磷肥用量对滴灌加工番茄产量、品质及磷肥利用率的影响

2023-04-06芦大伟哈丽哈什依巴提李青军

新疆农业科学 2023年1期

芦大伟, 哈丽哈什·依巴提,李青军

(1.新疆农业科学院拜城农业试验站，新疆拜城 842300；2. 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐 830091)

0 引言

【研究意义】新疆是典型的温带大陆性气候，降水量少、光照时间长、气温温差大，满足加工番茄的生长需求，新疆是比较适宜加工番茄种植地区之一[1,2]。新疆加工番茄氮肥(N)、磷肥(P2O5)用量分别为232.8、180.0 kg/hm2，相比于氮肥，磷肥用量更为突出[3]。而磷在土壤中的流动性较差，主要通过扩散作用供植物吸收[4,5]，其利用率比较低，一般不超过20%[6]，会导致土壤磷盈余[7,8]。合理施用磷肥是关注点[9,10]。【前人研究进展】目前氮肥、钾肥对加工番茄产量、品质的影响研究较多[11-16]。适宜的施磷量能够促进多种作物生长，提高产量[17-19]。【本研究切入点】磷肥用量对加工番茄产量、品质的影响迄今未见报道。而磷肥在加工番茄上的应用效果尚不明确。需要研究磷肥在加工番茄上的合理用量，以提高磷肥利用效率。【拟解决的关键问题】以不施磷肥为对照，研究施用不同用量的磷肥对膜下滴灌加工番茄产量、品质以及磷肥利用率的影响，为膜下滴灌加工番茄科学合理施用磷肥提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

2年定位试验，于2017～2018年在新疆农科院拜城农业试验站进行，当地属温带大陆性气候，年日照时数为2 800～3 831 h，平均年降水量42.4～94 mm，年蒸发量2 110 mm，年平均气温10.7℃，大于10℃活动积温约为4 113℃。土壤为棕漠土，播前土壤pH 8.1，有机质11.4 g/kg，硝态氮26.4 mg/kg，铵态氮10.5 mg/kg，速效磷13.7 mg/kg，速效钾152 mg/kg。

加工番茄供试品种为金番1606，采取膜下滴灌种植，滴灌带布设方式为1管2行，实行宽窄行，窄行40 cm，宽行80 cm，株距30 cm，小区面积48 m2，4月21日移栽。灌溉方式为高压滴灌，生育期灌溉10次，总灌水量4 200 m3/hm2。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

在相同氮钾(N 240 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2)的基础上，设5个处理，即：(1)P0：不施磷肥；(2)P60：磷肥(P2O5)用量为60 kg/hm2；(3)P120：磷肥(P2O5)用量为120 kg/hm2；(4)P180：磷肥(P2O5)用量为180 kg/hm2；(5)P240：磷肥(P2O5)用量为240 kg/hm2。

各处理的磷肥用磷酸一铵(60% P2O5、12% N)，50%磷肥翻地前基施，50%磷肥分2次分别在初花期(5月25日，15%)、初果期(6月14日，25%)随水滴施。除磷酸一铵所含的氮肥外，其余氮肥用尿素(N 46%)，20%的氮肥翻地前基施，80%氮肥分6次分别在初花期(5月25日，10%)、盛花期(6月4日，10%)、初果期(6月14日，20%)、果实膨大期(7月3日，20%)、盛果期1期(7月12日，10%)、盛果期2期(7月22日，10%)随水滴施。钾肥用硫酸钾(50% K2O)在翻地前全部基施。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 养分

2017年分别在初花期(移栽后30 d)、初果期(移栽后54 d)、果实膨大期(移栽后72 d)、盛果期(移栽后92 d)、成熟期(移栽后118 d)取3株植株地上部样品；2018年在成熟期采集3株植株地上部样品；采集的样品按茎、叶、蕾/花/果实不同器官分离开，在105℃下杀青30 min，70℃条件下烘干至恒重，称重，记录干物质重。将烘干的植株样品粉碎，过0.5 mm筛，用H2SO4-H2O2消煮，用钒钼黄比色法测定植株P养分含量。

磷肥利用率：磷肥利用率(%) = (施磷区作物吸磷量-不施磷区作物吸磷量)/施磷量×100%(表示被植物吸收的磷占施入土壤的肥料磷的比例)。

农学效率：磷肥农学效率(kg/kg) = (施磷区作物产量-不施磷区作物产量)/施磷量。

偏生产力：磷肥偏生产力(kg/kg) = 施磷区作物产量/施磷量。

1.2.2.2 产量

成熟期各小区调查面积7.2 m2的加工番茄株数，并采收12株测定加工番茄单株果数、单果重，计算产量。

1.2.2.3 土壤取样

2016年10月23日在试验区域按S型多点采集耕层(0～20 cm)土壤混合样，测定pH值、有机质、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾等土壤基础理化性状，各项指标按照土壤农化分析中方法测定[20]。

