液体缓释氮肥对上海青生长和氮肥利用率的影响

Effects of Liquid Slow Release Nitrogen Fertilizer on Growth and Nitrogen Use Efficiency of <i>Brassica chinensis</i> L.

王亮亮 Liangliang WANG , 程红颂 Hongsong CHENG , 王准 Zhun WANG , 李春萍 Chunping LI , 郭景丽 Jingli GUO

河南心连心化学工业集团股份有限公司河南新乡 453731 Henan Xinlianxin Chemicals Group Co., Ltd., Xinxiang, Henan 453731, China

Author notes:

Correspondence to: 郭景丽(1982—)，女，硕士，农艺师，主要从事新型肥料开发和施肥技术研究；240060329@qq.com

摘要：

为考察液体缓释氮肥对叶菜类作物生长及氮肥利用率的影响，以上海青为试验对象，以不施氮肥为对照(CK)处理，以尿素、尿素硝铵溶液、自制液体缓释氮肥为供试肥料，开展了小区试验。结果表明：施用液体缓释氮肥处理的上海青地上部鲜质量较CK、尿素、尿素硝铵溶液处理的分别增长22.92%、7.78%、12.32%，叶片中维生素C的质量分数增加2.96%~9.74%，硝酸盐的质量分数降低6.86%~20.95%；液体缓释氮肥处理的上海青氮肥利用率显著高于尿素、尿素硝铵溶液处理的，增幅分别为56.87%、76.14%。液体缓释氮肥既能提高上海青生物量、提升品质，又能提高氮肥利用率。

关键词：

缓释氮肥; 液体肥料; 上海青; 生物量; 氮肥利用率;

Abstract：

In order to investigate the effect of liquid slow release nitrogen fertilizer on the growth and nitrogen use efficiency of leafy vegetables, a plot experiment is carried out with Brassica chinensis L. as the test object, taking no nitrogen fertilizer added as the control (CK), urea, urea ammonium nitrate solution and self-made liquid slow release nitrogen fertilizer as the test fertilizers. The results show that the aboveground fresh weight treated with liquid slow release nitrogen fertilizer increased by 22.92%, 7.78% and 12.32% respectively compared with CK, urea and urea ammonium nitrate solution. The mass fraction of vitamin C in leaves increased by 2.96%-9.74%, and the mass fraction of nitrate decreased by 6.86%-20.95%. The nitrogen use efficiency of Brassica chinensis L. treated with liquid slow release nitrogen fertilizer is significantly higher than that of urea and urea ammonium nitrate solution, with an increase of 56.87% and 76.14% respectively. Liquid slowrelease nitrogen fertilizer can not only improve the biomass and quality of Brassica chinensis L., but also improve the efficiency of nitrogen utilization.

Keyword：

slow release nitrogen fertilizer; liquid fertilizer; Brassica chinensis L.; biomass; nitrogen use efficiency;

叶菜类作物是人体所需多种维生素的重要来源^[1]，该类作物生长周期较短、产量高、收效快，非常受种植户的青睐^[2-3]。叶菜类作物对氮素的需求量大^[4-5]，因此合理施用氮肥可获得较高的产量。但由于缺乏技术指导，菜农经常过度施肥，尤其是过度施用氮肥，且所施肥多以速效氮为主，不仅造成大量氮素的浪费，而且给叶菜类作物的产量和品质带来不利影响，甚至可能引起环境污染^[6-7]。因此，开发一种既可以提高氮肥利用率，又能保证作物产量和品质的缓释氮肥尤为重要。液体缓释氮肥是由酰胺态氮和亚甲基脲氮组成的混合物，兼具速效与长效缓释功能^[8]，目前未见有关该类肥料在叶菜类作物上的使用效果和氮肥利用率的研究报道。本试验以上海青为供试作物，研究了液体缓释氮肥对上海青生长及氮肥利用率的影响，以期为开发叶菜类作物专用液体缓释氮肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021年9月在河南心连心化学工业集团股份有限公司(以下简称河南心连心公司)智能玻璃温室中进行。供试上海青为德高508青梗菜；供试土壤为新乡当地土壤，土壤中有机质11.05 g/kg(质量分数，下同)、碱解氮84.05 mg/kg、有效磷33.03 mg/kg、速效钾272.93 mg/kg，pH为7.80。

试验用液体缓释氮肥为河南心连心公司自主研发的产品，总氮≥28%(质量分数，下同)，其中速效氮(酰胺态氮)≥12%、缓释氮(亚甲基脲含氮)≥16%；尿素溶液，总氮≥28%，河南心连心公司自产；尿素硝铵溶液，总氮≥28%，济南祥春源化工科技有限公司生产；钙镁磷肥，P₂O₅≥12%，湖北金明珠化工有限公司生产；氯化钾，K₂O≥60%，俄罗斯进口。

