水肥耦合下溫室番茄養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化及與生物量和產(chǎn)量的關(guān)系

王虎兵，曹紅霞，郝舒雪，潘小燕

(西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院 旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100)

隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的蓬勃發(fā)展，日光溫室番茄栽培面積不斷擴(kuò)大，已成為我國西北主要設(shè)施蔬菜之一[1-2]。目前日光溫室管理中，主要依靠大量水肥投入來提高產(chǎn)量。農(nóng)民盲目的水肥投入不僅造成水資源和肥料的嚴(yán)重浪費(fèi)，還導(dǎo)致作物發(fā)病率高、品質(zhì)變劣、連續(xù)種植障礙、肥料深層淋失及環(huán)境污染等問題[3-6]，所以適宜的水肥投入和科學(xué)施肥策略在番茄管理中尤為重要。探討番茄產(chǎn)量、干物質(zhì)累積和水肥之間的關(guān)系，揭示溫室番茄在不同水肥下植株養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及肥料的吸收利用，對(duì)科學(xué)水肥管理具有積極意義。

目前，許多研究表明，灌水過多造成番茄徒長，過少導(dǎo)致根系可利用水分減少，光合作用下降，干物質(zhì)積累減少，影響產(chǎn)量形成[7]。而隨氮肥用量增加，番茄生物量顯著增加[8]，也有研究指出，適當(dāng)降低氮肥使用，可以增加干物質(zhì)累積[9]。李建明等[10]研究表明，產(chǎn)量隨水肥的增加先增加后降低，氮素利用率隨之降低，施肥過多還會(huì)導(dǎo)致加工番茄貪青晚熟[11]。植物營養(yǎng)狀態(tài)反映其體內(nèi)養(yǎng)分吸收與損失[12]，而水肥供應(yīng)不同則影響植株?duì)I養(yǎng)狀態(tài)和后期產(chǎn)量形成。前人研究發(fā)現(xiàn)，小麥從返青到孕穗期，氮、磷、鉀含量隨生育期推進(jìn)逐漸降低[13]，而水稻從分蘗期到孕穗期植株氮、磷、鉀養(yǎng)分先升高，孕穗期后逐漸降低，且含量均隨施肥量增加而提高[14]。向友珍等[15]研究表明，甜椒氮含量隨灌水量和施肥量的增加均呈增加趨勢(shì)，隨生育期推進(jìn)而降低。楊慧等[16]發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增加灌水量和施氮量，番茄植株氮濃度隨之提高，植株容納氮的能力提高，促進(jìn)植株生長發(fā)育，保證產(chǎn)量形成。

番茄作為高價(jià)值蔬菜，對(duì)肥水響應(yīng)特別敏感。高灌水量會(huì)促進(jìn)植株生長，但肥料供應(yīng)不足會(huì)稀釋植物體養(yǎng)分含量，影響植株生理生長，從而影響產(chǎn)量。由于番茄在生長發(fā)育過程中植株養(yǎng)分含量直接反映其營養(yǎng)狀態(tài)和需求，所以番茄營養(yǎng)狀態(tài)對(duì)植物生長發(fā)育及產(chǎn)量形成十分重要。目前，前人主要集中于不同水肥條件下作物氮磷鉀養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和氮素營養(yǎng)診斷研究[15-17]，而對(duì)作物養(yǎng)分含量與生物量和產(chǎn)量關(guān)系研究較少。本文通過探求灌水施肥對(duì)番茄生長、植株養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)變化及產(chǎn)量的影響，揭示番茄生育過程中氮磷鉀養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其與生物量和產(chǎn)量的關(guān)系，為該地區(qū)溫室番茄水肥管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017年1—6月在陜西省楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)綠百合果蔬專業(yè)合作社日光溫室進(jìn)行，位于北緯34°17′、東經(jīng)108°01′，海拔527 m。多年平均氣溫12.5℃，年均蒸發(fā)量1 500 mm，年平均降水量632 mm，主要集中在5—10月，屬于半濕潤易旱區(qū)。試驗(yàn)溫室為西北地區(qū)常見的簡易土墻塑料大棚，東西走向。試驗(yàn)溫室土壤為重壤土，0～0.6 m土層土壤容重為1.38 g·cm-3，田間持水率為23.9%，有機(jī)質(zhì)含量為14.13 g·kg-1，堿解氮89.34 mg·kg-1，速效磷82.35 mg·kg-1，有效鉀244.38 mg·kg-1，pH 8.1。

