多年连续种植草莓地块化肥减量施用对草莓产量和品质的影响

2021-05-18吴愉萍连瑛沈岚王明湖钟莺莺李政李雅颖

浙江农业科学 2021年5期

吴愉萍，连瑛，沈岚，王明湖，钟莺莺，李政，李雅颖

(1.宁波市农产品质量安全管理总站，浙江宁波 315012；2.宁波市农业科学研究院，浙江宁波 315040；3.宁波市农业技术推广总站，浙江宁波 315012；4.宁波检验检疫科学技术研究院，浙江宁波 315012；5.浙江省农产品质量安全中心，浙江杭州 310003; 6.中国科学院宁波城市环境观测研究站宁波市城市环境过程与污染控制重点实验室，浙江宁波 315830)

草莓是蔷薇科草莓属多年生草本植物，植株矮小，果实汁多味香，形美色艳，是人们喜爱的果中珍品，经济价值较高[1-2]。浙江省是全国重要的设施草莓主产区[3]，草莓种植面积5 333 hm2，产量10万t，年产值约15 亿元[4]。因草莓经济价值高，莓农普遍存在过量施肥情况，特别是氮肥和磷肥长期过量施用[5]。长期大量低效施用化肥带来了农业生产投入增加、农业面源污染、土壤生态系统功能退化等一系列问题[6-7]。本研究以多年连续种植草莓、土壤养分含量极度丰富的地块为研究对象，研究化肥减量施用对草莓产量和品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2017—2018年在宁波市农科院东钱湖基地进行，经纬度为东经121°39′44″，北纬29°48′50″。该地块已连续8 a种植草莓，肥料的施入量较高。该季草莓种植前，土壤pH值为5.85，有机质为4.56%，水解性氮、有效磷和速效钾分别为211.17、181.12、624.17 mg·kg-1。供试草莓品种为红颊，由宁波市农科院育苗，采用大棚栽培。

供试肥料为羊粪、菜籽饼、石灰氮(荣宝50%颗粒氰氨化钙，N≥20%)、恩泰克复合肥(N 12%，P2O511%，K2O 18%)、过磷酸钙(P2O5≥14%)、硫酸钾镁(K2O≥40%)、莱米特水溶肥(N 13%，P2O56%，K2O 40%)和海法保力丰复合肥料(N 16%，P2O58%，K2O 32%)。

1.2 处理设计

试验设EN、PK和CK三个处理。EN为常规施肥处理，以恩泰克复合肥为基肥，每667 m2用量为40 kg；PK为氮减量施肥处理，除石灰氮用于土壤消毒外，基肥不施化学氮肥，磷肥和钾肥667 m2用量分别为过磷酸钙32 kg和硫酸钾镁18 kg；CK为对照，除石灰氮用于土壤消毒外，基肥不施化学氮、磷、钾肥。

以667 m2为施肥单位，EN处理施入化肥的折纯量分别为N 17 kg，P2O55 kg，K2O 11 kg；PK处理施入化肥折纯量分别为N 13 kg，P2O55 kg，K2O 11 kg；CK处理施入化肥折纯量分别为N 13 kg，P2O51 kg，K2O 4 kg。每处理重复2次，共6个小区，每小区面积37.5 m2。

以667 m2为施肥单位，各处理均于2017年8月18日施入腐熟羊粪2 000 kg、菜籽饼69 kg和石灰氮56 kg，翻耕后灌水，覆盖地膜进行高温闷棚；9月4日将其他基肥按照试验设计施入土壤后翻耕整地；9月21日草莓移栽定植；10月31日草莓覆盖地膜，11月19日盖大棚膜；11月29日草莓进入始果期；12月26日第一批草莓成熟；2018年1月12日进行第一次追肥，所有处理均施入5 kg莱米特水溶肥；2月7日进行第二次追肥，施用的肥料为海法保力丰复合肥料，施用量为5 kg；4月下旬草莓采摘结束。所有处理的其他栽培管理和病虫害防治措施均一致。草莓不做疏花疏果处理。

1.3 测定参数与方法

草莓定植前(2017年9月27日)、始果期(12月5日)和挂果后期(2018年4月13日)采集土壤样品，测定pH值、有机质、水解性氮、有效磷和速效钾含量。土壤pH值参照NY/T 1377—2007《土壤pH的测定》方法测定；有效磷含量参照NY/T 1121.7—2014《土壤检测第7部分：土壤有效磷的测定》方法测定；速效钾含量参照LY/T 1234—2015《森林土壤钾的测定》方法测定；水解性氮参照LY/T 1228—2015《森林土壤氮的测定》方法测定；有机质含量参照NY/T 1121.6—2006《土壤检测》第6部分土壤有机质的测定方法检测。

