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第 32卷第 5期 湖南农业大学学报(自然科学版) Vol.32 No.5
2006 年 10 月 Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences) Oct．2006
文章编号：1007-1032(2006)05-0482-05
不同施氮量对蕹菜品质及氮肥利用率的影响
肖时运 1，2，刘 强 1，谢桂先 1，荣湘民 1，廖育林 3
(1.湖南农业大学 资源环境学院，湖南 长沙 410128；2.湖南省农产品质量检验检测中心，湖南 长沙 410005；
3.湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙 410125)
摘 要：为探明蕹菜高产、优质的合理氮肥施用量，采用盆栽试验与 15N 标记示踪技术，分析了氮肥施用量与
蕹菜产量、品质及氮肥利用率的关系．结果表明，将每 1 kg土的氮肥施用量 x(g)与每盆的产量 ŷ(g)拟合成回归方
程为 ŷ＝14.81＋1 208.60x－2 959.52x2(F＝46.85*)，表明产量随氮肥施用量的增加呈先增加后下降的变化趋势；
每 1 kg土的合理氮肥施用量为 0.140～0.170 g；氮肥利用率 ŷ(%)和每 1 kg土氮肥用量 x(g)之间的一元一次方程为：
ŷ＝－48.93x＋45.88(r＝0.984**)．适宜的氮肥用量能提高可食部分维生素 C，可溶性糖和蛋白质含量，降低蕹菜
可食部分硝酸盐含量．
关 键 词：蕹菜；氮肥施用量；产量；品质；氮肥利用率
中图分类号：S636.2 文献标识码：A

Effects of N Applying Rates on Yield，Quality of Water Spinach and the N Use Efficiency
XIAO Shi-yun1，2，LIU Qiang1，XIE Gui-xian1，RONG Xiang-min1，LIAO Yu-lin3
(1. College of Resources and Environment，HNAU，Changsha 410128，China；2.Hunan Provincial Inspection and Test
Center of Agricultural Product Quality，Changsha 410005，China；3. Soil and Fertilizer Institute of Hunan，Changsha
410125，China)
Abstract：Current global nitrogen fertilizer use has reached approximately one hundred billion kg per annum. In many
agricultural systems，a very substantial portion of applied nitrogen fertilizer is lost from soil to groundwater，rivers and
oceans．In vegetable cultivation，especially under facility cultivation conditions，more nitrogen fertilizer was applied
than in crop cultivation to achieve high yield．To rationalize nitrogen application rate on yield，quality of water spinach，
environment pollution and nitrogen use efficiency，pot experiments were carried using 15N trace technique．The results
showed that the correlation between nitrogen rates and yield(fresh weight) of water spinach followed the regression
equation ŷ =14.81＋1 208.60x－2 959.52x2(F=46.85*)，which indicating water spinach increased its yield with the
