郑 超，谢 平，刘可星

（1.广东海洋大学化学与环境学院，广东 湛江 524088；2.广东海洋大学农学院，广东 湛江 524088；3.华南农业大学资源环境学院，广东 广州 510642）

菜心安全优质高产施肥方案研究

郑 超1，谢 平2，刘可星3

（1.广东海洋大学化学与环境学院，广东 湛江 524088；2.广东海洋大学农学院，广东 湛江 524088；3.华南农业大学资源环境学院，广东 广州 510642）

按“3414”施肥方案在广东湛江进行菜心田间试验，探究氮、磷、钾施肥量对菜心品质和产量的影响，为菜心精准施肥提供科学依据。结果表明：N2P2K2处理产量最高，随氮、磷、钾用量的增加，菜心产量先增加再降低，氮、磷、钾施用量不足或过量都会使菜心产量减少，菜心产量对磷肥用量最敏感，其次是氮肥；菜心可溶性糖含量在不施氮肥或钾肥过量时显著减少，影响菜心可溶性糖含量的主要是氮肥与钾肥的用量；过量的氮肥显著增加菜心硝酸盐的含量，不施磷肥或用量过高都会增加硝酸盐的含量，钾肥用量的增加使菜心硝酸盐的含量降低，菜心硝酸盐含量对磷肥用量最敏感，其次是氮肥。安全优质高产菜心生产推荐施肥方案为：每667 m2N 7.30 kg、P2O52.40 kg、K2O 4.00 kg，可收获菜心产量为1 964.34 kg，硝酸盐含量为97.64 mg/kg，可溶性糖含量为11.69 mg/kg。

菜心；“3414”施肥方案；产量；品质

菜心（Brassica parachinensis bailey）又称菜薹，是十字花科芸薹属白菜亚种中以花薹为产品的一个变种。菜心营养丰富，生长周期短，周年生产，经济效益高，是华南地区种植面积及产量最大且大量出口创汇的主要特产蔬菜，在华南蔬菜生产中占有极其重要的地位［1-2］。在当前菜心生产中，农民一直凭经验或习惯施肥，缺乏科学性，致使氮、磷、钾等营养元素失衡，造成菜心品质降低，还导致硝酸盐大量累积。已有学者对蔬菜中硝酸盐含量进行了研究［3-8］。随着消费者对蔬菜产品逐渐由数量需求转向品质需求，蔬菜优质、安全生产越来越受到社会的关注。已有学者对菜心科学施肥进行研究［8-15］，但菜心安全优质高产施肥方案未见报道，本研究采用“3414”施肥方案，在湛江进行田间试验，分析菜心产量和可溶性糖、可溶性蛋白质、维生素C、硝酸盐含量等品质要素的肥料效应，结合菜心产量与品质得出最佳推荐施肥方案，为当地菜心安全优质高产生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试肥料：尿素含氮46%，过磷酸钙含P2O512%，氯化钾含K2O 52%。菜心品种：美绿8号，该品种抗病性强，生长旺盛，菜心纤维少，颜色翠绿，条粗清甜，30～35 d可采收。

试验地设在广东海洋大学生物研究所6号试验田，属南亚热带季风气候，年平均温度为23.1℃，1月平均气温15.5℃，年降水量为1 685.6 mm，砖红壤砂质土。试验前在试验地取土样进行土壤养分分析，其土壤理化性质：pH为5.07，有机质含量12.86 g/kg，碱解氮87.73 mg/kg，速效钾32.64 mg/kg，速效磷5.55 mg/kg，土壤肥力属中下水平。

