控释氮肥替代水溶肥对草莓产量和品质的影响

赵凯丽，高 飞，刘 瑜，沈 欣，李权辉，赵 静，郭 宁*

（1.北京市耕地建设保护中心，北京 100101；2.全国农技推广服务中心，北京 100125；3.北京市密云区农业技术推广站，北京 101500；4.北京市延庆区农业技术推广站，北京 102100）

草莓作为营养价值高、经济效益好的小浆果，在北京的种植面积逐年扩大［1］。为适应北京都市型休闲农业的需求，京郊地区草莓逐渐由生产型向采摘型、由土壤栽培向基质栽培转变，主要发展高架基质草莓栽培的模式，目的是方便采摘。“草莓上架了，离地无土了”，但种植户仍按照传统土栽的施肥方式种植草莓，大水大肥，容易造成草莓肥害［2-3］。氮是植物体内的重要元素之一，是蛋白质、核酸和叶绿素的重要组成元素，施氮水平将直接影响作物的产量和品质［4-7］。草莓的生育期长、持续结果能力强、根系浅、需肥量大，对土壤氮素较为敏感，氮投入量水平显著影响植株的生长［2-3］。有研究表明［6-8］，适量施用氮肥可提高草莓果实的产量和品质，而过量的氮肥可导致草莓茎叶过度生长、生育期延长、产量下降；在番茄［9］、西瓜［10］、黄瓜［11］等经济作物上也有类似的研究结果。在当前的实际生产中，种植户和园区为了追求草莓的产量和口味，大量施用氮肥、多次追肥的现象十分普遍。有研究表明，在草莓整个生育期内，水肥一体化施肥方式的追肥次数可高达25～40次［12］；分次施肥导致劳动力成本投入较高，传统灌溉方式使水肥流失风险加大。因此，调整传统的施肥结构，探究经济高效和环境友好的最佳施肥量已经成为草莓生产中亟待解决的问题。

缓/控释肥料，肥料施用后肥料养分的释放可以人为控制，或者与速效肥料相比肥料养分释放速度缓慢［13］。因肥料养分的释放缓慢，施用后对作物的作用时间也比较长。研究表明，施用控释肥料可提高作物叶片的叶绿素含量和光合速率，增加物质积累和产量，提高品质。邵蕾等［14］在盆栽草莓上的研究表明，与普通肥料相比，控释肥提高了草莓的产量、植株干重及氮磷钾利用率，这与陈宝成等［15］的研究结论相似。王晓巍等［16］研究表明，缓/控释氮肥可提高基质栽培甜瓜叶片的叶绿素含量、净光合速率，增加单瓜重，提高果实Vc和可溶性糖含量，降低硝酸盐含量。此外，控释氮肥也可显著提高番茄［17］、西瓜［18］、蕹菜［19］等作物的产量和品质。

目前，缓/控释肥在草莓上的研究大都集中在肥料类型对比、氮磷钾利用率上，对最优施肥量的研究甚少。本研究以在草莓养分需求规律上推荐的施肥量为基础，通过分析草莓的产量和单果重，在不同氮素水平处理下计算最优施氮量，为科学合理施用控释氮肥提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2019年9月～2020年1月在北京市昌平区兴寿镇桃林村鑫城缘果品专业合作社6#日光温室进行。试验采取高架基质栽培的方式，所用基质配方为草炭∶蛭石∶珍珠岩=2∶1∶1，基本性质如表1所示。

表1 栽培基质基本性质

供试草莓品种为“红颜”，由北京鑫城缘果品专业合作社提供，2019年9月10日定植，定植密度为100000株/hm2，试验期为2019年9月定植起至2020年1月采摘完头茬果止，试验各处理的水分管理方式均为滴灌，温室日常管理按照当地园区种植习惯进行。

1.2 试验设计

基于基质栽培草莓的养分需求量试验［20］得出，在苗期每株草莓N、P2O5、K2O的需求量分别为240.41、55.53、206.02 mg，在花期每株草莓N、P2O5、K2O的 需 求 量 分 别 为150.25、54.77、97.28 mg，在草莓头茬果期每株草莓N、P2O5、K2O的需求量分别为251.12、41.45、410.36 mg；即每株草莓N、P2O5、K2O的总需求量分别为641.78、151.75、713.66 mg［12］。基于草莓各生育时期的吸收量推荐施肥量，具体施用量见表2。