reasonable N fertilizer increasing，but more unreasonable nitrogen fertilizer applying would have a negative effect on the
water spinach yield．The correlation between nitrogen use efficiency and nitrogen rates followed the regression equation
ŷ =－48.93x＋45.88(r = 0.984**)，which indicating nitrogen use efficiency decreased with the increasing of nitrogen
application．The result also showed reasonable nitrogen rates，which ranged from 0.140 to 0.170 g/kg soil，would
improve the content of soluble sugar，vitamin C and protein and decrease the nitrate content of esculent part of water
spinach．
Key words：water spinach；N applying rates；yield；quality；N use efficiency

蕹菜，别名空心菜、无心菜、竹叶菜，为旋花
科植物，原产中国，具有很高的食用价值及药用价
值[1]．由于单位面积耕地所产蔬菜的商品价值一般
要高于大田粮食作物，因而在现实蔬菜生产中特别
是设施栽培中通常投入大量的肥料，特别是化学氮
肥以达到高产的目的[2-3]．施肥不当不仅会引起肥害
或肥效降低，使蔬菜的产量和品质下降，而且还会
造成环境污染，给人类带来诸多的危害[4-9]．随着平
衡施肥技术向园艺经济作物的推广，如何合理施肥
已成为蔬菜生产面临的紧迫问题[10]．笔者通过盆栽
收稿日期：2006-04-18
基金项目：湖南省科学技术厅重点项目(04NK2006)
作者简介：肖时运(1962-)，男，湖南武冈人，博士研究
生，主要从事植物营养与农产品安全研究．
DOI:10.13331/j.cnki.jhau.2006.05.005


第 32卷第 5期 肖时运等 不同施氮量对蕹菜品质及氮肥利用率的影响 483
试验，利用稳定性核素15N示踪技术，在固定P，K
肥和有机肥施用量的前提下，探讨不同化学氮肥用
量对蕹菜产量、品质和氮肥利用率的影响，旨在为
蕹菜的合理施肥提供理论依据．
1 材料与方法
1.1 材 料
盆栽试验于2003年在湖南农业大学农业资源
环境学院玻璃顶棚培养室内进行．供试蕹菜为江西
省宜春市信用蔬菜种苗中心提供的“泰国柳叶空
心菜”．4月14日播种，5月7日移栽，6月8日第1次
收获可食部分，6月25日第2次收获全株，全生育期
72 d．供试土壤为第四纪红土发育的耕型红壤，肥
力中等，其pH为6.39，有机质、全氮、全磷、全钾
含量分别为25.12，1.56，1.31，13.52 g/kg，碱解氮、
速效磷、速效钾和缓效钾含量分别为121.36，15.48，
195.76，214.6 mg/kg．供试氮肥为化工部上海化工
研究院生产的15N标记尿素(含N46%，丰度5.35%)，
钾肥为加拿大生产的氯化钾(含K2O 60%)，磷肥为
钙镁磷肥(含P2O5 12%)；有机肥为发酵的鸡粪和腐
殖酸．
1.2 试验设计
选用20 cm×30 cm瓷质培养盆钵，内装过0.5 cm
筛的风干土6.50 kg．试验共设5个施氮处理．处理
1～处理5化学氮肥施用量每1 kg 土为0.11，0.14，
0.17，0.20，0.23 g．化学氮肥60%作基肥，40%作
追肥．追肥分别于5月19日，6月9日两次施，质量
比1∶3．钾肥、磷肥和有机肥均作基肥，且各处理
施用量相同，每1 kg土钾肥施用量(K2O)0.07 g，磷
肥施用量(P2O5)0.08 g，鸡粪2.00 g，腐殖酸1.00
g．重复5次，随机区组排列．蕹菜采用移植，每钵
5株，按常规管理方法管理，各处理每次的浇水量
一致．
1.3 测定项目和方法
试验前取原始混合土样1个，试验后以盆为单
位每盆取1个混合土样用于土壤全氮含量和土壤基
本理化性状的测定；6月23日取功能叶鲜样用于硝
酸还原酶活性和叶绿素含量的测定，蕹菜收获时取
可食部分鲜样测定维生素C和硝酸盐含量，取可食
部分干样用于部分测定可溶性糖、全氮、非蛋白氮
和粗纤维含量，取蕹菜根、茎、叶的干样用于全氮
含量及15N标记氮肥丰度的测定；以盆为单位收获计
