水肥一体化对基质栽培下樱桃番茄品质的影响

王荣莲，于 健，张俊生，王雯雯(内蒙古水利科学研究院，呼和浩特 010051)

水分和肥料是影响蔬菜品质的主要因素，作物的品质对其商品价值影响很大，合理施用水肥，提高作物品质尤为重要。李清明[1]研究表明，开花期增加灌水量，能提高樱桃番茄可溶性蛋白含量，但维生素C和可溶性糖含量随着灌水量增加先增加后减少。王新元等[2-9]研究表明，灌水量较高时会降低蔬菜品质，使果实内可溶性糖、有机酸、可溶性固形物、可溶性蛋白和维生素C含量降低；而较低的灌水量对蔬菜的品质也有较大影响，水分胁迫会严重降低蔬菜的光合作用，导致作物品质降低[10,11]；干旱条件会使蔬菜硝酸还原酶活性降低，从而加剧硝酸盐的累积[12]。陈秀香[13]研究得出灌水前土壤相对田间持水量为70%～75%处理的加工樱桃番茄品质较好。张鲁鲁[14]研究表明，温室膜下滴灌甜瓜在初花期、开花-坐果、膨大期、成熟期灌水量分别为40.62、25.27、63.54、35.37 mm时，甜瓜的总体品质较好。

大量研究表明，施肥量对蔬菜品质的影响优于灌水量。适当增施氮肥能提高蔬菜的还原性糖与维生素C含量[15]；肖厚军等[16]研究表明，增施钾肥能提高蔬菜果实内维生素C、总糖和游离氨基酸含量，但过多增加施肥会严重损害蔬菜品质，使植株处于一定的盐分胁迫，导致植株畸形或发育不良，使蔬菜的维生素C、糖与氨基酸含量降低[17]。洪春来等[18,19]得出，施氮量超过一定范围时，增施氮肥会使品质严重下降。李邵[20]研究得出，在N600P300K300kg/hm2高施肥水平下，增施有机肥能改善樱桃番茄的品质指标；而在N300P150K150kg/hm2与复合肥1 800 kg/hm2施肥水平下，增施有机肥能显著提高樱桃番茄果实的部分品质指标；N300P150K150kg/hm2与有机肥22 500 kg/hm2配合施用适合温室樱桃番茄高产、优质栽培。

合理的水肥搭配才能提高蔬菜的品质。丁果[21]研究表明，影响樱桃番茄品质的最主要因素是水肥交互作用和肥料用量，中肥有利于樱桃番茄果实维生素C含量的提高，高肥有利于果实中可溶性糖的提高。张洁瑕[22]认为，在对蔬菜品质的影响上水肥交互作用存在一定阈值反应，他对高寒半干旱区西芹水肥耦合效应及硝酸盐限量指标的研究表明，在一定水肥用量范围内，施N量与西芹硝酸盐含量呈正相关，超过这个范围不再增加；水因子则表现强烈的稀释效应，两因子对西芹硝酸盐的影响均存在阈值反应。在控制因子为中量水平时，其二因子阈值分别为氮375 kg/hm2，水大于等于3 859 m3/hm2。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验场地选择在内蒙古呼和浩特市园艺示范中心的日光温室内，温室长51 m，宽6 m，占地0.03 hm2，作物种植方向为南北向。

供试材料为樱桃番茄，品种为圣女王。采用盆栽试验方法，盆选用直径30 cm、高20 cm的塑料盆。栽培基质为珍珠岩，所施的水、肥不会被基质吸附且基质中所含成分基本不被作物所利用，因此能较准确地计算作物所吸收的水、肥量。

滴灌施肥设备由内蒙古水利科学研究院借鉴以色列滴灌施肥设备并结合内蒙古实际情况进行设计，主要由水源、储水桶、文丘里施肥器、水泵、管道系统(干管、支管及毛管)、阀门、滴头等组成。

