5种茄果类蔬菜氮素经济效益最佳施用量研究

马 兰，潘艳花， 蒋海亮，秦嘉海(．酒泉市农产品质量监督管理站，甘肃 酒泉 75000；.酒泉市种子管理站，甘肃 酒泉 75000;.酒泉市肃州区下河清乡政府，甘肃 酒泉 75000； .河西学院农业与生物技术学院，甘肃 张掖 7000)



5种茄果类蔬菜氮素经济效益最佳施用量研究

马 兰1，潘艳花2， 蒋海亮3，秦嘉海4(1．酒泉市农产品质量监督管理站，甘肃 酒泉 735000；2.酒泉市种子管理站，甘肃 酒泉 735000;3.酒泉市肃州区下河清乡政府，甘肃 酒泉 735000； 4.河西学院农业与生物技术学院，甘肃 张掖 734000)

在甘肃张掖市连续种植6～11年的日光温室内，采用田间小区试验方法，研究了5种茄果类蔬菜氮素经济效益最佳施用量。结果表明：氮素施用量与西葫芦、黄瓜、茄子、辣椒和番茄产量呈显著的正相关关系，相关系数分别为0.8388、0.8812、0.8044、0.8418和0.9058；随着氮素施用量梯度的增加，茄果类蔬菜产量在增加，但边际利润和单位氮素增产量则随氮素施用量梯度的增加而递减，出现了报酬递减律。经回归统计分析，西葫芦、黄瓜、茄子、辣椒和番茄氮素经济效益最佳施用量分别为450 kg·hm-2、360 kg·hm-2、240 kg·hm-2、420 kg·hm-2和480 kg·hm-2时，理论产量分别为129.7 t·hm-2、96.2 t·hm-2、82.5 t·hm-2、69.3 t·hm-2、105.7 t·hm-2，统计分析结果与田间试验结果基本吻合。表11，参31。

蔬菜；氮素；经济效益；最佳施用量

经济效益最佳施氮量是当今世界作物生产中获得较高利润的关键措施，超量施用氮肥，导致生态环境条件恶化[1]。合理施用氮肥，提高氮肥利用率，减少氮肥污染，是当前研究的热点问题。张掖市温室蔬菜产业已发展成为农业增效、农民增收的重要支柱产业之一，到目前为止，温室蔬菜种植面积为4.67×104hm2，初步形成了以甘州区为主的黄瓜、茄子、辣椒种植区，临泽县为主的黄瓜、番茄种植区，高台县为主的西葫芦、黄瓜、番茄种植区。在温室蔬菜产业发展过程中，日益凸显的主要问题是：①氮素超量施用现象非常严重，经调查菜农日光温室种植的黄瓜，产量一般为90 t·hm-2～97.50 t·hm-2，氮素投入量为0.60 t·hm-2～0.80 t·hm-2，按形成100 kg黄瓜产品，氮素投入量为0.40 kg计算[2]，超量施用氮素0.20 t·hm-2～0.40 t·hm-2；番茄产量一般为100 t·hm-2～105 t·hm-2，氮素投入量为0.67 t·hm-2～0.70 t·hm-2，按形成100 kg番茄产品，氮素投入量为0.45 kg计算[3-4]，超量施用氮素0.22 t·hm-2～0.24 t·hm-2。②氮肥利用率低，大部分菜农将氮肥撒施在蔬菜根系附近，不深施盖土，导致铵态氮挥发损失，氮肥利用率只有30%～35%。有关氮肥施用量和施用技术，前人做了大量的研究工作[5-25]，而有关张掖市日光节能温室茄果类蔬菜氮素经济效益最佳施用量的研究，未见文献报道，为了提高氮肥利用率，降低生产成本，提高施肥利润，减少氮肥对农业环境的污染。本文于2012～2014年开展了5种茄果类蔬菜氮素经济效益最佳施用量研究，旨在为氮素合理施用提供技术支撑。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地概况。试验于2012年-2014年在甘肃省张掖市甘州区长安镇和党寨镇，临泽县板桥镇和鸭暖乡，高台县南华镇和骆驼城乡日光节能温室内进行，试验地基本情况见表1。

表1 试验地基本情况

1.1.2 试验材料。参试肥料： CO(NH2)2，含N质量分数为46%，甘肃省刘家峡化工厂生产产品；(NH4)2HPO4，含N质量分数为18%、含P2O5质量分数为46%，云南省云天化国际化工股份有限公司产品；K2SO4，含K2O质量分数为50%，陕西省宝化科技有限责任公司产品。