供試番茄品種為‘金棚美林’(Lycopersiconesculentum， Jinpeng Meilin)，2017年1月9日定植，四穗果后打頂，2017年5月26日拉秧。種植采用當(dāng)?shù)氐湫蜏蠅鸥材ぴ耘嗄Ｊ剑僮餍形挥趬派希瑢?.95 m，種植行位于溝內(nèi)，寬0.45 m，株距0.35 m。灌溉采用膜下滴灌，1管2行布置，滴頭間距0.35 m，滴頭流量為2.1 L·h-1，滴灌濕潤比為0.8。試驗(yàn)所用肥料為尿素(N 46.4%)、生物酶活化磷肥(P2O516.0%)、海藻鉀(K2O 52%)，每個(gè)小區(qū)安裝水表控制灌水量，肥料隨水滴施。試驗(yàn)期間溫室內(nèi)平均日空氣溫度為20.76℃，平均日相對(duì)濕度為76.38%。溫室中央設(shè)置Φ20 cm標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿，高度始終與植株冠層高度保持一致，從定植后開始每天早上8∶30測(cè)定蒸發(fā)皿日蒸發(fā)量。其他溫室管理與當(dāng)?shù)匾恢隆?/p>

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置灌水和施肥2個(gè)因素。灌水以2次灌水間隔期Φ20 cm標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿的累計(jì)蒸發(fā)量E為基數(shù)，設(shè)置1.0E(W1)、0.75E(W2)、0.5E(W3)3個(gè)灌水水平；肥料用量(N-P2O5-K2O)設(shè)置3個(gè)水平，F(xiàn)1： 320-160-320 kg·hm-2，F(xiàn)2：240-120-240 kg·hm-2，F(xiàn)3：160-80-160 kg·hm-2。

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共9個(gè)處理，分別為W1F1、W1F2、W1F3、W2F1、W2F2、W2F3、W3F1、W3F2、W3F3。每個(gè)處理3次重復(fù)，共27個(gè)小區(qū)，小區(qū)長5.5 m，寬1.4 m，每個(gè)小區(qū)1溝1壟，定植2行，共32株。各小區(qū)間設(shè)0.6 m深防滲隔膜。

定植時(shí)灌水至田間持水量，之后每當(dāng)蒸發(fā)皿累積蒸發(fā)量達(dá)到20±2 mm時(shí)進(jìn)行灌水，在最后一次收獲前一周(2017-05-19)停止灌水。從水處理開始到收獲結(jié)束，W1、W2、W3灌水總量分別為216.8、162.6、108.4 mm。磷肥作為基肥全部施入，氮、鉀肥按基追比例為1∶4分7次施入，基肥一次，其余在開花坐果期，一穗果膨大期，二穗果膨大期，三穗果膨大期，一穗果成熟期，四穗果膨大期按比例為1∶1∶2∶3∶2∶1隨灌水施入。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

干物質(zhì) 在定植后51 d(苗期)、63 d(開花坐果期)、76 d(一穗果膨大期)、89 d(二穗果膨大期)、102 d(果實(shí)成熟期)、117 d(收獲前期)及130 d(收獲后期)進(jìn)行7次破壞性取樣，隨機(jī)選取3株番茄，將莖桿、葉片、果實(shí)(從定植76天開始測(cè)定，采樣期果實(shí)全部計(jì)入干物質(zhì)測(cè)定，采樣間隔時(shí)期果實(shí)完全成熟進(jìn)行常規(guī)采摘)、根系(用清水沖洗干凈)分開，稱鮮重后，105℃殺青1 h，然后于75℃下烘干至恒重，再稱干重。

全氮、磷、鉀含量 將烘干的植株各器官樣品粉碎過0.5 mm篩，用H2SO4-H2O2消煮，消煮液用于各器官養(yǎng)分含量測(cè)定，最終換算為整個(gè)植株的養(yǎng)分含量。氮、磷含量用AA370MC型流動(dòng)分析儀測(cè)定，鉀含量用AA370MC型原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定。

產(chǎn)量 每個(gè)小區(qū)選取有代表性的20株番茄進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，根據(jù)種植密度折算得到。

