螯合钙与氮互作对结球生菜产量、品质和土壤理化性状的影响

2023-05-27刘瑜闫实赵凯丽于跃跃梁金凤陈娟郭宁

中国瓜菜 2023年5期

刘瑜　闫实　赵凯丽　于跃跃　梁金凤　陈娟　郭宁

摘要：為了探索京郊设施结球生菜钙肥和氮肥的适宜施用量，以射手101为试验材料，田间试验设置0（Ca₀）、30（Ca₁）g·667 m^-22个氨基酸螯合钙水平，0（N₀）、3.1（N₁）、6.2（N₂）、9.3（N₃）kg·667 m^-24个氮肥水平。结果表明，Ca₁水平下结球生菜产量较Ca₀N₀水平显著提高，Ca₁N₀、Ca₁N₁和Ca₁N₂处理产量分别较不施钙Ca₀N₀、Ca₀N₁和Ca₀N₂处理提高23.61%、2.05%和7.39%。品质方面，不施钙条件下，施氮处理的硝酸盐含量高于不施氮处理，但施钙后除N3水平硝酸盐含量高于不施氮外，N₁、N₂氮水平下硝酸盐含量低于不施氮；N₁水平的维生素C含量高于或等于不施氮水平，其他氮水平下的维生素C含量低于不施氮；除N₃水平外，施入钙肥明显提高了结球生菜全钙含量。施入氮肥后土壤碱解氮含量高于或等于不施氮处理，Ca₁N₃处理土壤碱解氮含量最高，较Ca₀N₀处理显著提高15.62%，施钙后各处理土壤pH均较同一施氮水平不施钙处理降低。综上所述，减肥、稳产、增效栽培最优拟合施肥方案为施氮量（纯N）4.9 kg·667 m^-2+施钙量30 g·667 m^-2，可保证结球生菜高产和品质提升。

关键词：生菜；钙；氮；产量；品质；土壤理化性状

中图分类号：S636.2 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）05-120-05

Effects of calcium and nitrogen interaction on yield， quality and soil physical and chemical properties of head lettuce

LIU Yu， YAN Shi， ZHAO Kaili， YU Yueyue， LIANG Jinfeng， CHEN Juan， GUO Ning

（Beijing Cultivated Land Construction and Protection Center， Beijing 100101， China）

Abstract： The aim of this study was to explore the effects of appropriate application rates of calcium and nitrogen fertilizer for head lettuce in the suburbs of Beijing. Using Archer 101 as the experimental material， 0（Ca₀）and 30（Ca₁） g·667 m-2 two calcium fertilizer levels were set in the field experiment. 0（N₀）， 3.1（N₁）， 6.2（N₂）， 9.3（N₃）kg·667 m^-2four nitrogen fertilizer levels. The results showed that the yield of lettuce under Ca₁level was significantly increased compared with Ca₀level， and the yield of Ca₁N₀， Ca₁N₁and Ca₁N₂treatments was increased by 23.61%， 2.05% and 7.39% compared with Ca₀N₀， Ca₀N₁and Ca₀N₂treatments， respectively. In terms of quality， nitrate content increased and VC content decreased with the increase of nitrogen application. Calcium fertilizer significantly increased the total calcium content of head lettuce. With the increase of nitrogen application rate， soil alkali-hydrolyzed nitrogen content showed an increasing trend， and the soil alkali-hydrolyzed nitrogen content in Ca₁N₃treatment was the highest， which was significantly increased by 15.62% compared with Ca₀N₀treatment. There was no significant difference in soil exchangeable Ca content among all treatments， but the pH of soil treated with Ca₁N₁and Ca₁N₃was lower than that without Ca. In this experiment， the optimal fertilization scheme of stable yield and efficiency cultivation for weight loss can adopt nitrogen application amount of 4.9 kg·667 m^-2and calcium application amount of 30 g·667 m^-2， which can ensure high yield and quality improvement of head lettuce.

Key words： Lettuce; Calcium; Nitrogen; Production; Quality; Physical and chemical properties of soil

结球生菜是北京种植面积较大的作物之一，合理施肥是其增产的重要手段[1]。氮素是植物重要的营养元素之一，有促进植株光合作用和蛋白质合成的效果，与结球生菜生理代谢、产量和品质密切相关[2-3]。笔者通过调研了解到京郊结球生菜平均施氮量为295.5 kg·hm^-2，远高于其氮肥需求量。过量施氮会导致肥料利用率降低和生态环境污染等一系列问题[4-5]，因此科学合理施用氮肥是目前北京农业绿色高效发展亟需解决的问题。钙是植物必需的中量元素，蔬菜对钙元素的需求量仅次于氮、磷、钾元素[6]。钙对碳水化合物和蛋白质的合成过程，以及植物体内生理活动的平衡等起着重要作用[7-8]，钙肥施用是影响结球生菜产量和品质的重要栽培措施。张建华等[9]研究表明，适宜的氮钾钙配比可以促进生菜的生长，使产量提高9.5%，叶绿素含量和维生素C含量分别提高19%和13%。韩巍等[10]研究表明，设施蔬菜种植中，土壤中氮、磷、钾的富集加剧了蔬菜土壤有效性钙的缺乏。

