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生菜是北京种植面积较广的叶类蔬菜之一，其生育期长，需肥量大，全生育期的氮磷钾需求比例为1 ∶ 0.22～0.25 ∶ 1.09～1.21[1-3]，基肥施用是设施生菜管理的重要环节，基肥中氮磷钾等元素对促进幼苗根系的生长发育，促进植株体内蛋白质和叶绿素形成有重要作用[4-5]，基肥持续施用促进了土壤养分积累[6-7]，土壤全氮、有效磷和速效钾等养分均有所提升。施肥不合理会导致土壤肥力和作物产量降低[8-10]、肥料利用率下降[11-12]等一系列生态环境问题。生菜生产上往往按照大水大肥进行施肥管理。李惠霞等[13]研究表明秋冬倒茬的叶类蔬菜，由于施入大量氮肥，外观明显表现为氮素过量症状，叶片极其浓绿，对其叶片进行采样分析，硝酸盐含量为700～1200mg/kg。张婧[14]和侯利敏等[15]发现过量施肥显著增加了NO3--N和Olsen-P淋溶，因此，了解作物需肥特性，确定适宜施肥量，对设施蔬菜生产尤为重要。
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生菜不同生育时期的需肥量存在差异，王克武等[16]对施肥运筹分析，得出生菜苗期、莲座期和结球期各施肥3次，全生育期滴灌施肥强度540kg/hm2；张灿等[17]通过试验得出设施滴灌生菜秋冬季和春季的合理施氮量范围为120～150kg/hm2，这些研究都是对生菜总施肥量的调控，缺乏对基肥配方肥施用量的研究。北京大力发展设施蔬菜水肥一体化技术，生菜生产以滴灌施肥为主，较传统畦灌，施肥量可大大降低，适当减少基肥[18-20]，保证追肥，是提高设施蔬菜生产的重要手段。
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目前对设施生菜施肥研究较多，但对于基肥配方肥用量研究较少，并且其大多集中于一年短期结果，缺少了长期定位施肥的累积效应研究，本试验通过设置不同的基肥配方肥用量，与农户习惯基肥配方肥用量对比，研究其对生菜产量、品质和土壤养分的影响，以期确定生菜最佳基肥配方肥用量，为制定生菜施肥制度提供理论依据。
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1 材料与方法
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1.1 试验地概况
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试验地位于北京市通州区于家务乡永盛园农业种植中心，平均气温13.8℃，年降水量620.9mm，年蒸发量1895mm，土壤类型为褐土。试验时间为2015年8月到2019年11月，大棚种植，土壤基本理化性状见表1。
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1.2 试验设计
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试验设置4个处理，每个处理3次重复，各小区随机排列，小区面积为50m2。CK：基肥配方肥用量为0kg/hm2；1/2CG：基肥配方肥用量为375kg/hm2 （ 农户习惯施肥量1/2）；3/4CG：基肥配方肥用量为562.5kg/hm2 （农户习惯施肥量3/4）；CG：基肥配方肥用量为750kg/hm2 （农户习惯施肥量）。基肥有机肥和配方肥定植前一次性施入。基肥有机肥为商品有机肥，用量为15000kg/hm2。基肥配方为18-9-18（N-P2O5-K2O），追肥配方为22-8-22（N-P2O5-K2O），分别在生菜莲座期、结球初期和结球中期追施，每次施肥量75kg/hm2，具体施肥量见表2。
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1.3 栽培条件
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生菜品种为射手101，种植密度75000株/hm2。灌溉施肥均采用滴灌。试验共安排8茬生菜种植，春茬于每年1月底定植，5月初收获，秋茬于每年8月底定植，11月初收获。
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1.4 测定方法
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1.4.1 土壤养分指标测定
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pH值采用电极电位法测定，水土比为5 ∶ 1； 有机质采用重铬酸钾外加热法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用0.5mol/L NaHCO3 钼锑抗比色法测定； 速效钾采用火焰光度法测定。
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1.4.2 植株养分指标测定
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Vc采用2，6-二氯靛酚测定，总酸采用标准滴定法测定，可溶性固形物采用阿贝折射仪测定，硝酸盐采用分光光度法测定。
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1.4.3 数据分析
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数据采用Excel 2013和SASS 8.1软件分析，对不同处理之间生菜产量、品质和土壤数据进行单因素方差分析。
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2 结果与分析
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2.1 不同基肥对生菜产量的影响
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2.1.1 不同基肥对生菜产量和稳定性指数的影响