产，分别测定每盆蕹菜根、茎、叶鲜重和干重．
15N丰度由中国农业科学院原子能研究所采用
MAT-251型质谱分析仪测定；硝酸还原酶活性利用
NADH-H+还原NO3－，再利用分光光度法测定，以
25 ℃ 下每1 h内还原NO3－形成1µg NO2－的酶量作
为1个酶活性单位(U)[11]；叶绿素含量用丙酮浸提，
分光光度法进行测定；可溶性糖含量用蒽酮比色法
测定[12]；粗纤维含量用酸性洗涤剂法(ADF)测定[12]；
V-C 含量用2，4-二硝基苯肼比色法测定[12]；硝酸
盐含量用酚二磺酸法测定[12]；全氮含量用浓硫酸混
合催化剂消化，用凯氏定氮法测定；非蛋白氮含量
用三氯乙酸沉淀，凯氏定氮法测定；蛋白氮含量为
全氮含量和非蛋白氮含量之差．
化学氮肥利用率、残留率、回收率和损失率参
照陈子元等[13]介绍的方法进行计算．
2 结果与分析
2.1 蕹菜功能叶硝酸还原酶活性、叶绿素含量及
产量
从表1可以看出，蕹菜功能叶硝酸还原酶(NR)
活性以处理3最高，达10.92 U/g，分别比处理1，2，
4，5提高了16.05%，4.20%，15.80%，43.87%；处
理3与处理2之间的差异不显著，但两处理与其他处
理之间的差异均达极显著水平．蕹菜功能叶叶绿素
含量以处理4最高，达4.53 mg/g，分别比处理1，2，
3，5提高了28.33%，22.76%，18.90%，7.09%；处
理4与处理5之间的差异不显著，与其他处理之间的
差异均达到显著或极显著水平．说明适宜的化学氮
肥用量能增强功能叶NR的活性和提高叶绿素含量，
有利于提高蕹菜氮同化能力和增加光合产物的合
成与积累，降低叶片中硝酸盐的累积．
蕹菜地上(可食部分)、地下部分产量及总产量均
随化学氮肥用量的增加呈先增加后略有降低的变化


484 湖南农业大学学报(自然科学版) 2006年 10月
趋势．蕹菜地上部分、地下部分产量和总产量均以
处理4最高，每盆地上部分鲜样产量达140.59 g，分
别比处理1，2，3，5提高了25.19%，11.70%，5.70%，
3.92%；每盆地下部分鲜样产量达68.48 g，分别比处
理1，2，3，5提高了32.02%，18.19%，9.55%，5.11%；
每盆鲜样总产量达209.07 g，分别比处理1，2，3，5
提高了27.35%，13.75%，6.93%，4.31%．地上部分
鲜样产量除处理3和处理5两处理间的差异不显著
外，其余处理之间的差异均达极显著水平；地下部
分鲜样产量和鲜样总产量各处理间的差异均达显著
水平．结果表明，合理的化学氮肥用量，提高了蕹
菜地上、地下部分产量和总产量．
表1 不同处理蕹菜功能叶硝酸还原酶活性、叶绿素含量及产量
Table 1 Effect of different treatments on the activity of NR，chlorophyll content and yield of water spinach
处理 硝酸还原酶活性 /(U·g－1)
叶绿素含量
/(mg·kg－1)
地上部鲜重
/g
地上部干重
/g
地下部鲜重
/g
总产量(鲜重)
/g
干物质产量
/g
1 9.41bB 3.53bB 112.30dD 12.57eE 51.87eD 164.17eD 24.47eE
2 10.48aA 3.69bB 125.86cC 13.96dD 57.94dC 183.80dC 26.80dD
3 10.92aA 3.81bAB 133.01bB 14.72cC 62.51cB 195.52cB 27.48cC
4 9.43bB 4.53aA 140.59aA 15.44aA 68.48aA 209.07aA 30.57aA
5 7.59cC 4.23aA 135.29bB 15.11bB 65.15bB 200.44bB 29.67bB
表中的数据为 3个平行的平均值；多重比较采用 Ducan氏新复极差法；产量以盆计．
用一元二次方程拟合蕹菜可食部分产量与化
学氮肥施用量之间的关系，可得每盆蕹菜产量ŷ(g)
与每1 kg土化学氮肥用量x (g)之间的回归方程．鲜
重：ŷ= 14.81+1 208.60x－2 959.52x2；干重：ŷ=3.10+
116.38x－277.78x2．经检验，鲜重F=46.85*，干重
F=96.97*，F0.05=19.00，F0.01=99.00，两回归方程均
达显著水平；偏回归系数检验，鲜重F1=28.39*，
F2=19.89*；干重F1=48.82*，F2=32.51*；F0.05=18.51，
F0.01=98.50；说明一次项与二次项均应保留，两回
归方程能反映蕹菜产量与化学氮肥用量之间的关
系，因此可以利用两回归方程来估测．经回归方程
