减量追施化肥对设施草莓产量品质及土壤养分的影响

阚炜杰，徐 申，杨雯祎，田 硕，于静湜，牟国兴，石春梅，施鹏飞（.北京市昌平区农业环境监测站，北京 000；.北京市昌平区农机技术推广站，北京 000； 北京市昌平区农业技术推广站，北京 000）

近年来，北京市昌平区保护地草莓种植面积基本稳定在5000 栋左右，栽培模式为日光温室种植，针对昌平区草莓种植的大部分高肥力土壤而言，农户常规施肥往往施用量偏高，但对于高肥力土壤来说，随着施肥年限的增加，土壤养分富集，长此以往的继续大量的施用化肥，不仅不会达到增产、提质的效果，还会导致土壤盐分升高，对产量、品质产生影响。同时化学肥料是速效肥，其过度使用易造成土壤盐渍化等问题，降低了化学肥料的利用率，影响蔬菜作物产量、品质[1]。昌平区草莓作为高经济附加值作物，属于高投入精细化栽培管理，需肥多、追肥次数多，因此肥料投入相对较大，且连作现象非常普遍，因此土壤肥力过高、养分失衡、肥料利用率低等问题日益明显，这不仅造成资源浪费，且过量的养分还会以淋溶方式流失，是造成农业面源污染一项重要原因。因此，通过合理减量施肥管理降低投入成本，保证或提高草莓产量、改善草莓品质来提高经济收益非常必要。

已有研究表明花生在减少20% 掺混控施肥用量时虽然产量有下降，但就收益而言有所提高[2]。马铃薯在配合有机肥施用时减少化肥用量可以显著增加产量[3]。小麦、芒果、甘蓝、荷兰豆在合理减肥下作物没有减产，肥料利用率提高[4-7]，番茄、玉米、小麦、包菜在减肥情况下，产量没有明显差异，但作物中硝酸盐含量下降，土壤中养分的累积减少[8-11]。适当减施氮肥，既能保证作物产量，提高肥料利用率，又能减少对环境的危害[12]。草莓追肥次数减少50% 时，产量和个别品质性状情况不变情况下，果实糖度会有一定程度提升[13]。不同作物不同地域最佳化肥减肥比例各不相同，为进一步探究草莓减量追肥最佳比例设计试验进行分析，在昌平区草莓主产区开展草莓减量追施的试验，选取具有代表性的草莓种植地块，适当减少化肥施用量，为下一步草莓生产合理施肥研究提供理论依据。以期研究出最适合昌平草莓的追肥减量比例，促进草莓农户节本增效。

试验材料与方法

试验地基本情况

试验地点位于北京市昌平区百善镇牛房圈村银黄农业园，常年种植草莓、特种蔬菜及各种药食同源的蔬菜、叶菜等40 余种。试验开展前用石灰氮对土壤进行消毒，草莓定植前采集耕层土壤测定基础养分含量，试验温室土壤基础肥力条件如表1 所示。参照北京市土壤养分分等定级标准，本试验地块土壤有机质、全氮、速效钾含量均处于极高水平，有效磷含量处于高水平，土壤呈弱碱性。与昌平区大部分种植草莓的地力条件基本一致。

表1 试验地土壤基础肥力条件

试验方法

试验设计

试验时间为2020 年8 月～2021 年5 月，试验温室面积400 m2。2020 年8 月31 定植，草莓品种为红颜，种植密度7500 株/667 m2，2021年5 月2 日拉秧。试验共设置四个处理，以农户常规施肥为对照（CK），以CK 为基础分别按照化肥追施量25% 减量（处理1）、50% 减量（处理2）、75% 减量（处理3）设置3 个处理，小区面积100 m2底肥一致管理措施按照农户常规管理习惯进行，试验各处理追肥养分投入情况如表2 所示。

表2 各处理不同生育期追肥养分投入情况（kg/400 m2）

样品采集及检测标准

（1）土壤样品采集及测定方法

施用底肥前，按照S 型取样法，采集耕层土壤（0～20 cm）5 个样点混匀后以四分法留取1 kg 样品，拉秧后同样方法按处理分层采集0～20 cm、20～40 cm 土壤样品，测定土壤养分含量。全氮含量测定采用凯氏定氮法。有机质含量的测定采用重铬酸钾容量法。有效磷采用碳酸氢钠提取钼锑抗比色法。速效钾含量的测定采用乙酸铵提取法。硝态氮项目的测定方法采用紫外分光光度法。pH 采用电位法测定。EC、全盐测定采用电导法。土壤按态氮测定采用KCl 浸提-靛蓝比色法。土壤硝态氮测定采用酚二磺酸比色法。

（2）产量测定及方法

各试验小区内随机选取10 株为测产样本，果实成熟后进行测产。本试验结果期为12 月～次年5 月初，每周定期采收并记录产量，采用抽样估算方法获得试验棚草莓总产量。

（3）品质采集及测定方法

适时采收，重复取样，并及时将样品送检。采用蒽酮比色法测定水溶性总糖，WYT(0～80%)手持测糖仪测定可溶性固形物含量，2,6-二氯靛酚(DCIP) 滴定法测定还原型VC 含量[14]，中和滴定法测定总酸含量[15]，紫外分光光度法测定硝态氮。

