中量元素水溶肥施用方式和浓度对白菜产量及品质的影响

吕硕，孙倩倩，刘树桂，孟祥鑫，李伟欣，李彦博，王秀艳，张云鸽，侯秀亭

（1.根力多生物科技股份有限公司，河北 邢台 054700；2.新疆根力多生物科技有限公司，新疆 库尔勒 841000）

白菜是我国人民经常食用的叶类蔬菜之一[1]，其营养丰富且热量低，深受人们的喜爱，在我国各地均有种植[2]。随着大棚设施的普及，白菜实现了一年四季供应。近年来，随着人们对白菜需求量的增大，农民通常采用增施化肥的方式来达到提高白菜产量和品质的效果，但长期大量地施用化肥会导致土壤结构破坏、环境恶化、白菜品质下降等问题，严重威胁蔬菜产业的发展[3]。而为了保证白菜产量和品质，仅施用大量元素肥料也不能满足白菜生长发育的营养需求。因此，如何科学合理地施用化肥，以达到提高白菜产量和品质的目的，成为当下亟需解决的重要问题。Ca和Mg 是植物生长发育的必需元素。Ca 在植物内的移动主要通过蒸腾作用在木质部内向上移动，根部只有根尖可以吸收Ca2+，这就导致作物即使在石灰性土壤种植也会发生缺Ca 现象[4]。植物体内的Mg 含量低于Ca，在成熟叶片中10%的Mg 结合在叶绿体中、75%的Mg 结合在核糖体中、其余的Mg 呈游离态或结合在酶上，当叶片Mg 含量低于2 g/kg 时植物可能缺Mg[5]。植物缺Mg 的突出表现是叶绿素含量下降，严重时叶片黄化[5]。

白菜在生育后期易发生心腐病。研究表明，施用中量元素不仅有利于预防白菜心腐病的发生，减缓叶片衰老，还能提高白菜产量和品质[6-8]。前人在不同作物上进行了钙镁肥效的研究，结果显示，花生施用Ca肥75 kg/hm2，不仅能够显著促进花生生长和提高产量，还能够显著提高氮素利用率[9]；大蒜基施Ca 肥，可以促进大蒜生长，延长大蒜生殖期，其中施用量为300 kg/hm2时大蒜增产25.29%[10]；马铃薯施用Mg 肥300 kg/hm2，可增产34.6%[11]；红毛丹增施Mg 肥后，产量提高10.1%[12]。

前人相关研究多集中在钙镁肥的基施用量上，而对水溶性钙镁肥料的施用效果研究较少。基施钙镁肥料用量大且肥料利用率较低，Ca2+容易被土壤固定。而本研究采用的中量元素水溶肥料是一款全水溶速效型肥料，可直接施用于作物叶片或根际，易于被作物吸收利用。选用以钙镁为主要成分的中量元素水溶肥料为试验肥料，研究不同施用方法与浓度下白菜株高、产量及品质的变化，筛选白菜高产优质的适宜施肥方式和施用浓度，以期为白菜上科学施用中量元素水溶肥料提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021 年9～12 月在邢台市威县进行。试验地土壤为黄壤土，0～20 cm 耕层土壤基础养分含量为有机质6.66 g/kg、碱解氮125.12 mg/kg、有效磷12.03 mg/kg、速效钾146.3 mg/kg，pH 值7.97，EC为0.26 mS/cm。

1.2 试验材料

白菜品种为新乡小包23，购自威县农贸市场。

试验肥料为中量元素水溶肥料，其Ca 含量≥70 g/L、Mg 含量≥30 g/L，由根力多生物科技股份有限公司生产并提供。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 白菜施肥方式设叶面喷施和根部灌施2 个处理；中量元素水溶肥料稀释倍数均设500倍（T1）、700 倍（T2）、1 000 倍（T3）和1 500 倍（T4）4个水平，以施用等量清水作为对照（CK）。小区面积12 m2（长3 m、宽4 m），随机区组排列，3 次重复。

2021 年9 月5 日采用50 cm 等行距条播白菜，40 d后定苗，株距40 cm；在白菜莲座期开始进行施肥处理，此后每7 d 施用1 次，连续施用3 次，每次每小区施用量均为15 L。白菜其他管理方法同大田常规。

1.3.2 测定项目与方法 在白菜收获期，测定白菜的株高、产量和品质指标。

1.3.2.1 株高和产量。每小区均选取长势均匀一致的白菜15 棵，用直尺测量株高（包球顶端到根茎连接处的长度），用蓉城RC-768#电子称称量地上部净重。根据小区白菜平均地上部净重，计算单位面积产量（地上部净重/株×株数/hm2）。