計(jì)算公式[15, 17]番茄各器官氮(磷、鉀)吸收量(kg·hm-2)=單株植株各器官全氮(磷、鉀)含量×干物質(zhì)量×種植密度

氮(磷、鉀)素含量(kg·kg-1)=植株總氮(磷、鉀)吸收量/植株干物質(zhì)量

氮(磷、鉀)素利用效率(NUE)(kg·kg-1)=產(chǎn)量/植株總氮(磷、鉀)吸收量

氮(磷、鉀)素吸收效率(UPE)(kg·kg-1)=植株總氮(磷、鉀)吸收量/純氮(磷、鉀)投入

肥料偏生產(chǎn)力(PFP)(kg·kg-1)=產(chǎn)量/全生育期純氮、磷、鉀投入總和

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 軟件處理，DPS 進(jìn)行方差分析，使用Origin 9.60軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水肥處理下溫室番茄總干物質(zhì)量的變化

圖1為不同灌水施肥量下溫室番茄總干物質(zhì)量動(dòng)態(tài)累積過程。可見，番茄幼苗定植后，總干物質(zhì)量隨著生育期呈“S型”增長趨勢(shì)。由圖中斜率可知，增長最快階段在定植后63 d到89 d之間，收獲前期趨于平緩并在收獲后期有降低趨勢(shì)。

灌水對(duì)番茄總干物質(zhì)量積累影響達(dá)到了極顯著水平(P<0.01)，施肥對(duì)番茄總干物質(zhì)量積累影響達(dá)到了顯著水平(P<0.05)(除63、117 d外)，而水肥耦合效應(yīng)對(duì)總干物質(zhì)量影響不顯著(P>0.05)(表1)。

注：W1，W2，W3分別表示灌水量1.0E、0.75E、0.5E，E表示蒸發(fā)皿累計(jì)蒸發(fā)量；F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3表示施肥量(N-P2O5-K2O)分別為320-160-320、240-120-240和160-80-160 kg·hm-2，下同。Note:W1, W2 and W3 mean the irrigation treatments of 1.0E, 0.75E and 0.5E, and E is reference accumulative evaporation of pan. F1, F2 and F3 mean the fertilizer treatment (N-P2O5-K2O) of 320-160-320, 240-120-240 and 160-80-160 kg·hm-2. The same below.圖1 不同施肥水平下灌水量對(duì)溫室番茄總干物質(zhì)量的影響Fig.1 Effects of irrigation amounts on total dry biomass of greenhouse tomato under different fertilizer levels

指標(biāo) Index處理 Treatment定植后天數(shù) Days after transplanting/d51637689102117130總干物質(zhì)Total dry matter灌溉 Irrigation7.83??4.17?7.69??10.29??13.05??10.94??6.58??施肥 Fertilization16.30??3.37 ns5.12?3.88?4.10?3.20 ns4.52?灌溉×施肥Irrigation×Fertilization0.31 ns0.91 ns0.17 ns0.97 ns0.25 ns0.42 ns0.21 ns氮含量N content灌溉 Irrigation5.35?21.72??10.13??6.26??16.05??23.18??13.56??施肥 Fertilization4.31?15.50??14.59??5.00?11.61??23.55??14.22??灌溉×施肥Irrigation×Fertilization0.26 ns1.92 ns0.47 ns0.65 ns0.08 ns0.65 ns0.25 ns磷含量P content灌溉 Irrigation5.27?8.14??1.99 ns0.70 ns2.58 ns3.21 ns0.47 ns施肥 Fertilization5.80?4.14?3.30 ns4.45?0.95 ns0.17 ns0.56 ns灌溉×施肥Irrigation×Fertilization1.09 ns3.42?0.20 ns0.16 ns0.65 ns0.76 ns0.69 ns鉀含量K content灌溉 Irrigation5.24?8.24??12.71??20.68??6.26??29.94??29.98??施肥 Fertilization6.57??3.72?10.81??16.16??4.68?14.11??37.31??灌溉×施肥Irrigation×Fertilization0.43 ns0.19 ns1.77 ns0.53 ns0.67 ns0.77 ns1.46 ns

注: * 表示差異顯著(P<0.05)，** 表示差異極顯著(P<0.01)，ns表示不顯著。下同。

Notes: * means significant difference atP<0.05, ** means significant difference atP<0.05, ns means not significant. The same below.

