滴灌条件下配方施肥对坝上地区大白菜生产的影响

刘晓东，牟金贵，闫凤岐，王洪乐，王明秋，王玉海*

（1.河北省农林科学院经济作物研究所，河北省蔬菜工程技术中心，河北　石家庄　050051；2.张家口市农业科学院蔬菜研究所，河北　张家口　075000）

滴灌条件下配方施肥对坝上地区大白菜生产的影响

刘晓东1，牟金贵1，闫凤岐2，王洪乐1，王明秋1，王玉海1*

（1.河北省农林科学院经济作物研究所，河北省蔬菜工程技术中心，河北石家庄050051；2.张家口市农业科学院蔬菜研究所，河北张家口075000）

为了优化张家口坝上地区滴灌条件下大白菜的氮磷钾施肥量与施肥比例，采用对比试验设计，以传统施肥为对照，研究了配方施肥对大白菜产量和品质以及大白菜收获后土壤氮磷钾养分含量和电导率的影响。结果表明：与传统施肥相比，采用配方施肥能够促进植物对养分的吸收利用，全株N、P2O5、K2O吸收量增幅分别为11.81%、42.67%和30.37%；明显提升大白菜品质，净菜的可溶性固形物、可溶性糖含量分别提高14.47%和38.85%，硝酸盐含量降低45.10%；增加净菜产量10545.00 kg/hm2，增产率9.14%；大白菜收获后0～40cm土层的土壤肥力水平高于定植前，其中，硝态氮含量降低，速效磷和速效钾含量升高。本研究条件下，春季大白菜配方施肥的N、P2O5、K2O投入量优化比例为1：0.44：0.93。

大白菜；配方施肥；产量；品质；土壤肥力

大白菜又名结球大白菜，因品种多、适应性广、耐贮运、产量高，而深受大众喜爱，全国各地均有大面积种植［1，2］。在生产中为了提高产量，菜农大量施用氮肥的现象非常普遍，即使过量施用氮肥在经济上仍然具有相当大的诱惑力［3］。如此一来，既造成土壤和地下水硝酸盐污染，也导致农产品中硝酸盐过量累积而引发品质下降等一系列问题［4～6］，危害消费者健康。

张家口地区为错季大白菜主产区，但该区水资源短缺，为了降低因不良施肥习惯造成的土壤退化、产品质量下降等问题，需在节水的前提下推广配方施肥技术。前人研究以节水为主，结果显示，滴灌较地面灌溉节水60%，个别地区可以达到75%，且在蔬菜上采用滴灌可以增产55%左右［7］。由于对施肥技术研究尚少，相当一部分农民对于科学施肥、合理搭配养分还缺乏足够的认识［8］。当前蔬菜施肥存在一些问题，如，不同地块有机肥施用量差别较大，盲目偏施氮肥现象严重，造成蔬菜品质下降［9，10］；施肥存在“重大量元素，轻中量元素”的现象，影响产品质量；过量灌溉造成水肥资源浪费，氮肥利用率较低［11，12］。因此，研究大白菜的适宜施肥模式，可以指导菜农科学合理地施用肥料，从而提高大白菜的产量和品质。

以当地传统施肥为对照，采用对比试验设计，研究了配方施肥对大白菜产量、品质以及土壤氮磷钾含量和电导率的影响，可为冀北地区大白菜膜下滴灌施肥技术的建立提供信息支持。

1　材料与方法

1.1试验材料

参试春季大白菜品种为金峰。2014年5月28日定植，株距50 cm、行距60 cm左右，种植密度33 330株/hm2，采用滴灌方式灌溉。

1.2试验方法

1.2.1试验设计试验在河北省张家口市张北县超大农业园区进行。采用对比试验设计，施肥方式设配方施肥和传统施肥（CK）2个处理。小区面积50 m2，随机区组排列，3次重复。配方施肥处理：白菜定植前底施腐熟干鸡粪12 t/hm2；追肥参照大白菜对N、P2O5、K2O的需求比例为1：0.3：0.9［13］设计，N、P2O5、K2O总投入量分别为180.00、138.00和264.00 kg/hm2，分2次（莲座期、包心期）随滴灌进行，莲座期与包心期的投入比例依次为4∶6、5∶5、4∶6。传统施肥方法：白菜定植前底施腐熟干鸡粪15 t/hm2、磷酸二铵（N、P2O5含量分别为18%和44%）225 kg/hm2；追肥分2次（莲座期、包心期）随滴灌进行，其中，莲座期追尿素（N含量46.4%）225 kg/hm2，包心期追尿素300 kg/hm2、磷酸二氢钾 （P2O5、K2O含量分别为33.06%和51.07%）150 kg/hm2，N、P2O5、K2O总投入量分别为284.10、148.65和76.65 kg/hm2。

