基于產量反應和農學效率的番茄智能化推薦施肥方法研究

關鍵詞：番茄；養分專家系統；產量反應；肥料利用率；推薦施肥

隨著人們對農產品需求的不斷增長，設施蔬菜因具有生長周期短、種植限制少和經濟效益高等特點，種植規模迅速擴大，但因集約化程度高，導致化肥施用量大，引起活性養分損失，進而帶來環境污染等問題。番茄（SolanumlycopersicumL.）為茄科茄屬，是以果實為食用器官的茄果類蔬菜，富含維生素C、維生素E、番茄紅素、類胡蘿卜素、類黃酮等多種營養物質，是我國設施蔬菜中種植面積最大的蔬菜。2021年我國番茄種植面積約為136.1萬hm2，其中設施番茄面積為77.8萬hm2，占總種植面積的57.2%[1]；番茄總產量約為7000萬t，在我國蔬菜生產和消費中占有重要地位，但其養分管理仍存在許多問題和挑戰。有研究發現，我國在番茄上的氮磷鉀肥料投入總量高達1354.5kg/hm2，番茄生產存在盲目過量和不平衡施肥現象。此外，氮、磷和鉀養分供應水平對番茄的產量和品質有決定性的影響[2?4]。不科學的施肥管理不但會降低番茄產量，影響果實品質，還會降低肥料利用效率，影響土壤質量，甚至給全球生態環境造成一定的負面影響[5?6]。因此，減少肥料損失，提高養分利用效率，降低農業生產的環境污染風險，是番茄種植保產提效、實現農業可持續發展亟待解決的重要問題。

目前，依據土壤測試結果制定施肥方案，或在作物生長過程中借助葉綠素儀、葉色卡、冠層反射儀等[7?8]即時無損診斷的施肥管理模式逐漸發展成熟，但仍受到生產環境條件限制。我國以小農戶經營為主的農業模式增加了指導施肥的難度，很難做到一戶一檢測。再者，傳統方法積累了大量的作物產量、施肥量、養分吸收、養分利用等多種農學數據。如何對現有的大量農學試驗數據和各指標之間的相互關系進行深入挖掘，研發更加便捷的施肥決策方法，是一項更有價值的工作。為此，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所針對以小農戶為經營主體的生產模式，以大量田間試驗為基礎，利用QUEFTS模型（QuantitativeEvaluationoftheFertilityofTropicalSoils）[9?10]預估不同目標產量下番茄植株的最佳養分需求特征，建立番茄產量反應、養分農學效率及果實相對產量等農學參數之間的內在聯系，應用計算機信息技術將復雜的施肥理論轉化為方便農戶使用的番茄養分專家決策系統（NutrientExpert，NE）[11?12]。本研究基于番茄養分專家系統于2023年在全國番茄主產區開展了多點田間試驗，驗證了該方法的田間試驗效果，對NE系統進行了優化，旨在為我國番茄肥料高效施用提供技術支撐。

1材料與方法

1.1數據來源

本研究收集匯總來源于國際植物營養研究所中國項目部和研究團隊于2000—2023年在我國番茄主產區開展的田間試驗數據，以及此期間在學術期刊上公開發表的文章數據。其中，文獻數據來源于在中國知網數據庫（CNKI）通過檢索關鍵詞及關鍵詞組合“番茄”、“番茄+產量”、“番茄+養分吸收”、“番茄+肥料利用率”等得到的中文文獻，所有數據均來自于田間試驗。涉及的番茄田間試驗共314個，番茄產量數據為1876條，番茄氮、磷和鉀產量反應數據分別有146、141和297個，氮、磷和鉀的養分吸收數據分別有455、411和402個。

1.2番茄養分專家系統構建

番茄養分專家系統依據產量反應和農學效率的關系原理，應用QUEFTS模型模擬不同目標產量下最佳氮、磷、鉀養分需求量，進行推薦施肥和養分管理。系統采用作物施肥區較不施肥區的產量增量即產量反應來表征土壤基礎養分供應能力，結合QUEFTS模型通過分析番茄植株的氮磷鉀養分需求，計算不同目標產量下的番茄最佳養分吸收量。