前人对结球生菜施肥已有大量研究，但主要以氮或者钙单因素为主，且集中于盆栽试验和特定土壤类型。因此发挥氮肥和钙肥对结球生菜生长最佳的互作效应，以降低氮肥用量、提高作物品质，对京郊设施蔬菜发展有重要意义。笔者的试验在前期工作基础上，设置不同的施钙量和施氮量，研究其对结球生菜产量、品质和土壤理化性状的影响，旨在为结球生菜氮肥减量增效提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2021年在北京市顺义区杨镇松各庄村农户进行，年平均气温11.5 ℃，年日照时数2750 h，无霜期195 d左右。年均相对湿度50%，年均降水量约625 mm，为华北地区降水量较均衡的地区之一，全年降水的75%集中在夏季。土壤类型为褐土。2021年9月3日定植，11月18日收获，钢架拱棚种植，棚长55 m，跨度11 m，土壤基本理化性状见表1。

1.2 材料

结球生菜品种为射手101，由北京蔬之家农业科技有限公司提供，栽培行株距为33 cm×25 cm。试验所用氨基酸螯合钙（生产厂家西班牙迈娜制药有限公司）以天然氨基酸混合物络合钙元素而成，钙质量浓度（Ca）≥30 g·L^-1，尿素N含量（w）46.7%。

1.3 试验设计

试验采用二因素裂区设计，设置钙肥水平为主区，氮肥水平为副区。设0（Ca₀）、30（Ca₁）g·667 m^-22个钙肥水平，0（N₀）、3.1（N₁）、6.2（N₂）、9.3（N₃）kg·667 m^-24个氮肥（纯N）水平，共8个处理，每个处理3次重复，小区面积25.2 m²。钙肥为氨基酸螯合钙（Ca≥30 g·L^-1），氮肥为尿素（N含量46.7%）。磷肥基肥为过磷酸钙（P₂O₅含量18%），追肥为磷酸二氢钾（P₂O₅含量52%、K₂O含量34%）、硫酸钾（K₂O含量52%），各处理磷钾肥用量一致。按照质量比施用肥料，氮肥基追比3∶7，磷肥基追比4∶6，钾肥基追比3∶7。氨基酸螯合钙在结球初期和结球中期分2次滴灌，其他管理措施各处理均相同，具体施肥量见表2。

1.4 测定方法

产量测定：收获期，每个小区选取连续15株，去除表层叶片，测定生菜净菜产量。

土壤测定：收获期，每个小区随机采集3份0～20 cm深度的土样，风干后采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机质含量，采用碱解扩散法测定碱解氮含量，采用0.5 mol·L^-1NaHCO₃钼锑抗比色法測定有效磷含量，采用火焰光度计法测定速效钾含量，采用电极电位法测定pH值，水土体积比为5∶1，采用乙酸铵溶液交换法测定交换性钙含量。

植株测定：每小区随机取2株，采用高效液相色谱法测定植株维生素C含量，采用离子色谱法测定硝酸盐含量，采用电感耦合等离子体发射光谱仪法测定全钙含量。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2013和SASS 8.1软件分析数据，对不同处理之间生菜产量、品质和土壤数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对结球生菜产量的影响

由图1可以看出，同一施钙水平下，结球生菜产量随着施氮量的增加呈先升高后降低的趋势。不施钙条件下Ca₀N₂处理结球生菜产量最高，667 m²达到3 022.46 kg，较Ca₀N₀处理显著提高31.07%；施钙条件下Ca₁N₂处理结球生菜产量最高，显著高于其他处理，分别较Ca₁N₀、Ca₁N₁和Ca₁N₃处理提高13.87%、10.29%和14.76%。除N₃水平外，同等氮肥用量条件下，施用钙肥的结球生菜产量均高于不施用钙肥处理。Ca₁N₀、Ca₁N₁和Ca₁N₂处理产量均高于相应氮水平的不施钙Ca₀N₀、Ca₀N₁和Ca₀N₂处理。表明获得结球生菜高产，可以通过增施钙肥来实现，并且钙肥施用可作为氮肥减施后生菜稳产高产的重要栽培措施。

由图2和图3可知，不施钙条件下，氮肥与结球生菜产量的关系可用二次方程模拟y=-15.726 x²+217.48 x+2 319.8，获得最高产量的最佳施N量为6.91 kg·667 m^-2；施钙条件下，氮肥与结球生菜产量的关系可用二次方程模拟y=-13.27 x²+131.04 x+2804，获得最高产量的最佳施N量为4.94 kg·667 m^-2。施用钙肥后促进了植株对氮素的吸收，可以达到减少氮肥投入的效果。

