套餐肥對設施番茄產量及品質的影響

孫喜軍，呂 爽，王 安，王小榮，孟 菁，高 瑩，李 靜，郝紅艷

（1西安市農業技術推廣中心，西安710061；2咸陽職業技術學院，陜西咸陽712000；3西安市長安區農業技術推廣中心，西安710100）

0 引言

西安城郊是傳統的蔬菜生產基地，近年來設施蔬菜栽培發展也相當迅速[1-2]，目前栽培面積已超過1.6萬hm2[3]，尤以設施番茄發展較為突出。設施番茄產量高、經濟效益好，且需肥量大，化肥施用在設施番茄優質高效生產過程中發揮了極為重要的作用[4-7]。但目前市場上化肥品牌混雜，質量良莠不齊，菜農在化肥選擇上具有很大的單一性、盲目性和隨意性，施肥結構不合理、養分不平衡等現象普遍存在，由此造成的農業生產成本攀升和農業污染加重等問題日趨明顯[8-11]。因此，在保證優質高產的前提下，減少肥料施用量，降低環境污染風險，對于西安市設施番茄可持續性發展具有十分重要的意義。

為進一步提高肥料利用率，切實保障糧食等主要農產品有效供給，不斷促進現代農業可持續發展，2015年農業部印發了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》。為助力政策落地生根，金正大生態工程集團、深圳市芭田生態工程股份有限公司和上海國興農現代農業發展股份有限公司等肥料企業積極將“套餐”理念引入國內肥料行業，不斷創新技術和產品，并相繼推出適用于大田作物和經濟作物等生長的系列套餐肥。所謂套餐肥，就是指能滿足作物不同生長階段、不同方面營養需求的系列肥料組合；其核心就是將幾種肥料按照不同作物在不同時期對養分的需求，科學搭配、精準配方，最終達到有的放矢、全面營養和高效施肥的目的。從肥料應用層面來看，套餐肥提供了一種作物生長周期全程營養解決方案。目前，套餐肥在國際上已經流行，美國的草莓示范田、歐洲的番茄示范田、日本的黃瓜示范田等的成功試驗示范表明，套餐肥能全面提高作物的產量和品質。國內有關套餐肥的應用研究并不是特別多，且大多數研究不深入、不系統。研究對象主要涉及煙草[12]、水稻[13]、蘋果[6,14]、油菜[15]、葡萄[16]、谷子[17]、玉米[18]、小麥[19]、番茄[20]、花生[21]等作物，但初步的研究已經表明，施用套餐肥可以降低肥料施用量、提高作物產量、改善果實品質和減少環境污染。

目前西安本地肥料企業生產的套餐肥主要有濟邦牌套餐肥和欣金谷牌套餐肥，但其相關應用研究報道并不多見。本研究設置濟邦牌套餐肥和欣金谷牌套餐肥2個施肥處理，并以農民常規施肥為對照，采用田間試驗方法研究套餐肥對設施番茄產量、品質及經濟效益等的影響，以期為菜農優化施肥提供參考，并進一步為西安市番茄優質高效生產及“化肥使用量零增長行動”提供一定的理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗地位于陜西省西安市長安區靈沼街道辦下南豐村（34°08′57.00″N，108°43′36.45″E；海拔 396 m）。該區屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，年平均氣溫15.5℃，年均降水量約600 mm。供試菜棚建于2006年，棚內土壤類型為褐土，質地為粉砂質黏壤土。試驗前土壤(0～20 cm)農化性質見表1。根據西安市菜田肥力分級參考標準[2]，該土壤肥力水平較高。

表1 試驗前供試土壤農化性質

1.2 供試材料

供試番茄品種為‘普羅旺斯’。該品種抗病性強，果形美觀，果實硬度高，耐運輸，是西安市近年來設施番茄栽培的主要品種之一。供試套餐肥為西安市肥料市場上常見的濟邦牌套餐肥（西安濟邦生態科技股份有限公司生產）和欣金谷牌套餐肥（陜西金谷配方肥科技推廣有限公司生產）；供試的農民常規使用肥料為元豐牌復合肥（四川元豐化工股份有限公司生產）。除元豐牌復合肥外，本試驗中同一品牌肥料在不同階段配方不同，肥料配方如表2所示。

1.3 試驗設計

試驗于2016年10月底開始育苗，11月17日定植。栽培方式為傳統畦栽，行距70 cm，株距40 cm。試驗設置3個處理，分別為施用濟邦牌套餐肥(T1)、施用欣金谷牌套餐肥(T2)和施用元豐復合肥（T3，CK，即常規施肥對照）。試驗采用完全隨機區組設計，每處理重復3次，共計9個小區（各試驗處理施肥情況如表3所示）。小區面積22.75 m2（長3.5 m×寬6.5 m）。為防止不同小區間肥水側滲，小區之間用塑料薄膜（埋深50 cm）縱向隔開。基肥在幼苗定植前1周施入土壤；追肥分3次（2017年2月上旬、3月下旬和4月下旬）施入土壤。另外，所有處理基肥均施加等量有機肥（腐熟雞糞），施用量7500 kg/hm2。其他同農戶常規管理。