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由图1可以看出，生菜的春茬产量均显著高于秋茬产量（2018年CK处理除外）。在2016春茬到2017春茬的3茬期间，除CK处理外，各处理间的差异并不显著，其中以3/4CG处理的产量略高于其他处理（除2016秋茬外）。2017秋茬到2018秋茬的3茬期间，CK处理的产量显著低于其他处理，1/2CG、 3/4CG和CG处理间均无显著性差异。2019春茬和秋茬的产量以1/2CG处理最高，显著高于其他处理；其中，春茬产量为51046.88kg/hm2，较CK、3/4CG和CG处理分别高27.47%、20.41%和20.73%；秋茬产量为43406.25kg/hm2，较CK、3/4CG和CG处理分别高22.13%、19.00%和12.93%。CK处理的2016春茬产量与其他处理无显著差异，从2016秋茬开始，产量显著低于其他处理；表明不施用基肥配方肥半年后，生菜开始出现减产现象。
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图1 不同处理生菜产量
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以施肥处理和年份为自变量，产量为因变量，对4年间的春茬和秋茬平均产量进行方差分析，分析结果如表3所示。结果表明，1/2CG处理的秋茬平均产量显著高于其他处理，春茬平均产量1/2CG和3/4CG处理显著高于CG和CK处理；与CG处理相比，1/2CG处理显著提高了生菜产量，其中，春茬产量提高了3.95%，秋茬产量提高了3.24%。
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作物产量的稳定性高低可以用稳定性指数衡量，稳定性指数（%）=生菜产量年度标准差 （kg/hm2）/生菜多年平均产量（kg/hm2），稳定性指数越低表明产量越稳定[21]。由表3得出，秋茬产量的稳定性均高于春茬；秋茬1/2CG处理的产量稳定性指数显著低于CG处理，表明基肥配方肥减半后，生菜依然能够保持稳产。
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注：同列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。下同。
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2.1.2 不同基肥配方肥与生菜的关系
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基肥配方肥用量与生菜产量存在显著的相关关系，表明施用基肥配方肥对生菜产量有较大影响。分别对春茬、秋茬的基肥配方肥用量与产量进行二次曲线拟合，得出方程 （图2）：
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春茬：y=-0.0273x 2 +26.134x+39742，R2=0.96；x=478.64kg/hm2 时，生菜产量最高；
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秋茬：y=-0.0168x 2 +15.246x+32646，R2=0.87；x=453.75kg/hm2 时，生菜产量最高。
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图2 基肥配方肥用量与生菜产量关系
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2.2 不同基肥对生菜品质的影响
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表4 为不同处理间生菜的Vc含量，可以看出， CK处理的Vc含量均高于其他处理（除2016春茬和2019春茬外）。除2017春茬和2019年春茬外， 1/2CG处理的Vc含量均高于CG处理；除2017秋茬外，3/4CG处理的Vc含量也均高于CG处理，表明适当的基肥配方肥减量可以提高生菜Vc含量。截止到2019秋茬，CK和1/2CG处理Vc含量显著高于3/4CG、CG处理，分别提高11.36%、16.36%和8.33%、13.19%。
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表5 为不同处理间生菜的硝酸盐含量，可以看出，同一年两茬生菜间，秋茬硝酸盐含量高于春茬；试验的4年间，除2019年外，秋茬的硝酸盐含量呈现递减趋势，而春茬的硝酸盐含量呈现递增趋势。CK处理的硝酸盐含量均低于3/4CG和CG处理；除2018春茬和2019春茬外，1/2CG处理的硝酸盐含量均低于CK处理；表明适当的基肥配方肥减量可以降低生菜的硝酸盐含量。截止到2019秋茬，1/2CG处理的硝酸盐含量均为最低，分别较3/4CG和CG处理低11.93%和6.45%。
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2.3 不同基肥对土壤养分含量的影响
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2.3.1 不同基肥对土壤全氮含量的影响
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图3 为土壤全氮含量的年际变化，试验的4年间，各处理的土壤全氮含量呈现递增趋势，2019秋茬CK、1/2CG、3/4CG和CG处理土壤全氮含量分别较试验初始值增加57.14%、62.38%、69.52%和71.43%。从2017秋茬开始，各基肥处理土壤全氮含量均高于CK处理，差异显著。各处理对土壤全氮含量的增加，表现的趋势为CG>3/4CG>1/2CG处理，CG处理与3/4CG处理效果基本相同，差异不显著。试验中CK处理全氮含量持续显著增加，主要原因可能与基肥有机肥作用有关。
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图3 土壤全氮含量变化趋势
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注：* 为P<0.05；** 为P<0.01。下同。
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2.3.2 不同基肥对土壤有效磷含量的影响
