精細(xì)化灌溉施肥對設(shè)施番茄生長及產(chǎn)量的影響

摘要 為探究土壤栽培條件下設(shè)施番茄精細(xì)化灌溉施肥模式，以番茄“圣羅蘭”為試材，以常規(guī)滴灌施肥為對照（CK），基于不同茬口和生育階段番茄水分和養(yǎng)分需求，設(shè)置5個(gè)每日定量滴灌施肥處理，研究其對植株生長與產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，每日定量滴灌施肥可以促進(jìn)番茄植株生長，提高果實(shí)產(chǎn)量，改善果實(shí)品質(zhì)，同時(shí)水分利用效率和肥料偏生產(chǎn)力顯著提高；春茬與秋茬皆以每日定量滴灌施肥增量20%處理下綜合表現(xiàn)最優(yōu)，與對照相比，株高、莖粗和葉面積顯著增加，葉綠素含量和凈光合速率提高，春茬增產(chǎn)20.14%，秋茬增產(chǎn)14.05%，春茬與秋茬節(jié)水率分別為35.4%和28.4%，節(jié)肥率分別為10.2%和23.5%。綜上所述，春茬與秋茬皆以每日定量滴灌施肥增量20%處理下高效生產(chǎn)效果最好。

關(guān)鍵詞 番茄；滴灌施肥；生長；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號 S 641.2" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2025）04-0143-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.04.030

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of Fine" Irrigation and Fertilization on Plant Tomato Growth and Yield

ZHENG Ya jie ，YANG Ming，LI Yi man" et al

（College of Horticultural Science and Engineering，Shandong Agricultural University，Taian，Shandong 271000）

Abstract In order to explore the fine irrigation and fertilization mode of facilities tomato under soil cultivation conditions，this experiment took tomato 'Saint Laurent’ as the test material and conventional drip fertilization as the control （CK）.Based on the water and nutrient requirements of tomatoes at different stubble and growth stage，five daily quantitative drip fertilization treatments were set up to study the effects on plant growth and yield.The results showed that daily drip fertilization could promote tomato plant growth，increase fruit yield，improve fruit quality，and significantly increase water use efficiency and fertilizer partial productivity.Compared with the control，the plant height，stem diameter and leaf area significantly increased，chlorophyll content and net photosynthetic rate increased，and the spring and autumn stubble increased by 20.14% and 14.05%，respectively.The water saving rate of spring and autumn stubble was 35.4% and 28.4%，respectively.The fertilizer saving rates were 10.2% and 23.5%，respectively.In summary，spring and autumn stubble have the best productive effect under the treatment of 20% increment of daily quantitative drip fertilization.

Key words Tomato;Drip irrigation and fertilization;Growth;Yield;Quality

基金項(xiàng)目 國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-23）；濟(jì)南市農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（濟(jì)農(nóng)財(cái)〔2020〕）。

作者簡介 鄭雅杰（2000—），女，山東淄博人，碩士研究生，研究方向：設(shè)施蔬菜栽培。*通信作者，教授，博士，從事設(shè)施蔬菜與無土栽培研究。

收稿日期 2024-05-10

水肥管理是設(shè)施蔬菜栽培關(guān)鍵環(huán)節(jié)。相較于傳統(tǒng)溝灌、畦灌，滴灌節(jié)約水肥、省時(shí)省工、提高產(chǎn)量^［1-3］。慣常的滴灌施肥多憑借經(jīng)驗(yàn)，間隔時(shí)間長、水肥用量大且不完全同步，難以滿足作物的生長需求，利用效率低^［4-6］。

精細(xì)化灌溉施肥根據(jù)作物不同生育階段的水分和養(yǎng)分需求，通過水肥耦合、高頻滴灌供給作物根系，既可與作物生育需求匹配，又能提高水肥利用效率^［7-9］。番茄是我國設(shè)施栽培面積最大的蔬菜種類^［10］，但目前關(guān)于水肥精細(xì)化管理技術(shù)的研究較少。筆者基于不同茬口和生育階段的水分和養(yǎng)分需求，研究了每日定量滴灌施肥對番茄生長及產(chǎn)量的影響，確定了合理的水肥管理策略，為設(shè)施番茄高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

春茬試驗(yàn)于2023年3—7月在山東省濟(jì)南市萊蕪區(qū)沃垠農(nóng)林試驗(yàn)大棚內(nèi)進(jìn)行，2023年3月22日定植，供試土壤堿解氮121.2 mg/kg，速效磷71.2 mg/kg，速效鉀164.3 mg/kg，有機(jī)質(zhì)16.91 g/kg，pH 7.25。秋茬試驗(yàn)于2023年9月至2024年1月在山東省泰安市岱岳區(qū)土門村日光溫室內(nèi)進(jìn)行，2023年9月7日定植，供試土壤堿解氮64.8 mg/kg，速效磷122.6 mg/kg，速效鉀84.8 mg/kg，有機(jī)質(zhì)18.56 g/kg，pH 7.17。

