车旭升，吕 剑，冯 致，张国斌，秦启杰，张 辉，金 宁，李金武，罗 建

(甘肃农业大学 园艺学院，甘肃 兰州 730070)

其中，硝酸盐含量是衡量蔬菜品质的一项重要指标；矿质元素是作物生长发育、提高产量和品质的物质基础，在调控作物生理代谢和品质形成过程中作用明显[15]。氮、磷、钾、钙、镁、铁、铜、锌是植物生长发育所需的主要矿质元素[16]。同时，矿质元素也是人体必须摄入的营养元素，对人体的重要作用主要体现在钙、镁参与人体组织的构成，调节人体生理机能，且钙参与酶的活动, 是植物生命活动的调节者，镁是许多酶的组成或激活剂；铜包含在酶和蛋白质之中，参与人体的各种代谢作用，是人体不可缺少的微量元素，而人体对矿质元素的摄入主要来源于日常饮食，尤其是蔬菜。且钙、镁、铜等矿质元素在西兰花食用器官中蕴含丰富，因此，研究西兰花中矿质元素含量多少显得尤为重要。

植物对钙、镁、铜等元素的吸收和在体内的分布受许多因素影响(如蔬菜种类、pH值、阳光辐射、大气温度及溶液温度)，氮素形态是重要的影响因素[17]，同时，水分也是影响吸收矿质元素最活跃的因素[18]，前人研究表明，外界水分不足会导致土壤中的离子分布发生改变[19-20]，当植物吸收硝态氮后会引起介质变碱，吸收铵态氮后会引起土壤酸化，根系pH发生变化，影响其对矿质元素的吸收，进而影响其含量。近年来，农民为了追求蔬菜高产、稳产、经济效益最大化，“大水大肥”管理是普遍的解决措施，且在肥料施用过程中还存在施用氮肥形态单一的问题，导致蔬菜体内硝酸盐含量高、矿质元素含量下降。因此，本试验以西兰花为研究对象，利用水肥一体化技术，探索不同灌水下限和氮素形态配比对西兰花干物质量积累、产量及品质的影响，旨在筛选出最佳水氮组合，为西兰花高产、优质栽培提供理论依据和技术支撑。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

本试验于2019年6月在甘肃省兰州市榆中县清水驿乡稠泥河村进行，该地区平均海拔1 790 m，年平均气温6.6 ℃。年降水量300～400 mm，蒸发量为1 343.1 mm，无霜期150 d左右。供试土壤为壤土，肥力均匀。耕层(0～20 cm)基本理化性质为：全氮、全磷、全钾含量分别为0.17，0.39，12.25 g/kg，碱解氮含量为59.5 mg/kg，容重1.43 g/cm3，pH值8.11，EC 289 μs/cm，最大田间持水量为33.08%。试验供试作物为西兰花，品种碧绿，肥料为：硝酸钾、硫酸铵、硫酸钾和磷酸二氢钾。

1.2 试验设计

1.3 测定指标

1.3.1 产量 在西兰花生长到采收标准以后，在每处理选取6 m2面积测定西兰花的产量，然后算出小区的产量，再折算出公顷产量。

1.3.2 花球品质 品质指标的测定参照张志良等[21]《植物生理实验指导》进行。在采收期选取3株用于测定西兰花品质。采用紫外吸收法测定硝酸盐含量；维生素C含量采用 2，6-二氯酚靛酚钠染色法测定；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝 G-250 溶液法测定；采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量。

1.3.3 矿质元素含量 样品的前处理K采用H2SO4-H2O2消解法，Ca、Mg、Fe、Cu、Zn采用干式灰化法处理样品，元素测定均采用火焰原子吸收光谱法。

表1 试验设计及处理Tab.1 The design and treatment of experiment

1.4 数据处理分析

用 Microsoft Excel 2010软件处理数据和作图，用SPSS 19.0软件LSD和Duncan′s法对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花干质量的影响

由表2可知，双因素结果表明，西兰花叶和茎干质量受水氮交互作用，花球和根干质量受水分影响大于氮素形态影响。在相同水分处理条件下，茎、花球干质量以N3最高；根干质量在N1处理下最大。在相同氮素配比条件下, 西兰花叶、茎、根干质量随着灌水量的减小呈现先升高后降低的趋势；在N2条件下，花球干物质在W3处理时最大，较W1和W2分别增加17.68%和5.04%，在N1、N3条件下，与叶、茎、根趋势一致；根冠比在相同氮素形态下随着灌水量的减小表现为递增的趋势。综合分析表明，W2N3处理的叶、茎及花球的干质量最大。

表2 不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花干质量的影响Tab.2 Effects of different irrigation lower limit and nitrogen form ratio on the quality of broccoli dry matter