计算，每盆蕹菜鲜重最高产量为138.2 g，最高产量
的化学氮肥用量为每1 kg土0.204 2 g；每盆蕹菜干
重最高产量为15.29 g，最高产量的化学氮肥用量每
1 kg土为0.209 5 g．
2.2 蕹菜品质
从表2可以看出，蕹菜茎叶V-C含量以处理2最
高，6月8日收获的地上部可食部分达228.81 mg/kg，
分别比处理1，3，4，5提高了21.18%，3.06%，6.05%，
12.30%，且各处理之间的差异达显著或极显著水
平； 6月 25日收获的地上部可食部分达 205.20
mg/kg，分别比处理1，3，4，5提高了23.79%，8.81%，
54.53%，77.91%，且各处理之间的差异均达极显著
水平．6月8日收获的蕹菜地上部可食部分可溶性糖
含量以处理2最高，达76.93 g/kg，各处理之间的差
异达显著或极显著水平；6月25日收获的蕹菜地上
部可食部分可溶性糖含量以处理3最高，达45.54
g/kg，各处理之间的差异均达极显著水平．6月8日
收获的蕹菜地上部可食部分各处理硝酸盐含量从
高至低顺序为处理5、处理4、处理3、处理1、处理
2，处理1与处理3之间的差异不显著，但两处理与
其他各处理之间的差异均达极显著水平；6月25日
收获的蕹菜地上部可食部分各处理硝酸盐含量从
高至低顺序为处理5、处理4、处理1、处理2、处理
3，处理1与处理2之间的差异不显著，但两处理与
其他各处理之间的差异达显著或极显著水平，蕹菜
各处理硝酸盐含量均为6月8日收获的地上部可食
部分高于6月25日收获的地上部可食部分．蕹菜粗
纤维含量随化学氮肥用量的增加而降低，各处理之
间的差异达显著或极显著水平．6月8日收获的蕹菜
地上部可食部分蛋白氮含量以处理2最高，达37.53
g/kg，分别比处理1，3，4，5提高了3.63%，0.02%，
1.67%，3.47%，处理2与处理3之间的差异不显著，
但两处理与其他处理之间的差异均达极显著水
平．6月25日收获的蕹菜地上部可食部分蛋白氮含
量以处理3最高，达41.30 g/kg，处理1，2，4，5提


第 32卷第 5期 肖时运等 不同施氮量对蕹菜品质及氮肥利用率的影响 485
高了4.94%，1.83%，0.52%，3.17%，除处理3和处
理4之间的差异不显著外，其他处理之间的差异均
达极显著水平．以上结果说明，适宜的化学氮肥用
量可改善蕹菜可食部分的卫生品质和营养品质．
表 2 不同处理蕹菜可食部分维生素C、可溶性糖、硝酸盐、粗纤维和蛋白氮含量
Table 2 Effect of different treatments on V-C，soluble sugar，nitrate，rough fiber and protein N contents in esculent part of water spinach mg/kg
维生素C 可溶性糖 硝酸盐 粗纤维 全氮 非蛋白氮 蛋白氮 处理
① ② ① ② ① ② ① ② ① ② ① ② ① ②
1 188.82eD 165.76cC 71.49bB 27.12eE 1014.83cC 316.00c C 154.30aA 214.73aA 41.46dC 47.57dD 5.25dD 8.21cC 36.21cC 39.3 6dD
2 228.81aA 205.20aA 76.93aA 33.92dD 817.96dD 302.18cCD 144.50bB 193.43bB 42.66cBC 48.80cC 5.13eE 8.24cC 37.53aA 40.56bB
3 222.01bB 188.59bB 70.53bcB 45.54aA 1045.48cC 283.72dD 132.03cC 172.90cC 43.38bAB 50.03bB 5.87cC 8.73cC 37.52aA 41.30aA
4 215.76cB 132.79dD 69.31cB 38.06bB 1379.35bB 352.02bB 125.97dC 149.20dD 44.05abA 50.90bB 7.14bB 9.82bB 36.91bB 41.08aA
5 203.74dC 115.34eE 66.98dC 36.01cC 1698.69aA 519.64a A 115.67eD 108.33eE 44.60aA 53.81aA 8.33aA 13.78aA 36.27cC 40.03cC
①6月8日收获的地上部可食部分；②6月25日收获的地上部可食部分．
2.3 化学氮肥利用率
蕹菜总吸氮量随干物质产量的增加而增加，总
吸氮量随施氮量的增加而增加(表 2，表 3)．蕹菜
总吸氮量除处理 4和处理 5之间的差异不显著外，
