显著差异或稍高（表4、6），说明减量施肥可以在不降低产量的前提下减少土壤施肥量，提高肥料利用率，这与徐捷[18]关于不同施肥模式下甘蓝氮磷利用的研究以及潘可可[19]关于肥料减量施用对设施番茄产量、品质的影响研究结论一致，但是减量施肥在土壤1中磷超标、钾元素不足，在土壤2中磷、钾均超标，说明减量施肥不是任何元素都减，哪种元素减少、哪种元素增加需要根据土壤基础肥力和作物需要量而定。优化配方施肥可以在满足作物需求的情况下减少元素过量和元素不足导致的养分不均衡，因而会产生较高的产量。

3.2 优化配方施肥提高了小白菜品质指标

作物的品质指标已经越来越受到人们的关注，一种好的施肥配方应该在提高或保持产量的同时提高作物的品质；小白菜VC含量和硝酸盐含量是重要的品质指标。前人研究表明，肥料用量和养分配比不合理是蔬菜硝酸盐含量增加和VC含量降低的主要原因[20]。本试验研究结果（表5、7）表明，常规施肥导致氮、磷用量过大，钾不足，养分配比不合理，导致小白菜硝酸盐含量升高，VC含量降低，优化施肥处理小白菜硝酸盐含量最低，同时VC含量最高，硝酸盐含量比常规施肥处理降低了31.56%、51.37%，VC含量比常规施肥提高了32.52%、101.63%。硝酸还原酶（NR）是NO3－还原与同化中的关键酶，是NO3－还原的限速因子[21]，本试验中小白菜硝酸盐含量与硝酸还原酶的活性成负相关，这与迟荪琳等[22]关于小白菜硝酸盐含量与NO3-/NH4+及氮代谢关键酶的相关性研究结论一致。

3.3 优化配方施肥适用于不同肥力土壤

与常规施肥和常规减量施肥不同的是，优化配方在不同的肥力土壤中最优施肥量不一样，在肥力较低土壤中添加养分较多，而在肥力较高的土壤中添加养分较少，甚至不添加，但都能取得较高的产量和较好品质。土壤1测定结果显示，优化配方施肥在施用氮、磷分别比常规施肥减少42%、61.47%，钾增加29.07%的情况下 （N 4.35 kg/667 m2、P2O52.89 kg/ 667 m2、K2O 9.68 kg/667 m2），产量增加20.04%，硝酸盐含量降低31.56%，VC含量增加32.52%；土壤2测定结果显示，优化配方施肥在施用氮、磷分别比常规施肥减少100%、100%，钾增加3.8%的情况下（N 0 kg/667 m2、P2O50 kg/667 m2、K2O 7.79 kg/667 m2），产量增加49.19%，硝酸盐含量降低51.37%，VC含量增加101.63%。土壤1和土壤2结果比较发现，在不同肥力土壤中最优施肥量不一样，具体施肥量应根据土壤肥力情况考虑，这是优化配方施肥的优点，可根据土壤肥力和作物变化随时调整施肥量，但又不用测定过多的参数、做很多的肥料试验，只用根据土壤养分测定情况计算最佳施肥量，这些在播种或定植前一周就可以完成，不用以当前茬次的试验结果指导下茬试验，以小块田地结果指导片区生产。而常规施肥在不同肥力土壤中表现差异很大，甚至比不施肥产量还要低。

4 小结

本试验中，土壤1中优化配方施肥在施用氮、磷分别比常规施肥减少 42%、61.47%，钾增加29.07%的情况下 （N 4.35 kg/667 m2、P2O52.89 kg/ 667 m2、K2O 9.68 kg/667 m2），产量增加20.04%，硝酸盐含量降低31.56%，VC含量增加32.52%；土壤2中优化配方施肥在施用氮、磷分别比常规施肥减少100%、100%，钾增加3.8%的情况下 （N 0 kg/667 m2、P2O50 kg/667 m2、K2O 7.79 kg/667 m2）， 产量增加49.19%，硝酸盐含量降低51.37%，VC含量增加101.63%。土壤1和土壤2结果比较发现，优化配方施肥处理小白菜都取得较高的产量和较好品质，在不同肥力土壤中最优施肥量不一样，具体施肥量根据土壤肥力和作物情况考虑。

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Primary Study on Optimization Fertilization Formula of Pakchoi

LI Donglian1,2,HUANG Xingxue1,ZHOU Guolin1,WANG Aihua1,WANG Bincai1, LIN Chufa1,DENG Yaohua1,ZHANG Runhua1,GAO Changbin1
(1.Institute of Vegetable,Wuhan Academy of Agricultural Science and Technology,430065; 2.College of Horticulture and Garden,Huazhong Agriculture University)

Using pakchoi as material,the influence of different fertilizer treatments on yield,nitrate content,nitrate reductase activity and VC content was studied.The results showed that the yield and the VC content of the pakchoi in plots No.1 of optimization fertilization formula treatment(N 4.35 kg/667 m2,P2O52.89 kg/667m2,K2O 9.68 kg/667 m2) increased by 20.04%and 32.52%respectively than those of the conventional fertilization treatment,and the nitrate content reduced by 31.56%.In plots No.1,the nitrogen and phosphorus contents of the optimization fertilizer treatment were 42%,61.47%higher than those of the conventional fertilization,and the potassium content was 29.07%lower than that of the conventional fertilization.The yield and VC content of the pakchoi in plots No.2 of optimization fertilization formula treatment(N 0 kg/667 m2,P2O50 kg/667 m2,K2O 7.79 kg/667 m2)increased by 49.19%and 101.63%respectively than those of the conventional fertilization treatment,and the nitrate content reduced by 51.37%.Compared with the conventional fertilization treatment,both the nitrogen and phosphorus contents of the optimization fertilizer treatment reduced by 100%,and the potassium content increased by 29.07%in plots No.2.Better yield and quality of the pakchoi were received through optimization fertilizer treatment in different fertility soils.However,the amount of optimum fertilization was different in different fertility soils,and the specific amount should decide based on the soil fertility and crop species.

Pakchoi;Optimization;Fertilization formula;Yield;Quality

S634.3

A

1001-3547（2017）08-0069-06

10.3865/j.issn.1001-3547.2017.08.026

国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目（CARS-25-G-30）；湖北省现代农业产业技术体系项目（201649）

李冬莲（1993-），女，硕士，主要从事蔬菜栽培工作，E-mail：861853587@qq.com

周国林（1971-），男，硕士，推广研究员，从事蔬菜育种、蔬菜安全生产技术研究和推广工作，电话：13971269033，E-mail：glzhou@126.com

2017-03-14