施氮量对一年生芦笋产量和商品性的影响

厉广辉，常化星，赵传志，赵术珍，侯蕾，王兴军

（1.山东省农业科学院生物技术研究中心／山东省作物遗传改良与生态生理重点实验室，山东 济南 250100；2.山东郓城久源农业科技有限公司，山东 郓城 274712）

芦笋含有丰富的维生素、氨基酸和矿物质，还含有黄酮类化合物、多糖、皂苷等多种活性成分，是一种食药兼用型蔬菜，被誉为“蔬菜之王”［1］。我国芦笋种植面积、产量和出口量居世界第一，占世界贸易总量的50%左右［2］。山东省是我国芦笋种植和出口第一大省，芦笋种植主要在黄河流域及黄河三角洲地区的沙土地［3］。

芦笋是多年生宿根性植物，一次定植多年采收，全年生长阶段分为采笋期和母茎养分积累期。采笋期嫩茎生长需要的营养主要来自于贮藏根中积累的养分。芦笋需氮量大，笋农为了追求高产，生产中过量施用氮肥现象突出。但过量施氮会导致产量和品质下降、氮肥利用率降低、资源浪费和农业面源污染风险增加等突出问题［4，5］。

有关芦笋施肥的研究表明，每生产1 000 kg芦笋嫩茎大约需吸收纯氮23.1 kg［6］。嫩茎积累的氮约占全年植株积累总氮量的60%［7］。氮亏缺主要影响早期嫩茎产量，对采笋中后期的产量影响较小，高肥力条件下施氮无显著增产效果。3年生芦笋田0～90 cm土层90 kg／hm2的含氮量是保证芦笋高产和降低环境污染的平衡点［8］。Ledgard等［9］研究表明，在六年生芦笋母茎生长前、采笋前和采笋初期施氮，当季嫩茎吸收比例为25%、11%和4%，母茎生长期是氮肥吸收的关键期。对三年生芦笋田的施氮研究认为，采笋期施氮240 kg／hm2，是绿芦笋高产优质的最佳施氮量［10］；施氮300 kg／hm2，白芦笋当年的增产效果最显著，且有利于下一季高产，继续增加施氮量显著抑制根系生长［11］。设施栽培芦笋采收期长、产量高，需氮量大于露地栽培［12，13］。芦笋施氮研究主要集中在三年以上的成龄笋，对一至两年幼龄笋的氮素营养研究较少。芦笋虽是高价值作物，但定植当年没有收益，第二年的产量较低，第三年才进入高产期，且芦笋价格与上市期和商品性密切相关，幼龄笋产量和商品性是决定芦笋早期收益和农户种植积极性的关键。为此，本试验通过对一年生芦笋不同采笋阶段产量和商品性与施氮量关系的研究，探索山东产区幼龄芦笋合理氮肥运筹模式，为芦笋高产优质高效栽培提供科技支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与供试材料

试验于2018年在山东郓城久源农业科技有限公司试验田进行。土壤为黄河冲积平原砂质土，0～20 cm耕层基础地力为有机质5.52 g／kg、全氮0.69 g／kg、碱解氮49.85 mg／kg、速效磷17.41 mg／kg、速效钾70.26 mg／kg。

选用北京市农林科学院提供的京绿芦1号为供试材料。

1.2 试验设计与田间管理

试验共设5个施氮量处理，分别为90（N90）、180（N180）、270（N270）、360 kg／hm2（N360），以不施氮为对照（N0）。氮素来源为普通尿素。随机区组排列，重复3次。小区面积30 m2。