2.2 不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花产量的影响

灌水对西兰花产量影响大于氮素形态配比的影响。在N1条件下，花球质量、经济产量、生物产量随着灌水量的减少呈现先升高后降低的趋势，经济系数则依次递增；在N2条件下，花球质量、经济产量、经济系数以W2最高，W1次之，W3最低，生物产量则表现为W1>W2>W3；在N3条件下，花球质量、经济产量和经济系数均随着灌水量的减少呈现先升高后降低的趋势，生物产量依次递减。其中，生物产量W1较W2、W3处理显著增加7.43%，23.90%。双因素方差结果显示，西兰花经济系数受水氮交互作用。综合分析，W2N3处理花球质量、经济产量及经济系数高于其他处理，但花球质量与经济产量不显著。

表3 不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花产量的影响Tab.3 Effects of different irrigation lower limit and nitrogen form ratio on yield of broccoli ball

2.3 不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花营养品质的影响

图中不同小写字母表示在P<0.05水平差异显著。图2同。 Different small letters in the figure indicate significant difference at P<0.05 level. The same as Fig.2.

表4 不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花营养品质的双因素方差分析(F值)Tab.4 Two factor analysis of variance (F value) of broccoli nutritional quality with different irrigation lower limit and nitrogen form ratio

2.4 不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花花球矿质元素的影响

表5 不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花矿质元素的影响Tab.5 Effects of different irrigation lower limit and nitrogen form ratio on mineral elements in broccoli

在相同氮素配比条件下，不同的灌溉下限对西兰花的矿质元素有不同的影响。其中，在N1条件下，K、Ca、Mg含量随着灌水量的减少而降低，Fe、Zn含量均以W2最高，较W1和W3分别增加了6.50%，2.54%和25.29%，1.30%；在N2条件下，K、Ca、Mg含量与N1变化趋势一致，Fe含量随灌水量的减少依次递增，Zn含量主要表现为：W2>W1>W3；在 N3条件下，Ca、Mg、Fe、Zn含量随灌水量的减少呈现先升高后降低的趋势，K含量随着灌水量的减少而显著增加，W3处理较W1和W2处理分别增加了43.05%，29.59%，且处理间差异均达显著水平，Cu含量以W1最高，W2次之，W3最低。双因素方差结果显示，西兰花花球K、Ca、Mg、Fe、Zn含量受水氮互作影响极显著，Cu仅受氮素影响极显著。

2.5 不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花水分利用效率与氮肥偏生产力的影响

由图2-A可知，在相同水分处理条件下, 西兰花水分利用效率均以N3处理最高，在相同氮素配比条件下W2、W3处理的水分利用效率显著高于W1处理。由图2-B可知，在相同水分处理条件下，西兰花氮肥偏生产力以N3最高，其中，在W1条件下，西兰花N3较N1和N2处理分别增加6.83%，0.22%，在W2条件下，西兰花N3较N1和N2处理分别增加3.44%，5.45%，在W3条件下，西兰花N3较N1和N2处理分别增加1.59%和4.20%，在相同氮素配比条件下，西兰花氮肥偏生产力在W2条件下均达到最高。双因素方差结果(表6)显示，西兰花水分利用效率与氮肥偏生产力受灌溉影响极显著。

图2 不同灌水下限及氮素形态配比对西兰花水分利用效率与氮肥偏生产力的影响Fig.2 Effects of different irrigation lower limit and nitrogen form ratio on water utilizing efficiency and N partial factor productivity of broccoli

表6 不同灌水下限及氮素形态配比对 西兰花水分利用效率与氮肥偏生产力 的双因素方差分析(F值)Tab.6 Two factor analysis of variance (F value) of broccoli nutritional quality with different irrigation lower limit and nitrogen form ratio

3 结论与讨论

作物水分利用效率实质上是作物利用单位水分可以生产的同化物质的量[36]，是评价植物生长适宜度的综合指标之一。符崇梅等[37]指出，随着灌溉量的减少水分利用率先增加后降低。孙园园等[38]研究结果表明，适度水分胁迫 (-25 kPa) 结合适宜的铵硝配比 (硝态氮含量≤50%) , 能够提高水稻水分利用效率。本试验结果同样表明，在相同氮素形态配比条件下，W2和W3处理西兰花水分利用效率最高。肥料偏生产力是指作物施肥后的产量与施肥用量的比值，它反映了作物吸收肥料和土壤所产生的边际效应，是评价肥料效应的适宜指标。樊卫国等[39]在脐橙上的研究结果表明，硝态氮与铵态氮为75∶25时能显著提高氮肥利用效率。同时，李春春[40]研究表明，硝铵态氮配比为 50∶50和75∶25时，均可促进氮肥偏生产力的提高。本试验结果表明，在相同水分处理条件下，N3提高了西兰花氮肥偏生产力，这与上述研究结果相似。