草莓作为一种营养价值高、生长周期短、经济价值高的小浆果，深受人们喜爱，除鲜食外还可以加工成各种高附加值产品，已在世界各地广泛栽种。中国是世界上最大的草莓生产国，据统计，2017年中国草莓种植面积15多万hm²、产量400多万t，总产值已超过600亿元，草莓产业也逐渐从产量型转向风味品质型^[1]。在草莓生产中，合理的氮肥施用量是提高草莓产量和改善品质的重要措施之一。草莓根系浅、持续结果能力强、需肥量大，对土壤氮素较为敏感，土壤无机氮含量稍大就会影响植株生长^[2]。适宜的氮素营养可提高草莓果实产量^[3]和品质，过量施氮会使果实营养成分和风味品质下降，从而影响果实质量，降低商品性^[4-6]。在西瓜^[7]、苹果^[8]、桃^[9]、柑橘^[10]和丰水梨^[11]等水果上也有类似的研究报道。在实际生产中，草莓种植者为了追求单果重和产量，大量施用氮肥的现象比较普遍。2013—2014年对昆明地区农户施肥情况调查结果表明：草莓平均施氮肥约 480 kg/hm²，个别农户氮肥施用量甚至超过 1 000 kg/hm²，氮素的当季利用率远远低于30%；过量施用氮肥不仅增加农业生产投入、降低生产效益、造成资源浪费，而且对环境产生负面影响^[12-13]，不利于农业的可持续发展。因此，探索经济高效和环境友好的最佳施肥量已成为草莓生产中亟待解决的问题。前人通过北方大棚和温室进行小区和盆栽试验研究氮肥对草莓产量和品质的影响较多，但对南方冬季露地栽培型草莓的研究还很少。本试验以问卷调查施肥量为基础，采用田间试验研究不同施氮水平对露地草莓生长发育、叶片叶绿素含量、果实品质和产量的影响，以期为昆明地区草莓露地栽培化肥减量与提质增效提供技术支持，推进当地都市型休闲观光农业发展。

1.   材料与方法

1.1   试验地及供试作物

试验地设在昆明市农业科学研究院成果转化中心，该中心位于宜良县北古城镇大薛营村委会小薛营村(E103°17′，N24°98′)，属北亚热带季风气候，海拔1 535 m，年平均气温16.3 ℃，全年无霜期约260 d。土壤为潴育型水稻土，前茬撂荒，试验前0~30 cm的土壤pH为6.8，有机质22.22 g/kg，碱解氮302.3 mg/kg， 有效磷68.7 mg/kg，速效钾238.5 mg/kg。供试草莓品种为章姬，移栽苗龄为三叶一心。2014 年 9 月初移栽定植，2014 年 11月下旬开始采收，2015年4月初采收结束。

1.2   试验设计

试验设 0、105、225和330 kg/hm² 4 个氮水平处理，每个处理3个重复，共计12个小区，完全随机区组排列。氮、磷和钾肥分别选用尿素(含N 46%)、过磷酸钙(含P₂O₅ 16%)和硫酸钾(含K₂O 50%)，在定植时做基肥和花前追肥各一半，除尿素因处理不同外，定植前施有机肥22 500 kg/hm²，磷和钾的施肥总量分别为P₂O₅ 270 kg/hm²和K₂O 360 kg/hm²。根据当地农户的种植习惯，起垄双行栽培，垄高30 cm，畦面宽40 cm，畦底宽60 cm，每1畦即为1个小区，面积0.6 m×7 m，株行距为20 cm×20 cm，每小区70株，小区间留30 cm隔离带(沟底宽)。在草莓现蕾后至开花前进行地膜覆盖，减少土壤管理用工和保证草莓果实的清洁。在开花结果期，开展疏花疏果，每株每批留果数12~15个。其他田间管理措施按当地农民习惯进行。