灌水對(duì)干物質(zhì)積累的影響大于施肥，并且除定植后51 d與63 d外灌水量與干物質(zhì)量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.737～0.859)。同一施肥量下，番茄總干物質(zhì)量隨灌水量呈W1>W2>W3，W1與W2處理較W3處理分別平均增加16.5%、7.1%。同一灌水量下，F(xiàn)1和F2水平較F3水平總干物質(zhì)量分別平均增加9.6%、7.0%。生育期中W1F1處理在117 d獲得總干物質(zhì)量最高，為8 652.04 kg·hm-2，其次是W1F2處理(8 377.59 kg·hm-2)，W3F3處理最小，為7 037.22 kg·hm-2。

2.2 不同水肥處理下番茄植株養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)變化

2.2.1 氮含量動(dòng)態(tài)變化 從圖2可以看出，番茄植株氮含量隨生育期呈減小趨勢(shì)，從開花坐果期(63 d)到一穗果膨大期(76 d)降低速度最快，此時(shí)正值番茄產(chǎn)量形成期，是追施氮肥關(guān)鍵時(shí)期。到果實(shí)成熟期(102 d)，隨著果實(shí)采摘進(jìn)行，氮含量減小趨勢(shì)變緩，部分有上升趨勢(shì)。苗期、開花坐果期、一穗果膨大期、二穗果膨大期、果實(shí)成熟期、采摘期植株氮含量變化范圍分別為2.84%～3.47%、2.68%～3.44%、2.2%～2.93%、2.27%～2.89%、1.90%～2.51%、1.81%～2.43%。灌水與施肥對(duì)植株氮含量影響顯著(P<0.05)，而水肥耦合效應(yīng)并未對(duì)其產(chǎn)生顯著影響(P>0.05)(表1)。增加灌水量和施肥量，番茄植株氮含量隨之增加；同一施肥水平下，W1處理較W2、W3處理氮含量分別提高2.5%～11.7%、7.4%～20.0%；相同生育期F1施肥水平下植株的氮含量最高，較F2與F3水平植株氮含量增加2.4%～14.5%、3.3%～20.8%，說明灌水施肥均可以增加番茄植株氮含量，改善植株?duì)I養(yǎng)狀況。

2.2.2 磷含量動(dòng)態(tài)變化 從圖3可以看出，整個(gè)生育期番茄植株的磷含量在0.48%～0.78%范圍內(nèi)呈“鋸齒狀”波動(dòng)。在苗期和開花坐果期，灌水施肥對(duì)植株磷含量影響顯著(P<0.05)(表1)。F1、F2水平下，定植76 d后，植株中磷含量表現(xiàn)為W1>W2>W3，W1處理較W2、W3處理磷含量分別提高0.3%～7.5%、0.8%～10.7%；F3水平下，定植89 d前植株中磷含量表現(xiàn)為W1>W2>W3，89 d后則為W1>W3>W2。不同施肥量只對(duì)51、63 d及89 d產(chǎn)生了顯著影響(P<0.05)，而水肥耦合效應(yīng)對(duì)植株磷含量影響不顯著。以上說明增加灌水對(duì)番茄磷含量有一定的提高，而在一定施肥水平下，增加施肥量對(duì)番茄植株磷含量影響不大。

2.2.3 鉀含量動(dòng)態(tài)變化 圖4顯示，植株鉀含量總體隨生育期先升高再降低，開花坐果期至一穗果膨大期呈上升趨勢(shì)，且最終達(dá)到峰值，說明此時(shí)植株對(duì)鉀吸收很大，是鉀肥投入關(guān)鍵時(shí)期。從苗期、開花坐果期、一穗果膨大期、二穗果膨大期、果實(shí)成熟期、采摘前期、采摘后期、植株鉀含量分別在3.79%～4.62%、3.83%～4.35%、3.94%～4.79%、3.23%～4.17%、3.15%～3.92%、3.01%～3.62%、2.80%～3.92%變化。整個(gè)生育期植株鉀含量受灌水與施肥影響顯著(P<0.05)，而水肥耦合效應(yīng)對(duì)其影響不顯著(P>0.5)(表1)。同一施肥水平下，W1處理較W2、W3處理鉀含量分別提高0.8%～12.4%、5.6%～25.7%；同一灌水處理下，植株鉀含量呈現(xiàn)F1>F2>F3，F(xiàn)1較F2、F3水平分別提高0.2%～14.8%、3.3%～26.4%，說明增加灌水和施肥均能夠促進(jìn)植株鉀元素的吸收，提高植株鉀含量。