数据处理与分析

Excel 2007 进行数据整理分析，采用SPSS V19.0 进行单因素方差分析。

结果与分析

减量追施化肥对草莓产量性状的影响

表3 中数据显示，减量追施化肥用量对草莓产量存在一定的影响。单果重减量追施各处理均高于CK，处理2 最高达18.1g 显著高于其他处理。从产量表现来看，处理1 产量最高达1188.6 kg/667 m2，显著高于其他处理，相较CK 提高了5.24%，处理2 次之，产量为1140 kg/667 m2，显著高于CK 提高了0.94%，处理3 最低，产量1030.4 kg/667 m2，显著低于CK 降低了8.77 %。综合产量分析，三个减量施肥处理中以处理1 表现最好，产量为1188.6 kg/667 m2，与对照CK 相比N-P2O5-K2O投入分别降低了8.17 kg/667 m2、5.33 kg/667 m2、13.67 kg/667 m2，产量提高了5.24%，增产59.2 kg/667 m2，按照草莓平均80 元/kg 的价格计算，增收4736 元/667 m2。

表3 减量追施化肥对草莓产量的影响

减量追施化肥对草莓产量性状的影响

可溶性固形物、可溶性总糖、VC 含量、酸度等指标是评价浆果类果实品质的几个重要参数。表4 中不同处理草莓品质数据显示，在高肥力土壤条件下，适当减量追施化肥，对草莓品质性状不存在较大影响。可溶性总糖、可溶性固形物、VC 含量均为CK 最高，但各处理之间差异并不显著。可溶性总糖含量处理1、处理2、处理3 相较于CK 分别降低3.79%、6.23%、4.77%；可溶性固形物含量处理1、处理2、处理3 相较于CK 分别降低4.92%、5.04%、5.16%；还原型VC 含量处理1、处理2、处理3 相较于CK 分别降低3.42%、4.13%、4.83%。糖酸比处理3 最好，相较于CK 增加了4.58%，处理1、处理2 相较于CK 分别降低2.04%、3.68%，各处理间差异不显著。草莓中硝态氮含量随着减量施肥比例的增加而出现逐渐降低的趋势，处理3 硝态氮含量最低，同时显著低于处理1、处理2 及CK，本试验结果显示在昌平区高肥力土壤条件，减量追施化肥，可降低草莓中硝酸盐的累积。这与马茂亭[16]等人研究的氮肥减量施用可以降低蔬菜中硝酸盐含量有相似之处。

表4 减量追施化肥对草莓品质的影响

减量追施化肥对土壤养分含量的影响

减量追施化肥对土壤EC 的影响

试验结束后，各试验处理0～20 cm、20～40 cm土壤中EC 如图1 所示。分析数据得出，0～20 cm、20～40 cm 土壤中EC 含量随着化肥追肥量的降低而呈逐渐降低趋势，均存在显著差异。说明在本实验高肥力土壤条件下，通过减少化肥追施量，可以有效降低土壤中残留的盐分水平。这与杨祥田[17]在同一草莓种植地块减量追肥可以使土壤含盐量有所下降的研究结果一致。

图1 各处理试验后土壤EC/（mS/m）

减量追施化肥对土壤中硝态氮含量的影响

试验结束后，各试验处理0～20 cm、20～40 cm 土壤中硝态氮如图2 所示。分析数据得出：0～20 cm、20～40 cm 土壤中硝态氮含量随着化肥追肥量的降低而呈逐渐降低趋势，均存在显著差异。通过减少化肥追施量主要是氮肥用量，对降低土壤中硝态氮的累积有良好的效果。这与马茂亭[16]等人所做研究结果一致。

图2 各处理试验后土壤硝态氮含量/(mg/kg)

减量追施化肥对土壤中有效磷含量的影响

试验结束后，各试验处理0～20 cm、20～40 cm 土壤中有效磷含量如图3，有效磷含量分析数据后得出，CK 的有效磷含量最低，可能由于当土壤有效磷含量达到一定值后，土壤中可流失的磷素会急剧增加，造成土壤磷素的较大淋失。随着施肥量的减少，土壤中盈余的有效磷含量显著降低。

图3 各处理试验后土壤有效磷含量/(mg/kg)

减量追施化肥对种植前后土壤pH 变化的影响

各处理种植前pH 均发生显著变化，这可能与草莓种植管理过程中灌溉、施肥次数较多有关。其中，处理三拉秧后土壤pH 较种植前基础土壤pH 呈极显著增生高，处理二拉秧后土壤pH 较种植前基础土壤pH 变化最小（表5）。

表5 各处理拉秧后土壤pH 变化

总结与讨论

本试验中综合产量、品质、土壤养分等数据分析，三个减量施肥处理中追肥减量25% 产量指标表现最好，相较于CK，N-P2O5-K2O 投入分别降低了8.17 kg/667 m2、5.33 kg/667 m2、13.67 kg/667 m2，产量提高了5.24%，增产59.2 kg/667 m2，按照草莓平均80 元/kg 的价格计算，每亩可增收4736 元。在草莓品质方面各品质指标未出现显著降低的现象，草莓品质基本维持原有水平。通过降低了化肥的追施量，草莓拉秧后0～20 cm、20～40 cm 土壤养分数据可以看出EC 以及硝态氮含量随着减少化肥用量均有降低的趋势。减量50%处理中土壤EC、硝态氮、有效磷、降低明显，产量对比CK 略有提高。综合以上分析，在不影响传统施肥习惯草莓产量、品质的前提下，追肥减量25% 产量指标表现最好，品质指标变化不大，并降低了土壤中EC、硝酸盐的积累。追肥减量50% 能够明显减少土壤磷素积累，且对土壤酸碱性影响较小。可以得出合理的减量施肥处理对草莓产量、品质不会产生较大影响，并且可降低果实硝酸盐含量，减少土壤中EC 的积累，降低氮素养分在土壤中富集及淋溶流失对水体造成的污染风险，在防止农业面源污染的发生的同时，节本增效提高农户收入。下一步将根据试验结果进行进一步论证，以期为昌平区设施草莓合理施肥提供科学客观的理论依据。