1.2 试验方法

按全国统一的“3414”设计方案，即氮、磷、钾3个因素，4个施肥水平，共14个处理，4个水平为：0水平不施肥，2水平当地习惯的最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5（该水平为过量施肥水平）。14个处理分别为 ：N0P0K0、N0P2K2、N1P2K2、N2P0K2、N2P1K2、N2P2K2、N2P3K2、N2P2K0、N2P2K1、N2P2K3、N3P2K3、N1P1K2、N1P2K1、N2P1K1，每个处理3次重复，根据当地施肥情况和土壤养分含量，确定菜心施肥试验的2水平为：每667 m2N 8.00 kg、P2O52.40 kg、K2O 4.00 kg。试验随机区组排列，小区长4 m、宽4 m，小区面积16 m2，各小区间开1 m宽的沟隔开，四周设1 m宽保护行。

2011年11月26日以撒播方式种植，播种量每667 m2为625 g，水源为地下水，通过沟灌，保持土壤湿润，施肥方法：磷肥全部作基肥，钾肥50%作基肥，50%作追肥；氮肥33%作基肥，其余作追肥。播种前两天施基肥，各处理出苗整齐一致，出苗10 d后，第一次追肥，只施氮肥，第1次追肥10 d后第2次追肥，施氮、钾肥。

1.3 数据测定与处理

2012年1月1日在菜心齐口花时采收，测产量与品质。产量用天平称量，可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法，维生素C含量测定采用2，6-二氯酚靛酚滴定法，蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法，硝酸盐含量测定采用水杨酸消化法［16］。

数据采用Excel 2003和SPSS 9.3软件进行统计分析，Duncan法检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 各处理菜心产量与收益比较

由表1可知，处理1（N0P0K0）产量最低每667 m2为524.6 kg，与其他处理差异均达到显著水平。处理6（N2P2K2）产量最高，每667 m2为1 958.0 kg，说明当地习惯的施肥量确实可以获得高产，与处理 10（N2P2K3）、13（N1P2K1）、9（N2P2K1）的产量差异不显著。根据中国化肥网以及中国蔬菜价格网查询到的最新价格，尿素2.54元/kg、过磷酸钙0.5元/kg、氯化钾3.2元/kg、菜心3.0元/kg，得每667 m2菜心的产值、肥款、净收入、增收产值、每元肥产菜量、产投比等。净收入最多的为处理6（N2P2K2），每667 m2达5 795.2元，其次为处理13（N1P2K1），大于 5 000元的还有处理3（N1P2K2）、9（N2P2K1）、10（N2P2K3）；增收产值最多的为处理6，每667 m2达到4 300.3元，大于4 000元的还有处理13、10；每元肥产菜量最多是的为处理13，达125.5 kg/元，其次为处理3；产投比最大的为处理13达91.1元/元。

表1 各处理菜心产量与收益

2.2 氮、磷、钾变化对菜心产量的影响

2.2.1 氮、磷、钾单因素变化对菜心产量的影响 固定其他两种肥料用量为正常水平2水平，氮、磷、钾施用量分别为0、1、2、3 4个水平处理，菜心产量与氮、磷、钾肥用量的回归曲线见图1。从图1可以看出，均构成正向的一元二次抛物线，说明在一定范围内，随氮、磷、钾用量的增加，菜心产量增加，达到一定用量后，菜心产量随氮、磷、钾量的增加而减少，氮、磷、钾施用量不足或过量都会使菜心减产。

图1 单因素肥料与产量关系曲线

对不同处理的菜心产量进行多重差异比较，结果见表2。从表2可以看出，氮处理，正常2水平6处理最高，与少氮处理3无显著差异，与多氮处理11差异显著，少氮处理3与多氮处理11无显著差异，无氮处理2显著低于其他处理；磷处理，正常水平6处理最高，与少磷处理5差异显著，少磷处理5与多磷处理7差异显著，无磷处理4显著低于其他处理；钾处理，正常水平6处理最高，与少钾处理9、多钾处理10都无显著差异，无钾处理8显著低于其他处理。