其余处理之间的差异均达极显著水平．蕹菜吸收的
化肥氮随化学氮肥用量的增加而增加，且各处理之
间的差异均达极显著水平；吸收的土壤氮随化学氮
肥用量的增加而增加，处理 4吸收量最大，然后吸
收量下降，处理 2与处理 5，处理 3与处理 5之间
的差异不显著，其余处理间的差异达显著或极显著
水平．说明合理的施用化学氮肥，既能提高蕹菜植
株对化肥氮的吸收量，又能促进植株吸取更多的土
壤氮．
蕹菜化学氮肥利用率ŷ (%)和每1 kg土化学氮肥
用量x(g)之间的一元一次方程为：ŷ =－48.93x +45.88
(r = 0.984**)，r0.05 = 0.878，r0.01 = 0.959．说明化学
氮肥利用率与化学氮肥用量呈极显著负相关．蕹菜
化学氮肥的利用率、残留率和回收率也随化学氮肥
用量的增加而降低，损失率随化学氮肥用量的增加
而增加，且各处理之间的差异均达极显著水平．
表3 收获时不同处理土壤－植株系统中 N 的去向
Table 3 The pathway of N in soil—plant systems from different treatments at harvest
处理 总吸氮量
/mg
化肥氮
/mg
土壤氮
/mg
N利用率
/%
N残留率
/%
N回收率
/%
N损失率
/%
1 831.86dD 293.07eE 538.79dC 40.99aA 50.27aA 91.26aA 8.74eE
2 947.65cC 351.39dD 596.26bB 38.61bB 49.14bB 87.75bB 12.25dD
3 996.35bB 410.09cC 586.266cB 37.11cC 48.05cC 85.16cC 14.84cC
4 1 115.28aA 471.57bB 643.70aA 36.27dD 45.90dD 82.17dD 17.83bB
5 1 121.21aA 525.97aA 595.24bcB 34.82eE 44.04eE 78.85eE 21.15aA

3 讨 论
硝酸还原酶(NR)是植物氮代谢中一种重要的
调节酶和限速酶，提高蔬菜硝酸还原酶的活性，可
以促进硝酸盐在蔬菜体内还原，降低硝酸盐积累，
对蔬菜生长、产量形成和蛋白质含量的提高起到重
要作用[14]．本研究结果表明，适宜的化学氮肥用量
能提高蕹菜叶片NR活性，降低蕹菜可食部分硝酸盐
的含量[15]．硝酸盐含量是蔬菜卫生品质中的一个限
制指标，也是影响人体健康的重要因子．蔬菜是一
种极易富集硝酸盐的作物，人体摄入的硝酸盐有
81.2%来自蔬菜，而硝酸盐是强致癌物质—亚硝胺
的前体物[16]．世界卫生组织和联合国粮农组织规定
硝酸盐的ADI值(人日允许量)为3.6 mg/kg，按人均
体重60 kg，人均日食用新鲜蔬菜0.5 kg及考虑到盐
渍、烹调损失，可据此采用如下指标评价硝酸盐的


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污染：一级，NO3-N＜432 mg/kg，生食允许；二级，
NO3-N＜785 mg/kg，生食不宜，熟食允许；三级，
NO3-N＜1 440 mg/kg，生食、盐渍不宜，熟食允许；
四级，NO3-N＜3 100 mg/kg，为最高限量[17]．处理
1～处理4于6月8日收获的蕹菜地上部可食部分硝
酸盐含量为三级，处理5为四级；处理1～处理4于6
月25日收获的蕹菜地上部可食部分硝酸盐含量为
二级，处理5为三级．
叶绿素含量的大小是植物衰老的一个重要指
标[18]．本研究结果表明，蕹菜叶片中叶绿素的含量
以处理4最高，蕹菜总鲜重和总干重均以处理4最
高．维生素C、可溶性糖、粗纤维和蛋白质含量的
高低是衡量蔬菜品质好坏的重要指标[19]．本研究结
果表明，适宜的化学氮肥用量能显著提高蕹菜可食
部分中维生素C、可溶性糖和蛋白质的含量，使蕹
菜可食部分中粗纤维的含量保持在适中的水平，因
而能明显提高蔬菜的营养价值和卫生品质．
化学氮肥的利用率随着其施用量的增加而降
低，但蕹菜的产量和品质在一定施氮量的条件下随
化学氮肥施用量的增加而增加，如单纯从化学氮肥
引起环境污染的角度考虑，化学氮肥施用量越少越
好，但因此会降低蕹菜的产量和营养品质，影响到
人们的营养需求和菜农的经济利益，所以，在确定
最佳氮肥施用量时，不但要考虑所要达到的产量，
而且也要考虑氮肥的利用率、损失率、残留率及其
肥效的变化特点[20]．本研究结果表明，蕹菜合理的
化学氮肥施用量(N)每1 kg土为0.140~ 0.170 g．
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责任编辑：苏爱华
英文编辑：罗文翠