不同施氮量对茎瘤芥产量及品质的影响

肖 波，徐 茜，李保证

（重庆三峡农业科学院，重庆万州 404155）

茎瘤芥（榨菜，Brassica junceavar.tumidaTsen et Lee）是十字花科芸薹属芥菜种中的一个变种，以其茎部瘤状膨大可作鲜食，也是制作中国传统酱腌菜榨菜的主要原料[1]。近年来，重庆榨菜主要以涪陵区为核心并沿长江沿岸的渝北、长寿、丰都、垫江、万州等18 个区县辐射，目前栽培总面积达12 万余hm2，青菜头产量达320 万t 以上，年产销成品榨菜70 余万t，占全国70%以上，已逐渐成为重庆市农村经济中产销规模最大、品牌知名度最高、辐射带动能力最强的优势特色产业[2]。重庆地属丘陵山区，山高坡陡，地块小而分散，农业生产机械化长期处于较低水平，榨菜种植、管理和采收均属劳动密集型产业，主要依靠人工完成，生产效率低下[3]。为片面追求榨菜产量和经济效益，种植户们在实际生产中普遍存在偏施氮肥、钾肥用量不足、氮磷钾养分施用不平衡等问题，不仅增加生产成本、降低氮肥利用率，也会增加瘤茎中硝酸盐含量，提高食品安全风险[4-6]，未被作物吸收利用而残留在土壤中的氮素因存在淋溶、氨挥发、硝化-反硝化作用等，会污染地下、地表水和大气环境[7]。而且经过长年累月的连作，土壤肥力不断提高，榨菜品种不断更替，原有的研究结果能否适用于现在值得商榷[8]。为此，本试验通过研究不同施氮量对榨菜品质相关指标及产量的影响，筛选适宜的施氮量水平，为科学合理施用氮肥、提高氮肥当季利用率、减少农业面源污染提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地选择在重庆市梁平区蟠龙镇重庆三峡农业科学院梁平试验站（107.8270°E，30.6285°N，海拔约760 m）进行，土壤类型为黄色豆粉泥，pH 值为5.5，有机质含量为20.0 g·kg-1，含碱解氮55.0 mg·kg-1、有效磷17.0 mg·kg-1、速效钾244.1 mg·kg-1，土壤全量硼、锌、铁、钙和锰含量分别为0.677、0.30、27.0、3.98 和1.09 g·kg-1，肥力中等，土地平坦向阳、排灌方便，前茬作物为马铃薯。

1.2 试验材料

供试榨菜品种为重庆市渝东南农业科学院提供的“涪杂8 号”，选择的氮肥为尿素（总氮含量≥46.0%），磷肥为钙镁磷肥（有效磷P2O5含量≥12.0%），钾肥为氯化钾（K2O含量≥60%）。

1.3 试验设计

采用随机区组设计，重复3 次，小区长4 m、宽1.7 m，行株距均为0.33 m，每小区栽植60株，小区间隔0.3 m，各重复间走道宽0.5 m。榨菜移栽时，P、K肥用量参照当地有关榨菜高产栽培方案，每公顷分别以过磷酸钙600 kg、K2O 75 kg 作为基肥一次性施入。氮肥施加量设7 个水平：0、150、300、450、600、750、900 kg·hm-2（以下分别以N0、N150、N300、N450、N600、N750、N900表示），按移栽成活期、膨大始盛期和膨大后期2∶7∶1 的重量比例施入。其他耕作、灌水和病虫害防治等参照当地大田管理。