表2 供試化肥養分情況

表4為不同施肥處理肥料施用情況。從表4中可以看出（不含有機肥），與T3（即CK，常規施肥對照）相比，處理T1（施用濟邦牌套餐肥）、T2（施用欣金谷牌套餐肥）中的氮肥（純量，下同）用量均減少56.79%，磷肥用量分別減少71.54%和79.31%，鉀肥用量分別減少54.11%和48.28%，肥料施用總量分別下降60.81%和61.46%。總體看來，與常規施肥處理相比，2種套餐肥施用量均大幅下降，且營養更為豐富。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 土壤農化性質測定 于試驗開始前和番茄拉秧期，采集土壤樣品(0～20 cm)，前處理后測定土壤pH值、電導率、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀。土壤pH值測定使用酸度計；電導率測定使用電導率儀測定；有機質測定采用重鉻酸鉀-容量法；堿解氮測定采用堿解擴散法；速效磷測定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-礬鉬藍比色法；速效鉀測定采用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度計法。

1.4.2 果實品質指標測定 在番茄盛果期，采取番茄第一穗完熟果實，測定維生素C、可溶性固形物和可滴定酸含量。維生素C含量測定采用2,6-二氯靛酚滴定法，可溶性固形物含量采用手持糖度計(BX-1)測定，可滴定酸含量采用堿滴定法測定。

1.4.3 生長發育指標測定 在番茄盛果期，每個小區隨機選取10株番茄（做好標記）測定株高、株幅和莖粗；同時每株選取莖部中間葉片測定葉長、葉寬、葉綠素含量。株高、株幅及葉長、葉寬，用卷尺測定；莖粗用游標卡尺測定；葉綠素相對含量用葉綠素儀(SPAD-502)測定。在番茄拉秧期，剪取標記植株的地上部（去果，即莖葉部分），稱鮮重后放入烘箱，在105℃殺青30 min，然后于75℃烘干至恒重，并稱取莖葉干重。

1.4.4 單果重和產量測定 每次采摘時統計各小區番茄采摘數量并稱重，最后計算單果重和總產量。

1.5 數據統計分析

用SPSS 20.0統計軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對土壤農化性質的影響

表5為不同施肥處理條件下番茄收獲后土壤的pH值、有機質及電導率情況。可以看出，番茄收獲后處理T1（施用濟邦牌套餐肥）、處理T2（施用欣金谷牌套餐肥）土壤的pH值和電導率均低于T3（即CK，常規施肥對照），且差異達到顯著性，但T1、T2之間并無顯著性差異；各處理土壤有機質含量各不相同，其中T1最大，T2次之，T3最小，但三者均無顯著性差異。進一步數據分析表明，番茄施用套餐肥一季收獲后土壤的pH值和電導率均在一定程度上有所降低；常規施肥條件下番茄收獲后土壤pH值雖無明顯變化，但電導率明顯增大。另外，與番茄種植前相比，3種施肥處理條件下番茄一季收獲后土壤的有機質都有不同程度提升，但差異不顯著。總體來看，與番茄種植前相比，施用套餐肥可以使設施土壤pH值和電導率降低；而農戶常規施肥條件下pH值無明顯變化，且土壤電導率進一步增大。

表3 不同處理在不同階段的肥料施用情況

表4 不同施肥處理肥料施用情況

表5 不同施肥處理條件下番茄收獲后土壤農化性質

2.2 不同施肥處理對番茄產量及單果重的影響

從圖1中可以看出，不同施肥處理條件下番茄單果重和產量各不相同。就番茄產量而言，處理T1最高，較T3增加了3027.74 kg/hm2，增長率2.94%；處理T2產量次之，較T3增加了2324.09 kg/hm2，增長率2.26%。就單果重而言，處理T1、T2均大于T3，且差異達到顯著水平，但T1、T2之間并無顯著性差異。總體而言，施用2種套餐肥較常規施肥對照均有增產效果，尤以施用濟邦牌套餐肥增產效果明顯，但2種套餐肥處理條件下的番茄單果重及產量并無顯著差異。

圖1 不同施肥處理對番茄產量及單果重的影響

2.3 不同施肥處理對番茄生長發育的影響

由表6可知，不同施肥處理對株高、徑粗、株幅影響較大，總體看來，處理T3的株高、徑粗、株幅及地上部干重值均為最大。另外，從表中還可以看出，不同施肥處理對番茄葉長、葉寬及葉綠素SPAD值影響不大，各處理間雖有差異，但未達到顯著性水平。綜上分析，常規施肥對番茄植株生長促進作用明顯。