1.3   测定项目

农艺性状调查：在开花坐果期，每小区选取具有代表性的植株10株，按照NY/T 1487—2007^[14]的规范要求测量其株高、叶片数、叶柄长、花序数和花序长等生长指标。

叶绿素的测定：在营养生长期、开花坐果期和盛果期，取各小区大小和长势一致的6棵植株，使用便携式SPAD-502叶绿素仪，对植株上部选择从顶部向下第3片展平的功能叶，对其中间1裂进行测定，结果取其平均值。

果实品质测定：在盛果期采摘无机械损伤及病虫害的成熟果实鲜样带回实验室测定果实品质指标。可溶性固形物含量的测定采用PAL-1手持折光仪；总糖含量的测定采用直接滴定法^[15]；可滴定酸含量的测定采用NaOH滴定法^[16]；VC含量的测定采用2,6-二氯靛酚滴定法^[17]；果实硬度的测定采用GY-4型数显果实硬度计；糖酸比用总糖含量与可滴定酸含量的比值表示。

产量调查：在采收期选取各小区具有代表性的10棵植株，果实成熟后按采摘记录调查单株产量，取其平均值计算总产量。

1.4   数据分析

数据采用Excel 2007和SPSS19.0进行计算和统计分析，Duncan 法进行多重比较。有关氮肥农学效率和产投比计算公式如下：

氮农学效率(kg/kg)=(施氮区产量－不施氮区产量)/施氮量；

产投比=(施氮区作物产值－无氮区作物产值)/施入化肥氮成本。

2.   结果与分析

2.1   不同施氮量对草莓生长发育的影响

由表1可知：植株的株高、叶片数、叶柄长、单株花序数和花序长均随着施氮量的增加而增加。N₁₀₅处理的株高和花序长与N₀ (对照)相比差异显著，分别高出10.08%和34.19%；N₂₂₅处理的株高和叶片数分别比N₀高出16.41%和21.31%，差异达极显著水平；N₃₃₀处理的株高、叶片数、叶柄长、单株花序数和花序长分别比N₀高出22.67%、35.01%、27.18%、25.30%和50.93%，并且均达到极显著差异；N₃₃₀和N₂₂₅处理间只有叶片数达显著差异。

表  1  不同氮肥处理对草莓生长发育的影响

Table  1.  Effects of different nitrogen fertilizer treatments on the growth and development of strawberry

处理 treatment	株高/cm plant height	叶片数 number of leaf	叶柄长/cm petiole length	单株花序数 number of inflorescences per plant	花序长/cm inflorescence length
N0	16.76±1.58 cB	6.57±0.42 cC	6.55±0.63 cB	2.53±0.12 cB	11.29±1.07 cB
N105	18.45±0.61 bAB	6.90±0.44 cBC	7.14±0.28 bcB	2.67±0.38 bcAB	15.15±0.95 bAB
N225	19.51±0.30 abA	7.97±0.47 bAB	7.62±0.48 abAB	3.07±0.06 abAB	16.25±0.72 abAB
N330	20.56±0.80 aA	8.87±0.31 aA	8.33±0.19 aA	3.17±0.15 aA	17.04±0.94 aA
注：N0、N105、N225和N330分别代表施氮量是0、105、225和 330kg/hm2。同列数值后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著，不同大写字母表示在0.01水平上差异显著；下同。 Note: N0, N105, N225 and N330 represent the N applicntion levels of 0, 105, 225 and 330 kg/hm2. Values followed by different lowercase letters within a column are significantly different at 0.05 level, and that followed by different capital letters are significant at 0.01 level; the same as below.