1.2 处理方法

本论文为连续两年的试验成果。樱桃番茄于每年2月16日左右育苗，2月23日出苗，4月7日定植，按统一标准筛选秧苗，4月21日开花，6月11日第一次采摘，11月15日试验结束。灌水及施肥都利用滴灌系统，每天一次(阴雨天除外)。从5月份开始，试验按照2因素3水平的完全试验进行布置，共9个处理(详见表1及表2)，每个处理设3次重复，每次重复定植番茄12株，株距40 cm，行距50 cm(相当于5.025 万株/hm2)。水分设置依据基质的最大持水量及番茄的灌水上、下限确定，并结合具体的气候条件进行调整。肥料包括KNO3、Ca(NO3)2·4H2O、KH2PO4及MgSO4·7H2O共4种，其他微量元素包括FeSO4、(NH4)2·Fe(SO4)2、MnSO4、ZnSO4、CuSO4及H3BO3等，由于使用量很少，故没计入总肥量中。施肥量的确定考虑基质、气候等条件，每年都有所调整。

在每年9月初取样进行品质数据测试，每处理的每个重复都随机取样，立即送至内蒙古自治区农业科学研究院进行实验室测试，采样时平均温度26.6 ℃，平均相对湿度 46.7%。测试指标包括维生素C、硝酸盐、可溶性固形物、可溶性总糖及可滴定酸(以结晶柠檬酸计)含量。采样前一月的灌水量、施肥量及试验因素水平见表1，试验布置见表2。

表1 樱桃番茄试验因素水平表

表2 樱桃番茄试验布置表

2 结果分析与讨论

2.1 灌水量对樱桃番茄品质的影响

以两年平均施肥量为横坐标，对应的平均品质指标为纵坐标绘制柱状图，详见图1。从图1可看出，樱桃番茄维生素C及硝酸盐随灌水量的变化规律相似，都是在3种施肥水平下，高水对应值较高，低水和中水相对较低，总体而言，中肥高水的维生素C含量最高，高肥高水的硝酸盐含量最高；樱桃番茄可溶性总糖与可滴定酸的变化规律相似，都在3种施肥量下，低水对应值最高，中水和高水对应值较低，水分越大，可溶性总糖含量降低越明显。可溶性固形物含量在低肥时高水对应值较高，中肥时中水对应值较高，高肥时3种水分对应值接近，总体而言，中肥中水的可溶性固形物含量最高。

上述规律表明，樱桃番茄在灌水量较低时，随灌水量增大可显著提高其维生素C及可溶性固形物含量，但硝酸盐含量也随之增大；随灌水量增大，可溶性总糖与可滴定酸含量出现显著下降，这与王新元等[2-9]人的研究结论类似。对维生素C而言，采摘前一月的最优灌水量为616.43 m3/(hm2·月)(高水)；从降低硝酸盐含量及提高可溶性总糖与可滴定酸含量而言，最优灌水量为381.38 m3/(hm2·月)(低水)；对可溶性固形物而言，最优灌水量为498.90 m3/(hm2·月)(中水)。

通过SAS软件进行方差分析，结果在显著水平a=0.01下，灌水量对樱桃番茄维生素C、可溶性总糖及可滴定酸的影响极显著，在显著水平a=0.1下，灌水量对樱桃番茄硝酸盐、可溶性固形物含量的影响显著。

注：不同字母表示不同处理差异显著，下同。图1 樱桃番茄品质与采摘前一月灌水量关系图

2.2 施肥量对樱桃番茄品质的影响

以两年平均灌水量为横坐标，对应的平均品质指标为纵坐标绘制柱状图，详见图2。从图2可知，樱桃番茄在3种灌水量下，中肥对应的维生素C含量均为最高，肥量过高或过低都不利于提高维生素C含量；高肥对应的可溶性总糖及硝酸盐含量最高，表明施肥量越大，越有利于提高可溶性总糖含量，但硝酸盐含量也随之增大。低水时，中肥和高肥对应的可溶性固形物含量接近，都较低肥对应值高；中水时，中肥对应的可溶性固形物含量远高于低肥和高肥；高水时，低肥和中肥对应的可溶性固形物含量接近，都较高肥对应值高，表明水、肥的耦合效应对可溶性固形物含量的影响较显著。3种灌水量下，樱桃番茄在不同施肥量时的可滴定酸差异不显著，影响其主要因素为灌水量。

