有機肥對金沙江干熱河谷番茄養分分配的影響①

岳學文 潘志賢 鮑忠祥 李建查 李 坤 方海東③

(1云南省農業科學院熱區生態農業研究所/元謀干熱河谷植物園 云南元謀651300;2云南省楚雄彝族自治州祿豐縣園林管理所 云南祿豐651200)

化肥的過量施用不僅造成資源的嚴重浪費，也不利于農產品品質的提高［1-2］。目前，過量施用化肥，特別是過量施用氮肥的現象越來越嚴重，而過量的氮素在土壤中發生硝化和反硝化作用，形成的氮氧化物會破壞臭氧層。而且過量施氮還會造成土壤板結、有機質下降、土壤酸化及農田面源污染等一系列不利于農業可持續發展的問題。因此，為促進農業健康發展，首先需防止或者減少過度施肥和盲目施肥，鼓勵農民通過綠肥、農家肥、生物有機肥與化肥配施，培肥地力。連續施用有機肥，可不同程度提高土壤養分、酶活性和微生物量［3-4］；長期化肥配施有機肥能顯著提高稻田土壤活性及有機碳、氮含量［5］；控釋肥+化肥能顯著提高土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性［6］；微生物發酵有機肥可以顯著提高番茄產量，顯著降低番茄的硝酸鹽含量，增加VC、還原性糖、番茄紅素、可溶性固形物含量［7］。氮肥是影響作物產量的重要肥力因子，候迷紅等［8］研究認為，甜蕎麥干物質積累量隨施氮量的增加呈先增后降趨勢，氮含量在蕎麥各器官中的分配為葉＞籽粒＞莖；韓彥龍等［9］研究結果表明，影響紅蕓豆產量的限制因子為氮＞鉀＞磷，各器官氮累積量依次為豆粒＞葉片＞莖＞莢皮＞根；氮素雖是作物生長的關鍵營養元素，但影響作物對氮素吸收的因素較為復雜，因而氮在植物器官中的累計表現出較大的差異。

番茄的養分累積與分配特征直接反映了整個生育期營養需求的動態規律［10］，因此，研究番茄養分積累與分配特征是合理施肥、提高番茄產量和品質的前提。目前，前人對金沙江干熱河谷越冬番茄水肥管理的研究較少，本研究將闡釋有機肥在干熱河谷不同有機肥處理對番茄生物量分配的影響，以期為該地區農田有機肥施用方式、施用量等提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

番茄品種：先正達公司生產的拉比，種植密度為31 200株/hm2。試驗地：金沙江干熱河谷典型地區——云南省元謀縣，該地區全年基本無霜，年均氣溫21.7℃，≥10℃的年積溫為7 786℃。有機肥：云南中電新能源有限公司生產的高腐殖酸生物有機肥，腐殖酸≥30%，有機質≥55%。

1.2 方法

1.2.1 試驗方法

試驗設4個水平，分別為不施有機肥處理：對照（CK）；施有機肥處理1：7 500 kg/h（M1）；處理2：15000kg/h（M2）；處理3：22500kg/h（M3）。

采用北京東方潤澤生態科技股份有限公司生產的智墑?云享版實時檢測土壤水分。當土壤含水率達田間持水量的70%時進行灌水，灌溉上限為田間持水量的90%。番茄成熟時，取番茄全株，測定其根、莖葉鮮重，并將鮮活的根、莖葉置于120℃烘箱烘烤48 h，室溫下測定生物量。番茄根系、莖葉全氮檢測采用凱氏法；番茄根系、莖葉全磷檢測采用硫酸聯合消解，鉬蘭比色法；番茄根系、莖葉全鉀檢測采用三酸（KClO4-HCl-HNO3） 消解，火焰光度計法；

根系、莖葉的養分累積量＝干重（莖葉、根）×養分含量（莖葉、根）；

氮、磷養分利用生理利用率＝生物量/養分貯量［11］。

1.2.2 數據處理

所有數據采用SPSS 19.0進行統計分析，LSD法進行方差齊性檢驗，Excel 2010作圖。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對番茄生物量分配的影響

由圖1和表1可以看出，有機肥對番茄根系生物量的分配差異不顯著，但CK的根系生物量與全株生物量的比例最大（43.84%），M2最小（35.99%）。M1的番茄根系生物量最大，M3的根系生物量最小，M1、M2分別比M3高35.70%、36.03%。莖葉生物量為M1、M2最高，M3最低，M1、M2分別比M3高29.20%、49.03%。全株生物量為M2最高，M3最低。CK的番根冠比最高，M2最低。