参试蔬菜：西葫芦，品种是绿宝石，由中国种子集团公司选育；黄瓜，品种是津优30，由天津市黄瓜研究所选育；茄子，品种是兰杂二号，由兰州市西固区农技站选育；辣椒，品种是绿宝A，由美国阿特拉斯种子公司选育 ；番茄品种是中杂102号，由中国农业科学院花卉研究所选育。

1.2 试验方法

1.2.1 试验处理。试验1：西葫芦氮素经济效益最佳施用量研究。氮素施用量设计为0.00(不施氮)、0.15 t·hm-2、0.30 t·hm-2、0.45 t·hm-2、0.60 t·hm-2、0.75 t·hm-26个处理，以处理1不施氮为对照，每个处理施用纯P2O50.11 t·hm2+纯K2O 0.54 t·hm-2做底肥。

试验2：黄瓜氮素经济效益最佳施用量研究。氮素施用量设计为0.00(不施氮)、0.09 t·hm-2、0.18 t·hm-2、0.27 t·hm-2、0.36 t·hm-2、0.45 t·hm-26个处理，以处理1不施氮为对照，每个处理施用纯P2O50.34 t·hm-2+纯K2O 0.52 t·hm-2做底肥。

试验3：茄子氮素经济效益最佳施用量研究。氮素施用量设计为0(不施氮)、0.08 t·hm-2、0.16 t·hm-2、0.24 t·hm-2、0.32 t·hm-2、0.40 t·hm-26个处理，以处理1不施氮为对照，每个处理施用纯P2O50.08 t·hm-2+纯K2O 0.38 t·hm-2做底肥。

试验4：辣椒氮素经济效益最佳施用量研究。氮素施用量设计为0(不施氮)、0.14 t·hm-2、0.28 t·hm-2、0.42 t·hm-2、0.56 t·hm-2、0.70 t·hm-26个处理，以处理1不施氮为对照，每个处理施用纯P2O50.08 t·hm-2+纯K2O 0.51 t·hm-2做底肥。

试验5：番茄氮素经济效益最佳施用量研究。氮素施用量设计为0(不施氮)、0.12 t·hm-2、0.24 t·hm-2、0.36 t·hm-2、0.48 t·hm-2、0.60 t·hm-26个处理，以处理1不施氮为对照，每个处理施用纯P2O50.52 t·hm-2+纯K2O 0.60 t·hm-2做底肥。

1.2.2 试验方法。试验地点：试验于2012年-2014年在甘肃省张掖市甘州区长安镇和党寨镇，临泽县板桥镇和鸭暖乡，高台县南华镇和骆驼城乡日光节能温室内进行，每个试验点分别种植西葫芦、黄瓜、茄子、辣椒和番茄。

定植方法：试验小区面积为35 m2(7 m×5 m)，每个小区四周筑埂，埂宽40 cm,埂高30 cm。

西葫芦、黄瓜2012年～2014年每年的11月10日定值，西葫芦株距60 cm，行距100 cm，垄宽100 cm， 垄高35 cm；黄瓜株距25 cm，行距50 cm，垄宽50 cm， 垄高35 cm。茄子、辣椒、番茄2012年～2014年每年的2月20日定值，茄子、辣椒株距30 cm，行距50 cm，垄宽50 cm， 垄高35 cm；番茄株距35 cm，行距60 cm，垄宽60 cm。

施肥方法：将试验设计采用的氮素、磷素、钾素分别折合成CO(NH2)2、(NH4)2HPO4、K2SO4化肥实物量，(NH4)2HPO4、K2SO4和40%尿素在蔬菜定植前施入0～20 cm耕作层做底肥， 剩余60%CO(NH2)2分别在西葫芦根瓜采收后、黄瓜第1层瓜条采收后、茄子第1果穗膨大期、辣椒第1次采收后、番茄第2果穗核桃大小时结合灌水穴施。

灌水方法：每个试验小区为一个支管单元，在支管单元入口安装闸阀、压力表和水表，在栽培垄上安装1条薄壁滴灌带，滴头间距25 cm,流量4.65L·(m·h)-1，每个支管单元压力控制在5 m水头，分别在定植后、开花期、结果期、结果盛期和结果后期各滴灌1次，每个小区滴水量相等，每次滴水2.16 m3。

样品采集方法：西葫芦、黄瓜采收时间为2012年～2014年的3月18日，茄子、辣椒和番茄采收时间为2012年-2014年的6月28日，采收时将小区产量折合成公顷产量进行统计分析。