1.2 試驗(yàn)材料

供試番茄品種為“圣羅蘭”，購自山東安信種苗股份有限公司。尿素、硝酸鉀、磷酸二氫鉀均購自上海永通化工有限公司。氮磷鉀平衡肥（20-20-20）和高鉀肥（13-7-40）購自濟(jì)寧田豐地沃生物科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)置（CK、T1、T2、T3、T4、T5）6個(gè)處理，以常規(guī)滴灌施肥為對照（CK）。T1～T5處理為每日定量滴灌施肥。其中T3處理水肥用量的確定方法：設(shè)計(jì)目標(biāo)產(chǎn)量為150 t/hm2，根據(jù)郭世榮^［11］得出番茄每形成1 000 kg產(chǎn)量養(yǎng)分的吸收量與李青軍等^［12］、王遠(yuǎn)等^［13］、孟晴晴等^［14］得出的養(yǎng)分利用率，計(jì)算出施肥量，結(jié)果見表1；根據(jù)番茄養(yǎng)分吸收規(guī)律^［15］與水分吸收規(guī)律^［16］確定T3處理不同生育階段每日施肥量與灌水量（表2）。T1、T2、T4、T5處理每日灌水量與T3處理相同，施肥量分別為T3處理的60%、80%、120%、140%。定植后10 d緩苗期灌溉清水。

整地前，試驗(yàn)地按15 000 kg/hm2施入商品有機(jī)肥。每處理2次重復(fù)，每次重復(fù)小區(qū)長9.00 m，寬4.80 m，面積43.20 m2。番茄定植大行距1.20 m，小行距 0.40 m，株距0.35 m，高畦栽培，單干整枝，春茬6穗果后留2片葉打頂，秋茬5穗果后留2片葉打頂。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 植株生長指標(biāo)。

每小區(qū)選取長勢一致的9株番茄掛牌標(biāo)記，于定植后30、60、90 d測定番茄植株莖高、莖粗；定植后30、60 d測定葉面積。

每小區(qū)選取長勢一致的9株番茄掛牌標(biāo)記，記錄第1、3、5穗花從定植至開花的天數(shù)。

1.4.2 植株生理指標(biāo)。

在定植后90 d時(shí)，用LI-6400便攜式光合儀于晴天09：00—11：00測定番茄生長點(diǎn)以下第4片功能葉片的光合參數(shù)。用乙醇浸提法測定光合色素含量。

1.4.3 果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)。每小區(qū)選取長勢一致的6株番茄掛牌標(biāo)記，分別采收記錄單株果數(shù)、單果重和單株產(chǎn)量。

每小區(qū)選取同一節(jié)位、成熟日期相同的6個(gè)番茄，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；有機(jī)酸含量采用酸堿滴定法測定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定；維生素C含量采用改進(jìn)的2，6-二氯靛酚滴定法測定^［17］。

水分利用效率（WUE）為產(chǎn)量（kg）和生育期內(nèi)總灌水量（m3）的比值；肥料偏生產(chǎn)力（PFP）為產(chǎn)量（kg/hm2）與施肥量（投入的N、P 2O 5、K 2O總質(zhì)量，kg/hm2）的比值。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法 采用Microsoft Excel 2019和SPSS 27進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、方差分析，用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同滴灌施肥處理對番茄植株生長的影響

2.1.1 株高、莖粗和葉面積。

由圖1A與圖2A可知，對春茬番茄而言，每日定量滴灌施肥處理株高除T1、T2處理外，均高于CK；莖粗均高于CK。每日滴灌營養(yǎng)液處理之間，隨著施肥用量的逐漸增加，株高和莖粗均呈先升高后降低的趨勢，在定植后90 d時(shí)，株高以T4處理最高，較CK高5.01%，莖粗則以T3處理最高，較CK高21.42%。

由圖1B與圖2B可知，株高和莖粗與春茬趨勢相同，在定植后90 d時(shí)，株高以T4處理最高，較CK高7.43%，莖粗以T3處理最高，較CK高14.87%。

由表3可知，春茬番茄植株葉面積，在定植后30 d時(shí)，每日定量滴灌施肥處理除T1處理其余均高于CK，定植后60 d時(shí)，每日定量滴灌施肥處理均高于CK；秋茬葉面積在定植后30和60 d時(shí)，僅T1處理低于CK。春茬與秋茬番茄葉面積，在生長發(fā)育各時(shí)期，都以T4處理最高，且顯著高于其他處理。

2.1.2 開花時(shí)間。

由表4可知，與常規(guī)滴灌施肥相比，春茬開花時(shí)間每日定量滴灌施肥處理顯著提早了春茬番茄的開花時(shí)間，且每日定量滴灌施肥各處理之間開花時(shí)間無顯著差異，第1、3、5穗開花時(shí)間皆以T3處理最早，分別較CK提早了1.1、2.5和3.2 d。

