供试酸性土采自重庆璧山区七塘镇蔬菜基地，供试中性土采自重庆九龙坡区蔬菜基地，供试碱性土采自重庆铜梁区蔬菜基地，不同类型土壤的基本理化性质见表 1.

供试肥料包括黄瓜专用缓释肥2种(CSRF1和CSRF2)、黄瓜专用肥(CCF)、普通复合肥(OCF)及商品缓释肥(MSRF).自制黄瓜专用复合肥及自制专用缓释肥均为西南大学研制，主要养分由N，P，K及中微量元素组成的无机肥原料和优质有机肥复混而成，N，P，K养分为11-8-15.黄瓜专用缓释肥为有机—无机非包膜养分结构型缓释肥料，所添加的脲酶抑制剂或硝化抑制剂包括nBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)、DCD(双氰胺)和HQ(氢醌). OCF为贵州西洋普通复合肥(15-15-15). MSRF为青岛住商非包膜缓释复合肥(26-6-8).

供试土壤为采自重庆市九龙坡区蔬菜基地的酸性紫色土，其有机质质量分数为16.54 g/kg，全氮质量分数为0.62 g/kg，土壤碱解氮、有效磷和速效钾质量分数分别为102.8，26.18和95.5 mg/kg，pH值为6.03.供试作物为黄瓜Cucumis sativus L.，品种为‘燕白’，幼苗由重庆市农业科学院蔬菜花卉研究所提供.供试肥料与恒温培养试验相同.

试验参考Standford等^[19]建立的好气培养-间歇淋洗法.共设5个处理，分别为TSRF1，TSRF2，TCF，OCF和MSRF.每个处理设置3个重复，随机排列.放入160目尼龙滤网于底部有小孔(直径0.5 cm)的特制玻璃管(直径3 cm、高14.5 cm)内封住底口，并在其上放置3 cm厚石英砂，分别称取过2 mm筛风干土20.00 g，氮水平均设为500 mg/kg，石英砂20 g，加少量0.01 mol/L CaCl₂溶液，混匀，使其呈松散状并装入培养管，并在其上覆盖2 cm厚的石英砂，用以防止加水时扰乱土层.在聚乙烯薄膜上刺有小孔(1 mm)，封闭玻璃管上口，置于35 ℃的恒温培养箱中连续培养.从培养之日开始设定时间1，3，7，14，21，28，42 d，用100 mL 0.01 mol/L CaCl₂溶液分3次淋洗，合并淋洗液并测定淋洗液中全氮、无机态氮(硝态氮和铵态氮)质量分数.

土培试验于2014年3月1日-7月30日在西南大学资源环境学院温室进行.共设5个处理，分别为CSRF1，CSRF2，CCF，OCF和MSRF. N用量为180 mg/kg，用以对比等N量的各处理对黄瓜生长及N，P，K利用率的影响. TCF，CCF和OCF分3次施肥，即基肥、开花期和盛果期2次追肥.基肥为N总量的50%，追肥分别按N总量的30%，20%进行. TSRF和MSRF作基肥一次性施入.每盆(17 cm×20 cm)装入过40目筛的风干土5 kg，与基肥混匀.移栽黄瓜幼苗2株/盆.培养期间，采用称质量法调节土壤水分，保持土壤田间持水量的60%.每个处理设置3次重复，随机排列.从第一次结果开始记产，120 d后收获，在105 ℃下将植株杀青15 min，然后再在60 ℃下烘干至恒定质量.

土壤基本理化性质采用常规分析法测定^[20]；土壤碱解氮采用扩散法测定^[20]；土壤速效钾采用醋酸铵浸提，火焰光度计法测定^[20]；土壤有效磷采用碳酸氢钠浸提，分光光度法测定^[20]；土壤有机质采用重铬酸钾容量法测定^[20].采用紫外分光光度法测定果实硝酸盐质量分数，用2，6-二氯靛酚滴定法测定维生素C，采用3，5-二硝基水杨酸显色-分光光度法测定还原糖，用茚三酮显色—分光光度法测定游离氨基酸质量分数^[21].植株N用凯氏定氮法测定，P用钒钼黄比色法测定，用火焰光度计法测定^[20].土壤脲酶活性用苯酚钠比色法测定，以NH₃-N mg/g(37 ℃，24 h)表示；土壤过氧化氢酶用高锰酸钾滴定法测定，以0.1 mol/L KMnO₄ mL/g(25 ℃，20 min)表示；土壤蔗糖酶用3，5-二硝基水杨酸法测定^[22].

