几种水生蔬菜营养特征与施肥技术研究进展

刘冬碧 ，熊桂云 ，范先鹏 ，杨利 ，张富林 ，夏颖 ，余延丰

（1.湖北省农业科学院植保土肥研究所，武汉，430064；2.农业部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站）

几种水生蔬菜营养特征与施肥技术研究进展

刘冬碧1，2，熊桂云1，2，范先鹏1，2，杨利1，2，张富林1，2，夏颖1，2，余延丰1，2

（1.湖北省农业科学院植保土肥研究所，武汉，430064；2.农业部潜江农业环境与耕地保育科学观测实验站）

水生蔬菜包括莲藕、茭白、芋头等十余种植物。综述了最近10多a来几种主要水生蔬菜营养特征与施肥技术研究进展，并对今后的工作重点进行了展望。

水生蔬菜；营养特征；施肥技术

水生蔬菜（Aquatic vegetable）是指生长在淡水中，可供食用的维管束植物[1]。我国水生蔬菜有十多类，主要包括莲藕、子莲、茭白、芋头、荸荠、蕹菜、水芹、芡实、慈姑、菱角、莼菜、豆瓣菜（西洋菜）、蒲菜及蒌蒿等，既是我国的一类传统蔬菜，又被欧美、日本等国家称为中国特菜，在国际农产品贸易中享有较高的声誉[2]。水生蔬菜多数为食药同源植物，具有良好的营养价值、保健价值和药用价值。近20 a来，水生蔬菜已成为中国蔬菜中独具特色的一个分支，但营养特征与施肥技术一直是水生蔬菜研究的薄弱环节。本文对几种主要水生蔬菜的营养特征与施肥技术研究进展进行综述，供相关领域的同行参考，以及有关部门和学者对水生蔬菜营养特征与施肥技术研究工作的重视。

1 几种主要水生蔬菜营养特征与施肥技术研究进展

1.1 莲藕

莲藕（Nelumbo nucifera Geartn.）又名藕莲、藕，全国栽培面积40万hm2，主要集中在湖北、江苏等长江中下游地区，其中湖北8万hm2，全国第一[1]。莲藕生长发育前期以叶片生长积累光合产物为主，后期叶片、叶柄和根状茎中的干物质和养分不断运输贮存到膨大茎中，以产量形成为主。筐栽试验条件下，鄂莲5号移栽后97～160 d是产量形成的关键时期，根系直接从土壤中吸收的氮磷钾养分，分别占同期氮磷钾累积量的69.8%、79.2%和75.0%[3]。田间生长条件下，每生产1 000 kg枯荷藕（鲜藕），莲藕植株大约吸收3.48 kg N、0.68 kg P和5.12 kg K。适宜的氮、钾营养促进莲藕根系发育、增强根系活力，增加立叶数量和叶片面积、提高立叶SPAD值，延缓叶片衰老，促进光合产物从叶片等器官转移并贮存到收获物中，提高产量[4～6]；适宜的氮、钾营养还能改善莲藕品质，适量氮处理莲藕的淀粉含量比不施氮处理和2倍适量氮处理分别高出9.1%和17.0%，适量钾处理莲藕的还原糖、可溶性总糖和淀粉含量分别比不施钾处理高出35.9%、7.2%和8.1%[7]。氮肥对提高莲藕蛋白质、VC和还原糖含量效果明显，而钾肥对降低粗纤维和硝酸盐含量效果明显[8]。此外，合理施用有机肥还能促进莲藕对养分的吸收[9]、改善商品品质[10，11]和营养品质[11]。