从以上分析可知，不施氮或磷或钾，即使其他两种肥料的用量为较优，产量都显著降低，不施氮处理比不施磷、不施钾产量更低；少钾处理与多钾处理对产量影响不显著，钾肥在正常水平±0.5范围内变化，菜心产量变化不显著；少磷处理、多磷处理都显著降低产量，磷肥对菜心产量影响明显，增加与减少都会显著降低产量；少氮处理对产量影响不显著，多氮处理使产量显著降低，氮肥增加会显著降低产量，氮肥在0.5正常水平范围内减少，即氮肥在正常水平基础上减少一半，产量降低不明显。菜心产量对磷肥用量变化最敏感，其次是氮肥。

2.2.2 氮、磷、钾交互对菜心产量的的影响 建立菜心产量三元二次肥料效应方程，Y = 524.63-18.89N2-162.96P2-28.96K2-62.22NP+ 41.31NK - 172.23PK- 36.51N + 874.40P +332.65K，R=0.995，F ＞ F0.01＞ F0.05，说明不同的施肥处理间菜心产量差异显著，方程可以很好地表达肥料与产量之间的关系。

表2 单因素肥料变化对菜心产量与品质的影响

从产量肥料效应方程二次项看，施用磷肥对产量的衰减速度最快，其次是钾肥；氮、钾的交互项系数为正值，氮、钾肥配合施用对产量促进较大，氮与磷、磷与钾交互项系数为负数，氮与磷、磷与钾配合施用存在拮抗作用；从一次项可以看出，施用磷肥的起始增产效果最好。

2.3 氮、磷、钾变化对菜心品质的影响

2.3.1 氮、磷、钾变化对菜心可溶性糖的影响 从图2可以看出，菜心可溶性糖含量随氮肥的增加是先增加，到2水平达到最大，之后氮肥增加可溶性糖含量减少；随磷肥的增加菜心可溶性糖含量先减少再增加；随钾肥的增加菜心可溶性糖含量先小量增加后小量减少，到2水平之后，钾肥增加可溶性糖含量明显减少。

图2 单因素肥料与可溶性糖含量的关系曲线

从表2可以看出，无氮处理显著低于低氮与高氮处理，低氮与高氮处理之间没有显著差异，低氮、高氮处理显著低于2水平，说明适宜的氮肥可以增加菜心可溶性糖的含量，氮肥减少与增多菜心可溶性糖的含量都减少。各水平磷处理的可溶性糖含量都较高，相互之间没有显著差异。说明在氮、钾为2水平时，磷肥用量变化对菜心可溶性糖含量没有显著影响。无钾处理、低钾处理与2水平菜心的可溶性糖含量都较高，相互之间没有显著差异，高钾处理菜心可溶性糖含量降低，与其他处理间差异显著，说明过量的钾肥会导致菜心可溶性糖含量降低。

从以上分析可以看出，菜心可溶性糖含量在不施氮肥或过量钾肥时会减少。施用适宜的氮肥与钾肥时，磷肥的变化对菜心可溶性糖含量没用显著影响，影响菜心可溶性糖含量主要是氮肥与钾肥的用量。

2.3.2 氮、磷、钾变化对菜心Vc含量的影响 从图3可以看出，菜心Vc含量与氮、磷、钾肥用量的回归曲线均构成正向的一元二次抛物线，说明在一定范围内随氮、磷、钾用量的增加，菜心Vc含量增加，达到一定施用量后，菜心Vc含量随氮、磷、钾用量的增加而减少，说明氮、磷、钾施用量不足或过量都会使菜心Vc含量减少。

图3 单因素肥料与Vc含量的关系曲线

从表 2可以看出，低氮、中氮处理Vc含量高，两者之间无显著差异，无氮处理Vc含量显著低于低氮、中氮处理，而高氮处理Vc含量最低，高氮处理与其他3种处理差异显著，说明氮肥用量过高会导致菜心Vc含量降低。中磷处理Vc含量最高，显著高于其他处理，低磷、高磷处理其次，两者之间无显著差异，无磷处理最低，显著低于其他处理。低钾、中钾处理Vc含量高，两者之间无显著差异，无钾处理Vc含量显著低于低钾、中钾处理，高钾处理Vc含量最低，显著低于其他3种处理。

