不同肥料配施对番茄品质及土壤养分的影响

陈小慧，高 飞，韩 宝，聂 青，许鹤鸣，周孝秋，曲明山*

（1.北京市耕地建设保护中心，北京 100012；2.北京市房山区种植业技术推广站，北京 102400；3.北京市农业技术推广站，北京 100029）

蔬菜产业是各省市农业发展的支柱产业，也是农民收入的重要来源。目前我国蔬菜的种植面积维持在2 000 万hm2左右，其中设施蔬菜约占70%[1]。设施蔬菜多集约化生产，茬口多，产量高，每年从土壤中吸收大量的养分。在种植过程中，农户科学施肥意识差，导致有机肥与化肥的施用量和施用配比不合理[2]。不合理的肥料投入会引起设施土壤盐渍化和土传病害加重[3]，土壤养分失调，pH 降低[4]，硝态氮和速效磷累积等问题[5]，使蔬菜品质和产量降低，影响菜农收益，这与郝小雨[6]、潘可可等[7]关于有机肥与化肥对番茄产量和品质影响的研究结果一致。根据2019 年京郊耕地质量长期定位监测报告，在53个设施菜田监测地块中，土壤磷高风险地块43 个，占总监测面积的78.9%。

番茄果实营养丰富，品种多样，口感好，既可以当蔬菜，也可以当水果食用，因此深受消费者欢迎。北京市番茄种植面积2 300 hm2左右，在四种蔬菜（番茄、辣椒、茄子、黄瓜）中种植面积最大，是北京地区蔬菜的主栽品种之一。根据2019 年京郊耕地质量长期定位监测报告得知，番茄种植化肥投入为105.9 kg/667 m2，在菜田监测作物施肥中属于化肥投入最高的一种蔬菜。从作物养分盈余监测结果看，番茄总养分盈余量为59.1 kg/667 m2，其中氮、磷、钾盈余量分别为20.1、34.6、4.4 kg/667 m2，磷盈余量最高。为此，本研究针对设施蔬菜磷肥过量现象，采用田间试验的方法，于2019 年12 月—2021 年3 月进行了两茬番茄种植过程中不同有机肥配施磷肥的试验，探究了设施番茄栽培磷肥和有机肥的适宜用量，为农户科学施肥提供依据，推动设施蔬菜的可持续发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验番茄品种分别为‘金冠58’（春茬）和‘粉红太郎’（秋冬茬），试验所用的N、P、K 单质肥料由尿素（N 46%）、磷酸一铵（N 12%，P2O561%）、硫酸钾（K2O52%）配比而成。有机肥为商品有机肥，有机质46.5%，全氮1.32%，全磷1.40%，全钾2.23%。灌水采用膜下滴灌。

1.2 试验地点

试验于2019—2021 年在房山区弘科农场进行。该试验共进行两茬，即春茬和秋冬茬。供试土壤0～20 cm 基本养分状况见表1。

1.3 试验方法

试验分春茬和秋冬茬播种，两茬底肥根据农户施用习惯和推荐量，有机肥施用量分为高（2 t/667 m2）、低（1 t/667 m2）两个大区，共8 个处理，每个处理3 次重复，小区随机区组排列。

化肥全部追施，其中氮肥和钾肥按推荐量施用，氮肥为12 kg/667 m2，钾肥为16 kg/667 m2。磷肥在推荐量的基础上按照以下处理施用，即处理1、5 不施磷肥、处理2、6 磷肥施用推荐施磷量的一半、处理3、7 磷肥施用推荐施磷量、处理4、8 磷肥施用推荐施磷量的1.5 倍。

不同有机肥施用条件下，苗期N-P2O5-K2O 配比四个处理分别为20-0-20、20-5-20、20-10-20、20-15-20，果期N-P2O5-K2O 配比四个处理分别为18-0-27、18-5-27、18-10-27、18-15-27。磷肥试验8 个水平处理肥料投入量见表2。

表2 不同茬口和处理有机肥和磷肥投入量Table 2 Input amount of organic fertilizer and phosphate fertilizer in different stubbles and treatments

春茬试验追肥为苗期肥1 次，第一穗果膨大后追施果期肥8 次，每次5 kg/667 m2；秋冬茬追肥为苗期肥1次，从第一穗果膨大期后追施果期肥2 次，每次10 kg/667 m2。其他措施同农户日常管理。

1.4 分析测定方法

试验期间，番茄果实从第一茬果实成熟开始，每个小区取3 个重复、每个重复取24 株（1 畦）测产，在盛果期采取果实测定品质和全磷养分，打杈植株和拉秧植株（带根）烘干后测定全磷养分。