1.2.2测定项目与方法

1.2.2.1白菜性状指标。（1）产量。2014年8月 1日全小区收获，分别统计大白菜的毛菜和净菜产量。（2）品质。选择净菜样品，测定硝酸盐、可溶性糖、可溶性固形物和水分含量［14］。每处理取3株，结果取平均值。（3）生物学性状。收获时取样测定。采用游标卡尺，测量大白菜的中心柱高度和球横径；利用盒尺，测量球高。将拔出的待测植株去掉商品部分，根部用水冲洗干净，沥干水分后称量根系鲜重；然后将鲜根样品放入坩埚，烘干至恒重，称量根系干重。每处理取3株测量，结果取平均值。

1.2.2.2土壤性状指标。在大白菜定植前、收获后，分别采集0～20和20～40 cm土样，测定土壤的硝态氮、速效磷和速效钾含量，以及电导率。

2　结果与分析

2.1配方施肥对大白菜产量的影响

配方施肥处理的大白菜中心柱高度＞CK，增幅为11.60%；球高和球横径略＜CK，降幅分别为1.83%和0.96%（图1）；根鲜重和根干重均＞CK，增幅分别为29.41%和5.59%（图2）；毛菜和净菜产量均＞CK，增产量分别为23 445.00和10 545.00 kg/hm2，增产率为13.74%和9.14%（图3）。表明与传统施肥相比，配方施肥可以促进大白菜根系生长，增加结球的紧实度，提高产量。

图1　施肥方式对大白菜地上部生物学性状的影响Fig.1　Effect of fertilization methods on biological character of aerial part of Chinese cabbage

图2　施肥方式对大白菜根重的影响Fig.2　Effect of fertilization methods on root weight of Chinese cabbage

2.2配方施肥对大白菜品质的影响

配方施肥处理的大白菜可溶性糖和可溶性固形物含量均＞CK，增幅分别为38.85%和14.47%；硝酸盐含量＜CK，降幅为45.10%；含水量略＜CK，降幅为0.11%（表1）。表明与传统施肥相比，配方施肥能够提高大白菜品质。

2.3配方施肥对大白菜氮磷钾养分吸收量和含量的影响

图3　施肥方式对大白菜产量的影响Fig.3 Effect of fertilization methods on yield of Chinese cabbage

表1　施肥方式对大白菜品质的影响Table 1　Effect of fertilization methods on quality of Chinese cabbage

配方施肥处理的大白菜菜心、菜帮和全株的氮磷钾吸收量均＞CK（图4～6），其中，菜心的N、P2O5、K2O吸收量增幅分别为8.27%、35.75%和20.54%，菜帮的 N、P2O5、K2O吸收量增幅分别为 18.45%、58.03%和51.78%，全株的N、P2O5、K2O吸收量增幅分别为11.81%、42.67%和30.37%；大白菜各部位的干物质重均＞CK（图7），其中，菜心、菜帮和全株的干物质重增幅分别为12.04%、17.38%和14.03%。表明配方施肥通过调节氮磷钾的施用比例能够促进植物对养分的吸收利用，为实现高产奠定了物质基础。

图4　施肥方式对大白菜氮吸收量的影响Fig.4　Effect of fertilization methods on N absorption of Chinese cabbage

图5　施肥方式对大白菜磷吸收量的影响Fig.5　Effect of fertilization methods on P absorption of Chinese cabbage

图7　施肥方式对大白菜干物质重的影响Fig.7　Effect of fertilization methods on amount of dry matter of Chinese cabbage

分别对传统施肥和配方施肥条件下的大白菜氮、磷、钾吸收量与产量表现进行分析发现，传统施肥方式形成1 000 kg净菜产量需要吸收的N、P2O5、K2O量分别为2.34、0.81和1.87 kg，质量比为1∶0.35∶0.80；配方施肥形成1 000 kg净菜产量需要吸收的 N、P2O5、K2O量分别为2.40、1.06和2.24 kg，质量比为1∶0.44∶0.93。

配方施肥处理的大白菜菜心和菜帮的磷钾含量均＞CK，其中，菜心的P2O5、K2O含量增幅分别为21.05%和7.60%，菜帮的P2O5、K2O含量增幅分别为34.88%和29.47%；菜心的N含量较CK降低3.32%，菜帮的N含量较CK增加0.95%（图8）。进一步验证了“采用配方施肥大白菜硝酸盐含量降低，品质得以提高”的观点。

图8　施肥方式对大白菜不同部位氮、磷、钾含量的影响Fig.8　Effect of fertilization methods on N，P，K nutrient contents in different part of Chinese cabbage