式中，NUE为氮素相对利用效率；U₁为专用肥或缓释肥处理植株吸氮量；U₂为普通复合肥处理植株吸氮量.磷、钾相对利用效率计算方法同上式.

采用SPSS18.0和Excel 2003等统计软件对数据进行方差分析.

如图 1所示，在恒温培养试验中黄瓜各施肥处理在不同土壤中氮素累积释放量曲线变化趋势基本一致.在酸性土中各处理测定时间的氮素累积释放量总体从大到小依次为OCF(290.97~960.14 mg/kg)，MSRF(185.19~717.01 mg/kg)，CCF(102.94~524.03 mg/kg)，CSRF2(110.24~460.95 mg/kg)，CSRF1(107.36~449.73 mg/kg)，总培养时间内CSRF2较OCF，MSRF，TCF处理氮素累积释放量分别降低了51.99%，35.71%和12.04%，且2种蔬菜专用缓释肥差异不具有统计学意义，表明专用缓释肥处理氮素缓释能力较其他处理好.黄瓜各施肥处理在中性土中氮素累积释放量最高的仍是OCF处理(352.72~1 069.59 mg/kg)，其次是MSRF处理(221.51~784.18 mg/kg)，然后从大到小依次是CCF(155.87~678.38 mg/kg)，CSRF2(134.03~472.36 mg/kg)，CSRF1处理(130.51~469.34 mg/kg).总培养时间内CSRF1和CSRF2处理较其他处理氮素累积释放量降幅分别达到30.81%~56.12%和30.37%~55.84%.碱性土中氮素累积释放量从大到小为OCF(545.46~1476.26 mg/kg)，MSRF(447.26~975.20 mg/kg)，CCF(176.97~674.13 mg/kg)，CSRF1(168.57~513.66 mg/kg)，CSRF2(160.15~492.01 mg/kg)，总培养时间内CSRF1和CSRF2处理较其他处理氮素累积释放量降幅分别达到23.80%~65.21%和27.02%~66.67%.

从表 1可以看出，不同施肥处理对黄瓜植株总干物质量及各器官影响不同.植株各器官干物质量总体表现从大到小依次为果实、叶或茎、根系.黄瓜总干物质量以TSRF2和CSRF2处理最高，2种专用缓释肥(CSRF2和CSRF1) 的总干物质量较CCF，MSRF和OCF处理分别增加了22.46%，25.49%，50.76%和18.14%，20.06%，45.44%.黄瓜果实干物质量仍以TSRF2和CSRF2处理产量最高，分别为67.55 g/pot和62.05 g/pot，较CCF，MSRF，OCF处理分别增加了23.3%~37.2%和16.5%~31.6%.

由表 2可知，黄瓜果实的维生素C质量分数以CSRF2处理最高，CSRF2处理维生素C质量分数为28.3 mg/kg，较其他处理分别增加了2.0 mg/kg，7.3 mg/kg，8.4 mg/kg和9.8 mg/kg，增幅为7.60%，34.76%，42.24%和52.97%.不同施肥处理均提高了黄瓜果实内氨基酸的质量分数(表 2).以CSRF1处理果实氨基酸质量分数最高，CSRF1处理氨基酸质量分数为1 506.89 mg/kg，较其他处理分别增长了79.62，726.17，419.99和764.34 mg/kg，增幅为5.58%，93.01%，39.64%和100.03%.如表 2所示，在不同施肥处理条件下，黄瓜果实还原糖百分比从大到小依次为OCF(0.2717%)，CSRF2(0.2464%)，CSRF1(0.2249%)，MSRF(0.2181%)，CCF(0.1627%).各施肥处理黄瓜果实硝酸盐质量分数以CSRF1，CSRF2处理最低，分别较OCF，CCF，MSRF降低了29.54%和43.59%，13.51%和30.76%，14.48%和31.53%(表 2).

