滴灌施肥下钾肥对番茄生长及产质量的影响

王亮亮， 高志山， 宋伟杰， 宋 涛，3

(1.金正大生态工程集团股份有限公司，山东临沭 276700； 2.养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室，山东临沭 276700； .农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室，山东临沭 276700)

目前水资源的紧缺与蔬菜生产用水的矛盾日益突出，一方面缺水形势严峻，另一方面，蔬菜用水浪费现象又很普遍[1]。近年来，菜农普遍重视化肥投入，以期获得高产，但是仍旧沿袭大水大肥的传统施肥模式，这不仅造成水资源的严重浪费，同时也导致肥料有效成分的大量流失[2]，而且长期过量使用肥料还会引起土壤环境恶化、农产品产量及品质下降等一系列问题。

滴灌施肥又称水肥一体化[3]，是20世纪70年代以来发展起来的一项先进灌溉施肥技术，该技术可使肥料与灌溉水直接进入作物根部，可定量供给农作物水分和养分[4]，实现水分和养分的时空匹配，能及时满足作物对养分的需求从而提高肥料的利用效率[5]。目前，我国针对番茄等蔬菜作物滴灌施肥技术开展了一系列研究，但多数集中在水分利用效率与氮素、磷素的有效性方面，有关钾素对番茄等作物影响方面的报道较少，因此，本研究以大水漫灌施肥模式为对照，研究滴灌施肥条件下钾肥对番茄生长、产量及品质的影响，旨在为解决番茄生长后期钾肥利用效率低、用量大等问题提供理论依据和可行的技术途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试番茄品种为金粉168。

试验基地概况：试验地位于山东省临沂市临沭县蛟龙镇。土壤理化性质：有机质含量为340 mg/kg、碱解氮含量为74.49 mg/kg、有效磷含量为37.39 mg/kg、速效钾含量为36.80 mg/kg，pH值为5.88。

试验期间所用肥料均由金正大生态工程集团股份有限公司提供。

滴灌施肥设备：施肥器为文丘里施肥器，设备主要由水源、水泵、旋翼式水表、可调式文丘里施肥器、施肥罐、输水管道等系统组成。滴灌管为内镶式圆柱滴头滴灌管，流量为 2 L/h，其滴头间距为10 cm。

1.2 试验设计

于2016年9月25日将番茄定植试验棚内，棚总面积为 0.067 hm2，整棚在定植前农户统一施用底肥，底肥用量为有机肥2 t、50 kg51%硫酸钾型复合肥(氮、磷、钾含量均为17%)、40 kg磷酸二铵，番茄定苗15 d后均随水冲施1次(2 L)金正大含腐殖酸液体肥。试验于2016年11月10日番茄花期开始处理，本试验共设4个处理，每个处理约 0.017 hm2，各处理施肥方案详见表1，其中NPK1采用随水冲施方式，即每次施肥前先将肥料溶于水，然后随水漫灌形式施入土壤，NPK2、NP+4/5K、NP+3/5K均采用滴灌施肥方式，即每次施肥前先将肥料溶于水，然后缓慢滴入番茄根系四周土壤，NPK2处理肥料用量根据当地习惯施肥用量确定。所用肥料均由磷酸一铵、硝酸钾、尿素复配。2016年11月10日开始处理后，各处理番茄均每隔 15 d 施肥1次，共施肥6次，其他所有管理模式均相同。

表1 不同处理施肥方案

1.3 测定项目及方法

分别于2016年12月8日、2017年1月8日、2017年2月8日随机连续取6株测定1次叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development，简称SPAD)、株高及茎粗，共测定3次。试验期间共采摘6次，每次采摘均记录质量，最后统计总产量。随机选择某次采摘后成熟度一致、有代表性的果实，测定其可溶性糖含量、有机酸含量及维生素C含量，并计算糖酸比。可溶性糖含量采用手持糖度计测定，有机酸含量测定采用NaOH滴定法[6]，维生素C含量测定采用2，6-二氯靛酚滴定法[7]。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2010软件进行统计与分析，用SPSS 19.0软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥方式对番茄SPAD值的影响

SPAD值在一定程度上代表了植株的光合作用[8]。从表2可以看出，在3个调查时期，NPK2处理番茄SPAD值均显著高于NPK1处理，说明在相同施肥量条件下，滴灌施肥与漫灌施肥相比能显著提高植株的光合作用。不同时期NPK2处理均比NP+4/5K及NP+3/5K处理的SPAD值高，说明钾素营养对番茄叶片的光合作用影响较大；在3个时期番茄叶片的SPAD值NP+4/5K处理均高于NPK1，且在后2个时期达显著水平，说明滴灌施肥较漫灌施肥能提高钾肥促进番茄光合作用方面的效率。