1.2 试验设计

试验设4个处理：对照(CK)，不施氮肥；T1，尿素溶液；T2，尿素硝铵溶液；T3，液体缓释氮肥。每个处理重复4次，共16个小区，每个小区面积2 m²(长×宽为1 m×2 m)，完全随机排列。

施肥处理：钙镁磷肥、氯化钾的施用量分别按照1 100、300 kg/hm²以基肥的方式一次性施用；液体缓释氮肥作追肥使用(T3处理)，分别于5叶1心、10叶1心时分2次以叶面喷施方式施肥，共喷施2次，每次用量为液体缓释氮肥原液250 g/亩(1亩=667 m²)，80倍稀释。T1、T2处理同时期叶面喷施等量氮素的尿素溶液或尿素硝铵溶液，同样80倍稀释；CK处理同时期叶面喷施等量清水。

田间处理：上海青按照行间距15 cm播种，出苗后6~10 d第一次间苗，每3~4 cm留苗1株；待上海青长出4~5片真叶时定苗，每隔15 cm左右留苗1株，每小区留苗90株；收获时每个处理连续取20株进行指标测定。从播种到收获，上海青整个生育周期为56 d，除叶面喷施氮肥种类不同外，其他农学操作各处理均相同。

1.3 测定项目与方法

上海青叶片叶绿素相对含量(SPAD值)采用SPAD-502Plus型叶绿素仪测定^[9]；植株鲜质量用JCS-A电子天平测定；干质量采用烘干法测定^[10]；维生素C(Vc)含量采用2, 6-二氯靛酚滴定法测定^[11]；硝酸盐含量采用水杨酸比色法测定^[12]；植物样品用H₂SO₄-H₂O₂消煮后，用Auto Analyzer Ⅲ测定全氮含量^[2]。

1.4 数据处理与计算

试验数据采用Excel软件进行统计与分析，用SPSS软件进行差异显著性分析。

2 试验结果与分析

2.1 不同氮肥处理对上海青叶片SPAD值的影响

不同氮肥处理的上海青叶片SPAD值见表 1。

表 1

不同氮肥处理的上海青叶片SPAD值

处理	不同日期的上海青叶片SPAD值
处理	9月15日	9月26日	10月8日	10月25日
CK	40.77±0.54 a	43.12±0.68 b	47.90±1.37 a	46.15±0.29 b
T1	41.82±1.18 a	44.85±3.99 ab	48.92±2.33 a	47.23±1.11 b
T2	41.30±2.23 a	48.03±1.46 a	49.28±2.52 a	47.08±1.29 b
T3	41.31±0.66 a	46.53±1.31 ab	48.83±0.46 a	49.45±0.52 a
注：1)同列数据后不同小写字母表示不同处理间差异显著(P＜0.05)，下同

SPAD值在一定程度上代表了植株的光合作用能力^[13]。由表 1可知，除T3处理外，其余各处理的上海青叶片SPAD值随着时间延长均呈现先增大后降低的现象，其原因可能是在作物生长初期，肥料提供的氮素较为充足，随着作物生长，氮肥逐渐被利用或者损失，且土壤中养分同样被吸收利用，作物生长后期氮素供应不足。T3处理的上海青叶片SPAD值一直呈增长状态，且后期与其他处理间差异显著，可能是因为液体缓释氮肥氮素释放周期较长，可为上海青后期生长持续提供氮素，故叶片SPAD值未出现降低现象。

2.2 不同氮肥处理对上海青叶片数的影响

不同氮肥处理对上海青叶片数的影响见表 2。

表 2

不同氮肥处理的上海青叶片数

处理	不同日期的上海青叶片数
处理	9月15日	9月26日	10月8日	10月25日
CK	6.00±0.82 a	10.25±0.29 b	14.75±1.50 b	19.50±1.91 b
T1	6.00±0.82 a	11.75±1.11 a	17.25±1.29 a	22.25±0.96 a
T2	6.50±1.29 a	13.00±1.22 a	17.00±1.41 a	22.50±1.00 a
T3	6.25±1.26 a	12.50±1.06 a	17.50±1.00 a	23.00±0.82 a

由表 2可知：所有处理的叶片数均随时间延长而增多；9月15日前，各处理间的叶片数无显著差异，之后叶片增长幅度差异较大；从9月26日开始，各处理的叶片数均显著大于CK处理的，可能是因为CK处理后期氮肥供应不足，叶片发黄脱落所致；T1、T2、T3处理间的叶片数无显著差异，但T3处理的叶片数最多。

2.3 不同氮肥处理对上海青生物量及品质的影响

不同氮肥处理对上海青生物量及品质的影响见表 3。

表 3

不同氮肥处理的上海青生物量及品质

处理	地上部鲜质量/(g·株^-1)	地上部干质量/(g·株^-1)	根系干质量/(g·株^-1)	w(硝酸盐)/(mg·kg^-1)	w(Vc)/(μg·g^-1)
CK	104.99±8.42 c	4.90±0.69 c	1.22±0.13 b	525.21±22.89 b	60.38±3.52 ab
T1	119.73±7.17 ab	5.64±0.71 ab	1.31±0.08 a	603.93±10.29 a	57.01±2.18 b
T2	114.89±5.69 b	5.37±0.61 b	1.26±0.07 a	618.80±12.20 a	56.65±2.16 b
T3	129.05±6.66 a	5.97±0.59 a	1.33±0.08 a	489.16±15.71 c	62.17±2.16 a

