包膜尿素对温室番茄产量、 品质和经济效益的影响

曹 兵 ， 倪小会， 肖 强 ， 徐 凯 ， 杨俊刚 ， 衣文平 ， 李丽霞

(1 北京市农林科学院植物营养与资源研究所，北京 100097； 2 北京市缓控释肥料工程技术研究中心，北京 100097；3 北京市房山区农业科学研究所，北京 100015)

番茄 (LycopersiconesculeutumL.)是一种经济和营养价值高的茄果类蔬菜作物，也是设施蔬菜生产中种植面积和产值最大的作物之一，番茄果实采收期较长，产量高，土壤养分移出量大，需要充足的养分供应，而生产中盲目以增施肥料(尤其是化肥)获得高产已经成为一种普遍现象[1-2]，由于过量施肥造成了如生产成本大幅度增加、 肥料资源浪费、 土壤质量退化以及环境严重污染等诸多问题[3]，因此，提高番茄生产中的养分管理水平，合理降低肥料用量和提高肥料利用率对于番茄的优质高效生产、 环境安全及农民增收均具有重要意义。

控释肥料是一类具有养分利用率高、 省工省肥、 环境友好等突出特征的新型肥料[4]，在实现作物的高产优质、 节约资源和保护生态环境等方面潜力巨大[4-5]。相对于速效性化肥养分供应强度高但持续时间短的缺点，控释肥不仅能大大延长肥料的养分供应期，而且其养分供应模式更易与作物吸肥规律吻合，从而可提高养分利用效率。相关研究表明，与常规施肥相比，即使在降低肥料用量的情况下，施用控释肥仍能不同程度地增加作物产量[4-6]、 改善作物品质[7-8]。此外，随着科技的进步导致的生产成本降低和施肥技术的创新(如在大田粮食作物上采用速效性化肥和控释肥掺混的方法)[4]，即使在相对附加值较低的水稻、 玉米等粮食作物上，施用控释肥的经济效益已表现出超过常规速效性肥料的潜力[9-11]。

前人对控释肥在设施蔬菜上的研究多以产量、 品质、 养分利用和氮素损失为主，较少涉及从蔬菜育苗开始的全程养分管理和控释肥施用的经济效益，本文探索了减量施用包膜尿素对番茄幼苗生长、 产量和品质以及耕层土壤无机氮动态和施肥经济效益的影响，以期为合理高效施用控释肥料提供理论依据。

1 材料及方法

1.1 供试材料

田间试验和对比示范试验均布设在北京市房山区农科所温室，供试土壤为壤质潮土，0—20 cm土层土壤有机质含量32.0 g/kg，全氮1.4 g/kg，速效磷262 mg/kg，速效钾295 mg/kg，pH值7.8。

供试番茄品种为“蒙特卡罗”，于2010年12月21日播种，2011年2月21日定植，6月20日收获。定植时采用改良的小高畦栽培技术，株距 50 cm，行距分为大行距和小行距，分别为100 cm和50 cm。

1.2 试验设计

试验设4个处理，分别为不施氮对照(CK)，常规施氮量 N 360 kg/hm2(普通尿素，U360)，常规减氮量 N 180 kg/hm2(普通尿素，U180)，包膜尿素 N 180 kg/hm2(CU180)。每个处理3次重复，小区面积21 m2，随机排列。

