滴灌施肥下鉀肥對番茄生長及產質量的影響

王亮亮， 高志山， 宋偉杰， 宋 濤，3

(1.金正大生態工程集團股份有限公司，山東臨沭 276700； 2.養分資源高效開發與綜合利用國家重點實驗室，山東臨沭 276700； .農業部植物營養與新型肥料創制重點實驗室，山東臨沭 276700)

目前水資源的緊缺與蔬菜生產用水的矛盾日益突出，一方面缺水形勢嚴峻，另一方面，蔬菜用水浪費現象又很普遍[1]。近年來，菜農普遍重視化肥投入，以期獲得高產，但是仍舊沿襲大水大肥的傳統施肥模式，這不僅造成水資源的嚴重浪費，同時也導致肥料有效成分的大量流失[2]，而且長期過量使用肥料還會引起土壤環境惡化、農產品產量及品質下降等一系列問題。

滴灌施肥又稱水肥一體化[3]，是20世紀70年代以來發展起來的一項先進灌溉施肥技術，該技術可使肥料與灌溉水直接進入作物根部，可定量供給農作物水分和養分[4]，實現水分和養分的時空匹配，能及時滿足作物對養分的需求從而提高肥料的利用效率[5]。目前，我國針對番茄等蔬菜作物滴灌施肥技術開展了一系列研究，但多數集中在水分利用效率與氮素、磷素的有效性方面，有關鉀素對番茄等作物影響方面的報道較少，因此，本研究以大水漫灌施肥模式為對照，研究滴灌施肥條件下鉀肥對番茄生長、產量及品質的影響，旨在為解決番茄生長后期鉀肥利用效率低、用量大等問題提供理論依據和可行的技術途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為金粉168。

試驗基地概況：試驗地位于山東省臨沂市臨沭縣蛟龍鎮。土壤理化性質：有機質含量為340 mg/kg、堿解氮含量為74.49 mg/kg、有效磷含量為37.39 mg/kg、速效鉀含量為36.80 mg/kg，pH值為5.88。

試驗期間所用肥料均由金正大生態工程集團股份有限公司提供。

滴灌施肥設備：施肥器為文丘里施肥器，設備主要由水源、水泵、旋翼式水表、可調式文丘里施肥器、施肥罐、輸水管道等系統組成。滴灌管為內鑲式圓柱滴頭滴灌管，流量為 2 L/h，其滴頭間距為10 cm。

1.2 試驗設計

于2016年9月25日將番茄定植試驗棚內，棚總面積為 0.067 hm2，整棚在定植前農戶統一施用底肥，底肥用量為有機肥2 t、50 kg51%硫酸鉀型復合肥(氮、磷、鉀含量均為17%)、40 kg磷酸二銨，番茄定苗15 d后均隨水沖施1次(2 L)金正大含腐殖酸液體肥。試驗于2016年11月10日番茄花期開始處理，本試驗共設4個處理，每個處理約 0.017 hm2，各處理施肥方案詳見表1，其中NPK1采用隨水沖施方式，即每次施肥前先將肥料溶于水，然后隨水漫灌形式施入土壤，NPK2、NP+4/5K、NP+3/5K均采用滴灌施肥方式，即每次施肥前先將肥料溶于水，然后緩慢滴入番茄根系四周土壤，NPK2處理肥料用量根據當地習慣施肥用量確定。所用肥料均由磷酸一銨、硝酸鉀、尿素復配。2016年11月10日開始處理后，各處理番茄均每隔 15 d 施肥1次，共施肥6次，其他所有管理模式均相同。

表1 不同處理施肥方案

1.3 測定項目及方法

分別于2016年12月8日、2017年1月8日、2017年2月8日隨機連續取6株測定1次葉綠素相對含量(soil and plant analyzer development，簡稱SPAD)、株高及莖粗，共測定3次。試驗期間共采摘6次，每次采摘均記錄質量，最后統計總產量。隨機選擇某次采摘后成熟度一致、有代表性的果實，測定其可溶性糖含量、有機酸含量及維生素C含量，并計算糖酸比。可溶性糖含量采用手持糖度計測定，有機酸含量測定采用NaOH滴定法[6]，維生素C含量測定采用2，6-二氯靛酚滴定法[7]。

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel 2010軟件進行統計與分析，用SPSS 19.0軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥方式對番茄SPAD值的影響

SPAD值在一定程度上代表了植株的光合作用[8]。從表2可以看出，在3個調查時期，NPK2處理番茄SPAD值均顯著高于NPK1處理，說明在相同施肥量條件下，滴灌施肥與漫灌施肥相比能顯著提高植株的光合作用。不同時期NPK2處理均比NP+4/5K及NP+3/5K處理的SPAD值高，說明鉀素營養對番茄葉片的光合作用影響較大；在3個時期番茄葉片的SPAD值NP+4/5K處理均高于NPK1，且在后2個時期達顯著水平，說明滴灌施肥較漫灌施肥能提高鉀肥促進番茄光合作用方面的效率。