1.2.3 测定指标与方法。边际产量—每增加一个单位肥料用量时所得到的产量，按公式(每增加一个单位肥料用量时所得到的产量减前一个处理的产量)求得；边际产值—每增加一个单位肥料用量时所得到的产值，按公式(边际产量×产品价格)求得；边际成本—每增加一个单位肥料用量时所投入的成本，按公式(边际施肥量×肥料价格)求得；边际利润—每增加一个单位肥料用量时所得到的利润，按公式(边际产值减边际成本)求得；边际施肥量—后一个处理施肥量与前一个处理施肥量的差，按公式(后一个处理施肥量减前一个处理施肥量)求得；公斤氮素增产量—按公式(增产量/氮素施用量)求得；肥料贡献率—按公式[(增产量/施肥区产量)×100%]求得[26]。

1.2.4 数据处理方法。取6个试验点2012年-2014年蔬菜平均产量，采用多重比较，新复极差(LSR)检验。氮素施用量与蔬菜产量两者间的关系用SAS软件统计分析，依据经济效益最佳施用量计算公式x0=[(Px/Py)-b]/2c[27]，求得氮素经济效益最佳施用量(x0)，依据肥料效应回归方程式y=a+bx+cx2[28]，求得蔬菜理论产量(y)。

2 结果与分析

2.1 西葫芦氮素经济效益最佳施用量

连续试验3年后，西葫芦的产量与氮素施用量进行相关分析可以看出[29]，氮素施用量与西葫芦产量呈显著的正相关关系，相关系数(r)为0.838 8。氮素施用量0.45 t·hm-2与0.60 t·hm-2和 0.75 t·hm-2比较，差异不显著(p>0.05)；与氮素施用量0.30 t·hm-2、0.15 t·hm-2和不施氮比较，差异显著(p<0.05)。随着氮素施用量梯度的增加，公斤氮素增产量在递减，氮素贡献率在递增，见表2。

表2 氮素施用量对西葫芦增产效果和肥料贡献率的影响

注：同列数据字母不同表示LSR0.05差异显著水平，表3-11相同。

Note:Different letters within the same column mean differences at 5% significant level, table 3-11 are the same.

将氮素施用量与西葫芦产量进行经济效益分析可知[30]，氮素施用量由0.15 t·hm-2增加到0.45 t·hm-2，边际利润由21 288元·hm-2递减到2 448元·hm-2；氮素施用量在0.45 t·hm-2的基础上，再继续增加施用量，边际利润出现负值，见表3。

将氮素施用量与西葫芦产量，采用一元二次肥料效应数学模型y=a+bx+cx2拟合，得到的肥料效应回归方程是：y=103.680 0+111.755 5x-120.098 7x2，对回归方程进行显著性测验的结果表明回归方程拟合良好。2012年～2014年氮素市场价格(Px)为4 400元·t-1，西葫芦市场价格(Py)为1 200元·t-1，将Px、Py、回归方程的b和c代入最佳施用量计算公式x0=[(Px/Py)-b]/2c,求得氮素经济效益最佳施用量(x0)450 kg·hm-2，将x0代入(2)式，求得西葫芦理论产量(y)为129.7 t·hm-2, 回归分析结果与田间试验处理4相吻合，见表3。

表3 氮素施用量对西葫芦经济效益的影响

2.2 黄瓜氮素经济效益最佳施用量

连续试验3年后，黄瓜的产量与氮素施用量进行相关分析可以看出，氮素施用量与黄瓜产量呈显著的正相关关系，相关系数(r)为0.881 2。氮素施用量0.36 t·hm-2与0.45 t·hm-2比较，差异不显著(p>0.05)；与氮素施用量0.27 t·hm-2、0.18 t·hm-2、0.09 t·hm-2和不施氮比较，差异显著(p<0.05)。随着氮素施用量梯度的增加，公斤氮素增产量在递减，氮素贡献率在递增，见表4。

表4 氮素施用量对黄瓜增产效果和肥料贡献率的影响

将氮素施用量与黄瓜产量进行经济效益分析可以看出，氮素施用量由0.09 t·hm-2增加到0.36 t·hm-2，边际利润由19 288元·hm-2递减到2 292元·hm-2；氮素施用量在0.36 t·hm-2的基础上，再继续增加施用量，边际利润出现负值，见表5。