试验共设置6个处理，CK为对照处理，不施用氮肥；CF为常规优化施肥处理，施用普通尿素；0.5CRF、0.85CRF、CRF、1.5CRF为控释氮肥处 理，氮 水 平 分 别 为32.50、55.25、65.00和97.50 kg/hm2，一次性底施控释尿素。试验每个处理设3次重复，共计18个小区，每个小区面积约20 m2（即每小区3栽培架次），全部随机区组排列。其中，CF处理采用水肥一体化滴灌施肥，共追肥9次，在草莓苗期和花期追复合肥（24-8-18）25 kg/（hm2·次）（10、11月每月各追肥2次），头茬果期追复合肥（18-6-31）30 kg/（hm2·次）（12月追肥4次、1月追肥3次）。CRF处理的磷钾肥施用方法与氮肥一致，作为基肥一次性底施。

表2 不同处理的施肥量 （kg/hm2）

试验施用的氮肥为普通尿素（N 46%）和控释尿素（N 46%），其中控释尿素为北京绿洲之星公司生产的120 d包膜尿素（聚氨基甲酸酯包膜）；磷肥为过磷酸钙（P2O512%），钾肥为硫酸钾（K2O 50%）；CF处理施用的复合肥为水溶性肥料（24-8-18、18-6-31）。

1.3 样品采集与指标测定

1.3.1 草莓果实产量

各小区随机选取45株（每栽培架15株）草莓，挂牌跟踪记录头茬果产量，测产时每隔约一周测定一次，记录每株的草莓个数，计算平均单株产量。

1.3.2 草莓果实品质

草莓果实成熟度保持一致，测定指标主要包括Vc和可溶性糖、总酸含量，计算糖酸比。可溶性糖使用TD-45数显糖度计测定，测定时各重复选取6个成熟度一致的草莓榨汁过滤混匀，用移液管吸取约1 mL，移入感应槽内，读数。果实Vc含量用2%的草酸浸提，2，6-二氯靛酚滴定法测定，称取鲜样100 g加等量2%草酸溶液，打成匀浆，取10～30 g放入100 mL容量瓶中，用草酸稀释定容，将溶液过滤，取5 mL滤液于50 mL三角瓶中，用2，6-二氯靛酚溶液滴定，15 s内粉红色不消失为终点。酸度使用GMK-835F水果酸度计测定。

1.4 试验数据处理与分析

试验数据均采用Excel 2003进行处理、绘图，利用SPSS 20进行数据分析，用Duncan法进行差异显著性分析（P＜0.05）。

氮肥偏生产力=施氮区作物产量/施氮量

氮肥农学效率=（施氮区产量-无氮区产量）/施氮量

经济效益分析：肥料及草莓价格均按实际价格计算，水溶肥单价11元/kg，控释氮肥单价4.5元/kg。受疫情影响，草莓销售以网络销售形式为主，价格60元/kg。

总收入=草莓产量×草莓单价

施氮成本=施氮用量×氮肥单价

经济效益=总收入-施氮成本

产投比=（施氮区经济效益-无氮区经济效益）/施氮成本

2 结果与分析

2.1 不同处理对草莓产量的影响

不同处理的草莓产量如表3所示。CK处理的单株产量显著低于其他处理；与CF和CRF处理相比，CK处理的草莓单株产量分别降低了56.2%和97.7%，说明不施氮肥明显导致草莓减产。4个控释氮肥处理的草莓单株产量均高于CF处理，差异性不显著；控释氮肥处理间草莓单株产量大小的顺序依次为：CRF＞0.85CRF＞0.5CRF＞1.5CRF处理。与CF处理相比，控释氮肥处理的草莓单株产量分别提高了22.1%、25.2%、26.5%、7.4%。

从表3可以看出，CK处理的平均单果重低于其他处理，说明不施氮肥也降低了草莓的单果重。4个控释氮肥处理的单果重均高于CF处理，差异性不显著；其中0.85CRF处理的单果重高于其他处理，其次为1.5CRF和0.5CRF处理，以CRF处理的单果重最低；与CF处理相比，控释氮肥处理的单果重分别提高了9.1%、33.3%、7.0%、10.8%。

表3 不同处理的草莓产量

针对4个控释氮肥处理，以施氮量为横坐标，草莓的单株产量为纵坐标进行二次曲线拟合（图1），得出方程：

y=-0.0078x2+0.9465x+29.872，R2=0.9755；

当x=60.7 kg/hm2时，草莓单株产量最高。

图1 控释氮肥用量与草莓单株产量的关系

以施氮量为横坐标，草莓的单果重为纵坐标进行二次曲线拟合（图2），得出方程：

y=-0.001x2+0.1207x+18.487，R2=0.3963；

当x=60.4 kg/hm2时，草莓单果重最高。

图2 控释氮肥用量与草莓单果重的关系

2.2 不同处理对草莓经济效益的影响

从表4可以看出，控释氮肥处理实现了较高的经济收益，与CF处理相比，0.5CRF、0.85CRF和CRF处理的经济效益分别增加了22.3%、25.2%和26.7%，而1.5CRF处理仅增加7.5%。以0.5CRF处理的产投比最高，显著高于其他处理，以CF处理的产投比最小。

