復合肥用量對大棚櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

汪 峰，戴瑤璐，李國安，周金波，王麗麗，姚紅燕

(寧波市農(nóng)業(yè)科學研究院 生態(tài)環(huán)境研究所，浙江 寧波 315040)

復合肥用量對大棚櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

汪 峰，戴瑤璐，李國安，周金波，王麗麗，姚紅燕*

(寧波市農(nóng)業(yè)科學研究院 生態(tài)環(huán)境研究所，浙江 寧波 315040)

采用田間小區(qū)試驗的方法，研究不同復合肥施用量對櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：復合肥投入量在0～1 000 kg·hm-2時，番茄果實產(chǎn)量隨著施肥量的提高而逐漸增加；適量復合肥的施用可以提升果實VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量；番茄果實硝酸鹽含量為47.5～289.0 mg·kg-1，均未超過我國蔬菜衛(wèi)生安全標準，但果實硝酸鹽含量與復合肥施用量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，施氮量最高不超過283 kg·hm-2。相關(guān)分析表明，土壤速效養(yǎng)分中的氮和鉀是限制番茄產(chǎn)量和品質(zhì)指標的主要因素。因此，在東部沿海丘陵地區(qū)大棚生產(chǎn)中，投入復合肥1 000 kg·hm-2左右可以保證番茄果實品質(zhì)，并獲得較高的產(chǎn)量。

大棚； 復合肥； 番茄； 產(chǎn)量； 品質(zhì)

番茄(LycopersiconesculentumMill.)是在全世界廣泛栽培的果菜，果實營養(yǎng)豐富，經(jīng)濟效益高，適宜大棚四季栽培。隨著我國設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，設(shè)施番茄種植面積不斷擴大，生產(chǎn)效益也日漸顯著。然而，目前我國設(shè)施番茄在生產(chǎn)過程中普遍存在肥料施用過量的問題。根據(jù)肥料投入的“報酬遞減律”原則，在一定范圍內(nèi)，蔬菜產(chǎn)量會隨著化肥施肥量的增加而增加，但超過一定的施肥量后，產(chǎn)量反而會降低?；试谠O(shè)施蔬菜地的長期不合理施用，導致作物的產(chǎn)量陷入了增長瓶頸，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降，土壤出現(xiàn)大面積的質(zhì)量退化，生態(tài)環(huán)境遭到明顯破壞[1-3]。因此，加強對設(shè)施番茄精準施肥研究有利于保障我國農(nóng)產(chǎn)品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

目前，已經(jīng)在不同土壤類型上針對大棚番茄合理施肥技術(shù)進行了研究[4-8]。太湖地區(qū)蔬菜氮肥減量研究結(jié)果表明，常規(guī)施氮條件下的番茄果實硝酸鹽含量達406.1 mg·kg-1，接近我國蔬菜安全衛(wèi)生標準，而施氮量減少20%～40%(180～240 kg·hm-2)后，可以保證番茄產(chǎn)量和較好的果實品質(zhì)[4]。在北京郊區(qū)保護地，吳建繁等[7]發(fā)現(xiàn)，在施農(nóng)家肥36 t·hm-2基礎(chǔ)上，施氮187.5 kg·hm-2，可獲得最高產(chǎn)量，但隨施氮量增加，產(chǎn)量下降。在青島地區(qū)的潮棕壤上，“3414”肥料試驗結(jié)果表明，氮磷鉀最佳經(jīng)濟施肥量分別為119.0、50.4和375.6 kg·hm-2[8]。以上研究成果表明，番茄的適宜施肥量在不同品種、土壤和栽培管理等條件下存在一定的差異。目前，由于國內(nèi)勞動力成本的不斷攀升，農(nóng)民往往依賴于復合肥的施用，番茄生產(chǎn)中復合肥的不同用量對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響目前還不清楚。

本研究在東部沿海地區(qū)典型土壤中設(shè)置田間小區(qū)試驗，以當?shù)剞r(nóng)民大面積種植的櫻桃番茄為研究對象，研究不同復合肥施用量對大棚番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以期為東部沿海丘陵地區(qū)大棚番茄種植的合理施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試作物番茄(LycopersiconesculentumMill.)品種為小鈴SP F1，是由日本進口的櫻桃番茄(俗稱圣女果)，適宜大棚種植，種植面積在不斷擴大。春季番茄于2016年1月18日播種育苗，2月23日移栽定植，5月20日開始收獲，6月26日收獲完畢。栽培方式為傳統(tǒng)畦栽，畦面寬60 cm，溝寬40 cm，每畦2行，間距30 cm、株距40 cm。