秋茬開花時(shí)間與春茬的變化規(guī)律基本一致，均以常規(guī)滴灌施肥最晚。秋茬每日定量滴灌施肥開花時(shí)間，第1、3、5穗開花時(shí)間均以T4處理最早，較CK分別提早了1.7、3.3和2.9 d。

2.2 不同滴灌施肥處理對番茄植株生理代謝的影響

2.2.1 凈光合速率。

由圖3A可知，春茬番茄的每日定量滴灌施肥凈光合速率均高于常規(guī)滴灌施肥處理，但凈光合速率除T1處理外，其余處理均顯著高于CK且各處理之間差異不顯著，以T4處理最高，較CK高9.38% 。

由圖3B可知，秋茬凈光合速率以T4處理最高，且顯著大于T1處理，較T1處理高7.83%，其他處理之間差異不顯著。

2.2.2 葉綠素含量。

由圖4A可知，春茬葉綠素含量Ｔ 1～T 4處理顯著高于常規(guī)滴灌施肥處理，在每日定量滴灌施肥處理中，隨施肥用量的增加，葉綠素含量呈先升高后降低的趨勢，以T4處理最高，較CK高30.39%。

由圖4B可知，秋茬葉綠素含量與春茬變化規(guī)律基本一致，每日定量滴灌施肥處理均顯著高于常規(guī)滴灌施肥處理，以T4處理最高，較CK高24.16%。

2.3 不同滴灌施肥處理對番茄果實(shí)品質(zhì)、產(chǎn)量及水肥利用效率的影響

2.3.1 品質(zhì)。

由表5可知，春茬可溶性糖含量每日定量滴灌施肥處理除T1和T2處理外，其余處理均高于CK，隨著施肥量增加呈先升高后降低的趨勢，以T4處理最高，較CK高22.00%；有機(jī)酸含量僅T1處理高于CK，但T1處理與CK之間差異不顯著；可溶性蛋白含量T1、T2、T5處理顯著高于CK，隨著施肥量增加呈先升高后降低再升高的趨勢，以T2處理最高，較CK高11.61%；維生素C含量僅T1處理高于CK，但T1和CK之間無顯著差異。

對于秋茬番茄，可溶性糖含量僅T4和T5處理高于CK，分別較CK高19.10%和17.10%；有機(jī)酸含量每日定量滴灌施肥除T2處理外，其他處理均高于CK，以T1處理最高，較CK高32.50%；可溶性蛋白含量僅T1和T2處理高于CK，以T1處理最高，較CK高4.09%；維生素C含量僅T2處理高于CK，但T2處理與CK之間差異不顯著。

2.3.2 產(chǎn)量。由表6可知，每日定量滴灌施肥處理能夠提高番茄果實(shí)產(chǎn)量。春茬單株果數(shù)之間差異不顯著；每日定量滴灌施肥處理的單果重、單株產(chǎn)量和產(chǎn)量均高于CK，都以T4處理最高，T3處理產(chǎn)量與T4之間差異不顯著，T4與T3處理較CK 分別提高20.14%和17.71%。

秋茬各處理之間的變化規(guī)律與春茬相似，以T4處理最高，T3處理產(chǎn)量與T4之間差異不顯著，T4與T3處理較CK 分別提高14.05%和10.82%；T1處理單果重、單株產(chǎn)量和產(chǎn)量與CK之間差異不顯著。

2.3.3 水肥利用效率。

由表7可知，春茬與秋茬，每日定量滴灌施肥水分利用效率與肥料偏生產(chǎn)力均高于常規(guī)滴灌施肥。水分利用效率隨著施肥用量的增加呈先升高后降低的趨勢，春茬與秋茬均以T4處理最高，較CK分別提高70.35%和84.91%。肥料偏生產(chǎn)力隨著施肥用量的增加呈逐漸降低的趨勢，以T1處理最高。

3 結(jié)論

灌溉施肥模式影響作物的生長發(fā)育^［18-19］。研究表明，按照作物需求，通過滴灌將定量的水肥少量多次地供給作物，解決了常規(guī)滴灌造成的土壤濕度過大、鹽分積累等問題，有利于農(nóng)作物的生長和果實(shí)產(chǎn)量的提高^［20-22］。該試驗(yàn)中，與常規(guī)滴灌施肥相比，每日定量滴灌施肥促進(jìn)了番茄植株生長，增加了果實(shí)產(chǎn)量，改善了果實(shí)品質(zhì)，顯著提高了水分利用效率和偏肥生產(chǎn)力。每日定量滴灌以施肥增量20%下效果最佳，與常規(guī)滴灌施肥相比，春茬增產(chǎn)20.14%，節(jié)水35.4%，節(jié)肥10.2%；秋茬增產(chǎn)14.05%，節(jié)水28.4%，節(jié)肥23.5%，可推薦作為設(shè)施番茄的一種灌溉施肥模式。

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