由表 3可以看出，黄瓜不同部位N，P，K养分质量分数总体表现从大到小依次为果实、叶、茎、根，根、茎、叶和果实的N，P，K养分质量分数均以CSRF2最高，其次是CSRF1.与OCF，CCF和MSRF处理比较，2种黄瓜专用缓释肥处理的根、茎、叶和果实的N质量分数分别增加了3.45~33.94%，0.86~30.52%，8.59~27.68%和3.62~27.61%；2种黄瓜专用缓释肥处理的根、茎、叶和果实的P质量分数分别增加了2.84~31.72%，8.52~97.98%，12.14~45.12%和10.34~15.63%；2种黄瓜专用缓释肥处理的根、茎、叶和果实的K质量分数分别增加了1.07~26.18%，0.74~10.40%，4.49~16.26%和6.76~44.10%.

由表 4可以看出，黄瓜在整个生育期对氮、磷、钾3大营养元素的吸收量总体表现为氮和钾大于磷.黄瓜各处理在单体内对氮素的积累量从大到小依次表现为CSRF2，CSRF1，MSRF，CCF，OCF，其中CSRF2的吸收量与CSRF1，MSRF，CCF和OCF处理比较，分别提高了13.03%，31.76%，34.69%和48.11%，在对磷和钾的吸收上，其他处理的磷和钾养分积累量在2个品种中存在差异，但总体以CSRF2处理养分积累量最高.

与普通复合肥相比(表 4)，黄瓜专用肥和缓释肥均提高了N，P，K相对养分利用率，增幅为6.37%~35.69%.各处理均以缓释肥处理(CSRF1和CSRF2) 的N，P，K相对养分利用效率最高，较普通复合肥增加了18.53%~24.20%，19.27%~20.02%和18.54%~35.69%.这表明专用缓释肥添加的抑制剂对作物吸收氮素的稳定性得到提升.相比之下，普通复合肥养分利用效率低的原因可能是本身缺少各类微生物抑制剂，使得养分易挥发或被土壤吸附固定或通过其他途径损失.

由表 5可以看出，土壤脲酶活性均以2种黄瓜专用缓释肥处理最高，TSRF1和CSRF1处理略大于TSRF2和CSRF2，但差异不具有统计学意义，两者与其他处理间差异具有统计学意义，相比OCF处理，2种黄瓜专用缓释肥处理脲酶活性分别提高了170.23，141.44和105.93，92.71 mg/pot.所有处理中2种黄瓜专用缓释肥的土壤过氧化氢酶活性最高，且2品种专用缓释肥处理差异不具有统计学意义，均为0.33 mL/g，比其他处理分别增长了0.01~0.13 mL/g和0.01~0.09 mL/g，TCF和CCF处理质量分数在2个品种中分别为0.27 mL/g和0.28 mL/g，5个处理中则以OCF处理具有统计学意义最低.土壤磷酸酶的高低与土壤脲酶类似，均以2种黄瓜专用缓释肥处理的磷酸酶活性最高，均明显高于OCF.土壤磷酸酶具有统计学意义最高的是CSRF2处理(2.61 mg/g).与OCF处理相比，2种黄瓜专用缓释肥处理显著提高了土壤中蔗糖酶的活性，分别提高1.19，1.26 mg/mL.

蔬菜是喜肥作物，种植中的氮肥施用量是普通大田作物的数倍甚至数十倍，且氮素利用率低^[23].氮素利用率不高的原因有很多，其主要原因是肥料施入土壤中氨挥发损失，有资料显示在有利于氨挥发的条件下，氨挥发损失率可高达施氮量的40%~50%^[24].另外，化学氮肥施入土壤后很容易以硝态氮的形式随水流失，也是肥料利用率低的主要原因之一^[25].硝化作用的存在加速了硝态氮随水流失的几率，硝化抑制剂可以调控土壤氮素的迁移转化，延长铵态氮在土壤中停留的时间，有效减少氮素损失和提高氮素利用率^[26-27].目前所用的缓控释肥料较其他同类型肥料，在各种抑制剂种类选择及用量方面都做了大量的前期工作^[28]. DCD含氮量66.64%具有稳定氨的作用，与此同时又具有抑制土壤中亚硝酸细菌的功能，增效缓效作用兼备^[29].双氰铵还可以作为一种缓慢释放的肥料在土壤中最终被分解为CO₂和NH₄⁺，对土壤没有什么不利影响^[30]. nBPT减缓尿素水解的作用明显，可以延长施肥点尿素的扩散，降低土壤溶液中NH₄⁺和NH₃的浓度，抑制NH₃的挥发损失，使释放出来的营养成分尽快被作物吸收^[31].从恒温培养试验结果可知，黄瓜专用缓释肥的氨累积释放量在培养期内较普通复合肥、黄瓜专用肥和商品缓释肥都低，这是硝化抑制剂和脲酶抑制剂作用的结果.蔬菜专用缓释复合肥中几种抑制剂的作用互补，从而大大降低了氮肥的损失量^[32].各施肥处理在3种不同土壤中氮素累积释放量从大到小依次表现为碱性土、中性土、酸性土.可见，酸性土更有利于减少氮素释放.