2.2 不同处理对结球生菜品质的影响

由表3可以看出，不施钙条件下，结球生菜硝酸盐含量随着氮肥投入量的增加呈先升高后降低趋势；施钙条件下，随着氮肥投入量的增加，结球生菜硝酸盐含量无显著增加趋势，可能是钙肥抑制了硝酸盐的转化。Ca₀N₂处理硝酸盐含量最高，较Ca₀N₀处理增加18.09%，差异显著；其他各处理间硝酸盐含量无显著差异。

不施钙条件下，随着氮肥投入量的增加，结球生菜维生素C含量有降低趋势。Ca₀N₂和Ca₁N₃处理维生素C含量均较低，分别较Ca₀N₀和Ca₁N₁处理降低26.97%和14.97%。不施钙条件下，Ca₀N₀和Ca₀N₁处理的维生素C含量显著高于其他2个处理；施钙条件下，Ca₁N₁处理维生素C含量显著高于Ca₁N₂和Ca₁N₃处理。

除N₃水平外，其他氮水平施入钙肥处理的全钙含量明显高于不施钙处理。施钙条件下，随着氮肥投入量的增加，全钙含量呈降低趋势。Ca1N₀处理全钙含量最高，较Ca₁N₃处理提高20.72%，二者差异显著，同时Ca₁N₀处理全钙含量均高于其他不施钙处理。

2.3 不同处理对土壤理化性状的影响

由表4可以看出，各处理间收获后土壤交换性钙含量均无显著差异。施用氮肥后土壤中碱解氮含量均高于或等于不施氮处理。Ca₁N₃处理土壤碱解氮含量最高，比Ca₀N₀处理显著提高15.62%，与其他各处理间均无显著差异。土壤pH在施钙处理后较不施钙处理降低，其中，Ca₁N₁和Ca₁N₃處理的pH分别降低至6.83和6.87。

3 讨论与结论

施氮和施钙对提高作物产量和品质有重要作用[11-13]。刘宇曦等[14]研究表明，樱桃番茄追施纯N 120 kg·hm^-2，可以显著提高产量和品质。何鑫等[15]研究表明，喷施适当浓度硝酸钙，可增加水培生菜叶片数、根长、根冠比，增加生菜地上部分磷、钾、钙含量。在笔者的试验条件下，随着氮肥用量的增加，结球生菜产量呈先升高后降低的趋势，表明适量施用氮肥可以实现结球生菜增产，但是过量施用会降低氮素利用率。在不施氮水平下，追施氨基酸螯合钙肥后结球生菜产量较不施钙处理显著增加，通过二次方程分析得出，不施钙处理结球生菜最佳施氮量（纯N）为6.91 kg·667 m^-2，施钙处理最佳施氮量（纯N）为4.94 kg·667 m^-2，施用钙肥可以降低氮肥投入。

钙在促进果实品质方面有重要作用[16-18]。王齐龙[19]研究表明，减氮30%配施钙镁处理显著降低生菜硝酸盐含量41.40%，提高维生素C含量6.60%；化肥减量可以显著促进甘蓝和生菜生长，提高产量，改善品质[20-21]。在笔者的试验中，随着施氮量的增加，不施钙处理下，施氮处理硝酸盐含量高于不施氮处理，但施钙后N₃水平硝酸盐含量高于不施氮，N₁、N₂水平下硝酸盐含量低于不施氮；施入N1水平氮肥，维生素C含量高于或等于不施氮水平，其他氮水平维生素C含量低于不施氮。追施钙肥后N₂水平硝酸盐含量最低，表明施钙后可以抑制NO₃^-转化，这与娄春荣等[22]的研究结果一致。钙是植物体内重要营养元素，除N₃水平外，其他施钙处理提高了结球生菜全钙含量0.71%～15.97%，大量施用氮肥会降低结球生菜对钙的吸收，不利于作物品质提升。

碱解氮含量反映出氮素的供应强度[23]。在笔者的试验中，施入氮肥后土壤碱解氮含量高于或等于不施氮处理。各处理碱解氮含量均高于土壤初始值（110.56 mg·kg^-1），在同一氮肥水平下，施入钙肥后碱解氮含量无显著差异，说明氮肥施用有利于土壤碱解氮累积。土壤交换性钙多用于衡量有效钙水平，土壤中矿质元素间的相互作用会影响作物对养分的吸收[24]。笔者的研究中施入钙肥降低了土壤pH，其原因可能与钙的离子交换吸附有关，这与高雅洁等[25]的研究结果一致。施入土壤中的钙，大部分作为交换性离子被羰基吸附而释放出H⁺，从而增加了根际土壤的酸度，导致土壤pH值降低。

采取增施钙肥+减施氮肥的栽培措施，可达到增产增效效果，通过方程拟合钙、氮最佳施用量为：施氮量4.9 kg·667 m^-2+施钙量30 g·667 m^-2。所以在目前化肥减量的前提下，减少结球生菜氮肥投入后增施钙肥，是维持结球生菜高产和提高品质的重要保证。

参考文献

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