复合肥用量对大棚樱桃番茄产量和品质的影响

2017-05-11戴瑶璐李国安周金波王丽丽姚红燕

浙江农业科学 2017年4期

关键词：硝酸盐施肥量速效

汪峰，戴瑶璐，李国安，周金波，王丽丽，姚红燕

(宁波市农业科学研究院生态环境研究所，浙江宁波 315040)

复合肥用量对大棚樱桃番茄产量和品质的影响

汪峰，戴瑶璐，李国安，周金波，王丽丽，姚红燕*

(宁波市农业科学研究院生态环境研究所，浙江宁波 315040)

采用田间小区试验的方法，研究不同复合肥施用量对樱桃番茄产量和品质的影响。结果表明：复合肥投入量在0～1 000 kg·hm-2时，番茄果实产量随着施肥量的提高而逐渐增加；适量复合肥的施用可以提升果实VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量；番茄果实硝酸盐含量为47.5～289.0 mg·kg-1，均未超过我国蔬菜卫生安全标准，但果实硝酸盐含量与复合肥施用量呈极显著正相关(P<0.01)，施氮量最高不超过283 kg·hm-2。相关分析表明，土壤速效养分中的氮和钾是限制番茄产量和品质指标的主要因素。因此，在东部沿海丘陵地区大棚生产中，投入复合肥1 000 kg·hm-2左右可以保证番茄果实品质，并获得较高的产量。

大棚；复合肥；番茄；产量；品质

番茄(LycopersiconesculentumMill.)是在全世界广泛栽培的果菜，果实营养丰富，经济效益高，适宜大棚四季栽培。随着我国设施蔬菜产业的发展，设施番茄种植面积不断扩大，生产效益也日渐显著。然而，目前我国设施番茄在生产过程中普遍存在肥料施用过量的问题。根据肥料投入的“报酬递减律”原则，在一定范围内，蔬菜产量会随着化肥施肥量的增加而增加，但超过一定的施肥量后，产量反而会降低。化肥在设施蔬菜地的长期不合理施用，导致作物的产量陷入了增长瓶颈，农产品质量下降，土壤出现大面积的质量退化，生态环境遭到明显破坏[1-3]。因此，加强对设施番茄精准施肥研究有利于保障我国农产品安全和农业可持续发展。

目前，已经在不同土壤类型上针对大棚番茄合理施肥技术进行了研究[4-8]。太湖地区蔬菜氮肥减量研究结果表明，常规施氮条件下的番茄果实硝酸盐含量达406.1 mg·kg-1，接近我国蔬菜安全卫生标准，而施氮量减少20%～40%(180～240 kg·hm-2)后，可以保证番茄产量和较好的果实品质[4]。在北京郊区保护地，吴建繁等[7]发现，在施农家肥36 t·hm-2基础上，施氮187.5 kg·hm-2，可获得最高产量，但随施氮量增加，产量下降。在青岛地区的潮棕壤上，“3414”肥料试验结果表明，氮磷钾最佳经济施肥量分别为119.0、50.4和375.6 kg·hm-2[8]。以上研究成果表明，番茄的适宜施肥量在不同品种、土壤和栽培管理等条件下存在一定的差异。目前，由于国内劳动力成本的不断攀升，农民往往依赖于复合肥的施用，番茄生产中复合肥的不同用量对产量和品质的影响目前还不清楚。

本研究在东部沿海地区典型土壤中设置田间小区试验，以当地农民大面积种植的樱桃番茄为研究对象，研究不同复合肥施用量对大棚番茄产量及品质的影响，以期为东部沿海丘陵地区大棚番茄种植的合理施肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试作物番茄(LycopersiconesculentumMill.)品种为小铃SP F1，是由日本进口的樱桃番茄(俗称圣女果)，适宜大棚种植，种植面积在不断扩大。春季番茄于2016年1月18日播种育苗，2月23日移栽定植，5月20日开始收获，6月26日收获完毕。栽培方式为传统畦栽，畦面宽60 cm，沟宽40 cm，每畦2行，间距30 cm、株距40 cm。

2014年2月，在位于浙江省宁波市横溪镇的宁波市农业科学研究院科研基地(121°35′E，29°40′N)开展番茄肥料减量试验。研究区地形为低山丘陵，海拔300 m左右，属亚热带季风性湿润气候，兼具海洋性气候特征。土壤类型主要为第四纪红黏土发育的旱地红壤(黏化湿润富铁土，Udic ferralsols)[9]。试验选用1个钢管塑料大棚，是由20 a以上的林地改造而成。大棚使用面积为36 m×8 m，棚龄为3年，前季种植作物为芹菜。试验前土壤表层(0～20 cm)的基本理化性质为：pH 6.55，电导率113 μs·cm-1，有机质49.9 g·kg-1，全氮3.35 g·kg-1，碱解氮418.6 mg·kg-1，速效磷151.9 mg·kg-1，速效钾262.0 mg·kg-1。