土培试验中，与普通复合肥处理比较，专用缓释肥能够显著提高黄瓜产量，这与以往学者对缓释肥应用效果研究结果相似^[10-11].通过其品质分析进一步发现，与OCF处理相比其他处理均有效地提高了黄瓜果实维生素C和氨基酸质量分数，显著降低了硝酸盐质量分数，其中以2种自制专用缓释肥的增加和降低效果最为突出.早前朱国梁等^[33]对不同种类缓释肥进行研究也表明，不同缓释肥处理均较普通复合肥提高了黄瓜可溶性糖、Vc、可溶性蛋白质质量分数，降低了硝酸盐质量分数.自制黄瓜专用缓释肥更有效地提高了黄瓜氨基酸质量分数，其主要原因可能是自制黄瓜缓释肥料中添加的抑制剂在稳定氨挥发、减缓尿素分解或对脲酶活性抑制方面，自制专用缓释肥较普通复合肥使土壤中供应氮的能力维持在一个较高的水平^[34-35]，从而保证氮素充分供应，使黄瓜体内氮素营养状况得到了改善.硝酸盐质量分数高低成为衡量蔬菜卫生品质的重要指标之一.人体摄入的大部分硝酸盐来自蔬菜，硝酸盐摄入过量就会给人体健康带来不利的影响.在本试验中，专用缓释肥处理显著降低了黄瓜果实硝酸盐质量分数，从而减少了黄瓜体内硝酸盐对人体健康的威胁.许多研究表明，氮肥过量施用可增加蔬菜体内的硝酸盐积累^[36-37].本研究所用专用缓释肥对硝酸盐质量分数的降低得益于黄瓜专用缓释肥对氮素的缓释作用，结合恒温培养试验可知，专用缓释肥的氮积累量变化较为平缓，能持续满足黄瓜生长发育对氮素的需求，有利于对氮素养分的充分吸收和转化，从而降低黄瓜体内硝酸盐的积累.但值得注意的是，专用缓释肥处理在改善其他品质指标的同时，却降低了果实内还原糖的质量分数，这可能是由于在黄瓜生长过程中，磷、钾素溶出速率不同导致对作物供应的强度和浓度不同(配比不同)，当然也可能与黄瓜品种、土壤和微量元素及水分、温度等诸多因素有关^[38].

我国肥料投入大而效益低，氮、磷和钾肥利用率分别为30%~35%，10%~20%和35%~50%^[4]，远远低于发达国家.缓释肥料致力于提高土壤养分利用效率，越来越受关注.张守仕等^[39]研究袋控缓释肥料处理对桃树氮素利用率的影响，汪强等^[40]和殷文鹏等^[12]分别研究了3种包膜缓/控释肥和有机质包膜尿素对冬小麦氮吸收积累量及氮肥利用率的影响，唐拴虎等^[11]研究了不同包膜缓/控释肥处理对辣椒氮磷钾吸收量及其利用效率的影响，王宜伦等^[41]研究了专用缓释肥对夏玉米氮、磷、钾养分积累量的影响，王崇力等^[18]研究了专用缓释肥对辣椒氮、磷、钾吸收积累及利用效率的影响.这些研究均表明，施用缓释肥可提高植物对氮、磷、钾的利用效率，且文献[11, 18, 41]的研究发现，植物对氮和钾的吸收利用通常高于磷.土培试验结果显示，2种黄瓜专用缓释肥对3大营养元素的吸收大致表现为氮、钾的吸收量大于磷.黄瓜各处理在单体内对氮素的积累量大小表现均以专用缓释肥处理最高.各处理均以缓释肥处理的N，P，K相对养分利用效率最高.这表明专用缓释肥添加的抑制剂对作物吸收氮素的稳定性得到提升.相比之下，普通复合肥养分利用效率低的原因可能是本身缺少各类微生物抑制剂，使得养分易挥发或被土壤吸附固定或通过其他途径损失.