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2.2   不同施氮量对草莓叶片叶绿素含量的影响

由表2可知：在不同生育期，草莓叶片的SPAD值整体变化趋势基本相同，均随施氮量的增加而增加。在营养生长期，N₁₀₅和N₂₂₅处理分别与N₀相比差异不显著，N₃₃₀处理比N₀高出5.64%且差异显著。在开花坐果期，N₁₀₅处理与N₀相比差异不显著；N₂₂₅和N₃₃₀处理分别比N₀高出 6.69%和8.44%，差异极显著。在盛果期，N₁₀₅处理比N₀高出3.95%，差异显著；N₂₂₅和N₃₃₀处理分别比N₀高出7.25%和9.72%，差异均达到极显著。生育期内，N₂₂₅和N₃₃₀处理间草莓叶片的SPAD值差异均不显著。

表  2  不同氮肥处理对草莓叶片叶绿素含量的影响

Table  2.  Effects of different nitrogen fertilizer treatments on the chlorophyll content of strawberry

处理treatments	生育期 growth period
	营养生长期 period of vegetative growth	开花坐果期 flowering and fruiting stages	盛果期 full bearing period
N0	46.60±0.31 b	49.65±0.65 cB	49.67±0.64 cC
N105	46.91±1.24 ab	51.60±0.95 bcAB	51.63±1.14 bBC
N225	47.09±2.40 ab	52.97±1.47 abA	53.27±1.08 abAB
N330	49.23±0.58 a	53.84±1.43 aA	54.57±0.87 aA

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2.3   不同施氮量对草莓果实品质的影响

由表3可知：不同施氮处理对草莓果实品质均有不同程度的影响。果实可溶性固形物、总糖、糖酸比、VC含量和硬度均随施氮量的增加呈现先升高后下降的趋势，N₂₂₅处理时最高，且与N₀相比，可溶性固形物、VC含量和硬度的差异均达到显著性水平，总糖的差异达极显著水平；可滴定酸含量随施氮量的增加而持续增加。

表  3  不同氮肥处理对草莓果实品质的影响

Table  3.  Effects of different nitrogen fertilizer treatments on quality of strawberry

处理 treatments	可溶性固形物/% soluble solid	总糖/% total sugar	可滴定酸/% titratable acid	糖酸比 sugar-acid ratio	维生素C/(mg·g−1) vitamin C	硬度/(kg·cm−2) firmness
N0	11.75 b	7.76 bcB	0.69 bB	11.30 aA	79.50 b	0.56 b
N105	12.38 ab	8.24 abAB	0.72 bAB	11.41 aA	83.00 ab	0.60 ab
N225	12.87 a	8.63 aA	0.75 abAB	11.50 aA	91.17 a	0.64 a
N330	12.26 ab	7.66 cB	0.80 aA	9.54 bB	89.67 a	0.61 ab

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2.4   不同施氮量对草莓产量和经济效益的影响

由表4可知：草莓产量随着施氮量的增加而增加，N₃₃₀处理最高，N₂₂₅和N₃₃₀处理间差异显著，两者分别比N₀增产33.82%和51.98%。氮肥农学效率随施氮量的增加而提高，N₁₀₅处理仅为18.92 kg/kg，与N₂₂₅和N₃₃₀处理差异极显著，但N₂₂₅和N₃₃₀间差异不显著。不同施氮处理的果实相比较发现：N₀处理果实较小且口感差，N₃₃₀处理果实大但口感差，所以销售价格低。N₂₂₅处理的产投比最高，且极显著高于N₁₀₅处理，比N₃₃₀高出19.27%，说明其施肥价值最高。

表  4  不同氮肥处理对草莓产量和经济效益的影响

Table  4.  Effects of different nitrogen fertilizer treatments on the yield and economic benefit of strawberry

处理 treatments	产量/(kg.hm−2) yield	氮肥农学效率/(kg·kg−1) nitrogen agronomic efficiency	草莓销售价格/(Yuan·kg−1) sales price of strawberry	产投比/(Yuan·yuan−1) input-output ratio
N0	30 990.99±3 327 cB	—	20	—
N105	32 977.47±2 807 cB	18.92±5.79 bB	25	87.03±26.65 bB
N225	41 471.29±2 140 bA	46.58±8.11 aA	25	214.26±37.33 aA
N330	47 099.98±2 288 aA	48.82±9.40 aA	20	179.64±34.60 aAB
注：表中投入和产出数据由当年市场价格计算而得，普通尿素2.50元/kg。 Note: Data of input output in the table were calculated by the market prices, normal urea 2.50 yuan/kg.