施氮量=產量反應/農學效率

施磷（鉀）量=作物產量反應磷（鉀）需求量+維持土壤養分平衡的磷（鉀）需求量

根據上述方法，可獲得不同目標產量下的施氮、磷和鉀肥量推薦[12]。

1.3田間驗證試驗

2023年在我國番茄主產區開展了7個田間試驗，驗證番茄養分專家系統的可行性，分別位于天津（2）和江蘇（5）兩個省份[13?14]，從產量、養分利用率等農學指標和肥料成本、凈效益等經濟指標兩方面對番茄養分專家系統進行校正和改進。所有試驗均為大棚或溫室的設施番茄，其土壤理化性質為：pH6.5～8.4；有機質11.8～27.9g/kg；全氮0.8～2.1g/kg；全磷0.4～1.7g/kg；全鉀12.1～41.1g/kg；堿解氮63.5～211.3mg/kg；速效磷10.1～204.7mg/kg；速效鉀71.0～455.0mg/kg。所有試驗采用統一處理，均包含6個處理，分別為：1）基于番茄養分專家系統推薦施肥處理，即NE，播前調查試驗地塊番茄過去3年產量、上季作物施肥量、有機肥施用和秸稈還田方式等；2）農民習慣施肥措施處理，即FP，根據調研結果，完全遵循試驗地塊農民的施肥措施；3）基于土壤測試施肥，即ST；4）基于NE的不施氮處理（NE?N）；5）基于NE的不施磷處理（NE?P）；6）基于NE的不施鉀處理（NE?K）。田間試驗肥料使用尿素、過磷酸鈣、磷酸氫二銨和硫酸鉀等，不同施肥處理養分施用量見表1。同一試驗中各處理種植密度相同，且病蟲草害防治進行統一管理。

于番茄收獲期，采用相同標準采集各試驗處理樣品，在每個小區中間位置收獲2行（15～30m2）番茄果實測定產量。盛果期采集3～5株代表性植株的果實樣品，拉秧期采集3～5株代表性植株的秸稈樣品，于105℃殺青30min后，于65°C下烘干至恒重后稱重。將部分烘干植物樣品粉碎經H2SO4?H2O2消煮后，分別采用凱氏法、釩鉬黃比色法和原子吸收法測定果實和秸稈中的氮、磷和鉀養分含量，用于計算植株養分累積量和肥料利用效率。

1.4相關參數計算方法

以氮素為例（磷、鉀素計算方法同氮素），相關計算公式如下：

氮素養分內在效率（Ninternalefficiency，IE-N，kg/kg）=產量/植株氮素吸收量，磷和鉀分別用IE-P和IE-K表示；

氮素產量反應（Nyieldresponse，kg/hm2）=最佳施肥處理產量?不施氮處理產量；

氮素相對產量（Nrelativeyield）=不施氮處理產量/最佳施肥處理產量；

氮素農學效率（Nagronomicefficiency，AEN，kg/kg）=氮素產量反應/最佳施肥處理施氮量，磷和鉀分別用AEP和AEK表示；

氮素偏生產力（Npartialfactorproductivity，PFPN，kg/kg）=產量/施氮量，磷和鉀分別用PFPP和PFPK表示；

氮回收利用率（Nrecoveryefficiency，REN，%）=（最佳施肥處理植株氮累積量?不施氮植株氮累積量）/最佳施肥處理施氮量×100，磷和鉀分別用REP和REK表示；

肥料成本（元/hm2）為單位面積氮、磷和鉀肥料成本總和；

凈效益（元/hm2）=收獲后單位面積產值?肥料成本；

氮素表觀平衡（Nbalance，kg/hm2）=最佳施肥處理施氮量?最佳施肥處理番茄植株氮素吸收量；

番茄果實含水量（fruitwatercontent，%）=（番茄果實鮮重?烘干后的番茄果實重）/番茄果實鮮重×100；

最終鮮重產量（fruityield，t/hm2）=番茄果實鮮重/番茄果實含水量×93%。

1.5統計與分析

采用Excel2020對數據進行處理，使用SPSS17.0軟件對NE、FP和ST的施肥量、產量、凈效益、養分表觀盈余和養分利用率進行方差分析，并采用LSD法在0.05水平進行多重比較，使用Sigmaplot14.0軟件及Origin2021b軟件繪圖。