2.3 番茄植株總干物質(zhì)量與養(yǎng)分累積量和養(yǎng)分含量之間的關(guān)系

如圖5A所示，干物質(zhì)累積量與氮、磷、鉀元素累積量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明植株對(duì)礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收、同化與轉(zhuǎn)運(yùn)直接影響著植株干物質(zhì)的積累，干物質(zhì)量是氮、磷、鉀養(yǎng)分累積的結(jié)果。從圖5B可以看出，隨著生育期的推進(jìn)，干物質(zhì)量和植株氮、鉀含量呈顯著負(fù)相關(guān)，說明隨生育期推進(jìn)，番茄的生長速率大于對(duì)養(yǎng)分的吸收速率，使其氮、鉀含量隨生育期而降低；由于植株中磷累積量和干物質(zhì)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而磷含量隨干物質(zhì)的增加一直保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，即植株對(duì)磷元素的吸收滿足其生理、生長需求。

圖2 不同施肥水平下灌水量對(duì)溫室番茄植株氮含量的影響Fig.2 Effects of irrigation amounts on N content of greenhouse tomato under different fertilizer levels

圖3 不同施肥水平下灌水量對(duì)溫室番茄植株磷含量的影響Fig.3 Effects of irrigation amounts on P content of greenhouse tomato under different fertilizer levels

圖4 不同施肥水平下灌水量對(duì)溫室番茄植株鉀含量的影響Fig.4 Effects of irrigation amounts on K content of greenhouse tomato under different fertilizer levels

2.4 灌水施肥對(duì)番茄產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收利用的影響

番茄產(chǎn)量受灌水和施肥影響極顯著，但水肥耦合效應(yīng)對(duì)其影響不顯著。如表2所示，隨水肥用量增加，番茄產(chǎn)量隨之提高(除W3F1)，在W1F1處理下獲得最大產(chǎn)量，為102.06 t·hm-2，W1F2(97.57 t·hm-2)次之，W3F3處理產(chǎn)量最小，為80.45 t·hm-2。相較于低水W3處理，當(dāng)水分增加50%時(shí)，產(chǎn)量平均提高9.6%，而當(dāng)水分增加100%時(shí)，產(chǎn)量平均提高了16.5%；相較于低肥F3處理，當(dāng)肥料用量增加50%時(shí)，產(chǎn)量平均提高5.9%，而當(dāng)肥料用量增加100%時(shí)，產(chǎn)量平均提高了8.0%，表明隨著灌水和施肥增加，增產(chǎn)幅度降低。

灌水與施肥的交互作用對(duì)番茄植株NUE和UPE沒有顯著影響(P>0.05)，但是除磷NUE以外，不同灌水與施肥均對(duì)NUE和UPE產(chǎn)生了顯著影響(P<0.05)。番茄植株對(duì)營養(yǎng)元素的吸收效率為鉀>氮>磷，氮、磷、鉀的UPE隨灌水量增加而增大，隨施肥量增加而減小，在W1F3處理最大，分別為1.01、0.61、1.68 kg·kg-1；氮NUE隨灌水施肥增加而減小，在W3F3處理下最大為701.8 kg·kg-1，鉀在W3F3獲得最大UPE為447.6 kg·kg-1，而磷在W2F3處理獲得最大UPE為2 201.5 kg·kg-1。肥料偏生產(chǎn)力PFP則隨著灌水量的增加而增加，隨施肥量的增加而減小，其中最大PFP在W1F3處理，為233.01 kg·kg-1。