常规氮肥用尿素，其中40%作基肥，60%分3次追施(追肥时间分别在第一穗果直径为2 cm时、 第一次采收结束和第二次采收结束时，3次追肥各占1/3)，基肥撒施翻耕，追肥溶于塑料桶中，随灌溉水冲施。包膜尿素用释放期为110 d和 130 d的两种聚烯烃包膜尿素(北京市农林科学院植物营养与资源研究所自制，25℃水浸泡条件下氮素累积释放80%所需时间分别为110 d天和130 d)，其中释放期为110 d 的占施氮量的 20%，用于育苗接触施肥(将包膜尿素与育苗基质掺混均匀后播种育苗)，释放期为130 d的占施氮量的 80%，在定植时开沟条施，并将番茄幼苗直接蹲在肥料带上(距畦面两侧约10 cm各开5 cm宽和10 cm深的沟，将包膜尿素均匀施入沟内，再将番茄苗直接蹲放在施肥带上并覆土)。育苗基质由草炭、 蛭石和珍珠岩按2: 1: 1(体积比)的比例组成，常规育苗在每方育苗基质中加入1 kg复合肥(N ∶P ∶K=15 ∶15 ∶15)并混匀，包膜尿素处理另在上述每方育苗基质中加入65 kg 的包膜尿素并混匀，番茄采用72孔育苗盘育苗(每盘装入基质约3L)。各处理磷、 钾肥用量相同(P2O5144 kg/hm2，K2O 360 kg/hm2)，磷肥用普钙，全部基施，钾肥用硫酸钾，40%基施，其余分3次追施(时间同氮肥)。对比示范试验选取常规施肥(N 360 kg/hm2，U360)与包膜尿素 (N 180 kg/hm2，CU180)两个处理，每个处理示范面积均为200 m2(温室面积的一半)，肥料用量及施肥方法同田间试验。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 番茄幼苗长势 番茄定植前一天，将常规育苗和施用包膜尿素的幼苗各取3批，每批10株，分别测定幼苗株高、 茎粗、 干鲜重，并测定最上部完全展开叶的叶绿素含量(SPAD值)。茎粗和株高分别用游标卡尺和直尺测量，叶绿素含量用叶绿素仪(SPAD-502，日本)测定，将叶片擦拭干净后测鲜重，然后在105℃下杀青30 min并在75℃下烘干至恒重。

壮苗指数=(茎粗÷株高)×干重[12]。

1.3.2 产量和氮肥利用率 收获时采集各小区2 m2的蔬菜，称鲜重后取3棵杀青并烘干至恒重，将烘干样粉碎并测定全氮含量，番茄将茎、 叶和果实分开。对比示范将两个处理的番茄全部采收并分别计产。全氮采用半微量凯氏定氮法测定[13]，氮肥利用率用差减法计算。

氮肥利用率(%)=(施氮区作物吸氮量-无氮区作物吸氮量)/施氮量×100

1.3.3 番茄品质 田间试验取小区中间长势均匀的12株固定采收，果实硝酸盐含量、 Vc和可溶性糖含量分别采用紫外分光光度法、 2,6-二氯靛酚滴定法和蒽酮比色法测定[14]。

1.3.4 土壤速效氮 分别于番茄定值后30 d、 49 d、 66 d、 85 d和拉秧后取0—20 cm土层土样，取样部位分别距茎基部 5 cm和 20 cm 处，每小区取3点土壤混合，新鲜土样带回实验室后立即过5 mm筛，充分混匀后取20 g 放入铝盒中，105℃下烘干测定土壤水分，另取12 g 鲜土，加入100 mL 0.01 mol/L CaCl2浸提液振荡60 min，过滤后采用流动分析仪(Bran Luebbe AA3，德国)测定土壤硝态氮和铵态氮含量。

采用SAS 6.12软件中ANOVA程序对数据进行单因素方差分析和处理间的差异显著性检验，显著水平为5%

2 结果与分析

2.1 不同育苗方式对番茄幼苗生长的影响

从表1可以看出，常规育苗的番茄苗株高明显大于包膜尿素育苗，叶绿素含量、 茎粗、 干鲜重等指标两者差异不大。但从综合反映幼苗质量的壮苗指数来看，包膜尿素育苗的幼苗比常规育苗高47.9%，两种育苗方法的外观差异表现为常规育苗的番茄苗纤细瘦弱，移栽后缓苗期长，易倒伏；而控释肥接触施肥育苗的番茄苗则粗壮、 敦实，移栽后缓苗快。

表1 番茄幼苗长势Table 1 Tomato seedlings growth

注(Note): CSB—Conventional seedling breeding; CRFSD—Controlled-release fertilizer seedling breeding. 同列数据后不同字母表示处理间差异达5%显著水平 Values followed by different letters in a column are significant among treatments at the 5% level.