圖1 不同施肥處理對番茄生物量分配比例的影響

表1 不同施肥對番茄生物量及根冠比的影響

2.2 不同施肥處理對番茄養分分配的影響

由表2可知，根系氮含量低于莖葉氮含量。根系氮含量以M2最高，其次為CK，二者之間差異不顯著。M3的根系氮含量顯著低于M2和CK。莖葉的氮含量以M1最高，M3次之，CK的莖葉氮含量顯著低于M1，而施肥處理（M1、M2、M3）的莖葉氮含量均高于未施肥處理（CK）的氮含量。根系與莖葉氮累積量差異最大的為M3，相差5.05倍，差異最小的為CK，相差3.4倍。由于氮磷鉀的積累量與生物量直接關聯，因此，根系生物量較高的CK、M1、M2，其氮累積量也較高；莖葉生物量較高的M1和M2，其莖葉氮積累量也較高。

由表3可知，根系中磷含量以M1最高，M3最低，二者之間差異顯著，M1與M2無顯著差異。莖葉磷含量則是M3最高，M2最低，二者之間差異顯著。總體看來，番茄地上部分（莖葉）的氮、磷含量均高于根系，

由表4可知，M1的根系鉀含量最高，M2最低，兩者間差異顯著。CK與M1、M3差異顯著。施肥和未施肥處理的番茄莖葉鉀含量差異均不顯著。M1、M3的根系鉀含量高于莖葉。根系鉀累積量以M1最高，顯著高于M2和M3，莖葉鉀累積量以M2最高，但施肥與未施肥處理間差異不顯著。

表2 不同有機肥處理對番茄磷含量及分配的影響

表3 不同施肥處理對番茄磷含量及分配的影響

表4 不同施肥處理對番茄鉀含量及分配的影響

2.3 不同施肥處理對番茄氮、磷、鉀生理利用率的影響

由圖2可知，M2的磷生理利用率最高。這可能是由于試驗地土壤磷含量較低，適量增施有機肥可明顯改善土壤的微生物功能，進而提高土壤中磷生理利用率。M1和M2的磷生理利用率顯著高于M3，而CK、M1、M2三者間的磷生理利用率無顯著差異。CK的氮生理利用率最高，顯著高于M1，其次為M2。M1、M2、M3三者間氮生理利用率無顯著差異。鉀生理利用率為M3＞M2＞M1＞CK，但四者間差異不顯著。

3 討論與結論

3.1 討論

合理施用氮肥可以調節氮、磷、鉀在主要器官中的分配比例，從而提高養分利用率［12］。本研究中，與未施用有機肥相比，施用有機肥提高了根系和莖葉的氮含量和氮累積量，而氮利用效率則是CK處理的最高，M1、M2、M3三者氮生理利用率無顯著差異。這與前人對小麥的研究結論基本一致：隨著施氮量增加，小麥植株的氮素養分利用效率無顯著變化［13］。而隨著有機肥施用量的增加，磷的生理利用率呈先增加后降低的趨勢，M3的磷生理利用率顯著低于M1和M2，而氮生理利用率也低于CK，這與長期大量施用有機肥不利于提高水稻對氮磷的生理利用率的結論相一致［11］。施用有機肥可提高番茄的鉀生理利用率，M1、M2和M3的鉀生理利用率均高于CK，這與聶俊［14］的研究結論相一致。

施用生物有機肥可以增加玉米的地上部生物量［15］。本研究中，M1、M2的莖葉生物量和全株生物量均高于未施肥處理的CK，施肥量最高的M3，根系與莖葉生物量均低于CK，這可能是由于施用有機肥，會降低番茄對氮磷的利用效率，從而降低生物量；且施用有機肥能提高土壤的全氮和有效氮［16］，在番茄生長中后期，有機肥中的緩效肥開始釋放氮磷鉀，加上配施的化肥，使得有機肥施用量最高的M3，可能造成土壤氮濃度過高，形成毒害作用。

高菊生［17］的研究表明：氮素對莖葉生長的促進作用往往大于根系，促使根冠比隨施氮量的增加而降低。當氮素缺乏時，植物會將更多的光合產物分配到根系以提高根系對氮素的吸收能力，若地下部分受限制，植物就會分配給根系相對較多的生物量，若地上部分受限制，植物就會分配給嫩枝相對較多的生物量［18］。因此，本研究中，施有機肥處理的根冠比均小于未施肥的CK。

圖2 不同施肥處理對番茄氮、磷、鉀利用效率的影響

3.2 結論

未施有機肥處理（CK）的番茄根冠比最高，其根系分配的生物量占比最高（43.84%），而M2的根系生物量占比最低（35.99%）。與施有機肥處理相比，CK處理的番茄生物量分配受到養分限制。全株生物量以M2最高，M3最低，說明隨著有機肥施用量的增加，生物量逐漸增加，但過多施用有機肥，反而會降低生物量積累和分配。此外，根系的氮磷含量、積累量均低于莖葉。