尿素硝酸铵溶液配施褐藻寡糖对结球甘蓝生长发育的影响

The Effect of Urea Ammonium Nitrate Solution Combined with Alginate Oligosaccharides on the Growth and Development of <i>Brassica oleracea</i> L.var.<i>capitata</i> L.

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2025.03.011

王亮亮 Liangliang WANG , 张梦君 Mengjun ZHANG , 崔然 Ran CUI , 陈辉 Hui CHEN , 苑征征 Zhengzheng YUAN , 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

摘要：

为考察褐藻寡糖对尿素硝酸铵溶液(UAN)的增效作用，以结球甘蓝为研究对象，开展了田间小区试验。试验共设5个处理，以不施氮肥为对照(CK)处理，T1~T4处理分别滴施等量的UAN和0、0.03%、0.06%、0.09%褐藻寡糖，测定了不同处理的结球甘蓝农艺性状、品质指标和氮素利用率。结果表明：在UAN中添加褐藻寡糖对结球甘蓝的产量和品质均有促进作用，结球甘蓝产量较T1处理的增加7.88%~13.28%，其中T3处理的产量最高；添加褐藻寡糖处理的结球甘蓝中硝酸盐含量低于T1处理的；氮素利用率随褐藻寡糖用量的增加而增大；经济收入随褐藻寡糖用量的增加先增加后降低，T3处理的经济效益最好。在试验条件下，兼顾产量、品质和经济效益，UAN中添加质量分数0.06%的褐藻寡糖较理想。

关键词：

褐藻寡糖; 结球甘蓝; 尿素硝酸铵溶液; 氮素利用率;

Abstract：

In order to investigate the synergistic effect of alginate oligosaccharides on urea ammonium nitrate solution (UAN), a field plot experiment is conducted on Brassica oleracea L.var.capitata L. as the research object. The experiment consists of 5 treatments, with no nitrogen fertilizer as the control (CK) treatment. The T1-T4 treatments are treated with equal amounts of UAN and 0, 0.03%, 0.06%, 0.09% alginate oligosaccharides, respectively. The agronomic traits, quality indicators, and nitrogen utilization efficiency of Brassica oleracea L.var.capitata L. under different treatments are measured. The results show that adding alginate oligosaccharides to UAN has a promoting effect on the yield and quality of Brassica oleracea L.var.capitata L.. The yield increases by 7.88% to 13.28% compared to T1 treatment, with T3 treatment having the highest yield and the nitrate content in Brassica oleracea L.var.capitata L. treated with alginate oligosaccharides is lower than that in T1 treatment. The nitrogen utilization efficiency increases with the increase of alginate oligosaccharide dosage. The economic income first increases and then decreases with the increase of alginate oligosaccharides dosage, and T3 treatment has the best economic benefits. Under experimental conditions, it is ideal to add 0.06% alginate oligosaccharides to UAN while considering the yield, quality, and economic benefits.

Keyword：

alginate oligosaccharides; Brassica oleracea L.var.capitata L.; urea ammonium nitrate solution; nitrogen utilization efficiency;

结球甘蓝具有复种指数高、经济效益好等优点，在我国各地均有种植^[1-2]。结球甘蓝在人们日常食用的叶菜类蔬菜中占据着比较重要的地位，特别是对于缓解蔬菜淡季的供应问题起着较大的作用。此外，结球甘蓝富含多种维生素、微量元素和矿物质^[3]，食用后又可增强饱腹感，随着健康饮食理念的推广，越来越受大众的欢迎。甘蓝是一种喜肥的作物，尤其对氮肥的需求量较大，除底施氮肥外，在其生长中后期还需不定期追施氮肥。目前，尿素是甘蓝追施最常用的氮肥^[4]，但尿素施用后存在淋溶、氨挥发、硝化-反硝化等过程，导致氮素损失严重。通过调查发现，甘蓝生产过程中存在过量施用氮肥的现象，这不仅造成大量氮素的浪费，还会影响甘蓝的品质，特别是硝酸盐的积累等^{[2, 4]}。尿素硝酸铵溶液(UAN)是集酰胺态氮、铵态氮、硝态氮等3种氮素形态于一体的产品，施用后可以发挥各种氮源的优势^[5]。另外，UAN为液体形态，配合水肥一体化设施^[6]，具有施肥便捷的优点，并可根据作物在不同时期对氮肥的需求进行快速补充。已有研究表明，与尿素相比，UAN可提高农作物的产量和品质^[7]。UAN是世界各国使用最多的液体氮肥^[8]，在我国大田作物上也逐步得到大面积的推广和应用，并且通常与脲酶抑制剂或硝化抑制剂等配合使用^[9-11]。目前暂未发现有关UAN与褐藻寡糖在甘蓝等蔬菜作物上配施的研究报道，因此，本文采用UAN加褐藻寡糖的组合，通过滴灌施肥探究褐藻寡糖对UAN的增效效果，以期为UAN的进一步提质增效和高效施用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试作物：结球甘蓝，品种为夏甘58。