土壤和植株相关检测指标及方法参考文献[8]，其中，果实的VC 含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定，可溶性糖含量采用阿贝折射仪法，硝酸盐含量采用分光光度计法测定，总酸采用酸碱滴定法测定。植株和果实的全磷含量测定采用H2SO4-H2O2消煮后，用钼锑抗比色法测定；土壤有机质用重铬酸钾滴定法，铵态氮、硝态氮用连续流动分析仪测定法，pH 用电位法，电导率用电导率仪测定有效磷用钼锑抗比色法，速效钾用NH4OAC 浸提，火焰光度法测定。

平均增产率计算公式见式（1），当季土壤表观磷盈亏及磷肥利用率参考文献[9－10]，计算公式见式（2）（3）。

式中，N为平均增产率，%；A为追磷肥区平均产量，kg/667 m2；B 为不追磷肥区平均产量，kg/667 m2；i为不同处理。

式中，P+-为当季土壤表观磷盈亏量，kg/667 m2；FP为当季磷肥投入总量，kg/667 m2；NP为当季农作物全磷养分含量，kg/667 m2。

式中，P为磷肥利用率，%；CP为施磷处理作物地上部分全磷含量，kg/667 m2；DP为不施磷处理作物地上部分全磷含量，kg/667 m2；EP为施磷量（折纯量），kg/667 m2。

1.5 仪器与设备

万分之一天平，BSA224S，赛多利斯；滴定管，25 mL，北京博美玻璃；可控温电热消解仪，GGC-M-36，国环高科；恒温振荡器，GGC-S，国环高科；紫外分光光度计，UV-1900，SHIMADZU 公司；连续流动分析仪，iFIA7，吉天仪器；火焰光度计，6400A，上海仪电。

1.6 数据处理方法

试验数据采用SPSS17.0 和Microsoft Excel 2010 统计软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对番茄产量的影响

表3（见下页）显示了不同处理对番茄产量的影响，由表可知，在有机肥用量为2 t/667 m2条件下，两茬番茄产量随着磷肥用量的增加先增加后下降，春茬处理3 产量最高，为4 995 kg/667 m2，比处理1（对照）增产43.21%，各磷肥处理与处理1 相比差异显著；秋冬茬处理2 产量最高，为2 706 kg/667 m2，比处理1 增产14.42%，磷肥处理与处理5（对照）相比差异显著。受寒冷天气的影响，再加上秋冬茬病害现象比春茬严重，番茄整体产量秋冬茬相比春茬偏低。

表3 不同处理对番茄产量的影响Table 3 Effects of different treatments on tomato yield

在有机肥用量为1 t/667 m2时，春茬番茄产量随着磷肥用量的增加先增加后下降，处理6 产量最高，为5 823 kg/667 m2，比处理5（对照）增产44.10%，处理6 与同水平下其他处理差异显著；秋冬茬番茄为处理8 产量最高（2 550 kg/667 m2），比处理5（对照）增产25.25%。施磷肥处理与对照差异显著。两茬番茄产量结果表明，随着有机肥的增施，相同施磷肥处理产量并未显著提高。

2.2 不同处理对番茄果实和植株全磷含量的影响

2.2.1 不同处理对番茄果实全磷含量的影响

由图1 可知，有机肥用量为2 t/667 m2条件下，春茬和秋冬茬番茄果实全磷含量分别是处理3、处理2 较高。从差异水平来看，春茬处理2、3 与处理1、4 间差异显著，秋冬茬处理1～4 之间无显著差异。有机肥用量为1 t/667 m2条件下，春茬和秋冬茬番茄果实全磷含量分别是处理6、8 较高。

图1 不同处理番茄果实的全磷含量Fig.1 Total phosphorus content of tomato fruit under different treatments

综上，同一有机肥施用条件下，番茄果实全磷含量随磷肥施用量的增加春茬表现出先升高后降低，秋茬因产量低，番茄果实全磷含量也相应减少。

2.2.2 不同处理对番茄植株全磷含量的影响

由图2 可知，有机肥用量为2 t/667 m2条件下，春茬和秋冬茬番茄植株全磷含量均为处理2 最高。从差异水平来看，春茬处理1～4 之间无显著差异，秋冬茬处理2、1 之间达到差异显著；有机肥用量为1 t/667 m2时，春茬和秋冬茬番茄植株全磷含量均为处理6 最高。从显著性差异水平来看，春茬处理6 与处理5、7、8 间差异显著，秋冬茬处理6 与处理8 显著差异。

图2 不同处理番茄植株的全磷养分吸收量Fig.2 Total phosphorus uptake by tomato plants with different treatments

可见，同一有机肥施用条件下，番茄植株全磷含量随磷肥施用量的增加先升高后降低，处理2、6 最高，说明番茄植株全磷含量不会随磷肥施用量的增加而增加。

2.2.3 不同处理当季的土壤表观磷盈亏量

表4 显示，有机肥用量为2 t/667 m2时，春茬和秋冬茬土壤表观磷盈亏量均为处理4 最高，分别是43.04 kg/667 m2和30.09 kg/667 m2；有机肥用量为1 t/667 m2时，春茬和秋冬茬土壤表观磷盈亏量均为处理8 最高，分别是29.15 kg/667 m2和16.92 kg/667 m2；可见，土壤表观磷盈亏量、有机肥用量与磷肥用量表现较一致。同一施磷水平下，有机肥用量高时，土壤表观盈余量也较高。