土壤中酶包括脲酶、过氧化氢酶和土壤磷酸酶等等，其大部分都通过植物根系分泌物、土壤微生物的活动及动植物残体腐解等产生.研究土壤酶活性及其引起的土壤代谢作用性能，能够表明土壤酶代谢作用强度及植物适应外界环境和维持其生长条件的能力.在本试验中，与普通复合肥处理相比，黄瓜专用缓释肥和黄瓜专用肥处理均不同程度地提高了土壤脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶和蔗糖酶活性，且各土壤酶活性均以2种黄瓜专用缓释肥处理最高，但两者间酶活性差异不具有统计学意义.董燕等^[42]将优质有机肥与经缓释技术处理的化学肥料复合而制得的养分结构型非包膜缓腔释肥料缓/控释肥进行研究也表明，缓/控释肥在不同程度上增加了土壤脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性，且这些酶活性与土壤有机质、全氮磷钾及有效氮等土壤养分存在良好的正相关，缓/控释肥的添加增加了土壤有机质和有效养分质量分数，促进了土壤微生物的生长和有机氮的分解和转化，从而提高了土壤酶活性.王崇力等^[18]将由氮、磷、钾及中、微量元素组成的无机肥原料和优质有机原料复混而成的辣椒专用缓释肥进行也研究发现，缓释肥处理提高了土壤有机质和各种有效养分质量分数，提高了土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性.土壤酶主要由土壤微生物和作物根系的分泌活动产生.本试验供试黄瓜专用缓释肥由含N，P，K及微量元素的无机肥原料和优质有机肥复混而成，将其施入土壤有效提高了土壤酶活性，也可能是由于提高了土壤有机质质量分数和有效养分质量分数，有机质的增加为土壤微生物提供了有机能源，改善了根际微环境^[43]，从而不同程度地激活土壤酶活性，而土壤有效养分的增加也促进了黄瓜根系的生长发育，增强了黄瓜根系的分泌作用，使土壤酶活性提高^[42].此外，缓释肥本身含有的脲酶抑制剂(nBPT)和硝化抑制剂(DCD)对土壤酶活性的提高也有重要作用.土壤酶活性可加速氮素等养分循环，促进植物对养分的吸收利用^[44-45]，如土壤中脲酶活性质量分数越高，其土壤的供氮能力与水平越高，间接提高了土壤中有机态氮向无机态氮的转化能力，进一步提高土壤氮素供应水平^[44].在本试验中，黄瓜专用缓释肥处理在提高土壤酶活性的同时，也极大地提高了黄瓜N，P，K养分吸收和养分相对利用效率，这与王崇力等^[18]将辣椒专用缓释肥对辣椒进行研究的结果相一致.

1) 与普通复合肥相比，黄瓜缓释肥显著降低氮素累积释放量.各施肥处理在三种不同土壤中的氮素累积释放量从大到小依次表现为碱性土、中性土、酸性土.

2) 2种专用缓释肥(CSRF2和CSRF1) 增加了黄瓜果实干物质量和总干物质量，提高了黄瓜果实维生素C质量分数、氨基酸质量分数，降低了硝酸盐质量分数.

3) 黄瓜根、茎、叶和果实的N，P，K养分质量分数及相对养分利用率均以CSRF2最高，其次是CSRF1.黄瓜各处理在单体内对N，P，K积累量及相对养分利用率从大到小依次均表现为CSRF2，CSRF1，MSRF，CCF，OCF.

4) 缓释肥和专用肥处理均提高了土壤脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶和蔗糖酶活性，各酶活性以2种专用缓释肥CSRF2和CSRF1处理最高.