2.4配方施肥对大白菜收获后土壤养分含量和电导率的影响

大白菜收获后，配方施肥处理的0～20 cm土层的土壤硝态氮含量＜CK，降幅为13.19%；速效磷和速效钾含量均＞CK，增幅分别为12.92%和26.09%（图9～ 11）。20～40 cm土层的养分含量变化趋势与0～20 cm土层一致，与CK相比，该土层土壤硝态氮含量降低了29.42%，速效磷、速效钾含量分别增加了13.73%和12.82%。表明与传统施肥相比，配方施肥能够降低0～40 cm土层的土壤硝态氮含量，提高土壤速效磷和速效钾的含量。

图9　施肥方式对大白菜收获后土壤硝态氮含量的影响Fig.9　Effect of fertilization methods on soil nitrate N content after Chinese cabbage harvest

图10　施肥方式对大白菜收获后土壤速效磷含量的影响Fig.10　Effect of fertilization methods on soil available P content after Chinese cabbage harvest

图11　施肥方式对大白菜收获后土壤速效钾含量的影响Fig.11　Effect of fertilization methods on soil available K content after Chinese cabbage harvest

配方施肥处理的0～20 cm和20～40 cm土层的土壤电导率均＞CK（图12），增幅分别为23.68%和8.64%。表明采用配方施肥的土壤养分含量高于传统施肥。

图12　施肥方式对大白菜收获后土壤电导率的影响Fig.12　Effect of fertilization methods on soil electric conductivity after Chinese cabbage harvest

定植前，0～30 cm土层的土壤硝态氮、速效磷、速效钾含量分别为10.82、26.67和58.08mg/kg，土壤硝态氮、速效磷、速效钾含量分别处于低、低、低肥力水平。大白菜收获后，2种施肥方式的土壤硝态氮、速效磷和速效钾含量均有不同程度的变化，其中，传统施肥处理的养分含量分别为15.56、37.85和85.00 mg/kg，土壤硝态氮、速效磷、速效钾含量分别处于中等偏低、低、低肥力水平，较定植前分别增加了43.81%、41.92%、46.35%；配方施肥处理的养分含量分别为12.25、42.93和102.00 mg/kg，土壤硝态氮、速效磷、速效钾含量分别处于中等偏低、中等偏低、低肥力水平，较定植前分别增加了13.22%、60.97%、75.62%。

2.5配方施肥对大白菜肥料偏生产力的影响

配方施肥处理的N、P2O5、K2O投入量分别为180.00、138.00和 264.00 kg/hm2，与传统施肥处理（N、P2O5、K2O投入量分别为284.10、148.65和76.65 kg/hm2）相比，节约氮肥（N）36.64%、磷肥（P2O5）7.16%，增加钾肥（K2O）244.42%。

配方施肥处理的毛菜、净菜肥料偏生产力分别为333.48和216.39 kg/kg，分别较CK降低了0.46%和4.48%，其中，氮肥偏生产力分别增加了477.56和293.49 kg/kg，增幅分别为79.50%和72.26%；磷肥偏生产力分别增加了258.38和136.32 kg/kg，增幅分别为22.51%和17.56%；钾肥偏生产力分别降低了1 491.25和 1 028.43 kg/kg，降幅分别为 66.98%和68.31%（图13和14）。这是因为在传统施肥方式的追肥中没有钾肥，而配方施肥在追肥中增施了钾肥，因此，配方施肥的钾肥偏生产力降低。

图13　施肥方式对大白菜毛菜肥料偏生产力的影响

图14　配方施肥对大白菜净菜肥料偏生产力的影响Fig.14　Effect of fertilization methods on net weight of Chinese cabbage by fertilizer partial productivity

2.6配方施肥对大白菜种植效益的影响

配方施肥处理的大白菜净菜增产量为10 545.00 kg/hm2，产值增加2 636.25元/hm2，扣除肥料投入增加的2 353.50元/hm2后，利润较传统施肥提高282.75元/hm2（表2）。表明采用配方施肥能提高大白菜的种植效益。

3　结论与讨论

本研究结果显示，与传统施肥相比，配方施肥能够提高大白菜产量和收获后的土壤肥力，改善大白菜品质，表现为大白菜的可溶性糖和可溶性固形物含量提高，硝酸盐含量降低。

丁洪等［14］和曹兵等［15］研究表明，肥料用量、养分比例和肥料形态均可能影响大白菜品质。与传统施肥相比，配方肥补充了铵态氮和硝态氮，对调控大白菜氮素吸收和控制硝酸盐积累具有明显作用。同时，增施磷钾肥有助于提高大白菜的可溶性糖含量［16］。

表2　配方施肥对大白菜种植效益的影响Table 2　Effect of formula fertilization on profits of Chinese cabbage producing