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3.   讨论

氮是植物生长发育必需的营养元素，也是影响作物产量和品质性状的重要因素，合理施氮是提高作物产量和改善品质的主要途径。草莓生物量和产量是反映其生长状况的重要指标。本研究表明：施氮可以促进草莓的营养生长，主要表现在增加株高、叶片数、叶柄长、单株花序数和花序长，该结果与王翠玲^[18]的研究结论相一致。适量增施氮肥可提高草莓叶片的叶绿素含量，促进光合作用^[19]。本研究中，草莓在整个生长过程中的叶绿素含量均随施氮量的增加而提高，这与冯焕德等^[8]在苹果树上的研究结果一致。作物产量、品质和经济效益与施肥有显著相关性^[15]。本试验中，施氮显著增加草莓产量，且有效提高氮肥农学效率，但施氮超过225 kg/hm²，果实品质下降，销售价格低，草莓产值降低，产投比下降。

草莓果实可溶性固形物、总糖、可滴定酸含量、糖酸比、VC含量和硬度是评价草莓果实品质的重要内在指标。李付国等^[9]对桃的研究表明：随着施氮量的增加，果实可溶性固形物呈现先增加后下降的趋势，可滴定酸显著升高，而硬度无显著变化。冯焕德等^[8]对苹果的研究发现：随施氮量的增加，果实中可溶性固形物显著下降，而可滴定酸显著增加，果实的硬度先增加后降低。在丰水梨上的研究表明：随施氮量增加，可溶性固形物和可溶性糖含量先增加后略有下降，果实硬度减小，而可滴定酸和VC与不施氮相比没有显著差异^[11]。对大棚蔬菜研究表明：随着土壤中氮水平增加，番茄果实的VC含量增加，有机酸含量降低，可溶性糖和糖酸比先增加后降低；而黄瓜果实的VC、可溶性糖和糖酸比均先增加后降低，有机酸含量施氮处理均显著高于不施氮，但不同施氮处理间无显著差异^[20]。在田间栽培条件下，当施氮量超过平衡施氮量时，甜瓜的品质及产量有降低的趋势^[21]。本研究表明：在一定范围内，施氮量的增加促进可溶性固形物、总糖、糖酸比、VC含量和硬度增加；当氮水平较高时，上述指标又明显下降；而可滴定酸随施氮量增加而持续升高。N₃₃₀处理含糖量甚至比不施氮处理低，这与对草莓^[4]和丰水梨^[11]的研究结果一致。果实的硬度先增加后降低，其原因是高氮降低果实中的钙含量^[22]，增加作物的营养生长和叶面积，叶片蒸腾速率加强，钙向果实的迁移变弱，限制了钙在果实组织中的积累。总的来看，施氮量为225 kg/hm²时，果实的品质最好，过多的氮肥用量在一定程度上降低了果实的品质。

综上所述，昆明地区田间露地栽培草莓的经济最佳施氮量为225 kg/hm²，这个施氮量低于最高产量的施氮量，也远远低于农户生产上的习惯施用量，不仅有利于草莓果实品质的提高，还能为草莓种植者节约成本、增加收入，同时，可减少氮肥在环境中的残留和积累，减少潜在的环境污染，提高氮肥利用率。合理施肥应将氮肥的施用量控制在最佳经济施肥量以内，同时考虑经济效益和环境问题^[23]。要在昆明等农业高度集约化的地区实现作物产量、品质稳定和环境友好，除了重视对化肥的管理之外，对碳(秸秆、有机肥)和水分的管理也不容忽视。