1.4 测定指标及方法

在榨菜正常收获期，各处理随机选取10株，参照《根用和茎用芥菜种质资源描述规范》调查各小区榨菜品质相关指标及产量，实验室常规分析方法测定榨菜各养分含量。

氮肥农学效率=(施氮区产量-不施氮区产量)/施氮量

氮肥利用率=(施氮区产量-不施氮区产量)/施氮区产量×100%

1.5 数据处理分析

试验采用Microsoft Excel 2007 软件对所得数据进行整理，SPSS 17.0软件进行试验数据的计算、统计检验、方差分析等。

2 结果与分析

2.1 施氮量对榨菜品质相关指标的影响

通过分析不同施氮量与榨菜主要农艺性状的关系（见表1）可知，涪杂8 号的株高在N300水平最高，为46.9 cm，N750水平最低，为44.3 cm，说明施氮量对其生长有一定程度的影响；各水平株幅无显著差异，意味着该指标不受施氮量的控制；菜形指数是一个重要外观品质指标，表中看到菜形指数随着施氮量增加一直从1.32 降至1.15，施氮量增加会导致瘤茎的纵径变大，表明合适的施氮量能有效改善菜形出现棒状的情况，可提高青菜头的加工成菜率；通过茎叶比的数值变化看出，少施氮会引起瘤茎发育受阻、不能膨大，多施氮会导致榨菜叶片过度生长、浪费资源；皮筋率方面，除N450达到12.19%以外，其他水平均略低于该数值，整体差异明显；空心率N300、N450分别为5%、0%，而N150、N600分别达到17.50%、21.25%，差异十分显著，表明施氮量跟榨菜的空心存在极强的关联，多施或少施都会引起空心率增大；根据净菜率先增后减的变化看出，在适当范围内控制施氮量能够有效控制瘤茎占整个植株的比率，提高经济效益。

表1 施氮量对榨菜品质相关指标的影响

2.2 施氮量对榨菜产量的影响

从表2 可以看出，施加氮肥能有效提高榨菜的产量。随着施氮量的增加，榨菜产量呈现先增加后减少的变化趋势，从N0水平的26 764.84 kg·hm-2升至N300水平的29 941.33 kg·hm-2，之后降至N900水平的27 617.79 kg·hm-2，差异显著。依据榨菜产量(y，kg·hm-2)与施氮量(x，kg·hm-2)的关系可建立一元二次回归方程（见图1）：

图1 施氮量与榨菜产量关系的回归曲线

表2 施氮量对榨菜产量的影响

方程（1）的决定系数R²=0.87。解方程得到：当施氮量为400.39 kg·hm-2时，理论产量最高，可达29 896.49 kg·hm-2。

2.3 施氮量对榨菜氮肥利用率及农学效率的影响

由图2 可见，农学效率及氮肥利用率都随着施氮量的增加呈现先上升后下降的变化趋势。氮肥利用率在N300水平处达到最大值10.61%，N450水平则为9.72%，过多或过少的施氮量均导致氮肥利用率过低。农学效率方面，在N150水平处仅为5.29，随后在N300水平处升至21.18，之后缓慢降至N900水平处的5.69。

图2 不同施氮量对氮肥利用率及农学效率的影响

2.4 施氮量对榨菜氮素平衡的影响

土壤碱解氮含量在试验前仅为55 mg·kg-1。将各处理的土样风干之后测定碱解氮含量，榨菜样品烘干之后测定粗蛋白含量。由图3 可以看出，随着施氮量的增加，土壤碱解氮逐渐增加，并在N900水平处达到最大值139 mg·kg-1，表明多施加的氮肥会滞留在土壤中导致碱解氮含量提高，加大了农业面源污染的风险；样品的粗蛋白含量变化幅度不大，未施氮肥的粗蛋白含量为26.85 mg·kg-1，N750水平处最高，为32.08 mg·kg-1，N900水平处最低，为23.99 mg·kg-1，表明榨菜对氮素的吸收能力有限，多施或少施氮肥均不能显著提高榨菜粗蛋白含量。

图3 不同施氮量对氮素平衡的影响

3 讨论与结论

氮素是影响植物生长的关键元素，参与植物生长的各种代谢过程，与榨菜的生长发育及产量有密切关系，适宜的施氮量可以使作物增产提质。本研究从施氮量入手，分析其与榨菜主要农艺性状和产量的关系，得到的结果与张先淑等类似，即在一定施氮量范围内，随着施氮量增加，榨菜产量增加、菜皮含量降低、青菜头形状愈好，但青菜头空心愈严重，而茎/叶呈先增后降的变化[9]。张召荣等发现，施氮只能在一定范围内提高产量，但硝酸盐含量的增高却没有极限，在生产上控制施氮量是提高茎瘤芥安全性的重要因素[10]。在本试验条件下，施氮肥能显著改善榨菜的株高、菜形指数、茎叶比、空心率、皮筋率和净菜率，对株幅则无显著影响；相较于不施氮肥，适当施加氮肥可以促进榨菜瘤茎生长，提高榨菜加工成菜率，显著提高产量；但当施氮量大于400 kg·hm-2之后反而导致各性状指标变差，叶片疯长影响瘤茎的膨大，氮肥利用率和农学效率下降。因此施氮肥要统筹兼顾生长发育、产量和吸收肥料的能力等综合因素，做到科学施肥、效益最大化，建议榨菜施氮量300～400 kg·hm-2，其农艺性状协调，产量较高，且能保证榨菜鲜菜或加工品质。