宁夏六盘山区芹菜栽培对氮肥施用量的响应差异

摘 要：为解决宁夏六盘山区芹菜生产过程中由于氮肥施用不当引起的一系列问题，以芹菜品种皇后为供试材料，通过单因素多水平随机区组试验设计，研究不同供氮水平（0、150、300、450、600 kg‧hm-2）对芹菜产量和品质等方面的影响。结果表明，适量的氮肥施用有助于芹菜对钾素和磷素的吸收，在增施氮肥后，能够提高芹菜的植株高度、植株周长、叶柄长、干物质积累和产量，且增产范围在15.65%～33.28%。通过对产量进行回归分析得出，芹菜取得最高产量时氮肥用量为394.75 kg·hm-2，最佳经济效益氮肥用量为287.07 kg·hm-2。此外，在一定范围内增施氮肥，会提高芹菜的硝酸盐、粗纤维、维生素C和可溶性固形物含量。采用TOPSIS法对芹菜的多项指标进行评价，N450处理的评分最高，N0处理最低。综上，为减少土壤环境污染，提高氮肥利用率，推荐宁夏六盘山区种植芹菜时氮肥施用量为287.07～394.75 kg·hm-2。

关键词：芹菜；氮肥施用量；响应差异

中图分类号：S636.3                    文献标志码：A                  文章编号：1673-2871（2024）06-126-09

Response difference of celery cultivation to nitrogen fertilizer application rate in Liupan Mountain area of Ningxia

TIAN Wei， FENG Haiping

（Institute of Horticulture， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Science， Yinchuan 750002， Ningxia， China）

Abstract： In order to solve a series of problems caused by improper application of nitrogen fertilizer in the production process of celery in Liupan Mountain area of Ningxia， the celery variety Queen was used as the test material， and the effects of different nitrogen supply levels（0， 150， 300， 450， 600 kg·hm-2）on the yield and quality of celery were studied by single factor and multi-level randomized block design. The results showed that the appropriate amount of nitrogen supply was beneficial for celery to absorb potassium and phosphorus. After the application of nitrogen fertilizer， the plant height， perimeter， petiole length， dry matter accumulation， and yield of celery were significantly increased， with an increase ranging from 15.64% to 33.27%. Through the regression analysis of yield， it was concluded that the highest nitrogen fertilizer application for celery was 394.75 kg·hm-2， and the optimal economic benefit nitrogen fertilizer application was 287.07 kg·hm-2. In addition， increasing nitrogen fertilizer within a certain range will increase the content of nitrate， crude fiber， vitamin C and soluble solids in celery. TOPSIS method was used to evaluate and analyze several indexes of celery. The results showed that N450 treatment had the highest score and N0 treatment had the lowest score. In summary， in order to reduce soil environmental pollution and improve the utilization rate of nitrogen fertilizer， it is recommended that the amount of nitrogen fertilizer should be 287.07-394.75 kg·hm-2 when planting celery in Liupan Mountain area of Ningxia.

Key words： Celery; Nitrogen fertilizer application rate; Response difference

芹菜（Apium graveolens L.），又称胡芹，是一种半耐寒植物，属伞形科芹属中的重要叶类蔬菜之一，也是设施栽培中主要的叶类蔬菜[1-2]。作为历史悠久的传统蔬菜，芹菜经常出现在人们的餐桌上，味道鲜美，营养丰富，深受消费者喜爱，因此，在我国广泛种植。