1.3.2.2 白菜品质指标。每小区均选取长势均匀一致的白菜3 颗，称重后切成小块，置于烘箱中先105℃杀青0.5 h，而后75 ℃烘干至恒重，晾至室温后磨碎，装入自封袋中，备用。采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[13]；采用乙醇提取—分光光度计比色法测定叶绿素含量[13]；采用原子吸收分光光度法测定Ca 和Mg 含量[13]。

1.3.3 数据统计分析 利用Microsoft Excel 2010 软件对数据进行处理和绘图；利用SPSS 22.0 软件，采用LSD 和Duncan 方法对数据进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 施肥方式和浓度对白菜产量的影响

相同施肥方式下，叶面喷施除T1处理的产量略＞CK、根部灌施除T1处理的产量显著约CK 外，其他处理的产量均显著＞CK；不同施肥浓度处理的产量差异显著，指标值均随稀释倍数的增大呈先升高后降低的变化，其中T2处理的指标值均为最高，显著＞除T3外的其他处理（表1）。表明2 种施肥方式下，除根部灌施500 倍稀释液处理的白菜减产外，其他施用中量元素水溶肥料处理均可提高白菜产量，其中施用700 倍稀释液的产量最高。

表1 施肥方式和浓度对白菜产量的影响Table 1 Effects of fertilization methods and concentrations on yield of Chinese cabbage

相同施肥浓度条件下，叶面喷施的产量均＞根部灌施，其中T1处理的产量增幅（18.54%）最大。叶面喷施的平均产量＞根部灌施，增幅为10.26%。表明中量元素水溶肥料叶面喷施的产量效果优于根部灌施。

不同施肥方式与浓度组合处理中，叶面喷施700倍稀释液的产量最高，达到166 500.0 kg/hm2，较根部灌施的最高产量（T2处理，151 515.0 kg/hm2）提高了9.89%。

2.2 施肥方式和浓度对白菜株高的影响

相同施肥方式下，施肥处理的株高均＞CK，叶面喷施除T4处理、根部灌施除T1处理外，其他处理与CK 差异均达到了显著水平；不同施肥浓度处理的株高差异显著，指标值均随稀释倍数的增大呈先升高后降低的变化，且均以T2处理最高，其中叶面喷施下指标值显著＞其他处理，根部灌施下指标值显著＞除T3外的其他处理（表2）。表明2 种施肥方式下，施用不同浓度的中量元素水溶肥料均可促进白菜株高生长，其中施用700 倍稀释液的株高最大。

表2 施肥方式和浓度对白菜株高的影响Table 2 Effects of fertilization methods and concentrations on plant height of Chinese cabbage

相同施肥浓度条件下，T1和T2处理的株高表现为叶面喷施＞根部灌施，其他2 个处理的株高则表现为根部灌施＞叶面喷施。叶面喷施、根部灌施的白菜平均株高分别为37.95 和37.88 cm，差异不大。表明施肥方式对白菜株高影响较小，总体来看，中量元素水溶肥料叶面喷施的株高效果略优于根部灌施。

2.3 施肥方式和浓度对白菜Ca 和Mg 含量的影响

2.3.1 老叶 叶面喷施条件下，施肥处理的老叶Ca含量均＞CK，其中T1和T2处理与CK 差异达到了显著水平；不同施肥浓度处理的老叶Ca 含量差异显著，指标值随稀释倍数的增大而逐渐降低，其中T1处理的指标值显著较高，而其他3 个处理差异均不显著（表3）。施肥处理的老叶Mg 含量随稀释倍数的增大而逐渐降低，但不同施肥浓度处理之间及其与CK 之间的差异均不显著。

表3 施肥方式和浓度对白菜叶片Ca 和Mg 含量的影响Table 3 Effects of fertilization methods and concentrations on calcium and magnesium content in Chinese cabbage leaves（g/kg）

根部灌施条件下，施肥处理的老叶Ca 含量均＞CK，除T4处理外，其他处理与CK 差异均达到了显著水平；不同施肥浓度处理的老叶Ca 含量差异显著，指标值随稀释倍数的增大而逐渐降低，其中T1处理的指标值与T4处理差异达到了显著水平，但二者均与其他2 个浓度处理差异均不显著。施肥处理的老叶Mg 含量随稀释倍数的增大而逐渐降低，除T4处理约CK 外，其他处理均＞CK，但不同施肥浓度处理之间及其与CK之间的差异均不显著。

相同施肥浓度条件下，根部灌施的老叶Ca 含量均>叶面喷施，平均高17.76%；Mg 含量均<叶面喷施，平均低16.28%。表明中量元素水溶肥料施用方式会影响白菜老叶的Ca 和Mg 含量，其中叶面喷施更有利于提高老叶的Mg 含量，而根部灌施更有利于提高老叶的Ca 含量。