1.3 数据处理

图表利用Microsoft Excel 2003制作，数据采用SPSS18.0统计软件进行方差分析和多重比较(LSD法)。

2 结果与分析

2.1 磷肥用量对加工番茄P素吸收速率的影响

研究表明，移栽后0～30 d的加工番茄P吸收速率较为缓慢，为0.13～0.26 mg/(plant·d)，其中P0处理最小，而P180、P240处理最大。移栽后30～54 d的加工番茄P吸收速率迅速增加，达到了3.68～7.92 mg/(plant·d)，各处理的P吸收速率与苗期的趋势相同。移栽后50～72 d的加工番茄P吸收速率达到各生育期最大，P0、P60、P120、P180和P240处理分别为14.52、18.53、21.34、21.85、22.05 mg/(plant·d)，P吸收速率随磷肥施用量的增加而增加。移栽后72～92 d的加工番茄P吸收速率开始下降，其中P0处理为4.95 mg/(plant·d)，显著低于各施磷处理。移栽后92～118 d加工番茄进入成熟期，P吸收速率大幅度降低，仅为0.92～1.95 mg/(plant·d)。图1

图1 加工番茄P素吸收速率变化(2017)Fig.1 P uptake and distribution of processing tomato (2017)

2.2 磷肥用量对加工番茄P养分吸收与分配的影响

研究表明，年份之间没有显著差异(P>0.05)，加工番茄各部位P素吸收量处理间差异显著。施用磷肥显著增加了加工番茄茎的P素吸收量，其中P120、P180、P240处理的茎的P素吸收量显著高于P0和P60处理，但三者间没有显著差异。施用磷肥显著增加了加工番茄茎的P素吸收量，其中P180、P240处理的茎P素吸收量显著大于P0和P60处理，但与P120处理没有显著差异，而P120处理与P60处理之间的差异不显著。加工番茄果实的P素吸收量随磷肥用量的增加呈现先增加后稳定的趋势，与不施磷肥相比，施用磷肥都显著增加了加工番茄果实的P素吸收量其中P120、P180、P240处理的茎的P素吸收量显著高于P0和P60处理，但三者间没有显著差异。与P0处理相比，施磷肥能显著提高加工番茄总P素吸收量，其吸收趋势与果实表现一致，加工番茄P素分配部位为果>茎>叶。图2

2.3 磷肥用量对加工番茄产量的影响

研究表明，年份之间没有显著差异(P>0.05)。施用磷肥显著增加了加工番茄产量，比不施磷肥(P0)增产3.6%～7.4%，其中P120处理产量最高，为122.3 t/hm2，显著大于P0、P60处理，但P120、P180、P240处理间没有显著差异。当磷肥用量小于120 kg/hm2时，加工番茄产量随施磷量的增加而增加；当磷肥用量超过120 kg/hm2时，加工番茄的产量不会再显著增加。图3

注:不同字母表示不同处理间差异达到显著性水平(P<0.05)，下同

图3 不同磷肥处理的加工番茄产量变化(2017-2018)Fig.3 Yield of processing tomato with P rate treatments (2017-2018)

2.4 不同磷肥用量的肥料效应

研究表明，加工番茄不同磷肥用量试验的产量结果(2017～2018)用一元二次方程拟合出产量(Y)和施磷量(x)的关系式，即磷肥的效应方程：Y=-0.000 3x2+0.095 2x+ 113.69(R2= 0.745 3**n=30，式中Y为加工番茄产量，x表示磷肥用量)，按照当年当地的加工番茄收购价400 元/t，磷肥(P2O5)价格6.96 元/kg，最佳经济施磷量为129.7 kg/hm2，最佳经济产量为121 t/hm2。图4

图4 磷肥用量和加工番茄产量的关系(2017-2018)Fig.4 The relationship of P applied amount and processing tomato yield (2017-2018)

2.5 加工番茄磷肥利用效率

研究表明，磷肥的利用效率、农学效率、偏生产力随着施磷量的增加而降低，就磷肥利用率来说，施磷肥60 kg/hm2最佳。表1

2.6 磷肥用量对加工番茄品质的影响

研究表明，磷肥施用量对加工番茄的可溶性固形物、pH、色差、总酸和茄红素等品质指标都没有显著影响。表2

表1 磷肥利用效率(2017～2018)Table 1 P fertilizer use efficiency (2017-2018)

表2 加工番茄品质(2017～2018)Table 2 The quality of processing tomato(2017-2018)

3 讨论

3.1汤明尧等[21]通过试验研究数据表明，加工番茄的产量随着施磷量的不断增加而增加，在磷肥用量达施磷肥87.95 kg/hm2时为最佳，可以使加工番茄的增产效益最大为136.6 kg/kg，磷肥的利用率为15.32%，当磷肥施用量超过87.95 kg/hm2时，产量反而下降。沙海宁等[22]研究表明番茄的磷肥施用量与其产量之间呈现典型的抛物线性关系，与试验结果一致。最佳施磷量与试验有所差异，可能是当地土壤的养分与气候条件等导致的。

3.2试验结果表明，磷肥施用量在60 kg/hm2时，磷肥利用率达最高35.3%，随着磷肥施用量的增加磷肥利用率逐渐降低，与张炎等[23]和王平等[24]研究结果一致，在新疆施用磷肥的量在不断增加，从而造成土壤磷库丰富，而磷肥利用率却在降低。对加工番茄产量、品质及磷肥利用率进行综合分析得出，加工番茄的适宜施磷量为129.7 kg/hm2，比大田生产的磷肥用量(180 kg/hm2)减少了27.9%[3]，并提高了产量，新疆加工番茄的磷肥用量具有较大的减施潜力。