2.5 總產(chǎn)量與不同時(shí)期植株養(yǎng)分含量的相關(guān)關(guān)系及回歸分析

通過對(duì)最終總產(chǎn)量和不同時(shí)期植株氮、磷、鉀含量相關(guān)性分析，得到表3，結(jié)果表明，在本試驗(yàn)條件下，番茄總產(chǎn)量分別與植株氮、鉀含量存在顯著正相關(guān)關(guān)系。以植株氮、磷、鉀含量為自變量，總產(chǎn)量為因變量，進(jìn)行回歸分析，如表4所示：擬合方程均達(dá)顯著水平(P<0.05)，決定系數(shù)R2在0.809～0.936之間，說明各生育階段番茄植株的氮、磷、鉀含量對(duì)其產(chǎn)量影響顯著。從開花坐果期到收獲前期(63～117 d)，總產(chǎn)量隨植株氮、鉀含量的提高而增加，此期間氮磷鉀元素協(xié)同作用提高了番茄植株?duì)I養(yǎng)狀態(tài)，保證了后期產(chǎn)量形成。而苗期(51 d)產(chǎn)量隨植株磷含量增加而降低，收獲后期(130 d)產(chǎn)量隨植株鉀含量增加而降低，此時(shí)需要注意磷、鉀肥合理施用量，說明3種養(yǎng)分共同作用對(duì)產(chǎn)量的影響是復(fù)雜的，不同生育階段氮、磷、鉀肥需要合理配比才能更好發(fā)揮作用。

注：**表示差異極顯著(P<0.01)。 Note: ** means significant difference (P<0.01).圖5 溫室番茄植株總干物質(zhì)量與養(yǎng)分累積量和養(yǎng)分含量之間的相關(guān)關(guān)系Fig.5 Correlation between total dry biomass and nutrient accumulation, total dry biomass and nutrient content of greenhouse tomato

灌溉水平Irrigation level施肥水平Fertilizer levelN利用效率NUE/(kg·kg-1)吸收效率UPE/ (kg·kg-1)P2O5利用效率NUE/(kg·kg-1)吸收效率UPE/ (kg·kg-1)K2O利用效率NUE/(kg·kg-1)吸收效率UPE/ (kg·kg-1)肥料偏生產(chǎn)力PFP/(kg·kg-1)產(chǎn)量Yield/(t·hm-2)W1F1518.8d0.61de1889.79ab0.34cde315.7c1.02cde127.58f102.06aF2558.1cd0.73c2002.01ab0.40c346.4bc1.17c162.62d97.57abF3579.6bcd1.01a1893.87ab0.61a348.1bc1.68a233.01a93.21bcW2F1553.1cd0.54ef1913.06ab0.31e330.8bc0.91ef119.74f95.79bcF2593.2abcd0.65cd1998.14ab0.39cd400.5ab0.98def153.70de92.22cdF3630.9abc0.87b2201.49a0.50b393.9ab1.39b218.57b87.43deW3F1527.7cd0.50f1679.16b0.32de316.4c0.84f105.38g84.31efF2673.9ab0.54ef2145.49a0.34cde426.4a0.85ef144.40e86.64eF3688.1a0.74c2045.51ab0.50b447.6a1.13cd201.13c80.45f灌溉 Irrigation????ns??????????施肥 Fertilization???ns?????????灌溉×施肥Irrigation×Fertilization nsnsnsnsnsnsnsns

注: 不同小寫字母表示不同處理間的差異顯著(P<0.05)；NUE、UPE、PFP分別表示養(yǎng)分利用效率、吸收效率及肥料偏生產(chǎn)力。

Notes: Different lowercase letters indicate the significant difference of irrigation and fertilization treatment (P<0.05).NUE,UPEandPFPindicate the nutrient use efficiency, nutrient uptake efficiency and partial factor productivity of fertilizer, respectively.

表3 溫室番茄產(chǎn)量和植株養(yǎng)分含量的相關(guān)關(guān)系

表4 溫室番茄產(chǎn)量和植株養(yǎng)分含量的回歸關(guān)系

注:Y表示番茄總產(chǎn)量，XN、XP、XK分別表示植株氮、磷、鉀含量。

Notes:Yindicate the total yield of tomato,XN、XPandXKmean the plant of N, P and K contents, respectively.

3 討 論

水肥調(diào)控是溫室作物管理最有效的手段，適宜水肥投入是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的最終目標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，番茄產(chǎn)量、干物質(zhì)量均隨灌水和施肥增加而增加，這與Kuscu等[18]和吳立峰等[19]所得結(jié)果一致，但產(chǎn)量增產(chǎn)幅度隨水肥繼續(xù)投入逐漸降低，說明當(dāng)水肥在適宜范圍內(nèi)，增產(chǎn)效果良好，而超過閾值時(shí)，增產(chǎn)效應(yīng)減弱[8]。本文研究發(fā)現(xiàn)，肥料偏生產(chǎn)力、吸收效率隨灌水量提高而增加，隨施肥水平提高而降低，在W1F3處理下最大，因此合理灌溉的同時(shí)，適當(dāng)減少肥料輸出利于肥料吸收利用；試驗(yàn)部分處理下鉀素吸收效率大于1，表明番茄吸收鉀肥中的鉀外，還吸收土壤中原本儲(chǔ)存的鉀，這與刑英英等[17]研究結(jié)果類似。