将氮素施用量与黄瓜产量采用一元二次肥料效应数学模型y=a+bx+cx2拟合，得到的肥料效应回归方程是：y=73.760 0+121.690 5x-164.649 4x2，对回归方程进行显著性测验的结果表明回归方程拟合良好。2012年～2014年氮素市场价格(Px)为4 400元·t-1，黄瓜市场价格(Py)为1 400元·t-1，将Px、Py、回归方程的b和c代入最佳施用量计算公式x0=[(Px/Py)-b]/2c,求得氮素经济效益最佳施用量(x0)360 kg·hm-2，将x0代入(2)式，求得黄瓜理论产量(y)96.2 t·hm-2, 回归分析结果与田间试验处理5相吻合，见表5。

表5 氮素施用量对黄瓜经济效益的影响

2.3 茄子氮素经济效益最佳施用量

连续试验3年后，茄子的产量与氮素施用量进行相关分析可以看出，氮素施用量与茄子产量呈显著的正相关关系，相关系数(r)为0.804 4。氮素施用量0.24 t·hm-2与氮素施用量0.32 t·hm-2和0.40 t·hm-2比较，差异不显著(p>0.05)；与氮素施用量0.16 t·hm-2、0.08 t·hm-2和不施氮比较，差异显著(p<0.05)。随着氮素施用量梯度的增加，公斤氮素增产量在递减，氮素贡献率在递增，见表6。将氮素施用量与茄子产量进行经济效益分析可以看出，氮素施用量由0.08 t·hm-2增加到0.24 t·hm-2，边际利润由22 144元·hm-2递减到4 192元·hm-2；氮素施用量由240 kg·hm-2增加到320 kg ·hm-2，边际利润为-16.00元·hm-2，见表7。

将氮素施用量与茄子产量两者间的关系采用一元二次肥料效应数学模型y=a+bx+cx2拟合，得到的肥料效应回归方程是：y=65.090 0+142.331 9x-290.798 6x2，对回归方程进行显著性测验的结果表明回归方程拟合良好。2012年-2014年氮素市场价格(Px)为4 400元·t-1，茄子市场价格(Py)为1 600元·t-1，将Px、Py回归方程的b和c代入最佳施用量计算公式x0=[(Px/Py)-b]/2c,求得氮素经济效益最佳施用量(x0)240 kg·hm-2，将x0代入(2)式，求得茄子理论产量(y)82.5 t·hm-2, 回归分析结果与田间试验处理4结果相吻合，见表7。

表6 氮素施用量对茄子增产效果和肥料贡献率的影响

表7 氮素施用量对茄子经济效益的影响

2.4 辣椒氮素经济效益最佳施用量

连续试验3年后，辣椒的产量与氮素施用量进行相关分析可以看出，氮素施用量与辣椒产量呈显著的正相关关系，相关系数(r)为0.841 8。氮素施用量0.42 t·hm-2与氮素施用量0.56 t·hm-2和0.70 t·hm-2比较，差异不显著(p>0.05),与氮素施用量0.28 t·hm-2、0.14 t·hm-2和不施氮比较，差异显著(p<0.05)。随着氮素施用量梯度的增加，公斤氮素增产量在递减，氮素贡献率在递增，见表8。

表8 氮素施用量对辣椒增产效果和肥料贡献率的影响

将氮素施用量与辣椒产量进行经济效益分析可以看出，氮素施用量由0.14 t·hm-2增加到0.42 t·hm-2，边际利润为正值，氮素施用量在0.42 t·hm-2的基础上，再继续增加施用量，边际利润出现负值；可见辣椒氮素适宜施用量一般为0.42 t·hm-2，见表9。

将氮素施用量与辣椒子产量两者间的关系采用一元二次肥料效应数学模型y=a+bx+cx2拟合，得到的肥料效应回归方程是：y=53.590 0+73.166 7x-84.920 7x2。对回归方程进行显著性测验的结果表明回归方程拟合良好。2012年-2014年氮素市场价格(Px)为4 400元·t-1，辣椒市场价格(Py)为2 400元·t-1，将Px、Py、回归方程的b和c代入最佳施用量计算公式x0=[(Px/Py)-b]/2c,求得氮素经济效益最佳施用量(x0)420 kg·hm-2，将x0代入(2)式，求得辣椒理论产量(y)69.3 t·hm-2, 回归分析结果与田间试验处理4结果相吻合，见表9。

表9 氮素施用量对辣椒经济效益的影响

2.5 番茄氮素经济效益最佳施用量

连续试验3年后，番茄的产量与氮素施用量进行相关分析可以看出，氮素施用量与番茄产量呈显著的正相关关系，相关系数(r)为0.905 8。氮素施用量0.60 t·hm-2，番茄产量最高，比不施氮素增产28.36 t·hm-2，差异显著(p<0.05)；氮素施用量0.48 t·hm2与氮素施用量0.36 t·hm-2、0.24 t·hm-2、0.12 t·hm-2和不施氮比较，差异显著(p<0.05)；氮素施用量0.48 t·hm-2与0.60 t·hm-2比较，差异不显著(p>0.05),说明番茄氮素适宜施用量为0.48 t·hm-2。随着氮素施用量梯度的增加，公斤氮素增产量在递减，氮素贡献率在递增，见表10。