从以上分析可以看出，菜心Vc含量在过量氮肥或过量钾肥时显著减少。

2.3.3 氮、磷、钾变化对菜心可溶性蛋白质的影响 从图4可以看出，菜心可溶性蛋白质的含量随氮肥用量的增加而增加，随磷肥用量的增加先增加后减少，随钾肥用量增加菜心可溶性蛋白质的含量变化不明显。

从表2可以看出，高氮处理＞中氮处理＞低氮处理＞无氮处理，各处理之间都有显著差异，说明增施氮肥可以增加菜心可溶性蛋白质的含量。低磷、中磷处理菜心可溶性蛋白质的含量较高，相互之间没有显著差异，高磷处理与低磷处理没有显著差异，无磷处理的可溶性蛋白质含量最低，显著低于其他处理。无钾、低钾、中钾、高钾处理可溶性蛋白质含量都较高，处理之间没有显著的差异。说明氮、磷为正常2水平时，钾肥的用量对可溶性蛋白质含量影响不大。

图4 单因素肥料与可溶性蛋白质含量的关系曲线

以上分析可以看出，菜心可溶性蛋白质在无氮肥或无磷肥时会显著减少，影响菜心可溶性蛋白质的主要是氮肥和磷肥。

2.3.4 氮、磷、钾变化对菜心硝酸盐的影响 从图5可以看出，菜心硝酸盐含量随氮肥用量的增加而增加，随磷肥用量的增加先减少后增加，随钾肥用量增加菜心硝酸盐含量先增加后减少。

图5 单因素肥料与硝酸盐含量的关系曲线

从表 2可以看出，菜心中硝酸盐含量，无氮、低氮处理与中氮处理无显著差异，3种处理与高氮处理之间差异显著。说明过量的氮肥显著增加菜心硝酸盐的含量。硝酸盐含量最低的是中磷处理，其次是低磷处理，低磷处理与中磷处理之间没有显著差异，无磷处理的硝酸盐含量显著高于前两者，最高的是高磷处理，显著高于前3种处理，说明适宜的磷肥可以降低菜心硝酸盐含量，不施磷肥或用量过高都会增加硝酸盐的含量。硝酸盐含量最高的是低钾处理，显著高于其他3种处理，其次是无钾处理、中钾处理，两处理间差异不显著，硝酸盐含量最低的是高钾处理，显著低于前3种处理，说明钾肥用量增加能够降低菜心硝酸盐的含量。

从以上分析可以看出，过量的氮肥显著增加菜心硝酸盐的含量，不施磷肥或用量过高都会增加硝酸盐的含量，钾肥用量增加能够降低菜心硝酸盐的含量。

2.4 安全优质高产施肥方案

可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白质、硝酸盐含量是衡量蔬菜品质的重要指标。一般蔬菜中都含有一定数量的硝酸盐和亚硝酸盐，有研究表明人类摄入体内的硝酸盐约81%来自蔬菜，2003年，我国国家标准规定叶菜类蔬菜硝酸盐含量安全标准为3 000 mg/kg［3］。从实验数据看，试验中所有施肥处理的菜心硝酸盐含量均未超过国家安全标准。可溶性糖的含量是影响蔬菜口感的主要因素，良好的口感对于菜心的销量有很大的促进作用，此外，人体蛋白质供给主要靠肉类和蛋奶类食品，菜心蛋白质对补充人体蛋白质作用不大，维生素C的补充则主要来自于水果。因此，在推荐施肥时，在确保硝酸盐含量不超过国家安全标准的同时，重点考虑可溶性糖含量和产量，得出安全优质高产菜心生产推荐施肥方案。

菜心可溶性糖含量和产量的三元二次方程和一元二次方程得到的推荐施肥方案见表3。从表3可以看出，利用氮肥肥效方程、磷肥肥效方程和三元二次肥料效应方程拟合的可溶性糖和产量，得出的施肥量相近。在考虑推荐施肥量时，重点将这3个肥料效应方程进行综合分析，得出高产优质安全菜心生产推荐施肥方案为：每 667m2N 7.30 kg、P2O52.40 kg、K2O 4.00 kg时，可收获菜心产量为1 964.34 kg，硝酸盐含量为97.64 mg/kg，可溶性糖含量为11.69 mg/ kg。