通过SAS软件进行方差分析，结果表明，在显著水平a=0.01下， 施肥量对樱桃番茄维生素C、可溶性总糖的影响极显著；在显著水平a=0.1下，施肥量对樱桃番茄硝酸盐、可溶性固形物含量的影响显著；施肥量对可滴定酸的影响不显著。

2.3 水、肥耦合对樱桃番茄品质的影响

上述规律表明，樱桃番茄灌水量与施肥量对品质的影响存在耦合效应，主要表现为协同效应、叠加效应和拮抗效应3种形式。施肥量较低时，增加灌水量可有效提高其维生素C含量，但硝酸盐含量也随之增加，主要是由于增加灌水量可促进肥料的溶解与吸收，达到“以水促肥”的协同效应；3种施肥量下，灌水量越高，樱桃番茄的可溶性总糖与可滴定酸越低，表明当水分含量超过作物需要时，过量的供给也会影响作物的生长发育，出现拮抗作用；施肥量较低时，增加灌水量可有效提高其可溶性固形物含量，中等施肥量下，过高的水量反而降低可溶性固形物含量，适中的水肥量出现最高的可溶性固形物含量，这表明水、肥同时存在协同效应、叠加效应和拮抗效应。

综合考虑水、肥耦合对樱桃番茄品质的影响，对维生素C而言，采摘前一月的最优灌水量为616.43 m3/(hm2·月)(高水)，最优施肥量为391.07 kg/(hm2·月)(中肥)；对可溶性总糖与可滴定酸含量而言，最优灌水量为381.38 m3/(hm2·月)(低水)，最优施肥量为500.39 kg/(hm2·月)(高肥)；对可溶性固形物而言，最优灌水量为498.90 m3/(hm2·月)(中水)，最优施肥量为391.07 kg/(hm2·月)(中肥)；从降低硝酸盐含量最优灌水量为381.38 m3/(hm2·月)(低水)，最优施肥量为280.51 kg/(hm2·月)(低肥)。

图2 樱桃番茄品质与采摘前一月施肥量关系

3 主要结论

(1)灌水量对樱桃番茄维生素C、可溶性总糖及可滴定酸的影响极显著，对樱桃番茄硝酸盐、可溶性固形物含量影响显著；施肥量对樱桃番茄维生素C、可溶性总糖的影响极显著，对硝酸盐、可溶性固形物含量影响显著，对可滴定酸影响不显著。

(2)樱桃番茄在灌水量较低时，随灌水量增大可显著提高其维生素C及可溶性固形物含量，但硝酸盐含量也随之增大；随灌水量增大，可溶性总糖与可滴定酸含量出现显著下降。

(3)樱桃番茄在3种灌水量下，中肥对应的维生素C含量均为最高；施肥量越大，越有利于提高可溶性总糖含量，但硝酸盐含量也随之增大。水、肥的耦合效应对可溶性固形物含量的影响较显著，最优水肥为中水中肥。3种灌水量下，不同施肥量的可滴定酸差异不显著，影响其主要因素为灌水量。

(4)樱桃番茄灌水量与施肥量对品质的影响存在耦合效应，主要表现为协同效应、叠加效应和拮抗效应。施肥量较低时，增加灌水量可有效提高其维生素C含量，但硝酸盐含量也随之增加；3种施肥量下，灌水量越高，樱桃番茄的可溶性总糖与可滴定酸越低；施肥量较低时，增加灌水量可有效提高其可溶性固形物含量，适中的水肥量出现最高的可溶性固形物含量。

(5)对维生素C而言，采摘前一月的最优灌水量为616.43 m3/(hm2·月)(高水)，最优施肥量为391.07 kg/(hm2·月)(中肥)；对可溶性总糖与可滴定酸含量而言，最优灌水量为381.38 m3/(hm2·月)(低水)，最优施肥量为500.39 kg/(hm2·月)(高肥)；对可溶性固形物而言，最优灌水量为498.90 m3/(hm2·月)(中水)，最优施肥量为391.07 kg/(hm2·月)(中肥)；从降低硝酸盐含量而言，最优灌水量为381.38 m3/(hm2·月)(低水)，最优施肥量为280.51 kg/(hm2·月)(低肥)。

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