2結果與分析

2.1番茄產量與養分吸收分布特征

由表2可知，番茄產量和植株養分吸收量變異性較大。番茄產量（鮮重）平均為75.53t/hm2，變化范圍為6.11～150.00t/hm2；平均收獲指數為0.56kg/kg，變化范圍為0.47～0.97kg/kg；秸稈產量（鮮重）平均為61.16t/hm2。番茄產量存在較大的變異性，主要是因為不同地區番茄品種和養分管理措施等差異造成的。番茄植株氮、磷和鉀養分吸收量平均值分別為223.85、55.89和375.67kg/hm2。氮、磷和鉀養分收獲指數平均值分別為0.52、0.52和0.57kg/kg，表明番茄果實是氮、磷和鉀的主要儲存器官。養分內在效率（internalefficiency，IE，kg/kg）是評估作物將吸收的養分轉化為產量的能力，同時也是QUEFTS模型中的關鍵參數，番茄平均氮、磷和鉀養分內在效率分別為366.32、1512.82和214.44kg/kg，表明不同養分元素對產量形成貢獻差異顯著。

2.2番茄養分專家系統推薦施肥模型構建

2.2.1推薦施肥參數 應用QUEFTS模型模擬了番茄果實在不同潛在產量（80～160t/hm2）下達到一定目標產量的番茄植株氮、磷和鉀最佳養分需求量（圖1）。由于潛在產量不同，QUEFTS模型擬合的一定目標產量下番茄氮、磷和鉀的最佳養分吸收曲線存在一定差異。但研究結果發現，不論潛在產量為多少，在目標產量達到潛在產量的70%范圍內，QUEFTS模型模擬的番茄養分吸收量隨番茄果實產量增加呈線性增加。對于番茄整株而言，生產1t番茄果實植株氮、磷和鉀養分需求量分別為N2.6kg、P0.7kg和K4.6kg，相應的IE值分別為391.5、1476.0和216.1kg/kg，直線部分N∶P∶K的比例為3.8∶1.0∶6.8。

產量反應是施肥小區與不施肥小區番茄果實產量之差，其所增加的產量是通過施肥來實現的。番茄氮、磷和鉀產量反應的平均值分別為13.16、9.04和9.75t/hm2（圖2），變化范圍分別為0.59～39.38、0.20～24.57和0.20～36.67t/hm2。氮、磷和鉀產量反應小于20t/hm2的樣本分別占全部試驗樣本數的82.2%、95.0%和90.2%，表明我國菜地基礎肥力，特別是磷素有效性較高。

相對產量是不施某種養分小區產量與養分供應充足小區產量的比值。如圖2所示，番茄氮、磷和鉀相對產量平均值分別為0.84、0.89和0.88，變化范圍分別為0.51～0.99、0.68～0.99和0.57～0.99，氮素相對產量低于磷素和鉀素，表明氮素仍然是影響番茄產量的首要限制因子。氮素與鉀素相對產量位于0.7～1.0的試驗數分別占全部試驗樣本數的69.2%和99.0%。磷素相對產量位于0.8～1.0的試驗數占全部試驗數的95.0%。

農學效率是產量反應與施肥量的比值，是反映肥料利用情況的重要指標之一，也是不可或缺的推薦施肥指標，AE越高表明同樣作物養分需求量下所需肥料投入越少。本研究中，番茄氮、磷和鉀素農學效率的平均值分別為37.10、51.74和39.61kg/kg，變化范圍分別為1.16～111.03、0.75～126.24和1.09～131.10kg/kg（圖2）。氮、磷和鉀農學效率小于80kg/kg的樣本數分別占總樣本數的94%、78%和87%。

2.2.2推薦施肥參數間的量化關系 產量反應和相對產量之間存在極顯著的負線性相關性（圖3），氮、磷和鉀相關系數（R2）分別達到了0.85、0.59和0.69。因此，不施某種養分對應的相對產量越大，說明土壤中該養分的基礎供應能力越大，增施該養分的產量反應就越小。

不施肥獲得的產量所需的養分主要來自土壤基礎養分供應，施肥與不施肥產量之差（即產量反應）所需的養分主要由施肥提供，農學效率可以反映施肥的效應。產量反應、農學效率和施肥量之間存在緊密聯系。如圖4所示，番茄產量反應和農學效率之間存在極顯著的二次曲線關系，氮、磷和鉀相關系數（R2）分別達到了0.78、0.71和0.49。番茄氮、磷和鉀產量反應和農學效率的關系式如下：

式中：XN、XP和XK分別表示氮、磷和鉀產量反應；據此關系建立番茄養分專家系統。

隨著產量反應的增加，農學效率逐漸增加，但增加幅度逐漸變小。施用某種養分所對應的產量反應越大或越小，說明土壤中該養分的基礎供應能力越低或越高，合理施用該養分時農學效率就越高或越低。