3月5日温室营养钵育苗，5月20日选择生长一致的幼苗大田定植，行距1.5 m，株距25 cm，种植密度2.67万株／hm2。定植前基施充分腐熟的牛粪75 000 kg／hm2。氮肥处理，每小区3行，分别于6月25日和7月25日施入总氮量的60%和40%，距笋行两侧15 cm开沟均匀施入。施肥后及时浇水，6月25日各小区均一次性沟施磷肥（P2O5）90 kg／hm2、钾肥（K2O）240 kg／hm2。除施氮处理外，其他管理同一般高产田。当年正常管理，不采收，9月20日测量单株生育指数。2019年3月5日清园，4月5日开始采笋统计产量，连续采笋60 d。停采后所有处理管理同一般高产田。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量和商品性 贴地面割下所有高度超过23 cm的嫩茎，逐日计算产量。并在采笋前期、中期和后期用游标卡尺测量当日采笋的基部茎粗，参照Zhu等［14］的方法进行分级，嫩茎基部粗度＞1.2 cm为优等笋、0.6～1.2 cm为商品性笋，＜0.6 cm为等外笋。

1.3.2 生育指标 植株地上部生长量最大时，测单株茎粗、茎数、茎高、生育指数。茎粗为距地面10 cm茎直径。株高为从地表到茎顶端的高度。单株生育指数＝∑茎粗（cm）×茎高（cm）。生育指数无单位，每小区调查10株。

1.4 数据统计分析与作图

采用Microsoft Excel 2007进行数据统计处理，SPSS 17.0软件进行显著性分析，SigmaPlot 10.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同施氮量对芦笋生育指标的影响

由表1看出，施氮增加一年生芦笋的单株茎数、茎高、茎粗、生育指数。随施氮量增加，各处理株高呈逐渐增加趋势，且均显著高于CK，但各施氮处理间差异不显著。N270和N360处理的单株茎数显著高于CK，其他处理间差异不显著。随施氮量增加，茎粗和单株生育指数呈先增加后降低的趋势，N180和N270处理的茎粗显著高于其他处理；施氮处理的单株生育指数均显著高于CK，增幅为15.93% ～43.71%，且N270处理的生育指数显著高于其他处理。

表1 不同施氮量处理芦笋的生育指标

2.2 不同施氮量对芦笋嫩茎产量的影响

由表2可知，施氮显著提高一年生芦笋嫩茎总产量，在90～360 kg／hm2用量范围内，嫩茎产量呈先增加后降低趋势，增幅为27.67%～52.04%。其中N180和N270处理的嫩茎总产量分别为14 085 kg／hm2和14 505 kg／hm2，显著高于其他处理，但两者之间差异不显著。不同采笋阶段比较，采笋早期（0～20 d）嫩茎产量的增幅最大，N180和N270处理分别比N0增加63.69%和65.48%，显著高于其他处理；采笋中期（20～40 d），施氮增产幅度为29.80% ～54.51%，N270处理嫩茎产量显著高于其他处理（N180处理除外）；采笋后期（40～60 d），施氮增产的效果降低，增幅为22.54%～40.38%。不同采笋阶段，所有处理嫩茎产量均是采笋中期＞采笋后期＞采笋前期。芦笋嫩茎产量与施氮量的关系可用一元二次回归方程拟合，建立数学模型（图1）。早期嫩茎产量（y）与施氮量（x）关系的模型为y＝-0.031x2+14.476x+2438.6（图1a），R2＝0.9678；嫩茎总产量与施氮量的模型为y＝-0.0872x2+41.531x+9411.9（图1b），R2＝0.9899，回归分析达极显著水平。

表2 施氮量对不同采笋阶段芦笋嫩茎产量的影响

图1 芦笋嫩茎产量与施氮量的关系

2.3 不同施氮量对芦笋茎粗的影响

由表3可知，施氮提高了整个采笋期的嫩茎粗度，说明施氮有利于提升芦笋的商品性。随施氮量增加，具有商品性的嫩茎占比呈先增加后降低趋势，等外笋占比呈相反趋势。随采笋进程，所有处理的商品性笋占比均呈先增加后降低的变化趋势，采笋中期的商品性最好。采笋早期，施氮处理显著增加优等笋和商品笋的比例，降低等外笋的比例，N270处理的优等笋比例显著高于N90和N360处理，等外笋的比例显著低于这两个处理，但与N180处理差异不显著。采笋中期，不同施氮处理间优等笋（N90除外）和商品性笋的差异不显著，N180和N270处理的等外笋比例显著低于其他处理。采笋后期，仅N270处理的优等笋比例显著高于CK，其他处理间差异不显著；N90处理的等外笋比例与CK差异不显著，其他处理显著低于CK。