表4 不同施肥处理对草莓经济效益的影响

2.3 不同处理对草莓养分偏生产力及农学效率的影响

如表5所示，与CF处理相比，控释氮肥处理（除1.5CRF处理外）均提高了草莓的氮肥偏生产力和农学效率；0.5CRF、0.85CRF、CRF处理的氮肥偏生产力分别提高了144.3%、73.0%、26.5%，农学效率分别提高了222.7%、99.6%、73.7%。

与CRF处理相比，0.5CRF、0.85CRF处理均降低了肥料用量，提高了氮肥的偏生产力和农学效率，其中，0.5CRF处理分别提高了93.1%、85.8%；0.85CRF处理分别提高了36.7%、14.9%。

表5 不同施肥处理对氮肥偏生产力、氮肥农学效率的影响

2.4 不同处理对草莓品质的影响

不同处理的草莓品质如表6所示。与CF处理相比，控释氮肥处理均提高了草莓的糖度，以0.5CRF处理最高，比CF处理显著提升了31.4%，其次为0.85CRF与CRF处理，比CF处理提升了18.9%与18.3%，而1.5CRF处理仅提升了7.7%。草莓的酸度在各处理间并无显著差异。草莓糖酸比以0.5CRF处理最高，其次为0.85CRF和1.5CRF处理，但与CF处理间的差异性均不显著。草莓的Vc含量，控释氮肥处理与CF处理间差异也不显著，与CF处 理 相 比，0.5CRF、0.85CRF和CRF处 理的Vc含量分别提升了14.0%、11.7%和8.8%，而1.5CRF处理提升了12.2%。

表6 不同处理的草莓品质

3 讨论

3.1 不同处理对草莓产量的影响

从草莓产量方面看，4个控释氮肥处理的草莓单株产量均高于CF处理，分别提高了22.1%、25.0%、26.5%、7.35%；草莓单果重也均高于CF处理，分别提高了9.1%、33.3%、7.0%、10.8%。这说明，控释氮肥替代水溶肥能够保证草莓的产量，并且能够实现高产，这与邵蕾等［14］、陈宝成等［15］的研究结论相似。虽然4个控释氮肥处理的草莓单株产量及单果重均高于CF处理，但是差异性均不显著，分析其可能原因是：试验设计的草莓计产方法为各小区随机选取15株草莓挂牌跟踪记产，而在实际的生产中，随机选取的区域内存在前期死苗后期补苗的情况，导致各重复间产量水平的差异较大，而处理间的差异性较小。故对于类似的小面积试验，可优化计产方式，采取实产实收，以提高结果的代表性。

草莓的产量及单个草莓的重量是决定草莓经济收益的关键因素。根据北京鑫城缘果品专业合作社销售现状，草莓单果重达到20 g是草莓礼品箱、超市等对草莓果实大小的基本要求，低于20 g的果实，其经济价值会明显降低，因此，草莓生产不仅要关注产量，更要关注其产量构成因素。综合以上因素，通过二次曲线拟合施氮量与草莓产量、单果重的关系，得出控释氮肥的最佳用量约为N 60 kg/hm2，为实际生产提供参考。

3.2 不同处理对草莓经济效益等的影响

从草莓的生产效益分析，0.5CRF、0.85CRF和CRF处理的经济效益分别增加了22.3%、25.2%和26.7%，说明控释氮肥替代水溶肥减少了肥料用量，降低了施肥成本，也提高了草莓的经济效益。从草莓肥料偏生产力及农学效率方面看，与CRF处理相比，0.5CRF、0.85CRF处理降低了肥料用量，提高了草莓的氮肥偏生产力和农学效率，故而确定适宜的控释氮肥用量有利于提高肥料的偏生产力，提高了肥料的利用效率。

3.3 不同处理对草莓品质的影响

从草莓品质方面看，与CF处理相比，0.5CRF处理显著提高了草莓的糖度。说明适宜的控释氮肥用量可以提高草莓的甜度。除CK处理外，草莓的酸度、糖酸比、Vc含量，各处理间均无显著差异，仅以0.5CRF和0.85CRF处理最优，说明控释氮肥替代水溶肥能够保证草莓的品质，这与褚亚峰等［21］的研究结果一致。

4 结论

控释氮肥替代水溶肥提高了草莓的产量，保证了草莓的品质，降低了肥料投入成本，提高了经济效益。综合考虑草莓的产量、单果重、品质、肥料生产力和经济效益，推荐适宜草莓生产的控释氮肥用量约为N 60 kg/hm2。