调查和研究表明，湖北省莲藕产量的土壤养分限制因子主要为氮、钾、磷、锌和硼，施肥技术不合理是优质莲藕品种产量潜力未能充分发挥的重要原因[12，13]。莲藕施氮平均增产29%～38%、施磷平均增产10%～16%、施钾平均增产19%～22%、施锌大约增产 8%，施肥效应为氮＞钾＞磷＞锌[8，14]。 刘冬碧等[15～18]研究提出，在湖北江汉平原产量水平为1 500～2 000 kg/667m2的中等土壤肥力条件下，莲藕全生育期优化肥料用量为每667 m224～28 kg N、5～8 kg P2O5、15～18 kg K2O， 同时补充硼肥和锌肥；单产每增减300 kg，氮、磷、钾纯养分分别增减3 kg、1 kg和2 kg；对鄂莲5号等早中熟品种来说，氮肥运筹可采用 “40%基肥+20%立叶肥+40%坐藕肥”或“60%出叶肥+20%立叶肥+20%坐藕肥”，钾肥运筹可采用“70%基肥+30%坐藕肥”或“50%基肥+20%立叶肥+30%坐藕肥”。张长伟等[8]研究结果表明，安徽颍上县鄂莲4号的最高产量施肥量为每667m230 kg N、12 kg P2O5、30 kg K2O。曾广巧等[19]、韦美拉等[20]在广西柳江县“高氮、低磷、高钾”的石灰性水稻土上通过“3414”肥料回归试验，提出鄂莲5号的合理施肥量为每 667 m226～33 kg N、8.6～13.3 kg P2O5和 13.3～20 kg K2O。 李培亮等[21]根据武汉市蔡甸区现状，制定莲藕推荐施肥方案为每667 m216～17.5 kg N、4.8～6 kg P2O5和 8～11 kg K2O，同时配合锌肥和硼肥施用，该方案比习惯施肥提高产量 70～120 kg/667m2，增幅为 7.9%～15.3%。

1.2 茭白

茭白（Zizania latifolia）又称茭笋、菰笋、茭瓜等，全国栽培面积7.33万hm2，其中浙江2.67万～3.33万hm2，面积最大[1]。茭白植株的养分累积量多数品种变化规律相似，钾最高、氮次之、磷最低[22，23]，也有研究表明，茭白植株后期氮累积量高于钾[24]。生长期至膨大前期氮、磷、钾累积量均呈上升趋势，其中氮、钾变幅较大，磷变幅较小；分蘖高峰至孕茭初期，植株氮累积量仍以较快速度增加；到成熟后期氮磷钾累积量均呈下降趋势，并以氮下降幅度较大，植株生长中心由扩大型代谢转向贮藏型代谢[22，23]。茭白植株钾积累高峰期为分蘖期，氮、磷积累高峰期较钾滞后，出现在孕茭膨大初期[22]。从氮、磷、钾含量的变化动态来看，茭白植株地上各部位氮、磷、钾含量总体上呈下降趋势，肉质茎膨大时有一峰值；叶片氮、磷含量持续下降，钾含量前期下降，膨大前显著上升；短缩茎氮、磷、钾含量前期下降，膨大前迅速下降，膨大后转而上升；肉质茎氮、磷、钾含量膨大初期迅速上升，随即稳定并呈下降趋势[25]。研究表明，适量浇灌沼液有利于提高茭白养分利用效率[26]。

沈惠琴[27]在上海浦东的试验结果表明，高桥镇凌桥地区茭白每667 m2适宜的肥料用量为30 kg N、5 kg P2O5和 18 kg K2O。 在 0.7～0.8 m2/穴的最适密度下， 秋茭每 667 m2施 16～18 kg N、10～11 kg K2O，夏茭施9～10 kg N并增施钾肥比较适宜[28]。姜丽娜等[29]研究结果表明，浙大2号在浙江余姚市的高产优质高效施肥方案为每667 m225 kg N，12 kg P2O5和15～22.5 kg K2O。适量施氮能显著增加茭白植株叶片数量和叶片厚度、促进叶绿素累积，提高功能叶片的净光合速率，667 m2施氮量以30 kg 最适宜[30，31]。