2014年2月，在位于浙江省寧波市橫溪鎮(zhèn)的寧波市農(nóng)業(yè)科學研究院科研基地(121°35′E，29°40′N)開展番茄肥料減量試驗。研究區(qū)地形為低山丘陵，海拔300 m左右，屬亞熱帶季風性濕潤氣候，兼具海洋性氣候特征。土壤類型主要為第四紀紅黏土發(fā)育的旱地紅壤(黏化濕潤富鐵土，Udic ferralsols)[9]。試驗選用1個鋼管塑料大棚，是由20 a以上的林地改造而成。大棚使用面積為36 m×8 m，棚齡為3年，前季種植作物為芹菜。試驗前土壤表層(0～20 cm)的基本理化性質(zhì)為：pH 6.55，電導率113 μs·cm-1，有機質(zhì)49.9 g·kg-1，全氮3.35 g·kg-1，堿解氮418.6 mg·kg-1，速效磷151.9 mg·kg-1，速效鉀262.0 mg·kg-1。

1.2 處理設(shè)計

試驗設(shè)置6個處理；1)對照CK，不施肥；2)T1，施復合肥200 kg·hm-2；3)T2，施用復合肥400 kg·hm-2；4)T3，施用復合肥600 kg·hm-2；5)T4，施用復合肥800 kg·hm-2，6)T5，施用復合肥1 000 kg·hm-2。除CK外的其他處理均施用商品有機肥15 000 kg·hm-2，有機肥和40%的復合肥在移栽前施入，其余部分在初花期和盛果期分2次等量追施。小區(qū)面積為2.5 m×6.0 m，重復3次，隨機區(qū)組排列。復合肥選用氮磷鉀有效養(yǎng)分均為15%的普通復合肥。田間水分和病蟲草害防治等田間管理措施與當?shù)卮笈镌耘喾椒ㄏ嗤?/p>

1.3 樣品采集

土壤樣品采集：番茄收獲期結(jié)束后，用不銹鋼土鉆(2 cm)按“S”形多點采集表層15 cm耕層土壤，混勻后用四分法留取1 kg左右，裝入密封塑料袋帶回實驗室。去除石塊和根系，部分土樣放入4 ℃冰箱，用于硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的測定。另一部分土樣風干后研磨裝袋用于其他理化性質(zhì)分析。

植物樣品采集：在番茄收獲期內(nèi)，每隔3～5 d采集成熟果實，詳細記錄每個小區(qū)各次收貨果實的鮮質(zhì)量，每個小區(qū)分別稱量計產(chǎn)。每個小區(qū)選取盛果期內(nèi)生長一致、性狀典型的5顆果實測定其品質(zhì)。

1.4 土壤及植物樣品測定及數(shù)據(jù)處理

土壤理化性質(zhì)測定[10]：土壤pH采用玻璃電極測定，水土比2.5∶1；土壤電導率采用電導法，水土比5∶1；土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測定；全氮測定采用半微量凱氏法；速效磷測定采用Olsen-P法，鉬銻抗比色測定；速效鉀用醋酸銨浸提，火焰光度法測定；土壤堿解氮采用擴散法測定。

果實品質(zhì)測定[11]：抗壞血酸(VC)含量采用2, 6 -二氯酚靛酚鈉法測定；可溶性糖含量用蒽酮法測定；可溶性蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍法測定；硝酸鹽含量用水楊酸比色法測定。每項測定重復3次，取平均值。

氮肥的農(nóng)學效率(kg·kg-1)=(施肥區(qū)番茄產(chǎn)量-不施肥區(qū)番茄產(chǎn)量)/復合肥純養(yǎng)分。

單因素方差分析(ANOVA)和相關(guān)分析用SPSS 16.0完成，差異顯著性采用Duncan新復極差法進行檢驗；用SigmaPlot 12.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥量對土壤理化性質(zhì)的影響

從表1可以看出，與對照相比，不同施肥處理均降低了土壤pH，提高了土壤電導率，且電導率隨著復合肥用量的增加呈上升趨勢。施用有機肥使土壤有機質(zhì)提高了6.2%～17.9%，T2和T3處理全氮較高，比CK平均提高了53.5%，而T1、T4和T5平均增加幅度僅為33.3%。施肥提高了土壤中堿解氮、速效磷和速效鉀等速效養(yǎng)分，堿解氮和速效鉀含量大致隨著復合肥用量增加而升高。土壤中速效磷含量豐富，T1和T2顯著高于其他施肥處理。