2.4 不同施肥處理對番茄品質的影響

從表7可以看出，就可滴定酸含量而言，各施肥處理可滴定酸含量雖有差異，但差異并不顯著。另外，從表中還可以看出，不同施肥處理番茄的可溶性固形物和維生素C含量各不相同，處理T1、T2的可溶性固形物含量和維生素含量均顯著高于T3，但T1、T2之間差異不顯著。由此可見，施用套餐肥可在一定程度上提高番茄可溶性固形物和維生素C含量。

2.5 不同施肥處理對經濟效益的影響

降低肥料成本投入能在一定程度上提高設施栽培的經濟效益。從表8可以看出，處理T1的肥料成本最低，且產值最高，故其純收益最高；處理T3的肥料成本最低，且產值最低，導致其純收益為最低；處理T2的肥料成本、產值及純收入均居于處理T2和T3之間；處理T1和T2純收入較T3分別實現增收6.40%和4.47%。綜上，番茄施用套餐肥較常規施肥對照均有明顯的增收效果，且施用濟邦牌套餐肥更能以較低的肥料成本投入獲得更高的收益回報。

3 結論與討論

前人研究結果表明，化肥的過量施用，尤其是氮肥過量施用，可導致番茄植株的徒長以及番茄產量的降低[10,22-24]。在本研究中，常規施肥中的氮肥、磷肥、鉀肥用量均為套餐肥的2倍以上，但常規施肥條件下的單果重及產量卻顯著低于施用套餐肥處理，而植株的株高、徑粗、株幅、莖葉干重等指標卻顯著高于施用套餐肥處理。這說明常規施肥存在過量問題，且植株徒長明顯。分析認為，這可能是由于常規施用過量化肥，尤其是施用過量氮肥，直接促進了番茄的營養生長，導致其植株徒長，進而引起遮陰，不利于光合產物向果實的轉運，故在一定程度上抑制了番茄的生殖生長，導致其產量降低。

設施栽培條件下肥料投入量多，施肥對設施土壤有機質含量、pH值、電導率等農化性質影響較大[25-27]。本研究結果表明，經過一季番茄栽培后，與常規施肥相比，施用套餐肥對土壤的有機質含量影響不明顯，但有助于降低設施堿性土壤的pH值和電導率，一定程度上改良設施土壤的酸堿度，并緩解設施土壤的次生鹽漬化問題。分析認為，一方面可能與肥料施用總量減少有關，另一方面可能與套餐肥自身含有的有機質、氨基酸、酵母培養基質以及豐富的鈣、鎂等中微量元素組合疊加效應有關，具體調節機制尚需進一步的試驗研究。

表6 不同施肥處理對番茄生長發育的影響

表7 不同施肥處理對番茄品質的影響

可溶性固形物、可滴定酸和維生素C是評價番茄綜合營養品質的重要指標[28-30]。不同施肥處理會對番茄如上品質指標產生很大影響。李吉進等[22]研究表明，適量施肥可以增加Vc含量，明顯改善番茄品質。李旭輝等[31]的研究表明，施微量元素錳、鋅、硼能提高Vc及糖含量。本研究中，雖然可滴定酸在各處理間差異不太明顯，但施用套餐肥處理的可溶性固形物含量和番茄維生素C含量高于常規施肥對照，且差異具有顯著性，這說明施用套餐肥能在一定程度上提高番茄品質。分析認為，這可能與套餐肥中豐富的微量元素及減量施肥有關，但具體調節機制尚需進一步試驗研究。

表8 不同施肥處理對番茄經濟效益的影響

本研究結果表明，施用套餐肥對設施番茄增產增收效果較為明顯。2種套餐肥相比常規施肥量分別減少60.81%和61.46%，但是產量卻分別增加了2.94%和2.36%，增收比例達到6.40%和4.47%，由此可見，施用套餐肥可以達到節本增效和增加收入的效果。綜合施肥量，土壤農化性質，番茄單果重、產量、番茄生長發育、果實品質等指標，施用2種套餐肥均優于常規施肥對照，且2種套餐肥之間無顯著性差異。但考慮肥料成本投入及經濟效益等因素，施用濟邦牌套餐肥能更好實現節本增效目的。

總體來看，就一季番茄栽培而言，施用濟邦牌套餐肥和欣金谷牌套餐肥均能大幅降低肥料施用量，改善設施土壤農化化性質，提高番茄產量、品質及經濟效益，具有較好的推廣應用潛力。但是，目前2種套餐肥的應用研究還處于起步階段，針對不同作物在不同生育期的最佳用量并不清楚。且本研究只進行了一季番茄栽培，而西安城郊設施番茄大多為連作，隨著設施番茄連作的進行，連續施用2種套餐肥后土壤農化性質、番茄產量、品質及經濟效益會如何變化，設施栽培作物類型改變后這些指標又如何變化，引起這些變化的具體原因又是什么，這些問題尚需進一步的研究分析才能明晰。另外，本研究中套餐肥施用總量明顯低于常規施肥量，需繼續開展等肥量條件下套餐施肥和常規肥對番茄產量、品質及經濟效益的影響研究，以進一步探明套餐肥的肥效優勢。