配方施肥由于增加了钾肥用量，因此，钾肥偏生产力有所降低。增施钾肥在提高大白菜产量的同时，其贡献在于培肥土壤、提高大白菜品质。试验证明，增施钾肥可降低氮肥对硝酸盐影响的程度。高祖明等［17］研究表明，缺磷比增氮更易引起菠菜、不结球大白菜的硝酸盐积累，并认为造成叶菜类蔬菜硝酸盐积累的真正原因是氮磷比过大。常丽新等［18］报道，氮磷钾配合施用是降低蔬菜体内硝酸盐含量的有效措施，特别是增施钾肥对降低蔬菜硝酸盐积累有明显作用。

施氮量在一定范围内，大白菜产量随着施氮量的增加而提高［19］。磷有促进植株生长点细胞分生的作用，能加速分化新叶形成莲座，还能加速主根分生须根，扩大与土壤的接触面积，吸收更多水分和养分。磷肥充足，根尖细胞和心叶生长快，有利于叶球形成。磷肥的增产效果低于氮肥，但是在施足氮肥的基础上再增施磷肥，可提高大白菜的净菜率和叶球坚实度。施用钾肥能增加大白菜含糖量，提高糖氮比［20］。

配方施肥通过减氮、降磷、增钾调整氮磷钾比例降低了大白菜的硝酸盐含量，钾肥的大量吸收提高了大白菜的可溶性固形物和可溶性糖含量，使得大白菜品质得以提升；叶球性状调查结果显示，配方施肥生产的大白菜与传统施肥相比球高和球横径略有下降，但产量却增加，表明叶球紧实度得到了进一步提高；通过分析大白菜氮磷钾吸收量的比例，明确了本研究条件下传统施肥的N、P2O5、K2O吸收比例为1∶0.34∶0.8，配方施肥的N、P2O5、K2O吸收比例为1∶0.44∶0.93，通过增施钾肥来有效提高肥料的吸收效率，土壤的肥力水平较传统施肥方式有所提高。这些参数为大白菜配方施肥技术提供了科学依据。生产实践证明，向土壤施用含有氮、磷、钾3种营养元素的肥料可明显提高作物产量［21］。

综合分析大白菜产量、养分吸收量和收获后的土壤养分含量，并考虑到磷肥当季利用率低以及土壤残留磷的后效，认为配方施肥的磷肥用量应适当下调、钾肥用量可适当增加，以培育土壤钾素肥力，提高大白菜品质。

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Effects of Formula Fertilization on Producing of Chinese Cabbage under Trickle Irrigation in North of Hebei Province

LIU Xiao-dong1，MU Jin-gui1，YAN Feng-qi2，WANG Hong-le1，WANG Ming-qiu1，WANG Yu-hai1*
（1.Institute of Cash Crops of Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Vegetable Engineering TechnologyCenterofHebeiProvince，Shijiazhuang050051，China；2.InstituteofVegetableResearch，Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences，Zhangjiakou 075000，China）

In order to optimize the Chinese cabbage fertilizer rate，determine the N，P，K ratio and fertilization time，fertilization method，the experiment about fertilization under drip irrigation had been designed and carried out in northwest of Hebei Province.Contrast test was adapted to design and comparison with the traditional fertilizer on Chinese cabbage，determined yield and quality indexes and N，P，K nutrient content in soil after harvest，conductivity change status.The results showed that formulate fertilizer could promote plants to absorb nutrient utilization，whole plant N，P2O5，K2O absorption increase of 11.81%，42.67%and 30.37%respectively，significantly improve the quality，and major soluble solids，soluble sugar content increased by 14.47%and 38.85%in Chinese cabbage respectively，nitrate content was reduced by 45.10%.The net weight of yield was increased 10 545.00 kg/hm2，rate of growth was 9.14%.Chinese cabbage after harvest of 0-40 cm soil layer soil fertility levels were higher than before engraftment，comparison with CK nitrate nitrogen content was lower，available phosphorus and available potassium content increased.The results showed that compared with traditional fertilization，formulated fertilization reduced N inputs and increased P，K inputs，better ratio about N，P，K was 1∶0.44∶0.93.

Chinese cabbage；Formulated fertilization；Yield；Quality；Soil fertility

S606.2

A

1008-1631（2016）03-0052-06

2015-11-16

河北省现代农业产业技术体系蔬菜产业创新团队项目

刘晓东（1979-），男，河北晋州人，副研究员，在职硕士，主要从事蔬菜栽培与育种研究。E-mail：liuxiaodongme@126.com。

王玉海（1958-），男，河北张北人，研究员，主要从事蔬菜栽培与育种研究。E-mail：yuhaiw1958@126.com。