氮、磷、鉀是植物生長必需礦質(zhì)元素，氮參與植物葉綠素的合成[20]，磷、鉀參與植物糖類代謝[21, 22]，并且鉀能促進(jìn)莖稈維管束的發(fā)育，利于光合產(chǎn)物向儲(chǔ)存器官運(yùn)輸[23]。不同生育期植物體養(yǎng)分含量有所不同。黃巧義等[24]發(fā)現(xiàn)木薯氮、磷、鉀含量在苗期最高，隨生育期推進(jìn)不斷降低，含量在0.93%～3.99%、0.26%～0.82%、0.89%～1.39%間變化，而番茄葉、莖、果、根的氮、磷、鉀含量分別在1.56%～4.29%、0.24%～0.59%、0.98%～4.56%變化[25]，葉片和莖稈氮、鉀含量從花期到坐果期逐漸降低，磷含量維持穩(wěn)定[26-27]。本試驗(yàn)條件下，番茄植株氮含量在1.81%～3.47%間變化，隨生育期逐漸降低，磷含量在0.48%～0.78%之間波動(dòng)，鉀含量在2.80%～4.79%間變化，苗期較低，在果實(shí)膨大期達(dá)到最大，之后隨生育期逐漸降低，其與上述研究結(jié)果基本一致。植株養(yǎng)分含量不僅隨生育期變化，還受灌水施肥影響顯著。若土壤水分不足，導(dǎo)致根系吸水受到抑制，降低根系吸水面積，增大木質(zhì)部液流粘滯性，阻礙了水分吸收和養(yǎng)分運(yùn)輸[28]；隨施肥量增加，番茄葉片、果實(shí)及根系中氮、鉀含量越高[29-31]，但對(duì)番茄地上部磷的吸收利用無顯著影響[32]，這與本文試驗(yàn)結(jié)果基本一致。植株養(yǎng)分含量直接影響作物生長狀態(tài)和后期產(chǎn)量的形成。提高小麥拔節(jié)前期氮濃度，可保證有效分蘗進(jìn)行，提高成穗數(shù)[13]，而西瓜各器官養(yǎng)分含量高低對(duì)提高果實(shí)產(chǎn)量起重要作用[33]。本文研究發(fā)現(xiàn)，各生育期氮、磷、鉀含量與產(chǎn)量呈顯著的線性關(guān)系，在養(yǎng)分含量最高時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最大，說明保證各生育期番茄植株的養(yǎng)分含量，是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的前提。

本試驗(yàn)下植株最佳營養(yǎng)狀態(tài)在W1F1處理獲得，并且使番茄生物量和產(chǎn)量同時(shí)達(dá)到了最大，但養(yǎng)分的吸收利用效率及肥料偏生產(chǎn)力較低，雖然W3F3處理養(yǎng)分吸收利用效率及肥料偏生產(chǎn)力較好，但產(chǎn)量太低。綜上，在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍，灌水量為W1(1.0E)，施肥量(N-P2O5-K2O)為F2～F1水平，即在 240-120-240～320-160-320 kg·hm-2)之間，蕃茄植株?duì)I養(yǎng)狀態(tài)最佳，既能有效保證產(chǎn)量，又可以有效節(jié)約水資源，增加肥料吸收利用，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié) 論

溫室滴灌施肥條件下，灌水與施肥對(duì)番茄植株氮、鉀含量影響顯著，隨灌水施肥的增加而提高。植株較高的養(yǎng)分含量使其有好的營養(yǎng)狀態(tài)，促進(jìn)番茄生物量累積和產(chǎn)量形成。通過調(diào)控植株氮磷鉀養(yǎng)分含量，適時(shí)合理灌水施肥，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目的。當(dāng)灌水量為1.0E，施肥量(N-P2O5-K2O)為 240-120-240～320-160-320 kg·hm-2時(shí)，蕃茄產(chǎn)量為97.57～102.06 t·hm-2，養(yǎng)分吸收利用率及肥料偏生產(chǎn)力處于較佳水平。