1.3 芋头

芋头[Colocasia esculenta （Linn.） Schott.]全国栽培面积约5.33万hm2，其中山东胶东半岛1.33万hm2，面积最大[1]。芋头植株对氮、磷、钾养分的吸收累积动态与莲藕、茭白相似。幼苗期较少，发棵期和球茎膨大期迅速增加，球茎膨大后期又逐渐下降；全生育期对钾的需求最多、氮次之、磷最少[32，33]。生长发育前期养分主要分布在叶片和叶柄中，其中氮以叶片为主，磷和钾以叶柄为主；发棵后期和球茎膨大期主要分配在芋球茎中，氮、磷的分配为子芋大于孙芋，钾为孙芋大于子芋[32]。李琳[33]研究结果还表明，施肥措施可明显改善芋头品质，提高球茎蛋白质、淀粉、总糖和VC的含量，其中对蛋白质的影响为母芋（23.8%～76.3%）＞子芋（4.8%～60.4%）＞孙芋（2.9%～52.8%），对淀粉的影响为母芋（7.9%～33.4%）＞子芋（5.2%～25.9%）和孙芋（1.4%～30.7%），总糖为子芋（56%）＞孙芋（16.9%）＞母芋，对VC含量的影响各级芋相差不大，为母芋4.6%～39.4%、子芋 7.1%～38.6%、孙芋 3.2%～41.2%，同时钾对芋头品质的影响大于氮。这也进一步证实了此前有关学者的研究结果[34，35]。此外，脱水猪粪与复合肥配合施用，特级和一级芋比例可高达 67.3%[36]。

张富春[37]在福建永定县通过10个田间试验研究了六月红芋氮、磷、钾施肥效应和适宜用量，结果表明，土壤基础肥力对芋头产量的平均贡献率为58.7%，产量与土壤肥力水平成正相关；施用氮、磷、钾肥分别平均增产23.7%、14.9%、14.6%；氮、磷、钾适宜用量因土壤肥力而异，每667 m2推荐施肥量平均为 11 kg N、5 kg P2O5和 12 kg K2O。 李琳[33]的研究显示，红芽芋最高产量施肥量为每667 m220 kg N、6.3 kg P2O5、10.2 kg K2O，此时红芽芋667m2产量为2 306 kg。孙倩倩等[35]在重庆紫色土上的研究表明，芋头最佳高产优质养分组合为每667 m230 kg N、15 kg P2O5、20 kg K2O 和 150 kg 石灰，芋头增施钙肥可增产15.1%。陈益等[38]在江苏靖江市的研究结果为芋头肥料用量以每667m215 kg N、5 kg P2O5、25 kg K2O最为适宜。此外，基肥施用厩肥、中后期追施复合肥能显著提高红芽芋产量[39]。

1.4 荸荠

荸荠（Eleocharis dulcis）又名马蹄、地栗、乌芋等，全国栽培面积5万hm2，其中广西2万hm2，主要分布在广西贺州、荔浦等地[1]。荸荠养分吸收方面的研究未见报道，施肥技术方面的研究主要集中在贺州、荔浦等主产区。关艳玉等[40]通过“3414”试验提出广西贺州市马蹄最佳施肥配方为：高产田每 667 m225 kg N、12 kg P2O5和 23 kg K2O，中产田每 667 m223 kg N、10 kg P2O5和 21 kg K2O，低产田每 667 m221 kg N、12 kg P2O5和 19 kg K2O；还进一步提出最佳氮肥分配方案为基肥35%、第一次分株形成肥25%、第二次分株形成肥25%、花茎抽生肥15%[41]。郑丹等[42]的研究与前述结果基本一致。另有研究表明，马蹄钾肥最佳用量为 33.75 kg/667 m2K2O[43]。 韦照新[44]、蒙培碧等[45]研究提出667 m23 000～3 200 kg产量水平下，广西荔浦县马蹄适宜施肥量为每667 m218 kg N、8～10.3 kg P2O5和19～23.5 kg K2O。 廖首发[46]研究表明，在较低产量水平下（2 346 kg/667 m2），马蹄最佳施钾量为16.7 kg/667 m2，适宜施钾植株含钾量比对照提高5.1%～13.7%、钾素吸收量增加22.7%～40.1%，马蹄粗蛋白质含量提高7.3%～64.6%、可溶性固形物含量提高9.5%～23.4%。赖昌健等[47]研究提出了广西荔浦县荸荠5次施肥方案为：基肥30%、分蘖肥20%、结荠初期肥20%、膨大初期肥15%、膨大中期肥15%。朱华龙等[48]在广西桂林市雁山区“低氮中磷中钾”土壤上的研究显示，马蹄最高产量（2 710 kg/667 m2）施肥量为每667 m225.7 kg N、9.8 kg P2O5和 26.4 kg K2O。