表1 不同施肥處理土壤部分理化性質(zhì)

注：同列數(shù)據(jù)后無相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。表2同。

2.2 施肥量對番茄產(chǎn)量和效益的影響

番茄果實產(chǎn)量隨著施肥量的提高而逐漸增加(表2)。與對照相比，不同施肥處理番茄果實產(chǎn)量增加了0.6～8.3 t·hm-2，產(chǎn)量增幅為8.1%～112.8%。表明在試驗區(qū)的大棚蔬菜地土壤上施用復合肥可顯著提高番茄產(chǎn)量。低量復合肥(200～400 kg·hm-2)的增產(chǎn)效益為負值，而T5處理(施肥量1 000 kg·hm-2)的增產(chǎn)效益最高。通過計算肥料農(nóng)學利用效率來表示不同處理的肥料施用效果，結(jié)果表明，肥料農(nóng)學效率隨施肥量的增加而增加，但增加幅度逐漸減小。

表2 不同施肥處理下番茄產(chǎn)量和效益分析

注：增產(chǎn)率=(施肥區(qū)產(chǎn)量-不施肥區(qū)產(chǎn)量)/不施肥區(qū)產(chǎn)量×100。增產(chǎn)效益=(產(chǎn)量×蔬菜價格-氮肥×肥料價格)-(不施氮區(qū)產(chǎn)量×蔬菜價格)，尿素價格按2.0元·kg-1(折純N價格4.35元·kg-1)，過磷酸鈣價格按0.6元·kg-1(折P2O5價格3.75元·kg-1)，硫酸鉀2.5元·kg-1(折純K2O價格4.9元·kg-1)，有機肥價格每噸600元，番茄4.0元·kg-1。

2.3 施肥量對番茄果實品質(zhì)的影響

果實硝酸鹽含量是衡量其安全品質(zhì)標準的一個重要指標，施肥量是影響蔬菜硝酸鹽積累的主要因素。從圖1可以看出，不同處理番茄果實硝酸鹽含量范圍是47.5～289.0 mg·kg-1，其大小順序為T3>T5>T4>T2>CK>T1。除T1與CK外，其他處理間均存在顯著性差異(P<0.05)。與CK相比，不同施肥處理下的番茄果實硝酸鹽含量增加了88.2%～342.0%(T1處理除外)，表明在土壤上施用化肥可快速提升番茄果實的硝酸鹽含量。

果實中VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量是衡量茄果類蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)的指標。不同施肥處理番茄果實VC含量均高于CK；果實VC含量先隨施肥量增加而升高，在施肥量為600 kg·hm-2(T3處理)時達到最高，然后又逐漸降低。T3、T2和T5處理的果實可溶性糖含量顯著高于CK、T1和T4，但T3、T2和T5之間無顯著差異，說明施肥量為400 kg·hm-2時，可溶性糖含量已經(jīng)到達較高水平。與CK相比，不同施肥處理下的番茄果實可溶性蛋白含量增加了64.0%～132.0%，差異達到顯著水平(P<0.05)。以上結(jié)果表明，適量施用化肥可以提升番茄果實品質(zhì)。

圖1 不同施肥處理對番茄果實品質(zhì)的影響

2.4 番茄產(chǎn)量、品質(zhì)、增產(chǎn)效益和肥料農(nóng)學效率與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析(表3)表明：土壤堿解氮與番茄產(chǎn)量、果實硝酸鹽、VC含量均呈極顯著正相關(guān)，與可溶性蛋白含量呈顯著正相關(guān)；土壤速效鉀與產(chǎn)量和果實硝酸鹽含量也呈極顯著正相關(guān)，而土壤速效磷與產(chǎn)量和品質(zhì)指標均無顯著相關(guān)性，說明土壤速效養(yǎng)分中的氮和鉀是限制番茄產(chǎn)量和品質(zhì)指標的主要因素。除土壤堿解氮外，土壤全氮極顯著影響番茄果實VC含量，顯著影響可溶性蛋白含量；土壤有機質(zhì)顯著影響果實可溶性蛋白含量。土壤電導率與果實硝酸鹽呈極顯著正相關(guān)，而pH與VC含量呈顯著負相關(guān)。在所有土壤理化指標中，增產(chǎn)效益和肥料農(nóng)學效率僅與土壤速效鉀呈顯著相關(guān)。

表3 番茄產(chǎn)量、品質(zhì)、增產(chǎn)效益和肥料農(nóng)學效率與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性