由表 3可知：不同氮肥处理的上海青地上部鲜质量和干质量、根系干质量均显著大于CK处理的，且T3处理的各指标均为最大值；T3处理的上海青地上部鲜质量比CK处理的增加22.92%，比T1处理的增加7.78%，比T2处理的增加12.32%；T3处理的上海青地上部干质量比CK处理的增长21.84%，比T1处理的增长5.85%，比T2处理的增长11.17%；T3处理的上海青根系干质量比CK处理的增长9.02%，比T1处理的增长1.53%，比T2处理的增长5.56%。

对于上海青品质，T1、T2处理的上海青硝酸盐含量比CK处理的显著增加，同时Vc含量也有所降低；T3处理的上海青硝酸盐含量比CK处理的显著降低，下降幅度为6.86%，同时提高了Vc含量，增幅为2.96%。结果表明，与普通氮肥相比，喷施液体缓释氮肥可提高上海青的品质。

2.4 不同氮肥处理对上海青氮含量、氮吸收量、氮肥利用率的影响

不同氮肥处理的上海青氮含量、氮吸收量、氮肥利用率的影响见表 4。

表 4

不同氮肥处理的上海青含氮量、氮吸收量及氮肥利用率

处理	w(氮)/%	氮吸收量/(mg·株^-1)	氮肥利用率/%
CK	0.021±0.002 c	1.03±0.11 d
T1	0.049±0.003 b	2.77±0.09 b	37.31±3.97 b
T2	0.048±0.002 b	2.58±0.11 c	33.23±4.41 b
T3	0.063±0.002 a	3.76±0.15 a	58.53±3.70 a

由表 4可知，不同氮肥处理间的上海青氮吸收量存在明显差异，氮吸收量由大到小的顺序依次为T3＞T1＞T2＞CK；T3处理的氮吸收量比T1、T2处理的分别增加35.74%、45.74%，T1、T2、T3处理的氮吸收量分别为CK处理的2.69、2.50、3.65倍。在氮肥利用率方面，同样是T3处理的最高，分别比T1、T2处理的提高了56.87%、76.14%，T1、T2处理间无显著差异。以上结果表明，喷施液体缓释氮肥可显著提高上海青的氮吸收量和氮肥利用率。

3 结语

缓控释肥及固体脲醛缓释肥料中的氮素可长效缓释，对植物生长发育的促进作用明显优于普通氮肥，表现为施用这两种肥料可增大植物叶片的SPAD值、增加植株的叶片数以及提高生物量等^[14-16]。本研究表明，与喷施普通氮肥相比，喷施液体缓释氮肥可促进上海青生长后期叶片SPAD值的增大，同时提高了地上部生物量，可能是液体缓释氮肥中的部分氮形态与固体脲醛缓释氮肥中的氮形态有相似之处，此种氮形态决定了其氮素的长效缓释性。虽然此种形态的氮素作用于植物不同器官的作用机理可能不同，但是均能起到延长氮素释放的功效，因此可为作物生长后期持续提供养分，缓解缺氮对作物生长造成的不良影响。

硝酸盐含量是反映蔬菜食品安全性的重要指标之一^[17]，摄入过量的硝酸盐会危害人体健康。正常情况下，人体摄入的硝酸盐80%以上来源于蔬菜^[18]。光照、温度、水分等都会不同程度地影响作物体内硝酸盐的积累，其中氮肥是最主要的影响因素之一^[19]。本研究表明，施用普通氮肥处理的上海青硝酸盐含量较空白处理的增加，同时Vc含量降低，这与李科等^[20]对菠菜的研究结果相同。液体缓释氮肥处理的上海青硝酸盐含量不仅比普通氮肥处理的显著降低，同样显著低于CK处理的，这可能是因为液体缓释氮肥中的小分子氮可直接被作物吸收，无需先转化为硝态氮形式再被作物吸收利用^[21]。

液体缓释氮肥是由尿素与甲醛经缩合反应而成，同时含有速效氮(酰胺态氮)和缓效氮(亚甲基脲含氮)。本研究结果显示，在上海青氮含量、氮吸收量以及氮肥利用率方面，T3处理的均显著高于其他处理的，主要是因为液体缓释氮肥不仅能满足上海青生长前期对养分的需求(由尿素提供)，而且能保障其生产中后期所需的养分(由亚甲基脲提供)，故提高了上海青的氮素吸收效率。

综上所述，液体缓释氮肥不仅可促进上海青生长、增加生物量、提升品质，而且提高了氮素利用效率，具有进一步研究和应用的价值。

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