1.5 蕹菜

蕹菜（Ipomoea aquatica Forsk.）又名空心菜、藤菜、竹叶菜等，在全国各地都有栽培，水蕹在我国西南地区栽培较多[1]。蕹菜作为炎夏初秋淡季的主要绿叶蔬菜，容易积累硝酸盐[49]，因此围绕蕹菜营养与施肥方面的研究多集中在如何提高蕹菜营养品质、降低植株体内硝酸盐含量这一焦点问题上。已有研究证实，蕹菜植株的硝态氮含量随施氮量尤其是化学氮的增加而升高[50～52]；在蕹菜生长周期内，植株硝态氮含量先上升，21 d左右达最大值，然后迅速减少，至54 d后趋于平稳，且在可食用范围内[50]。邹国元等[51]研究表明，等量施氮条件下，鸡粪和包衣尿素比普通尿素更能控制硝酸盐在蕹菜植株体内的累积，且鸡粪的施用有利于提高蕹菜VC和可溶性糖的含量，改善蕹菜食用品质；吴凌云[53]的研究也得到类似结果。最近有研究表明，外源有机碳或CO2可促进蕹菜碳氮合成代谢[54，55]，降低植株体内亚硝酸盐含量，提高某些微量元素如铁、锌的含量[55]、以及蕹菜叶片中可溶性糖的含量[54]，这一研究结果提供了一条通过“施肥补碳”调控碳氮平衡、实现蔬菜高产优质的新途径[55]，因此常规施肥与有机碳肥配合施用值得推广[56]。另外，在水培条件下，向培养液中添加1 mg/L Se或0.5 mg/L Zn有利于提高蕹菜的综合品质（蛋白质、可溶性糖、VC）[57，58]；赵小英等[49]还通过试验研究提出了控制硝酸盐在蕹菜植株体内积累的氮、钾、钼最优水培组合方案为：N 355～382 mg/L、K 515～558 mg/L 和 Mo 62～82 μg/L。

2 问题与展望

无论是从水生蔬菜学科的发展、还是从水生蔬菜产业链的技术需求来看，营养特征与施肥技术一直是水生蔬菜研究的薄弱环节，远不能满足学科均衡发展和产业可持续发展的需要。笔者认为，今后可重点从以下几方面开展工作：优质水生蔬菜品种的养分需求特征；施肥与水生蔬菜品质的关系及其调控；施肥与水生蔬菜抗逆性；施肥与水生蔬菜产量、品质和环境的相互关系；水生蔬菜主要种植模式轻简化施肥技术，包括肥料品种、施肥量、施肥时间和施肥方法；适宜于规模化生产与经营的水生蔬菜优化施肥方案。

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Research Progress in Nutrient Characteristics and Fertilization Techniques of Several Aquatic Vegetables

LIU Dongbi1,2,XIONG Guiyun1,2,FAN Xianpeng1,2,YANG Li1,2,ZHANG Fulin1,2,XIA Ying1,2,YU Yanfeng1,2
(1.Plant Protection,Soil and Fertilizer Institute,Hubei Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430064;2.Qianjiang Scientific Observing and Experimental Station of Agro-environment and Arable Land Conservation,Ministry of Agriculture)

Aquatic vegetables include more than 10 kinds of aquatic plants,such as rhizome lotus,Zizania latifolia,Colocasia esculenta,etc.In this paper,the research progress in nutrient characteristics and fertilization techniques of several important aquatic vegetables were summarized and the future focus of the work was prospected.

Aquatic vegetables;Nutrient characteristics;Fertilization techniques

S645

A

1001-3547（2017）18-0080-05

10.3865/j.issn.1001-3547.2017.18.023

国家科技支撑计划课题（2014BAD14B05）；湖北省农业科技创新项目（2016-620-000-001-019）

刘冬碧（1971-），女，研究员，主要从事水生蔬菜营养与施肥、化肥面源污染防治技术研究，电话：027-88430571，E-mail：dbliu7071@sina.com

2017-08-03