2.2 番茄产量及氮素利用率

表2 番茄产量与氮素吸收量Table 2 Tomato yield and N uptake

注(Note): CK—不施氮肥No nitrogen fertilizer; U360—普通尿素N360 kg/hm2Urea N360 kg/hm2; U180—普通尿素N180 kg/hm2Urea N180 kg/hm2; CU180—包膜尿素N180 kg/hm2Coated urea N180 kg/hm2. 同列数据后不同字母表示处理间差异达5%显著水平 Values followed by different letters in a column are significant among treatments at the 5% level.

2.3 番茄品质

表3 番茄品质Table 3 Tomato quality

注(Note): CK—不施氮肥No nitrogen fertilizer; U360—普通尿素N360 kg/hm2Urea N360 kg/hm2; U180—普通尿素N180 kg/hm2Urea N180 kg/hm2; CU180—包膜尿素N180 kg/hm2Coated urea N180 kg/hm2. 同列数据后不同字母表示处理间差异达5%显著水平 Values followed by different letters in a column are significant among treatments at the 5% level.

2.4 经济效益

在本研究中，普通尿素和包膜尿素的肥料投入差异表现为氮肥品种和数量不同，虽然包膜尿素的价格为普通尿素的1.75倍，但由于包膜尿素的施氮量较常规施氮量降低50%，因此前者的实际肥料投入(氮肥投入)反倒略低于后者(表4)，若进一步考虑追肥所需的劳动力成本，两者的成本差距会更大。在对比示范试验中，施用包膜尿素的番茄产量较常规施氮量处理(普通尿素N 360 kg/hm2)增加35.4%(表4)，两者的产量差异大于田间试验结果(表2)。由于产量增加和肥料投入成本降低，施用包膜尿素的番茄每公顷产值和净收益(扣除肥料投入)比常规施氮量处理增加了33.8%。上述结果说明施包膜尿素 N180 kg/hm2较普通尿素的常规施用量(N 360 kg/hm2)更能满足番茄高产的营养需求，更有利于农民增收。

表4 番茄种植经济效益Table 4 Economic benefits of tomato production

注(Note): U360—普通尿素N360 kg/hm2Urea N360 kg/hm2; CU180—包膜尿素N180 kg/hm2Coated urea N180 kg/hm2. 尿素每吨2000元The urea price is 2000 yuan per ton; 包膜尿素每吨3500元 The coated urea price is 3500 yuan per ton; 番茄每公斤3.6元 The tomato price is 3.6 yuan per kilogram.

2.5 番茄生长期土壤矿质氮的动态变化

图1 距番茄茎基部5 cm耕层土壤无机氮动态Fig.1 Dynamics of soil and at ploughing layer 5 cm away from stems during tomato growth [注(Note)： CK—不施氮肥No nitrogen fertilizer; U360—普通尿素N360 kg/hm2 Urea N360 kg/hm2; U180—普通尿素N180 kg/hm2 Urea N180 kg/hm2; CU180—包膜尿素N180 kg/hm2 Coated urea N180 kg/hm2.]

图2 距番茄茎基部20 cm耕层土壤无机氮动态Fig.2 Dynamics of soil and at ploughing layer 20 cm away from stems during tomato growth [注(Note)： CK—不施氮肥No nitrogen fertilizer; U360—普通尿素N360 kg/hm2 Urea N360 kg/hm2; U180—普通尿素N180 kg/hm2 Urea N180 kg/hm2; CU180—包膜尿素N180 kg/hm2 Coated urea N180 kg/hm2.]

3 讨论

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