表10 氮素施用量对番茄增产效果和肥料贡献率的影响

将氮素施用量与番茄产量进行经济效益分析可以看出，氮素施用量由0.12 t·hm-2增加到0.48t·hm-2，边际利润为正值；氮素施用量超过0.48 t·hm-2，边际利润出现负值，见表11。

将氮素施用量与番茄产量两者间的关系采用一元二次肥料效应数学模型y=a+bx+cx2拟合，得到的肥料效应回归方程是：y=77.610 0+113.900 0x-115.590 4x2，对回归方程进行显著性测验的结果表明回归方程拟合良好。2012年-2014年氮素市场价格(Px)为4 400元·t-1，番茄市场价格(Py)为1 500元·t-1，将Px、Py、回归方程的b和c代入最佳施用量计算公式x0=[(Px/Py)-b]/2c,求得氮素经济效益最佳施用量(x0)480 kg·hm-2，将x0代入(2)式，求得番茄理论产量(y)105.7 t·hm-2, 回归分析结果与田间试验处理5结果相吻合，见表11。

3 结 论

(1)经济效益最佳施氮量，能够保证作物收获后土壤基本无残留，只有这样，肥料的效率才能提高，污染才能避免[31]；从经济学角度来讲，此时肥料的投入产出比最高 ，获得的经济效益也最大。

(2)甘肃张掖市日光节能温室西葫芦、黄瓜、茄子、辣椒和番茄氮素经济效益最佳施用量分别为450 kg·hm-2、360 kg·hm-2、240 kg·hm-2、420 kg·hm-2和480 kg·hm-2时，理论产量分别为129.7 t·hm-2、96.2 t·hm-2、82.5 t·hm-2、69.3 t·hm-2和105.7 t·hm-2，回归统计分析结果与田间试验结果相吻合，说明此研究结果对指导大田生产具有实践意义。

(3)5种茄果类蔬菜产量均随着氮素投入量的增加而增加，而单位氮素增产量、氮素贡献率和边际利润则随氮素施用量的增加而递减。

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Optimum Nitrogen Rates for Best Economic Benefits in Five Vegetable Crops

MA Lan1, PAN Yanhua2, JIANG Hailiang3, QIN Jiahai4

(1.AgriculturalproductsqualitysupervisionandmanagementstationofJiuquancity,Jiuquan735000,China；2.JiuquanStationofSeedAdministration,Jiuquan735000,China；3.XiahetownshipofSuzhoudistrictofJiuquancity,Jiuquan735000,China; 4.CollegeofAgricultureandBiotechnology,HexiUniversity,Zhangye734000,China)

The optimum nitrogen application rates for best economic benefits in five vegetablecrops were investigated under greenhouses which have been cultivated for six to ten years in Zhangye.The results showed that the nitrogen application rates were positively correlated to the yields of zucchini, cucumber, eggplant, pepper and tomato, and the correlation coefficient were 0.8388, 0.8812, 0.8044, 0.8418 and 0.9058,respectively.Though the yields were increased with the increase of nitorgen application rates, the profit margins and yield increase by unit nitrogen applied decreased, i.e.showing the diminishing return.The regression analysis indicated that the optimum nitorgen rates for best economic benefits in zucchini, cucumber, eggplant, pepper and tomato were 450 kg·hm-2,360 kg·hm-2,240 kg·hm-2,420 kg·hm-2,480 kg·hm-2respectively;and the theoretical yield was 129.7 t·hm-2,96.2 t·hm-2,82.5 t·hm-2,69.3 t·hm-2and 105.7 t·hm-2;respectively;which was consistent with the results of field experiments.

vegetables; nitrogen; economic benefits; optimum rate

10.11689/j.issn.2095-2961.2016.04.009

2095-2961(2016)04-0269-08

2015-12-03；

2016-04-11.

甘肃科技支撑计划农业类(项目编号：144NKCA241).

马 兰(1986-)，女，甘肃金塔人，硕士，农艺师，研究方向为农产品质量监测.

执笔人：潘艳花(1985-)，女，甘肃金昌人, 硕士，农艺师，研究方向为土壤肥料及作物栽培.

S565.1

A