表4 不同处理当季土壤的表观磷盈亏量Table 4 Apparent phosphorus surplus and deficit of soil in different treatments

2.3 不同处理对肥料利用率的影响

肥料利用率指的是肥料当季利用率，肥料当季利用率受前茬作物施肥量、有机肥用量等因素的影响较大，很难真实地反映设施菜田的肥料利用率[11-15]，因此试验在计算春茬磷肥利用率的基础上，分析了春茬-秋冬茬（周年）作物的综合磷肥利用率，即周年利用率。

由表5 可以看出，有机肥用量为2 t/667 m2时，春茬和春茬-秋冬茬（周年）磷肥利用率均为处理2 最高，分别为17.8%、22.8%；春茬和春茬-秋冬茬（周年）处理2 与处理3、4 之间差异显著。有机肥用量为1 t/667 m2时，春茬和春茬-秋冬茬（周年）磷肥利用率均为处理6 最高，分别为20.8%、25.9%，春茬和春茬-秋冬茬（周年）均为处理6 与处理7、8 之间差异显著。

表5 不同处理下的磷肥利用率Table 5 Utilization ratio of phosphate fertilizer under different treatments

表5 显示，同一有机肥施用条件下，随着磷肥用量的增加，磷肥利用率降低。最佳肥料利用率表现为有机肥用量2 t/667 m2下的小于有机肥用量1 t/667 m2下的。总之，磷肥利用率不是随着有机肥和磷肥用量的增加而升高，有机肥和磷肥的合理搭配能够提高磷肥利用率。与春茬磷肥利用率相比，番茄种植周年磷肥利用率大于当季磷肥利用率。

2.4 不同处理对番茄品质的影响

考虑到本试验为定位试验，因此只测定了种植一个轮回结束后秋冬茬番茄果实的品质。表6 显示，各处理间的可溶性糖（除对照外）、总酸和VC 差异不显著；硝酸盐含量方面，处理4 与处理1、2 差异显著，处理8 与处理5、7 差异显著。总体来说，磷肥用量增加对番茄品质的影响不显著。2 t/667 m2有机肥施用量下，番茄果实的可溶性糖、总酸、VC 和硝酸盐含量略高于1 t/667 m2有机肥用量下的。

表6 不同处理对秋冬茬番茄品质的影响Table 6 Effects of different treatments on tomato quality in autumn and winter

2.5 不同处理条件下土壤养分及pH、EC 的变化

由表7 可知，铵态氮、有效磷、速效钾、EC 值均高于定植前的，硝态氮和pH 低于定植前的。其中土壤铵态氮、EC 表现为处理4 与处理1、2、3 差异显著；各处理的土壤硝态氮和pH 值无显著差异；土壤有效磷、土壤速效钾则为处理8 与处理5、6、7 差异显著。可见，同一有机肥施用条件下，随磷肥施用量的增加，铵态氮、有效磷、速效钾和EC 有增加趋势，硝态氮和pH 有下降趋势。同一磷肥施用条件下，2 t/667 m2有机肥用量下的土壤养分含量和pH、EC 值略高于1 t/667 m2有机肥用量下的。

表7 秋冬茬收获后不同处理土壤养分及pH、EC 变化Table 7 Changes of soil nutrients,pH and EC in different treatments after harvest in autumn and winter

3 结论与讨论

同一有机肥施用水平下，随着磷肥施用量的增加，番茄的增产率和磷肥的肥料利用率均为先升高后下降，磷肥用量在推荐施磷量的一半时，二者最高，说明适宜的磷肥用量会使番茄产量和磷肥利用率提高，但不会一直增加；同一磷肥水平下，1 t/667 m2有机肥用量下，番茄产量和磷肥利用率较高，土壤表观磷盈亏率较低。说明番茄有机肥和磷肥的用量有一个最佳值，有机肥和化肥得合理搭配才能最大程度地实现高肥效。

2 t/667 m2有机肥施用量与1 t/667 m2有机肥施用量相比，番茄品质差异不明显，但土壤铵态氮、硝态氮、有效磷含量和EC 值有逐渐上升趋势，pH 有下降趋势，不利于土壤的健康可持续发展。

可见，在番茄种植过程中，磷肥用量过多，还有减量的空间。应合理控制有机肥用量，过多的有机肥投入并没有显著的增产效果，反而降低了化肥利用率，加重了肥料在土壤中的积累，对土壤健康不利，适量的有机肥和化肥配施是提高产量和肥料利用率的关键。