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由图4可以看出，1/2CG、3/4CG和CG处理的土壤有效磷增长量显著高于CK处理，2019春茬和秋茬施用基肥配方肥的各处理间差异显著，土壤有效磷含量呈现的趋势为CG>3/4CG>1/2CG处理。 CK处理的土壤有效磷含量呈现降低趋势，由试验初始值的60.22mg/kg下降到45.21mg/kg，降低了24.93%，表明不施用基肥配方肥，土壤有效磷含量显著降低；1/2CG、3/4CG和CG处理的土壤有效磷含量分别较试验初始值提高了3.70%、13.52%和21.06%，表明施用基肥配方肥后，增加了土壤有效磷含量，基肥配方肥对维持土壤有效磷含量有重要作用。
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2.3.3 不同基肥对土壤速效钾含量的影响
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由图5可以看出，1/2CG、3/4CG和CG处理的土壤速效钾增加量显著高于CK处理，除了2018秋茬和2019春茬外，施用基肥配方肥的各处理间差异显著，土壤速效钾含量呈现的趋势为CG>3/4CG>1/2CG处理。CK处理的土壤速效钾含量由试验初始值的231.51mg/kg增加到238.10mg/kg，增加了2.85%，表明不施用基肥配方肥，土壤速效钾含量变化不大；1/2CG、3/4CG和CG处理的土壤速效钾含量显著提高，分别较试验初始值提高了33.11%、43.33%和39.75%。
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图4 土壤有效磷含量变化趋势
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图5 土壤速效钾含量变化趋势
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3 讨论
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3.1 基肥配方肥与生菜产量
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作物产量受多种因素的影响，如环境和施肥等，基肥配方肥合理施用有利于土壤养分协调供应，提高作物产量[22-23]。本研究中，生菜春茬产量比秋茬产量高1.27～1.40倍，主要原因：一是生长期的差异，试验地春茬生菜生长期为80～90d，秋茬生长期为50～60d；二是基肥配方肥肥料效应的差异，随着春季温度逐渐升高，土壤净氮矿化速率逐渐增加[24]，土壤对有效磷的吸附性增强[25]，促进了生菜的生长。该试验中，1/2CG处理春茬和秋茬的平均产量最高，分别较CK处理提高15.17%和10.06%，较CG处理提高3.95%和3.24%，施用基肥配方肥对生菜产量有显著提高作用[26-27]，基肥配方肥减量从长期来看并未造成生菜减产。因此，在目前施肥习惯下，可以降低基肥配方肥施用量。
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3.2 基肥配方肥与土壤全氮
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本研究中不施用基肥配方肥的CK处理全氮含量显著增加，表明基肥配方肥对土壤全氮含量影响不大。土壤中90%以上的氮素形态以有机态存在，一般情况下，全氮的含量与土壤有机养分呈现高度的正相关[28-29]，所以试验中每年投入的有机肥持续累积和矿化促进了土壤全氮累积。施用基肥配方肥各处理的土壤全氮含量增加速率分别为0.0526、0.05 82和0.0632g/（kg·年），高于不施用基肥的CK处理，分析可能是基肥配方肥和有机肥共同作用加速了全氮含量增加，较不施用基肥的CK处理效果好。研究表明有机肥对加速土壤有机氮积累显著优于氮磷钾化肥[30-31]，王慎强等[32]研究表明有机肥与化肥可以持续提高土壤全氮含量，有机肥效果优于化肥，与本研究结论相近。农户习惯CG处理（750kg/hm2）对土壤全氮增加效果与3/4CG处理差异不显著，表明高量投入基肥并不一定能进一步加速土壤全氮累积。随着种植年限的延长，土壤全氮含量处于盈余状态，可以充分满足生菜生长，所以应当降低基肥用量，同时减少有机肥施用，降低全氮累积，以避免未被作物吸收利用的化学氮素损失[33-34]。
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3.3 基肥配方肥与土壤速效养分
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土壤速效养分含量的高低，直接关系到土壤结构、供肥能力和作物产量。化肥对土壤速效养分影响较大[35]。土壤中磷的移动性较差，基肥配方肥中磷肥施入土壤后很快被固定而转化为缓效态磷，致使磷肥当季利用率不足20%。由于试验地土壤有效磷含量较低，为60.22mg/kg，试验用基肥配方为N-P2O5-K2O=18-9-18，是一个低磷配方肥，连续种植后作物带走的磷素高于土壤的累积量，造成了土壤有效磷含量从2017春茬开始显著下降；2019春茬开始施用基肥配方肥各处理有效磷含量有一个迅速上升的趋势，说明随着每年基肥投入，一方面直接补充土壤磷素，同时减缓了土壤对有效磷的固定作用，基肥作为催化剂，分解释放了有机肥料中的有效磷[36-37]。基肥减量的1/2CG和3/4CG处理，在2017秋茬到2018秋茬期间，对土壤有效磷的增加效果与CG处理无显著差异，基肥减量后增强了磷肥的有效性。
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试验中施用基肥配方肥处理的土壤速效钾含量增加速率显著高于不施用基肥配方肥处理，说明基肥配方肥对土壤速效钾含量增加有重要作用。 1/2CG、3/4CG和CG处理的速效钾增加速率分别为7.8279、9.1836和6.3743mg/（kg·年），基肥减量后土壤速效钾含量增加速率较农户习惯提高，说明在该试验地条件下，高量基肥投入反而会降低钾肥利用率，应该适当降低基肥施用量。
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4 结论