表2 不同处理对番茄SPAD值的影响

注：表中值为平均值±标准差；同列数据后不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。下表同。

2.2 不同施肥方式对番茄株高、茎粗的影响

由表3可知，在株高方面，3个不同时期测定结果显示NPK2处理均高于NPK1处理，但差异并未达显著水平，说明滴灌施肥较漫灌施肥在促进番茄株高生长方面优势不明显；不同时期NPK2处理的株高均较NP+4/5K及NP+3/5K处理高，且NPK2处理与NP+3/5K处理在各阶段差异均达显著水平，而NPK2处理与NP+4/5K处理在各阶段差异不大，说明钾素达到一定浓度后即可促进番茄植株的生长，但浓度太低时不利于植株的生长。在茎粗方面，第1次测定结果显示，NPK2与NPK1处理无显著差异，而后2次测定结果均差异显著，说明滴灌施肥较漫灌施肥有助于促进番茄茎粗的增大；通过比较后2次测定结果可知，NPK2处理的茎粗均较 NP+4/5K及NP+3/5K处理大，且3个处理间差异均达显著水平，说明随着施肥次数的增多，钾素在促进番茄茎粗增大方面的影响越大。

在各阶段NPK1与NP+4/5K处理的番茄株高及茎粗均无明显差异，说明滴灌施肥较漫灌施肥提高了钾素在促进番茄株高及茎粗增大方面的效率。

2.3 不同施肥方式对番茄产量的影响

果实单果质量是衡量番茄品质的重要指标之一[5]。由表4可知，与漫灌施肥NPK1相比，滴灌施肥NPK2可显著提高番茄的单果质量，增幅为4.62%；NP+4/5K与NPK1处理差异不明显；通过比较NPK2、NP+4/5K及NP+3/5K处理可知，果实单果质量随着钾肥用量的增加而增大。前4次产量以及总产量方面，均表现为NPK2>NP+4/5K>NPK1>NP+3/5K，说明滴灌施肥较漫灌施肥以及高钾施肥较低钾施肥更有利于促进番茄早熟、提早上市和总产量的增加，同时进一步说明在保证产量的同时，滴灌施肥较漫灌施肥可减少钾肥的施用量。

表3 不同处理对番茄株高与茎粗的影响

表4 不同处理对番茄产量的影响

2.4 不同施肥方式对番茄品质的影响

果实糖酸比和维生素C含量是评价果实内在品质的重要指标，其中糖酸比是衡量果实糖、酸含量的综合指标，直接影响果实的口感风味。由表5可知，在等量施肥条件下，滴灌施肥与漫灌施肥在果实维生素C含量、有机酸含量方面均无显著差异，但显著提高了果实的可溶性糖含量和糖酸比，说明滴灌施肥更有助于番茄品质的提升；滴灌施肥条件下，各处理间维生素C含量差异不大，但是可溶性糖及糖酸比均随钾肥用量的增大而增大，表明钾素的供应对果实品质的意义重大。通过比较NPK1及NP+4/5K可知，滴灌施肥对钾肥利用率的提高较大，可在保证果实品质的前提下降低钾肥用量。

表5 不同施肥方式对番茄内在品质的影响

3 结论与讨论

钾素参与植物生长发育中许多重要的生理生化过程，如光合作用、调节细胞渗透压以及参与蛋白质和淀粉的形成等[9]。前人研究结果表明，增施钾肥能够提高番茄茎粗[10]、促进番茄光合速率[11]、改善果实品质及提高果实产量[12-13]等。本研究结果表明，滴灌施肥条件下，适当增施钾肥可以提高番茄的产量、可溶性糖含量及糖酸比，同时提高了番茄叶片的SPAD值，在施肥后期也增大了番茄植株的茎粗，这与前人研究结论[10-13]相吻合。

水分和养分是影响设施蔬菜产量和品质的重要因素，只有水分和养分协同供应才能表现其耦合效应。滴灌施肥可直接将养分施入作物根系，施肥更精确，相比漫灌施肥，降低了肥料损失率。本研究结果表明，无论番茄单果质量、总产量还是糖酸比，同等施肥量条件下，滴灌施肥处理番茄均显著高于漫灌处理，其中6次测产总量增加7.35%，糖酸比增加 10.70%。本研究结果还发现，NP+4/5K滴灌施肥较NPK1漫灌施肥钾肥用量减少20%，但二者产量及果实维生素C含量、可溶性糖含量和糖酸比均无显著差异。综合上述结果表明，滴灌施肥在增加番茄产量、改善品质和提高钾素等养分吸收效率等方面具有显著效果。