1.2 处理设计

试验设置6个处理；1)对照CK，不施肥；2)T1，施复合肥200 kg·hm-2；3)T2，施用复合肥400 kg·hm-2；4)T3，施用复合肥600 kg·hm-2；5)T4，施用复合肥800 kg·hm-2，6)T5，施用复合肥1 000 kg·hm-2。除CK外的其他处理均施用商品有机肥15 000 kg·hm-2，有机肥和40%的复合肥在移栽前施入，其余部分在初花期和盛果期分2次等量追施。小区面积为2.5 m×6.0 m，重复3次，随机区组排列。复合肥选用氮磷钾有效养分均为15%的普通复合肥。田间水分和病虫草害防治等田间管理措施与当地大棚栽培方法相同。

1.3 样品采集

土壤样品采集：番茄收获期结束后，用不锈钢土钻(2 cm)按“S”形多点采集表层15 cm耕层土壤，混匀后用四分法留取1 kg左右，装入密封塑料袋带回实验室。去除石块和根系，部分土样放入4 ℃冰箱，用于硝态氮和铵态氮的测定。另一部分土样风干后研磨装袋用于其他理化性质分析。

植物样品采集：在番茄收获期内，每隔3～5 d采集成熟果实，详细记录每个小区各次收货果实的鲜质量，每个小区分别称量计产。每个小区选取盛果期内生长一致、性状典型的5颗果实测定其品质。

1.4 土壤及植物样品测定及数据处理

土壤理化性质测定[10]：土壤pH采用玻璃电极测定，水土比2.5∶1；土壤电导率采用电导法，水土比5∶1；土壤有机质采用重铬酸钾容量法测定；全氮测定采用半微量凯氏法；速效磷测定采用Olsen-P法，钼锑抗比色测定；速效钾用醋酸铵浸提，火焰光度法测定；土壤碱解氮采用扩散法测定。

果实品质测定[11]：抗坏血酸(VC)含量采用2, 6 -二氯酚靛酚钠法测定；可溶性糖含量用蒽酮法测定；可溶性蛋白质含量用考马斯亮蓝法测定；硝酸盐含量用水杨酸比色法测定。每项测定重复3次，取平均值。

氮肥的农学效率(kg·kg-1)=(施肥区番茄产量-不施肥区番茄产量)/复合肥纯养分。

单因素方差分析(ANOVA)和相关分析用SPSS 16.0完成，差异显著性采用Duncan新复极差法进行检验；用SigmaPlot 12.0作图。

2 结果与分析

2.1 施肥量对土壤理化性质的影响

从表1可以看出，与对照相比，不同施肥处理均降低了土壤pH，提高了土壤电导率，且电导率随着复合肥用量的增加呈上升趋势。施用有机肥使土壤有机质提高了6.2%～17.9%，T2和T3处理全氮较高，比CK平均提高了53.5%，而T1、T4和T5平均增加幅度仅为33.3%。施肥提高了土壤中碱解氮、速效磷和速效钾等速效养分，碱解氮和速效钾含量大致随着复合肥用量增加而升高。土壤中速效磷含量丰富，T1和T2显著高于其他施肥处理。

表1 不同施肥处理土壤部分理化性质

注：同列数据后无相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。表2同。

2.2 施肥量对番茄产量和效益的影响

番茄果实产量随着施肥量的提高而逐渐增加(表2)。与对照相比，不同施肥处理番茄果实产量增加了0.6～8.3 t·hm-2，产量增幅为8.1%～112.8%。表明在试验区的大棚蔬菜地土壤上施用复合肥可显著提高番茄产量。低量复合肥(200～400 kg·hm-2)的增产效益为负值，而T5处理(施肥量1 000 kg·hm-2)的增产效益最高。通过计算肥料农学利用效率来表示不同处理的肥料施用效果，结果表明，肥料农学效率随施肥量的增加而增加，但增加幅度逐渐减小。

表2 不同施肥处理下番茄产量和效益分析

注：增产率=(施肥区产量-不施肥区产量)/不施肥区产量×100。增产效益=(产量×蔬菜价格-氮肥×肥料价格)-(不施氮区产量×蔬菜价格)，尿素价格按2.0元·kg-1(折纯N价格4.35元·kg-1)，过磷酸钙价格按0.6元·kg-1(折P2O5价格3.75元·kg-1)，硫酸钾2.5元·kg-1(折纯K2O价格4.9元·kg-1)，有机肥价格每吨600元，番茄4.0元·kg-1。

2.3 施肥量对番茄果实品质的影响

果实硝酸盐含量是衡量其安全品质标准的一个重要指标，施肥量是影响蔬菜硝酸盐积累的主要因素。从图1可以看出，不同处理番茄果实硝酸盐含量范围是47.5～289.0 mg·kg-1，其大小顺序为T3>T5>T4>T2>CK>T1。除T1与CK外，其他处理间均存在显著性差异(P<0.05)。与CK相比，不同施肥处理下的番茄果实硝酸盐含量增加了88.2%～342.0%(T1处理除外)，表明在土壤上施用化肥可快速提升番茄果实的硝酸盐含量。