2.3田間試驗驗證

2.3.1番茄產量和經濟效益 田間驗證試驗結果表明，FP、ST和NE處理的番茄平均產量分別為102.3、100.6和104.3t/hm2（表3）；相較FP和ST處理，NE處理番茄產量分別增加2.0和3.7t/hm2，增產率分別達2.0%和3.7%。經濟效益分析結果表明，FP、ST和NE處理的番茄平均凈效益分別為29.1、29.2和30.4萬元/hm2，NE處理比FP和ST處理的凈效益分別增加1.3和1.2萬元/hm2，增幅分別為4.2%和3.9%。與FP處理相比，NE處理的N、P2O5和K2O用量分別顯著減少143.1、236.0和158.9kg/hm2，減幅分別為31.3%、59.2%和22.7%；與ST處理相比，NE處理的N和P2O5用量分別顯著減少15.4和65.9kg/hm2，顯著增加了K2O用量120.6kg/hm2（表1）。與FP處理相比，NE處理的凈收益提升來自產量增加和肥料用量減少，其中由肥料減少帶來的成本降低為0.63萬元/hm2，占FP處理肥料總成本的40.7%，占FP處理凈效益的21.6%。

2.3.2養分表觀平衡 NE處理植株的氮、磷和鉀素吸收均顯著高于FP與ST處理。相比于FP處理，NE處理氮、磷、鉀素吸收量分別增加41.0、8.6和80.4kg/hm2，分別增加了16.1%、14.9%和16.6%；相較ST處理，NE處理氮、磷、鉀素吸收量分別增加33.2、8.6和64.2kg/hm2，分別增加了12.6%、14.9%和12.8%（圖5）。在養分表觀平衡方面，FP處理存在大量的氮磷鉀素養分盈余；ST處理則是有較高的氮和磷素盈余，鉀素養分平衡呈現為養分虧缺狀態；相比之下，NE處理的氮磷鉀養分表觀狀態最接近于平衡。

2.3.3養分利用率 NE處理的氮、磷和鉀肥平均農學效率和回收率均高于FP和ST處理，其中氮肥農學效率分別提高了17.4和14.7kg/kg，增加幅度分別為99.7%和72.8%，氮肥回收率較FP和ST處理分別提高了13.1和6.8個百分點，提高幅度分別為97.4%和34.2%；磷肥農學效率較FP和ST處理則分別顯著提高了61.7和49.3kg/kg，分別增加了276.9%和142.2%，磷肥回收率高于FP和ST處理，分別顯著提高了7.9和6.7個百分點，分別提高了342.1%和193.1%；NE處理的鉀肥農學效率較FP和ST處理分別提高了6.0和1.5kg/kg，增加幅度分別為37.5%和7.4%，NE處理的平均鉀肥回收率比FP和ST處理分別提高了13.6和1.9個百分點，提高幅度分別為97.1%和7.2%（圖6）。NE處理的平均氮素偏生產力與ST處理相當，但高于FP處理，NE處理比ST和FP處理分別提高了26.8和108.1kg/kg，增加幅度分別為8.8%和48.4%；NE處理的平均磷素偏生產力較FP與ST處理分別顯著提高了385.4和201.8kg/kg，增加幅度分別為150.1%和45.8%；NE處理的平均鉀素偏生產力顯著高于FP處理，提高了46.6kg/kg（31.9%），但比ST處理降低46.4kg/kg（19.4%）。