表3 菜心生产推荐施肥方案

3 结论

在湛江进行氮磷钾“3414”肥料试验，菜心产量分析结果表明，N2P2K2处理产量最高，说明按当地习惯施肥可得到最高产量，但与N2P2K3、N1P2K1、N2P2K1处理产量差异不显著。在磷肥用量为最优2水平的情况下，氮肥和钾肥适当减少用量，菜心产量不会有显著变化。菜心产量随氮、磷、钾用量的增加都表现为先增加再减少，适量的氮、磷、钾使菜心获得高产，用量不足或过量都会使菜心减产，与蔡绵聪等［10］的研究结果一致。但菜心产量对氮、磷、钾用量变化的表现是不同的，磷肥过量或不足、过量氮肥都使菜心产量显著下降，所以菜心产量对磷肥用量变化最敏感，其次是氮肥。

菜心品质分析结果表明，菜心可溶性糖含量在不施氮肥或过量的钾肥时会减少，在施用适宜的氮肥与钾肥时，磷肥的变化对菜心的可溶性糖含量没用显著影响，影响菜心可溶性糖含量的主要是氮肥与钾肥用量。氮、磷、钾施用量不足或过量都会使菜心维生素C含量减少，适量的氮、磷、钾使菜心维生素C含量高，过量氮肥或过量的钾肥使菜心维生素C显著减少。菜心可溶性蛋白质含量随氮肥用量的增加而增加，随磷肥用量的增加先增加后减少，随钾肥用量的增加菜心可溶性蛋白质含量变化不明显。在无氮肥或无磷肥时菜心可溶性蛋白质显著减少，影响菜心可溶性蛋白质的主要是氮肥和磷肥。适量的氮、磷、钾使菜心以上几个品质指标为最优或较优。

硝酸盐含量是菜心品质的重要指标，随氮肥用量的增加而增加，随磷肥用量的增加先减少后增加，随钾肥用量的增加先增加后减少。过量的氮肥显著增加菜心硝酸盐的含量，与任祖淦等［5］的研究结果一致。适宜的磷肥可以降低菜心硝酸盐含量，不施磷肥或用量过高都会增加硝酸盐的含量，高祖明等［6］认为缺磷比增氮更易引起小白菜硝酸盐的积累，与本研究结果不施磷肥增加硝酸盐的含量一致。钾肥用量的增加降低菜心硝酸盐的含量，与傅丽青等［8］、李永胜等［12］研究结果一致。菜心硝酸盐含量对磷肥用量变化最敏感，其次是氮肥。

安全优质高产菜心生产推荐施肥方案为：每 667m2N 7.30 kg、P2O52.40 kg、K2O 4.00 kg时，可收获菜心产量为1 964.34 kg，硝酸盐含量为97.64 mg/kg，可溶性糖含量为11.69 mg/ kg。

［1］ 任锡亮，王毓洪，孟秋峰，等. 菜心栽培技术［J］. 宁波农业科技，2007（3）：24-25.

［2］ 杨暹，郭巨先，刘玉涛. 华南特产蔬菜菜心的营养成分及营养评价［J］. 食品科技，2002（9）：74-76.

［3］ 陈振. 蔬菜中的硝酸盐及其与人体健康［J］. 中国蔬菜，1988（1）：40-42.

［4］ 王庆. 过量氮肥对不同蔬菜中硝酸盐积累的影响及调控措施研究［J］. 农业环境保护，2000，19（1）：46-49.

［5］ 任祖淦，邱孝煊，蔡元呈，等. 化学氮肥对蔬菜累积硝酸盐的影响［J］. 植物营养与肥料学报，1997，3（1）：81-84.