芹菜作为浅根系作物，主要根群分布在7～20 cm的土层中，横向分布直径可达30 cm，对土壤中的养分吸收能力相对较弱，属典型喜肥作物[3]。氮是影响芹菜产量最重要的元素[4]。虽然化肥对提高土壤肥力和作物产量起重要作用，但同时也带来一系列问题，如农业生态系统被破坏、环境污染严重、作物品质和土壤质量下降等[5-6]。近年来，菜农为了追求产量，大量施用化肥，尤其是氮肥的施用量远超芹菜正常的生长需求，不仅直接造成了芹菜产量和品质下降，还造成了土壤养分比例失调，抗病虫害能力减弱，以及种植地土壤板结、氮积累、环境污染、土壤酸化、土壤有机质减少、水体富营养化等问题[7-8]，对土壤环境和人类健康构成了严重影响[9]。目前，我国化肥施用量较大，但利用效率偏低。农民为了实现作物高产，盲目增加施肥量、过量施用氮肥的现象十分严重[10]，因此，氮肥污染成为了制约中国蔬菜产业可持续发展的重要因素[11-12]。研究表明，蔬菜硝酸盐含量与氮肥的施用量呈正相关[13-14]，所以过量的供施氮肥会造成蔬菜中硝酸盐累积，从而导致芹菜品质下降；而缺氮会使芹菜生长缓慢，新叶片细小，老叶片变黄，叶柄容易产生空心[15]；适宜的氮肥供应可以促进作物的光合作用[16]，增加作物干物质的积累量，并最终对产量和品质的提高起到积极的促进作用[17]，同时还可以提高氮肥的利用效率[18]。在已有的研究中，张丽娟等[19]提出，黄河上游地区设施芹菜氮素的优化目标供应值为449.78 kg·hm-2；张晓娟等[20]通过试验，验证了施氮量与设施芹菜产量呈典型的抛物线关系，且在宁夏固原市原州区彭堡镇闫堡村施氮量为561 kg·hm-2时产量最高，施氮量为504 kg·hm-2时经济效益最高；王正福等[21]通过试验，推荐其所试验的田块最大施肥量为362.8 kg·hm-2。此外，赵广如等[22]在北京通州区试验研究芹菜肥料量级，结果表明，在高肥力小营地区最高氮肥施用量为280.51 kg·hm-2，在中肥力八各庄芹菜氮肥最高施用量为310.94 kg·hm-2。孙超等[23]在北京大兴区研究氮肥对芹菜产量的影响，结果表明，芹菜最高产量时氮肥施入量360 kg·hm-2，此时增加氮肥施入量，芹菜产量下降。由此看出，不同区域适宜的氮肥施用量有明显差异，此外，不合理的施氮导致土壤中的氮肥累积，适宜的施氮量在不同区域有所不同。因此，进一步明确芹菜栽培地的需氮量具有重要意义。

目前，我国仍然存在氮肥施用不当的情况，由于各地土壤肥力、肥料种类等不同，很难达到统一施肥的标准。因此，为解决宁夏六盘山区因施氮不当造成的芹菜减产、土壤及水质污染等问题，笔者在磷、钾肥统一施用下，通过研究宁夏六盘山区不同供氮水平对芹菜生产的影响，筛选出在宁夏六盘山区芹菜种植所需氮肥的适宜用量，为农户种植芹菜供施氮肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2022年5－8月在宁夏固原市西吉县硝河乡硝河村露地冷凉蔬菜基地进行，土壤质地为黑垆土，pH 8.09～8.27，EC 0.28～0.48 mS·cm-1，有机质含量（w，后同）14.44%～14.68%。该地属于中温带大陆性半湿润半干旱气候，海拔1248～2955 m，气候凉爽，年平均气温为6 ℃，光照充足，年日照时数2700～3200 h，环境清洁无污染，具备冷凉蔬菜种植的优越自然气候条件[24]，芹菜是当地种植的主要冷凉蔬菜之一。

试验供试芹菜品种为皇后（西吉绿发蔬菜种植专业合作社提供种苗），供试肥料尿素（宁夏和宁化学有限公司生产，氮含量46%）为氮肥来源，重过磷酸钙（云南云天化国际化工股份有限公司生产，P2O5含量46%）为磷肥来源，硫酸钾（中农天津化肥有限公司生产，K2O含量50%）为钾肥来源。

1.2 试验设计

试验采用单因素多水平随机区组设计，因子为供氮水平，分别为0、150、300、450、600 kg·hm-2 5个水平，即N0、N150、N300、N450、N600共5个处理，每个处理3次重复，每个小区面积为100 m2，生长期间磷肥、钾肥统一施用，施肥量分别为150、450 kg·hm-2，氮肥施用按照试验方案进行，具体施肥方案基肥为磷肥，全部基施，氮、钾肥总量的40%做基肥，追肥在移栽后15、30、45、60 d均追施15%，其余田间管理均与当地传统种植方式相同。株行距为23 cm×23 cm（种植密度190 000株·hm-2）。

1.3 指标测定

采用游标卡尺和钢卷尺测定芹菜的株高、茎粗和叶柄长；用电子秤测定产量[25]；采用钼蓝比色法测定维生素C含量[26]，采用TD-45手持式数显糖度计测定可溶性固形物含量；采用蒽酮比色法测定粗纤维含量[26]；采用水杨酸比色法测定硝酸盐含量[26]；采用烘干称质量的方法测定植株的生物量[27]；采用奈氏比色法测定植株中全氮含量[27]；采用钼锑抗比色法测定全磷含量[27]；采用火焰光度法测定全钾含量[27]；收获后，采用H2SO4-H2O2消化-钼锑抗比色法测定土壤全氮含量[28]；采用钼锑抗比色法测定土壤全磷含量[28]；采用火焰光度法测定土壤全钾含量[28]，并用公式[29-31]计算磷肥投入的各项表现。

氮肥偏生产力（PFPN）/（kg·kg-1）=施氮区茎叶产量/氮肥用量；                                                      （1）