2.3.2 嫩叶 叶面喷施条件下，施肥处理的嫩叶Ca含量除T1处理＞CK 外，其他浓度处理均约CK，其中仅T4处理与CK 差异达到了显著水平；不同施肥浓度处理的嫩叶Ca 含量差异显著，指标值随稀释倍数的增大而逐渐降低，其中T1处理的指标值显著＞T3和T4处理，T2处理的指标值显著＞T4处理。施肥处理的嫩叶Mg 含量除T4处理约CK 外，其他处理均＞CK，但与CK差异均不显著；不同施肥浓度处理的嫩叶Mg 含量差异显著，除T4处理显著较低外，其他3 个处理差异均不显著。

根部灌施条件下，施肥处理的嫩叶Ca 含量除T2处理显著＞CK、T1处理略约CK 外，其他2 个处理均显著约CK；不同施肥浓度处理的嫩叶Ca 含量差异均达到了显著水平，指标值随稀释倍数的增大呈先升高后降低的变化，顺序为T2处理＞T1处理＞T3处理＞T4处理。施肥处理的嫩叶Mg 含量均约CK，其中仅T4处理与CK 差异不显著，而其他3 个处理与CK 差异均达到了显著水平；不同施肥浓度处理的嫩叶Mg 含量差异均不显著，指标值随稀释倍数的增大呈现略有增大的趋势。

相同施肥浓度条件下，T1、T2和T3处理的嫩叶Ca 含量均表现为叶面喷施约根部灌施，Mg 含量均表现为叶面喷施＞根部灌施。根部灌施的嫩叶平均Ca 含量>叶面喷施，提高了16.67%；平均Mg 含量与叶面喷施相等。表明中量元素水溶肥料施用方式会影响白菜嫩叶的Ca 和Mg 含量，其中根部灌施500～1 000 倍液更有利于提高嫩叶的Ca 含量，而叶面喷施500～1 000倍液更有利于提高嫩叶的Mg 含量。

2.4 施肥方式和浓度对白菜叶绿素含量的影响

叶面喷施条件下，T2和T3处理的叶绿素a 含量显著＞CK，所有施肥处理的叶绿素b 含量均＞CK，最终，叶绿素a＋b 含量除T1外的其他3 个处理均＞CK，其中T2和T3处理与CK 差异达到了显著水平；根部灌施条件下，叶绿素a 含量除T1外的其他3 个处理均＞CK，所有施肥处理的叶绿素b 含量均＞CK，最终，叶绿素a＋b 含量除T1外的其他3 个处理均＞CK，其中仅T4处理与CK 差异不显著（表4）。不同施肥浓度处理下，2 种施肥方式的叶绿素a、b 和a+b 含量变化趋势相同，指标值均随稀释倍数的增大呈先升高后降低的变化，顺序均为T2处理＞T3处理＞T4处理＞T1处理，其中叶绿素a 和a+b 含量不同处理间差异均达到了显著水平，叶绿素b 含量T2与T4和T1处理差异达到了显著水平。表明2 种施肥方式下，除施用500 倍稀释液外，其他施用中量元素水溶肥料处理均可提高白菜叶绿素含量，其中施用700 倍稀释液的叶绿素a、b 和a+b 含量均为最高。

表4 施肥方式和浓度对白菜叶绿素含量的影响Table 4 Effects of fertilization methods and concentrations on chlorophyll content of Chinese cabbage（mg/g）

相同施肥浓度条件下，根部灌施的白菜叶绿素a含量均>叶面喷施，平均值较叶面喷施平均值高4.17%；叶绿素b 含量除T2和T3处理外其他2 个处理均约叶面喷施，平均值较叶面喷施平均值低2.89%；最终，叶绿素a+b 含量除T1处理外其他3 个处理均＞叶面喷施，平均含量较叶面喷施平均值高1.74%。总体来看，中量元素水溶肥料根部灌施对提高白菜叶绿素含量的效果优于叶面喷施。

2.5 施肥方式和浓度对白菜可溶性糖含量的影响

叶面喷施条件下，T2和T1处理的白菜可溶性糖含量＞CK，其他2 个处理的白菜可溶性糖含量约CK，其中仅T2处理与CK 差异达到了显著水平；不同施肥浓度处理的白菜可溶性糖含量差异显著，指标值随稀释倍数的增大呈先升高后降低的变化，其中T2处理的指标值最高且显著＞其他处理（表5）。根部灌施条件下，施肥处理的白菜可溶性糖含量均显著＞CK；不同施肥浓度处理的白菜可溶性糖含量差异显著，指标值随稀释倍数的增大呈先升高后降低的变化，其中T2处理的指标值最高且显著＞其他处理。表明2 种施肥方式下，均以施用中量元素水溶肥料700 倍稀释液效果最好，可显著提高白菜的可溶性糖含量。

表5 施肥方式和浓度对白菜可溶性糖含量的影响Table 5 Effects of fertilization methods and concentrations on soluble sugar content of Chinese cabbage（%）