分别于2017年12月26日、2018年1月3日、1月10日、1月18日、1月26日、2月2日、2月12日、2月24日和3月9日测定每个小区草莓成熟果数量、商品果数量、最大单果重和产量。2月24日采集草莓样品，用于检测含水量、蛋白质含量、Ca含量、可溶性固形物含量和总酸含量。含水量含量参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》第一法测定；蛋白质含量参照GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定方法第一法测定》；Ca含量参照GB 5009.92—2016《食品安全国家标准食品中钙的测定》方法检测；可溶性固形物含量参照GB/T 10786—2006《罐头食品的检验方法可溶性固形物含量的测定》方法测定；总酸含量参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》方法测定。

1.4 数据统计分析

采用SigmaPlot 10.0绘图，采用DPS v 7.05进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 化肥减量对土壤理化性状的影响

图1显示，虽然PK和CK处理化学氮肥折纯用量比EN处理减少23.5%，但是草莓生长初期(9月27日)、中期(12月5日)和后期(4月13日)，不同施肥处理间土壤水解氮含量间无显著性差异。CK处理比PK处理和EN处理化学磷肥折纯用量减少80.0%。草莓不同生长期，土壤有效磷含量在3个不同处理间也无显著性差异。本季施肥处理前，供试地块土壤中水解性氮211.17 mg·kg-1、有效磷181.12 mg·kg-1。较高的土壤养分含量可能是导致不同施肥处理土壤中有机质、水解性氮和有效磷含量均无显著性差异的原因。CK处理比EN和PK处理化学钾肥折纯用量减少63.6%。草莓生长初期和中期，不同施肥处理的土壤速效钾含量无显著性差异。但在草莓生长后期，CK处理中土壤速效钾含量显著高于EN处理。可能原因为EN处理土壤氮素含量丰富，草莓叶片徒长，营养组织生长旺盛，带走了土壤中较多速效钾。

同日期柱上无相同小写字母表示处理间差异达显著水平(P<0.05)。

草莓生长初期，EN处理土壤pH为6.48，显著低于CK处理(7.17)。草莓生长中期和后期，不同施肥处理间土壤pH值无显著差异。化学氮肥的长期施用是我国农田土壤加速酸化的主要原因[8]。有研究表明，化肥的施用能够导致土壤pH在短时间内快速下降后缓慢回升[9]，这可能是导致EN处理土壤pH在草莓生长初期显著低于CK处理的原因。

2.2 化肥减量对草莓产量的影响

由图2可知，草莓始收果期(12月26日至1月10日)，累计成熟果数和累计总产量均处于缓慢增长阶段。1月10日至2月24日成熟上市草莓数量增加；2月24日后草莓成熟速度又再加快。不同处理间累计成熟草莓果数、总产量和商品果产量虽无显著差异，但表现出PK和CK处理大于EN处理的趋势。整个采摘期，EN、PK和CK处理每667 m2草莓成熟果数分别为19 484、25 483和23 881个，667 m2产量分别为373、498和478 kg，667 m2商品果产量分别为3001、397和391 kg。图3显示，最大单果重表现出随着采摘时间延长而增大的趋势，不同施肥处理间最大单果重不存在显著差异。

同采摘时间无相同小写字母表示处理间差异达显著水平(P<0.05)。图3同。

图3 不同施肥处理最大单果重

本试验地块有机质、水解性氮和速效磷含量为《北京市土壤养分评价指标》[10]极高水平值的2倍，速效钾含量约为极高水平值的4倍，超出草莓养分吸收含量需求[11-12]，这可能是导致本试验化肥减量后，草莓产量反而有所增加的原因。化肥多年持续投入，土壤的总养分含量有了质的提升，但对作物产量的基础贡献力却没有显著增加[13]，甚至会发生肥害，导致减产或绝收[10，14]。

2.3 化肥减量对草莓品质的影响

表1显示，EN、PK和CK处理草莓含水量分别为89.8%、89.6%和89.9%，不同施肥处理间变化不大。EN处理的蛋白质、钙和总酸含量高于PK和CK处理，可溶性固形物含量低于PK和CK处理。EN、PK和CK处理固酸比分别为14.0、16.2和15.6，PK处理最高，EN处理最低。EN处理草莓口感较PK和CK处理差，原因可能为土壤中氮含量过多，过高的施氮量会导致草莓含糖量和固酸比降低，影响草莓品质[15]。