表3 施氮量对不同采笋阶段芦笋茎粗的影响

3 讨论与结论

芦笋是需氮量较大的作物，施氮量和施氮时期对芦笋生长发育、产量、品质及氮肥利用率均有显著影响［9］。芦笋最佳施氮量不仅与土壤基础地力有关，还与笋龄、采笋期、植株生长发育情况和生态区密切相关［6，10］。芦笋当年地上部的生长量直接决定下年的嫩茎产量，目前国内外普遍用当年母茎生长盛期生育指数估计来年产量。一般认为生育指数越大，翌年嫩茎产量越高。也有研究认为后期母茎过度生长，会消耗更多的光合同化物，影响下年产量［15］。本研究发现，在0～360 kg／hm2用量范围内，施氮增加一年生芦笋的茎粗、茎高、茎数和生育指数，且茎粗和生育指数的变化基本一致：均是随施氮量增加呈先增加后降低趋势，N270处理生育指数显著高于CK和其他施氮处理。这与郜春花等［11］的研究结果相似。

本研究中，随施氮量增加，芦笋嫩茎产量呈先增加后降低趋势，施氮量270 kg／hm2处理，嫩茎产量最高，再增加施氮量，增产效应开始下降。这可能是因为过度施氮抑制了根系的生长发育，根系吸收能力下降［12］，这与陈国徽等［16］的研究结果基本一致。但Hossain等［17］用超细粒径态尿素作为氮源，发现一年生芦笋施氮100 kg／hm2，贮藏根积累的养分含量最高，说明肥料类型对施肥量也有显著影响。本研究中适宜施氮量低于在成龄芦笋上的研究结果［10-13］，这是由于芦笋多年生的特性，不同笋龄之间的需氮量差别较大。有研究认为，定植五年后芦笋的需氮量达到最大，两年龄芦笋施氮量为标准施氮量的30% ～50%，三到四年笋龄为70%，五年以后按标准量施肥［18］。Roth等［8］研究发现，氮亏缺显著降低早期嫩茎产量，对采笋中后期的产量影响较小，这与本研究结果基本一致。本研究中，施氮对采笋早期、中期和后期的增产效应分别为30.95%～65.48%、29.80%～54.51%、22.54%～40.38%，N180和N270处理早期增产效应显著。早期嫩茎产量和总产量与施氮量的关系可用一元二次方程模拟，模型分别为y＝-0.031x2+14.476x+2438.6和y＝-0.0872x2+41.531x+9411.9，回归分析达极显著水平。可根据此模型指导一年生芦笋高产及经济高效的最佳氮肥施用量。

Roth等［19］研究发现，合理施氮可增加早期采收的优等笋比例，过量施氮会降低优等笋的比例。本研究表明，施氮增加了一年生芦笋全采收期优等笋和商品笋的比例，施氮量0～270 kg／hm2范围内，呈逐渐增加趋势，继续增加施氮量，优等笋和商品笋比例开始降低。采收早期和中期施氮处理均显著高于CK，后期仅N270处理的优等笋比例显著高于CK，说明施氮对芦笋商品性的影响随采笋进行逐渐减弱。所有处理的优等笋比例在采笋早期均低于采笋中期，等外笋的比例均高于采笋中期。这可能是由于幼龄笋的萌发期较早，早期土壤温度偏低，影响了芦笋的正常生长［20］。采笋后期，所有处理优等笋和商品笋比例降低，等外笋比例增加，说明随着采笋进程贮藏根中的养分逐渐供应不足［10］。

本试验条件下，施氮显著增加一年生芦笋的生育指数、早期产量、总产量、优等笋和商品笋比例，施氮90～360 kg／hm2范围内，随用量增加上述参数均呈先增加后降低趋势，N180和N270处理的产量和商品性优于其他处理，二者差异不显著。施氮180～270 kg／hm2，一年生芦笋增产效果显著，商品性明显提升。不同氮肥用量与产量和经济效益之间的对比分析，还需要进一步研究。