3討論

3.1番茄養分專家系統的建立

養分專家推薦施肥系統是基于農學效率和產量反應內在聯系的推薦施肥方法，雖然其在水稻、小麥、玉米等糧食作物成功應用[15?16]，但是不同作物養分吸收特征參數差異巨大[17]，特別是蔬菜作物，因此需針對具體作物構建養分專家系統。本研究匯總我國番茄主要產區果實產量與養分吸收數據，利用QUEFTS模型模擬番茄產量與植株養分吸收的關系，基于番茄產量反應與農學效率的關系，構建番茄養分專家系統。由于不同地區氣候類型、土壤肥力、番茄品種和養分管理等差異，導致番茄潛在產量和養分吸收特征存在較大變異性[18?19]。系統數據庫中番茄植株養分含量變異性很大，是因為高的養分含量主要來自于長期定位試驗（普遍認為為高肥力田塊）中養分過量投入的小區，而較低的氮、磷和鉀養分含量主要來源于不施肥的空白小區處理。氮、磷和鉀養分收獲指數（番茄果實養分吸收量/整株養分吸收量）平均值分別為0.52、0.52和0.57kg/kg，表明植株吸收的氮、磷和鉀分別約有52%、52%和57%位于果實中，番茄果實是氮、磷和鉀的主要儲存器官。因此在構建推薦施肥系統中需考慮因“果實移走”所造成的土壤養分耗竭。數據庫中通過田間試驗計算的IEN和IE-K（分別為352.75和209.64kg/kg）遠低于IEP（1445.45kg/kg），表明IE-N和IE-K受養分管理的影響更大，這與先前在蘿卜和糧食作物上的研究結果一致[15?16，20]。番茄數據庫中田間試驗計算的IE值變異性較大，反映了不同種植區環境氣候、番茄品種和田間管理等因素差異下的養分需求差異。因此，需要一種更為可靠且定量化的模型來估測不同目標產量下番茄的最佳養分需求特征。利用QUEFTS模型預估番茄的最佳養分需求量，其優點在于對番茄種植區多年多點的田間試驗數據進行了分析，定量評價番茄產量與養分吸收之間的關系，避免了因少量養分吸收數據指導施肥帶來的偏差。

QUEFTS模型參數a和d值的確定方法與先前在糧食作物、木薯和蘿卜等作物[15?16，20]上的相同，由于去除IE值的上下2.5%時兩邊界包括的范圍更大，因此采用去除IE值上下2.5%對應的a和d值作為QUEFTS模型的參數來預估番茄的養分吸收。番茄植株氮、磷、鉀養分吸收量分別為218.60、52.66和370.14kg/hm2，養分比例約為4.2∶1.0∶7.0，這與應用QUEFTS模型擬合的番茄產量達到潛在產量的60%～70%時，番茄植株氮、磷和鉀養分需求比3.8∶1.0∶7.3較為接近。QUEFTS模型模擬的番茄IE-N、IE-P和IE-K值（分別為391.5、1476.0和216.1kg/kg）與番茄數據庫中通過田間試驗計算的IEN、IE-P和IE-K值（分別為352.75、1445.45和209.64kg/kg）略有不同，這些差異可能是由于田間試驗中養分不平衡施用以及不同地區潛在產量不同導致的。此外，模擬結果還發現，在目標產量達到潛在產量的70%范圍內，QUEFTS模型模擬的番茄果實養分吸收量隨產量增加呈線性增加，即IEs值不變，此時作物生長主要受養分有效性的限制，而越接近潛在產量，IEs值急劇下降，這與前人[21?22]的研究結果一致。

土壤基礎養分供應是反映土壤肥力的一個重要指標[23]。土壤基礎養分供應越高，表明土壤中該養分的基礎供應能力越強，施肥后的產量反應就越低，因此，高的土壤基礎養分供應會大大降低肥效。設施番茄種植是一種高度集約化的農業土地利用方式，在其生產過程中農業物料的投入包括肥料、農藥、灌水等，通常是糧食作物的幾倍多[24]，因此，在進行推薦施肥時土壤基礎養分供應需要充分考慮。然而，土壤基礎養分供應能力的大小不易直接測得，盡管可以采用不施某種養分植株體內該種養分的吸收量來表示，但是測定大量的農戶地塊的植株養分吸收量是不現實的。本研究發現，產量反應和相對產量之間存在顯著的負線性關系（圖3）。因此，土壤基礎養分供應的強弱可以使用產量反應來表征[25]，而當產量反應數據缺乏時，可以采用相對產量來表征[26]。

不合理的養分管理措施，包括過量或不平衡施肥、施肥比例和施肥時期不當等，使養分供應與作物對養分的需求不同步，進而導致養分利用率下降[27]。農學效率是反映施肥效應的一個重要指標，在推薦施肥時不可缺少。本研究得出我國番茄氮素農學效率平均值僅為37.10kg/kg，遠低于武良等[28]調查的我國蔬菜平均氮素農學效率（94kg/kg），僅為美國蔬菜平均氮素農學效率（195kg/kg）的1/5。在后續的驗證試驗中，也發現氮肥減量潛力巨大。因此，在我國蔬菜生產中，仍需進一步優化養分管理措施以提高養分利用率。不同農業生態區域氣候類型、田間管理措施和土壤肥力狀況等因素不同，導致作物產量、養分吸收和產量反應的不同[29]，農學效率與產量反應和施肥量有關，也會隨著這些因素的變化而改變。因此，亟需一種能夠針對特定生長季節和特定地塊的養分管理方法，如番茄養分專家系統，指導番茄科學施肥，提高產量和養分利用率，促進我國番茄產業可持續健康發展。