供试土壤理化性状：w(有机质)为11.35 g/kg，w(碱解氮)为85.05 mg/kg，w(有效磷)为33.03 mg/kg，w(速效钾)为272.93 mg/kg，pH为8.0。

供试肥料：UAN，w(N)为32%，其中w(酰胺态氮)、w(铵态氮)、w(硝态氮)分别为16%、8%、8%，鲁西化工集团股份有限公司；褐藻寡糖，武汉博润科技有限公司；过磷酸钙，w(P₂O₅)≥12%，楚明磷化有限公司；氯化钾，w(K₂O)≥62%，产地俄罗斯，市购。

1.2 试验设计

试验于2023年8月在河南心连心化学工业集团股份有限公司试验园区内进行，采用小区试验，共设5个处理：对照(CK)处理，不施氮肥；T1处理，UAN；T2处理，UAN+0.03%褐藻寡糖；T3处理，UAN+0.06%褐藻寡糖；T4处理，UAN+0.09%褐藻寡糖。每个处理重复3次，共15个小区，每个小区面积167 m²，小区随机排列，种植密度为48 000株/hm²。所有处理的过磷酸钙、氯化钾均分别按照1 000、450 kg/hm²的施用量以基肥的形式一次性施用；UAN作为追肥，除CK处理滴灌等量清水外，其他各处理分别在定植后的第二周、莲座期及结球中期分3次以滴灌的形式进行追肥，其中第一次追施UAN 75 kg/hm²，后两次均追施225 kg/hm²。各处理除了施用的肥料不同外，其他农学操作均相同。

1.3 测定项目与方法

在结球甘蓝收获期对农艺性状进行测量^[12]。叶球横径：用游标卡尺测量叶球横切面最大直径。叶球纵径：用游标卡尺测量叶球纵切面最大直径。叶球中心柱长：用直尺沿着叶球纵切面中心柱测量长度。单果质量：用电子天平称量去除外叶和外茎后的叶球质量。植株鲜/干质量：用电子天平称量各处理植株地上部鲜质量，然后采用烘干法测定干质量^[13]。

结球甘蓝的品质指标的测定：维生素C(Vc)含量采用2, 6-二氯靛酚滴定法测定^[14]，硝酸盐含量采用水杨酸比色法测定^[15]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定^[16]，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定^[17]。

植物样品用H₂SO₄-H₂O₂消煮后，采用AutoAnalyzer 3型连续流动分析仪测定全氮含量^[18]。

1.4 数据计算与分析

叶球体积、叶球紧实度、氮吸收量及氮肥利用率按式(1)~式(4)计算：

图 1

$ V=\frac{\pi}{6} H D^2 $

式中：V——叶球体积，cm³；

H——叶球横径，cm；

D——叶球纵径，cm。

图 2

$ V=\frac{\pi}{6} H D^2 $

式中：X——叶球紧实度，g/cm³；

m——叶球单果质量，g；

V——叶球体积，cm³。

图 3

$ V=\frac{\pi}{6} H D^2 $

图 4

$ V=\frac{\pi}{6} H D^2 $

采用Microsoft Excel 2010软件进行试验数据的统计与分析，采用IBM SPSS Statistics 21软件进行差异显著性分析。处理间均值的差异性采用单因素方差分析法进行评估。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对结球甘蓝农艺性状的影响