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在本试验条件下，基肥配方肥施用对生菜增产有重要贡献，长期基肥配方肥减量对生菜产量无减产影响，基肥配方肥减量1/2（375kg/hm2）与农户习惯施肥相比，实现生菜增产；品质方面，硝酸盐降低、Vc含量提高。基肥对维持土壤速效养分稳定性有重要作用，基肥减量后依然可以提高土壤速效磷钾含量。通过基肥配方肥施用量与产量拟合方程得出结论，在基肥配方N-P2O5-K2O=18-9-18的条件下，春茬基肥配方肥推荐量为478.64kg/hm2，秋茬基肥配方肥推荐量为453.75kg/hm2。
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摘要
长期定点监测不同基肥配方肥用量对生菜产量、品质和土壤养分的影响，为生菜科学施肥提供数据支撑。在 2016 ～ 2019 年通过田间定位试验，设置了 4 个基肥配方肥水平，CK（0 kg/hm2 ）、1/2CG（375 kg/hm2 ）、 3/4CG（562.5 kg/hm2 ）和农户习惯 CG（750 kg/hm2 ），测定了连续 4 年 8 茬生菜产量、品质和土壤养分指标。结果表明，CK 处理生菜产量从第 2 茬开始显著低于其他处理，1/2CG 处理生菜的平均产量最高，春茬和秋茬分别较 CK 处理提高 15.17% 和 10.06%，较 CG 处理提高 3.95% 和 3.24%，施用基肥配方肥对生菜产量有显著提高作用，适当减少生菜基肥配方肥用量并未造成生菜减产。1/2CG 处理 8 茬生菜硝酸盐含量均低于 CG 处理，1/2CG 和 3/4CG 处理 Vc 含量分别较 CG 处理提高，适当的基肥配方肥减量可以提高生菜 Vc 含量，降低硝酸盐含量。基肥配方肥可以提高土壤速效养分含量，对维持土壤有效磷和速效钾有重要作用。通过基肥配方肥施用量与产量拟合方程得出结论，在基肥配方 N-P2O5-K2O（18-9-18）的条件下，生菜春茬基肥配方肥推荐量为 478.64 kg/hm2 ，秋茬基肥配方肥推荐量为 453.75 kg/hm2 。
Abstract
In this study，the long-term site-specific test was carried out from 2016 to 2019 to monitor the yield，quality and soil nutrients of different base fertilizer dosage，so as to provide data support for scientific fertilization of lettuce. Four base fertilizer levels，including CK（0 kg/hm2 ），1/2CG（375 kg/hm2 ），3/4CG（562.5 kg/hm2 ）and farmers’habits CG（750 kg/hm2 ） were set up，to determine the yield，quality and soil nutrients of eight crops of lettuce for 4 consecutive years. The results showed that the yield of lettuce treated by CK was significantly lower than that of other treatments from the 2 nd crop. The average yield of lettuce treated by 1/2CG was the highest. Spring and autumn crops were 15.17% and 10.06% higher than CK treatment. Compared with CG treatment，the yield of lettuce treated were 3.95% and 3.24% higher. The increase of application amount of base fertilizer formula significantly improve the yield of lettuce. And the appropriate reduction of the amount of base fertilizer formula did not reduce the yield of lettuce. The nitrate content of lettuce treated with 1/2CG was significantly lower than that of CG treatment. The contents of Vc treated with 1/2CG and 3/4CG increased compared with that treated with CG. Appropriate reduction of base fertilizer formula could increase the content of Vc and reduce the content of nitrate in lettuce. It could increase the content of available nutrients in soil and play an important role in maintaining available phosphorus and available potassium in soil. Based on the fitting equation of application amount and yields of base fertilizer formula，under the condition of N-P2O5-K2O（18-9-18），the recommended amount of base fertilizer formula for lettuce spring crop is 478.64 kg/ hm2 ，and 453.75 kg/hm2 for autumn crop.
Keywords
lettuce ； base fertilizer formula ； reduction ； yield ； quality ； soil nutrients