3.2番茄養分專家系統可行性分析

施肥措施、土壤肥力和環境條件等因素與蔬菜生長密切相關，進而影響蔬菜產量，施肥是保證蔬菜優質高產的物質基礎，平衡施肥可以通過調控營養代謝促進蔬菜高產優質。番茄養分專家系統能根據不同地塊具體的目標產量和產量反應，提供適合不同地塊的個性化施肥指導。本研究中，番茄養分專家系統（NE）推薦施肥量相較于農民習慣施肥（FP），番茄單季氮、磷和鉀肥施用量分別減少了31.3%、59.2%和22.7%，但NE處理的果實產量與凈效益更高。與FP處理相比，NE處理的凈收益提升來自產量增加和肥料用量減少，其中由肥料減少帶來的成本降低為0.63萬元/hm2，占FP處理肥料總成本的40.7%，占FP處理凈效益的21.6%。

本研究中，雖然FP中番茄氮、磷和鉀肥施用量均顯著高于NE，但植株養分吸收量卻顯著低于NE（圖5），其主要原因是FP的肥料投入過量，遠超番茄植株養分需求。這些結果均表明我國番茄生產中農民過量或不平衡施肥現象嚴重。與ST相比，NE降低了氮肥和磷肥施用量，提高了鉀肥用量，雖然兩者產量結果無顯著差異，但ST養分吸收顯著低于NE且鉀養分表觀平衡呈現虧缺狀態，表明ST鉀肥施用量偏低，不能滿足番茄正常生長所需。不同于FP所呈現的氮、磷和鉀元素的大量盈余，NE氮磷鉀養分表觀平衡狀況呈現為養分平衡狀態。這體現出NE系統利用QUEFTS模型在預估一定目標產量下番茄的最佳養分需求量時，充分考慮了土壤基礎養分供應，避免了養分過量施用和最小化土壤養分耗竭[30?31]。

養分過量或不平衡施用不僅不能顯著增加作物產量，還導致土壤養分不平衡，養分利用率下降，而且會造成養分損失，如溫室氣體排放和氮淋溶等，對大氣、水體和人體健康等造成負面影響[32?34]。計算養分利用率是衡量施肥合理性最為直接的手段，其中農學效率、養分回收率和偏生產力是評價養分利用率最常用的指標[35]。當前番茄生產中養分利用率非常低，本研究中FP的氮、磷和鉀肥回收率普遍較低（圖6），主要原因是農民過量施肥，使土壤養分供應與作物需求不一致，再加上不合理的田間管理措施，導致土壤養分大量損失，進而造成養分利用率下降，這與其他研究[36?37]結果一致。而通過使用番茄養分專家系統進行推薦施肥，顯著提高了番茄肥料利用率，主要是因為NE系統平衡了氮、磷和鉀肥施用量，優化了土壤養分供應與作物養分需求之間的關系，促進了番茄對養分的吸收和利用，減少了土壤養分損失，顯著提高了養分利用率。

綜合來看，基于產量反應與農學效率的番茄養分專家系統為我國番茄小農戶種植的平衡施肥提供了新方向。番茄的品質同樣也是影響番茄銷量及價格的關鍵因素之一，本研究主要從產量、養分利用率、肥料成本和凈效益角度分析，推薦小農戶施肥；今后還需研究番茄養分專家系統推薦施肥對番茄品質的影響，完善施肥推薦方法。

4結論

利用QUEFTS模型，基于2000—2023年文獻及田間試驗數據，基于產量反應和農學效率建立的番茄養分專家系統，能夠準確反映番茄養分吸收特征，揭示番茄產量反應與農學效率之間的關系。田間驗證試驗結果表明，番茄養分專家系統推薦施肥相較于農民習慣施肥措施，減少氮、磷和鉀肥施用量分別為31.3%、59.2%和22.7%，顯著提高了肥料利用效率；相較于測土推薦施肥，降低了氮肥和磷肥用量，提高鉀肥用量，但平衡了養分表觀盈虧。因此，基于本研究建立的番茄養分專家系統可作為我國小農戶番茄田間養分管理的施肥指導方法。