不同施肥处理的结球甘蓝农艺性状见表 1，表中同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

表 1

不同施肥处理的结球甘蓝农艺性状

处理	叶球横径/cm	叶球纵径/cm	叶球体积/cm³	中心柱长/cm	叶球单果质量/kg	叶球紧实度/(g·cm^-3)
CK	14.88±0.50 d	15.08±0.54 a	1 771.76±148.18 c	6.23±0.04 a	1.16±0.06 c	0.65±0.03 a
T1	16.01±0.61 c	15.77±0.74 a	2 084.75±175.22 b	6.12±0.07 ab	1.37±0.03 b	0.66±0.05 a
T2	17.62±0.50 b	15.90±0.83 a	2 332.38±240.57 ab	6.11±0.11 ab	1.48±0.05 a	0.64±0.07 a
T3	18.38±0.49 a	16.13±0.67 a	2 503.88±151.42 a	6.08±0.13 b	1.55±0.07 a	0.62±0.04 a
T4	18.64±0.66 a	15.95±0.78 a	2 482.94±323.80 a	6.08±0.08 b	1.55±0.07 a	0.63±0.11 a

叶球横径、叶球纵径和叶球体积能直观展现结球甘蓝的经济价值^[19]。从表 1可以看出：与CK处理相比，施用UAN可显著提高结球甘蓝的叶球横径和叶球体积，其中叶球横径增长幅度≥7.59%，叶球体积增长幅度≥17.67%；各处理在叶球纵径方面无显著性差异。UAN与褐藻寡糖配施处理的叶球横径和叶球体积大于单纯施用UAN处理的，其中T3、T4处理的叶球横径和叶球体积与T1处理的相比达到显著性差异水平，而T2处理的叶球横径与T1处理的差异显著，但叶球体积的差异不显著。

甘蓝的中心柱长是重要的品质指标之一，单果质量是形成产量的重要基础^[20]。从表 1可看出，配施褐藻寡糖降低了甘蓝的中心柱长，提高了叶球单果质量。在中心柱长方面，T1~T4处理间没有显著性差异；在单果质量方面，T2~T4处理与CK、T1处理均达到显著性差异水平，较T1处理显著增长8%以上，说明褐藻寡糖对甘蓝的增产作用比较明显；增施褐藻寡糖虽然降低了叶球紧实度，但是各处理间无显著性差异。综上所述，T3、T4处理对改善结球甘蓝农艺性状的效果比较明显。

2.2 不同施肥处理对结球甘蓝品质指标的影响

不同施肥处理的结球甘蓝品质指标见表 2。

表 2

不同施肥处理的结球甘蓝品质指标

处理	w(硝酸盐)/(mg·kg^-1)	w(Vc)/(μg·g^-1)	w(可溶性糖)/%	w(可溶性蛋白)/(g·kg^-1)
CK	697.54±39.58 b	19.28±0.49 a	5.55±0.47 b	62.6±1.8 b
T1	746.62±28.02 a	19.66±0.89 a	6.12±0.12 a	73.8±1.9 a
T2	744.57±26.21 a	19.95±0.58 a	6.25±0.16 a	75.4±1.9 a
T3	735.08±21.80 b	20.07±1.29 a	6.25±0.11 a	75.0±2.1 a
T4	735.99±24.91 b	20.09±1.16 a	6.28±0.24 a	72.4±5.4 a

从表 2可知，与CK处理相比，施用UAN后，均可以提高结球甘蓝的硝酸盐含量，其中T1、T2处理与CK处理相比达到了差异显著性水平，而T3、T4处理与CK处理相比无显著性差异。叶用蔬菜中硝酸盐含量是评价产品安全性的重要指标，降低硝酸盐含量是施肥措施中需考虑的重要环节，在UAN中添加合适比例的褐藻寡糖以保证其安全性非常重要。施用UAN提高了结球甘蓝叶片的Vc含量，而在UAN中添加褐藻寡糖则进一步提高了结球甘蓝叶片的Vc含量，且其含量随着褐藻寡糖添加量的增加而增加。施用UAN后，结球甘蓝的可溶性糖和可溶性蛋白的含量显著提高，而在UAN中添加适当比例的褐藻寡糖对于提高可溶性糖及可溶性蛋白同样有益，但是增幅不显著。综合各项指标，T3处理对改善结球甘蓝品质的效果比较明显。

2.3 不同施肥处理对结球甘蓝氮素利用率的影响

不同施肥处理的结球甘蓝氮素利用率见表 3。

表 3

不同施肥处理的结球甘蓝氮素利用率

处理	w(氮)/%	氮吸收量/(mg·株^-1)	氮素利用率/%
CK	0.022±0.001 b	23.07±0.84 d
T1	0.819±0.012 a	1 177.97±23.54 c	33.00±0.67 b
T2	0.827±0.030 a	1 283.19±45.55 b	36.01±1.30 a
T3	0.829±0.029 a	1 352.46±98.32 ab	37.98±2.81 a
T4	0.847±0.042 a	1 374.60±73.51 a	38.61±2.10 a