表2 不同處理對番茄SPAD值的影響

注：表中值為平均值±標準差；同列數據后不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。下表同。

2.2 不同施肥方式對番茄株高、莖粗的影響

由表3可知，在株高方面，3個不同時期測定結果顯示NPK2處理均高于NPK1處理，但差異并未達顯著水平，說明滴灌施肥較漫灌施肥在促進番茄株高生長方面優勢不明顯；不同時期NPK2處理的株高均較NP+4/5K及NP+3/5K處理高，且NPK2處理與NP+3/5K處理在各階段差異均達顯著水平，而NPK2處理與NP+4/5K處理在各階段差異不大，說明鉀素達到一定濃度后即可促進番茄植株的生長，但濃度太低時不利于植株的生長。在莖粗方面，第1次測定結果顯示，NPK2與NPK1處理無顯著差異，而后2次測定結果均差異顯著，說明滴灌施肥較漫灌施肥有助于促進番茄莖粗的增大；通過比較后2次測定結果可知，NPK2處理的莖粗均較 NP+4/5K及NP+3/5K處理大，且3個處理間差異均達顯著水平，說明隨著施肥次數的增多，鉀素在促進番茄莖粗增大方面的影響越大。

在各階段NPK1與NP+4/5K處理的番茄株高及莖粗均無明顯差異，說明滴灌施肥較漫灌施肥提高了鉀素在促進番茄株高及莖粗增大方面的效率。

2.3 不同施肥方式對番茄產量的影響

果實單果質量是衡量番茄品質的重要指標之一[5]。由表4可知，與漫灌施肥NPK1相比，滴灌施肥NPK2可顯著提高番茄的單果質量，增幅為4.62%；NP+4/5K與NPK1處理差異不明顯；通過比較NPK2、NP+4/5K及NP+3/5K處理可知，果實單果質量隨著鉀肥用量的增加而增大。前4次產量以及總產量方面，均表現為NPK2>NP+4/5K>NPK1>NP+3/5K，說明滴灌施肥較漫灌施肥以及高鉀施肥較低鉀施肥更有利于促進番茄早熟、提早上市和總產量的增加，同時進一步說明在保證產量的同時，滴灌施肥較漫灌施肥可減少鉀肥的施用量。

表3 不同處理對番茄株高與莖粗的影響

表4 不同處理對番茄產量的影響

2.4 不同施肥方式對番茄品質的影響

果實糖酸比和維生素C含量是評價果實內在品質的重要指標，其中糖酸比是衡量果實糖、酸含量的綜合指標，直接影響果實的口感風味。由表5可知，在等量施肥條件下，滴灌施肥與漫灌施肥在果實維生素C含量、有機酸含量方面均無顯著差異，但顯著提高了果實的可溶性糖含量和糖酸比，說明滴灌施肥更有助于番茄品質的提升；滴灌施肥條件下，各處理間維生素C含量差異不大，但是可溶性糖及糖酸比均隨鉀肥用量的增大而增大，表明鉀素的供應對果實品質的意義重大。通過比較NPK1及NP+4/5K可知，滴灌施肥對鉀肥利用率的提高較大，可在保證果實品質的前提下降低鉀肥用量。

表5 不同施肥方式對番茄內在品質的影響

3 結論與討論

鉀素參與植物生長發育中許多重要的生理生化過程，如光合作用、調節細胞滲透壓以及參與蛋白質和淀粉的形成等[9]。前人研究結果表明，增施鉀肥能夠提高番茄莖粗[10]、促進番茄光合速率[11]、改善果實品質及提高果實產量[12-13]等。本研究結果表明，滴灌施肥條件下，適當增施鉀肥可以提高番茄的產量、可溶性糖含量及糖酸比，同時提高了番茄葉片的SPAD值，在施肥后期也增大了番茄植株的莖粗，這與前人研究結論[10-13]相吻合。

水分和養分是影響設施蔬菜產量和品質的重要因素，只有水分和養分協同供應才能表現其耦合效應。滴灌施肥可直接將養分施入作物根系，施肥更精確，相比漫灌施肥，降低了肥料損失率。本研究結果表明，無論番茄單果質量、總產量還是糖酸比，同等施肥量條件下，滴灌施肥處理番茄均顯著高于漫灌處理，其中6次測產總量增加7.35%，糖酸比增加 10.70%。本研究結果還發現，NP+4/5K滴灌施肥較NPK1漫灌施肥鉀肥用量減少20%，但二者產量及果實維生素C含量、可溶性糖含量和糖酸比均無顯著差異。綜合上述結果表明，滴灌施肥在增加番茄產量、改善品質和提高鉀素等養分吸收效率等方面具有顯著效果。