［6］ 高祖明. 氮磷钾对叶菜硝酸盐积累和硝酸还原酶、过氧化物酶活性影响［J］. 园艺学报，1989，16（4）：293-296

［7］ Mccall D，Willumsen J. Effects of nitrogen availability and supplementary light on the nitrate content of soil-grown lettuce［J］. Journal of Horticultural Science and Biotechnology，1999，74（4）：458-463.

［8］ 傅丽青，陈远利. 施肥对大白菜产量及硝酸盐含量的影响［J］. 浙江农业科学，2009（3）：572-573.

［9］ 陈秀虎，杨敏，黎晓峰，等. 磷、钾和不同氮源对小白菜产量和品质的影响与分析［J］. 江西农业大学学报，2008，30（3）：443-448.

［10］ 蔡绵聪，李淑仪，陈真元，等. 菜心氮磷钾施肥效应研究［J］. 土壤通报，2010，41（1）：126-132.

［11］ 李永胜，杜建军，王浩，等. 氮磷钾配施对菜心生长及土壤养分状况的影响［J］. 广东农业科学，2011（2）：53-56.

［12］ 李永胜，杜建军，龙增群，等. 不同肥料处理对菜心产量、品质及经济效益的影响［J］. 中国土壤与肥料，2013（3）：49-52.

［13］ 李永胜，杜建军，张稳成，等. 菜心减量优化施肥效应研究［J］. 北方园艺，2014（14）：18-21.

［14］ 杨旭辉，袁群城，袁翠玲，等. 菜心测土配方施肥田间肥效校正试验总结［J］. 农业与技术，2014，34（12）13-14.

［15］ 李卓勇，马军文，张野，等. 不同施肥模式在菜心栽培上的应用效果［J］. 安徽农业科学，2015，43（24）：64-65，70.

［16］ 赵宗芸，陈建国，林志玲，等. 植物生理生化实验指导［M］. 湛江：广东海洋大学，2009.

Fertilization scheme of safe，quality and high yield of lowering Chinese cabbage

ZHENG Chao1，XIE Ping2，LIU Ke-xing3
（1.College of Chemistry and Environment，Guangdong Ocean University， Zhanjiang 524088，China ；2.College of Agriculture，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524088，China ；3.Resource and Environment College，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China）

A “3414” field experiment was carried out to study fertilizer effects of nitrogen，phosphorus and potassium on flowering Chinese cabbage yield and quality in Zhanjiang. The results showed that yield of N2P2K2treatment was the highest. The yield of Flowering Chinese cabbage first increased and then decreased with the increase nitrogen，phosphorus and potassium，application would reduce remarkably when the amount of nitrogen，phosphorus and potassium was deficiency and excess，was most sensitive to phosphorus consumption，followed by nitrogen. The soluble sugar of flowering Chinese cabbage would reduce remarkably when no nitrogen and excessive potassium，was mainly affected by nitrogen and potassium fertilizer. The nitrate of flowering Chinese cabbage would increase remarkably when excessive nitrogen，phosphorus and no phosphorus，would reduce with amount of potassium increasing，was most sensitive to phosphorus consumption，followed by nitrogen. Recommended fertilization scheme of flowering Chinese cabbage safe，quality and high yield was N 7.30 kg/667 m2，P2O52.40 kg/667 m2and K2O 4.00 kg/667 m2. The yield was 1 964.34 kg/667 m2，the content of nitrate was 97.641 mg/kg，the soluble sugar was 11.69 mg/kg.

flowering Chinese cabbage ；“3414” fertilization ；yield ；quality

S147.2

A

1004-874X（2017）08-0033-07

郑超，谢平，刘可星. 菜心安全优质高产施肥方案研究［J］.广东农业科学，2017，44（8）：33-39.

2017-05-10

广东海洋大学博士启动基金（E15038，E09257）

郑超（1972-），女，博士，副教授，E-mail：1415252925@qq.com

谢平（1968-），女，博士，副教授，E-mail：476553502@qq.com

（责任编辑 白雪娜）