从表 3可看出：UAN配施褐藻寡糖可提高氮吸收量和氮含量，且随着褐藻寡糖配施量的增加而增加，氮含量和氮吸收量分别较T1处理提高0.98%~3.42%和8.93%~16.69%；UAN配施褐藻寡糖处理的氮素利用率比单施UAN处理的显著提高9.12%~17.00%，且氮素利用率随褐藻寡糖配施量的增加而提高。

2.4 经济效益分析

按UAN 2 500元/t、过磷酸钙900元/t、氯化钾3 550元/t、褐藻寡糖300元/kg、结球甘蓝市场价1元/kg计算，不同施肥处理的经济效益见表 4。

表 4

不同施肥处理的经济效益

处理	施肥成本/(元·hm^-2)	褐藻寡糖成本/(元·hm^-2)	总投入/(元·hm^-2)	总产量/(kg·hm^-2)	总收入/(元·hm^-2)	较T1处理增收/(元·hm^-2)	产投比
T1	3 810.00	0	3 810.00	65 760	65 760		17.26
T2	3 810.00	47.25	3 857.25	70 944	70 944	5 136.75	18.39
T3	3 810.00	94.50	3 904.50	74 496	74 496	8 641.50	19.08
T4	3 810.00	141.75	3 951.75	74 208	74 208	8 306.25	18.78

从表 4可看出：配施褐藻寡糖的处理成本增加47.25~141.75元/hm²，与单施UAN处理相比，成本增幅为1.2%~3.7%；配施褐藻寡糖处理的结球甘蓝产量比单施UAN处理的增产7.88%~13.28%，收入增加5 136.75~ 8 306.25元/hm²；配施褐藻寡糖处理的产投比高于单施UAN处理的，其中T3处理的增幅最大，为10.54%；T4处理的产投比较T3处理的有所下降，说明在UAN中配施较大量的褐藻寡糖在经济上不合理。

3 结语

光照、水分等因素都会影响作物硝酸盐的含量，其中氮肥是最主要的影响因素。试验结果表明，单施UAN处理的结球甘蓝硝酸盐含量较CK处理的显著提高；UAN配施褐藻寡糖后，结球甘蓝的硝酸盐含量降低，特别是配施的褐藻寡糖质量分数达到0.06%及以上后，硝酸盐的含量较单施UAN处理的显著降低。这可能是因为褐藻寡糖有助于UAN中的氮素快速转化为有机物而不是以硝酸盐的形式留在作物体内。同时，氮素的快速吸收也促进了甘蓝的快速生长，提升了结球甘蓝的叶球体积和单果质量，进一步“稀释”了滞留在甘蓝体内的硝酸盐浓度，从而降低了硝酸盐的含量。同时，配施褐藻寡糖还能提高作物体内Vc、可溶性蛋白和可溶性糖的含量。

UAN含有酰胺态氮、铵态氮和硝态氮等3种不同形态的氮素，虽然可以发挥不同形态氮素的优势，但因其呈液体状态，活性较强，施入土壤后，由于作物的吸收利用效率有限，氮素可能发生不同形式的损失。已有研究表明，UAN配施氮肥增效剂可提高氮素吸收利用率，降低氮肥损失，最终提高作物产量^{[10, 21]}。本试验结果表明，UAN配施褐藻寡糖可提高结球甘蓝植株的氮吸收量及氮素利用率，这可能是因为褐藻寡糖中含有多种生物刺激素，这些成分能诱导植株体内吲哚乙酸等生长素的快速分泌，促进作物根系的分枝和生长，增大根系的分布面积，提高其对土壤中水分和养分的吸收能力，进而提高了氮素利用率。通过试验还发现，UAN配施褐藻寡糖可提高结球甘蓝的产量，但褐藻寡糖的加入同样提高了生产成本，当配施的褐藻寡糖质量分数达到0.09%时，产投比呈下降趋势。

综上所述，在UAN中添加质量分数0.06%的褐藻寡糖，不仅可提高结球甘蓝的产量和经济效益，还可以降低硝酸盐含量，改善品质，同时提高氮素利用率。

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