果实中VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量是衡量茄果类蔬菜营养品质的指标。不同施肥处理番茄果实VC含量均高于CK；果实VC含量先随施肥量增加而升高，在施肥量为600 kg·hm-2(T3处理)时达到最高，然后又逐渐降低。T3、T2和T5处理的果实可溶性糖含量显著高于CK、T1和T4，但T3、T2和T5之间无显著差异，说明施肥量为400 kg·hm-2时，可溶性糖含量已经到达较高水平。与CK相比，不同施肥处理下的番茄果实可溶性蛋白含量增加了64.0%～132.0%，差异达到显著水平(P<0.05)。以上结果表明，适量施用化肥可以提升番茄果实品质。

图1 不同施肥处理对番茄果实品质的影响

2.4 番茄产量、品质、增产效益和肥料农学效率与土壤理化性质的相关性分析

相关性分析(表3)表明：土壤碱解氮与番茄产量、果实硝酸盐、VC含量均呈极显著正相关，与可溶性蛋白含量呈显著正相关；土壤速效钾与产量和果实硝酸盐含量也呈极显著正相关，而土壤速效磷与产量和品质指标均无显著相关性，说明土壤速效养分中的氮和钾是限制番茄产量和品质指标的主要因素。除土壤碱解氮外，土壤全氮极显著影响番茄果实VC含量，显著影响可溶性蛋白含量；土壤有机质显著影响果实可溶性蛋白含量。土壤电导率与果实硝酸盐呈极显著正相关，而pH与VC含量呈显著负相关。在所有土壤理化指标中，增产效益和肥料农学效率仅与土壤速效钾呈显著相关。

表3 番茄产量、品质、增产效益和肥料农学效率与土壤理化性质的相关性

注：*和**分别表示显著相关(P<0.05)和极显著相关(P<0.01)关系。

3 小结与讨论

本研究结果表明，在东部沿海丘陵地区大棚栽培条件下，复合肥投入量在0～1 000 kg·hm-2时，番茄果实产量随着施肥量的提高而逐渐增加，表明在该地区复合肥施用量在1 000 kg·hm-2时，还没有达到最高的产量和经济效益，整个生长季的复合肥用量还可以适量增加。在太湖地区的番茄研究表明[4]，番茄的最佳施氮量为180～240 kg·hm-2；而京郊保护地土壤番茄施氮187.5 kg·hm-2，可获得最高产量[7]。本研究中投入的最高施氮量仅为150 kg·hm-2，低于以上2个地区的最佳施氮量，但高于青岛地区(119.0 kg·hm-2)[8]。

不同番茄品种的肥料利用规律存在差异，合理的施肥水平要兼顾考虑作物的产量和安全品质。针对樱桃番茄的研究表明，最佳经济施氮量为600 kg·hm-2，然而研究者忽略了果实安全品质指标[5]。施卫明等[4]研究表明，在太湖地区番茄施氮量为300 kg·hm-2时，番茄硝酸盐含量已临近我国蔬菜卫生安全标准。本研究中，相关分析表明，复合肥施用量与产量和果实硝酸盐含量均呈极显著正相关(P<0.01)，果实硝酸盐含量与复合肥施用量的线性拟合公式为y=0.204x+54.18(R2=0.590)。国家对无公害瓜果类蔬菜硝酸盐含量要求小于438 mg·kg-1(GB 18406.1—2001)，因此，根据硝酸盐限定值可以推测，复合肥施用量应不超过1 886 kg·hm-2，即纯氮投入量不能高于283 kg·hm-2，与太湖地区的研究结果非常接近[4]。本研究中果实硝酸盐含量与产量的线性拟合公式为y=15.71x- 14.52(R2=0.372)。在硝酸盐不超标的情况下，预计获得的最高产量为28.8 t·hm-2，低于邵泱峰等[5]获得的最高产量(72.5 t·hm-2)，造成这种现象的主要原因可能是由于本研究中仅对商品性较好的番茄统计产量，造成各处理的产量总体偏低。

平衡施肥技术在增加作物产量、提高品质的同时，可显著增加农民的收益，并提高肥料利用率，防止环境污染[12-13]。本研究发现，土壤速效养分中的氮和钾是限制番茄产量和品质指标的主要因素，速效磷与产量和品质指标均无显著相关性，说明研究区域土壤速效磷含量丰富，低量的磷肥投入即可满足番茄的生长。普遍认为樱桃番茄对N、P2O5、K2O的吸收比例大致为1.0∶0.3∶1.5，因此，施入氮磷钾养分相等的三元复合肥，容易造成磷过量，而氮和钾不足，成为限制产量和品质的主要因素。番茄生产过程中，适当增施钾肥有利于提高作物产量、经济效益和肥料农学效率。但是，相关分析表明,土壤电导率与速效钾呈极显著正相关(P<0.01)，而与其他土壤性质无显著相关性，说明过量施钾是导致土壤次生盐渍化危害的主要因素。因此，在番茄生产实践中，建议施用针对番茄作物的配方肥，同时注重叶面肥的施用，以提高肥料利用率。

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