相同施肥浓度条件下，T3和T4处理的可溶性糖含量表现为根部灌施＞叶面喷施，其他2 个处理的可溶性糖含量则表现为叶面喷施＞根部灌施。根部灌施的平均可溶性糖含量＞叶面喷施，增幅为7.33%。不同施肥方式与浓度组合处理中，叶面喷施700 倍稀释液的可溶性糖含量最高，达到6.40%，较根部灌施的最高值高0.15 百分点。表明中量元素水溶肥料施用浓度对可溶性糖含量的影响效果因施用方式而异，其中叶面喷施700 倍稀释液的效果最好。

3 结论与讨论

Ca 和Mg 是作物生长发育过程中不可缺少的营养元素[14]。前人研究表明，在作物生长过程中追施钙镁中量元素肥料可以促进作物生长，提高产量，改善品质[15-17]；施用Ca、Mg 肥对不同作物的株高和节间距均有显著的促进作用[18-20]。本研究中，白菜采用叶面喷施和根部灌施2 种方式施肥，中量元素水溶肥料稀释倍数均设500 倍、700 倍、1 000 倍和1 500 倍4 个水平，以施用等量清水作为对照（CK），研究了肥料施用方式和浓度对白菜产量及品质的影响，结果表明，采用不同方式施用中量元素水溶肥料500～1 500 倍液均可促进白菜生长，叶面喷施和根部灌施2 种施肥方式下均以700 倍稀释液处理的株高最大，分别为40.40 和40.00 cm，但增大稀释倍数后根部灌施对株高的促进作用仍然较大。蒲敏等[21]比较了枸溶性钙镁肥与水溶性钙镁肥在番茄上的施用效果，发现水溶性钙镁肥施用量为300 kg/hm2时效果最好，相同浓度下番茄增产5.55%，脐腐病发病率降低46.65%。本研究条件下，中量元素水溶肥料无论是叶面喷施还是根部灌施均以700 倍稀释液处理产量最高，分别达到166 500.0 和151 515.0 kg/hm2，其中叶面喷施的产量更高，较根部灌施的最高产量提高9.89%，且施用Ca 肥有利于防治白菜心腐病的发生。

研究表明，在白菜上施用硫酸钾钙镁肥1500kg/hm2，白菜可溶性总糖含量最高，较对照显著提升[22]；施用钙镁肥可以有效提高番石榴品质[23]。本研究结果显示，叶面喷施和根部灌施2 种施肥方式下均以700 倍稀释液处理的可溶性糖含量最高，分别达到6.40%和6.25%，但叶面喷施溶液的稀释倍数超过700 倍时并没有对白菜可溶性糖含量提高产生积极影响，而根部施肥施用700 倍及以上稀释液可以有效提升白菜的可溶性糖含量。本研究条件下，根部灌施更有利于白菜叶绿素a 和叶绿素a+b 含量的增加，在T2最佳施肥浓度时，根部灌施的白菜叶绿素a 和叶绿素a+b 含量分别较叶片喷施提升了6.69%和4.60%。说明根部灌施中量元素水溶肥料可以更好地促进叶片叶绿素的合成，但施用浓度高时会抑制叶片叶绿素a 的合成，2种施肥方式效果差异不显著。这可能与水溶肥具有速效性有关：叶面喷施时肥料直接作用在叶片，叶片进行被动吸收，速度较慢；根部施肥时肥料由根部吸收，通过蒸腾作用将养分输送至叶片，速度快。

胡潇怡等[24]研究表明，滴施66 g/m2的Ca 肥可显著提高小白菜产量，但小白菜叶片中Ca 含量的增加并不显著。而本试验中，施肥浓度越大，叶片的Ca和Mg 含量越高，其中施用500 倍稀释液的叶片Ca 和Mg 含量普遍为最高；根部灌施条件下，老叶的平均Ca 含量较叶面喷施高17.76%、Mg 含量较叶面喷施低16.28%，嫩叶的平均Ca 含量较叶面喷施高16.67%、Mg 含量与叶面喷施相同。说明根部灌施中量元素水溶肥料更有利于叶片Ca 含量的提高，叶面喷施更有利于叶片Mg 含量的提高。

综上所述，在白菜上施用一定浓度的中量元素水溶肥料可增加产量，提高叶绿素含量，促进Ca 和Mg的积累，其中施用700 倍稀释液效果最好。在施用700倍液中，叶面喷施有利于提高叶片Mg 含量，叶片可溶性糖含量最大为6.40%，产量最高为166 500 kg/hm2；而根部施肥可以显著提高叶片Ca 含量，其中老叶中提高了14.03%，新叶中提高了11.54%。施用本研究的中量元素水溶肥料时应稀释700 倍，采用叶面喷施效果更好。