注：*和**分別表示顯著相關(guān)(P<0.05)和極顯著相關(guān)(P<0.01)關(guān)系。

3 小結(jié)與討論

本研究結(jié)果表明，在東部沿海丘陵地區(qū)大棚栽培條件下，復合肥投入量在0～1 000 kg·hm-2時，番茄果實產(chǎn)量隨著施肥量的提高而逐漸增加，表明在該地區(qū)復合肥施用量在1 000 kg·hm-2時，還沒有達到最高的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，整個生長季的復合肥用量還可以適量增加。在太湖地區(qū)的番茄研究表明[4]，番茄的最佳施氮量為180～240 kg·hm-2；而京郊保護地土壤番茄施氮187.5 kg·hm-2，可獲得最高產(chǎn)量[7]。本研究中投入的最高施氮量僅為150 kg·hm-2，低于以上2個地區(qū)的最佳施氮量，但高于青島地區(qū)(119.0 kg·hm-2)[8]。

不同番茄品種的肥料利用規(guī)律存在差異，合理的施肥水平要兼顧考慮作物的產(chǎn)量和安全品質(zhì)。針對櫻桃番茄的研究表明，最佳經(jīng)濟施氮量為600 kg·hm-2，然而研究者忽略了果實安全品質(zhì)指標[5]。施衛(wèi)明等[4]研究表明，在太湖地區(qū)番茄施氮量為300 kg·hm-2時，番茄硝酸鹽含量已臨近我國蔬菜衛(wèi)生安全標準。本研究中，相關(guān)分析表明，復合肥施用量與產(chǎn)量和果實硝酸鹽含量均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，果實硝酸鹽含量與復合肥施用量的線性擬合公式為y=0.204x+54.18(R2=0.590)。國家對無公害瓜果類蔬菜硝酸鹽含量要求小于438 mg·kg-1(GB 18406.1—2001)，因此，根據(jù)硝酸鹽限定值可以推測，復合肥施用量應不超過1 886 kg·hm-2，即純氮投入量不能高于283 kg·hm-2，與太湖地區(qū)的研究結(jié)果非常接近[4]。本研究中果實硝酸鹽含量與產(chǎn)量的線性擬合公式為y=15.71x- 14.52(R2=0.372)。在硝酸鹽不超標的情況下，預計獲得的最高產(chǎn)量為28.8 t·hm-2，低于邵泱峰等[5]獲得的最高產(chǎn)量(72.5 t·hm-2)，造成這種現(xiàn)象的主要原因可能是由于本研究中僅對商品性較好的番茄統(tǒng)計產(chǎn)量，造成各處理的產(chǎn)量總體偏低。

平衡施肥技術(shù)在增加作物產(chǎn)量、提高品質(zhì)的同時，可顯著增加農(nóng)民的收益，并提高肥料利用率，防止環(huán)境污染[12-13]。本研究發(fā)現(xiàn)，土壤速效養(yǎng)分中的氮和鉀是限制番茄產(chǎn)量和品質(zhì)指標的主要因素，速效磷與產(chǎn)量和品質(zhì)指標均無顯著相關(guān)性，說明研究區(qū)域土壤速效磷含量豐富，低量的磷肥投入即可滿足番茄的生長。普遍認為櫻桃番茄對N、P2O5、K2O的吸收比例大致為1.0∶0.3∶1.5，因此，施入氮磷鉀養(yǎng)分相等的三元復合肥，容易造成磷過量，而氮和鉀不足，成為限制產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因素。番茄生產(chǎn)過程中，適當增施鉀肥有利于提高作物產(chǎn)量、經(jīng)濟效益和肥料農(nóng)學效率。但是，相關(guān)分析表明,土壤電導率與速效鉀呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，而與其他土壤性質(zhì)無顯著相關(guān)性，說明過量施鉀是導致土壤次生鹽漬化危害的主要因素。因此，在番茄生產(chǎn)實踐中，建議施用針對番茄作物的配方肥，同時注重葉面肥的施用，以提高肥料利用率。

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(責任編輯：侯春曉)

2017-01-24

寧波市農(nóng)科教結(jié)合項目(2015NK20)

汪 峰(1982—)，男，安徽潛山人，助理研究員，博士，研究方向為農(nóng)業(yè)資源利用，E-mail:fwang82@163.com。

姚紅燕，E-mail: yaohongyan2000@163.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170418

S641.2；S626.4

B

0528-9017(2017)04-0608-04

文獻著錄格式：汪峰，戴瑤璐，李國安，等. 復合肥用量對大棚櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學，2017，58(4)：605-608，614.