不同番茄品種氮素吸收利用的差異

張傳偉 宋述堯 趙春波

（吉林農(nóng)業(yè)大學園藝學院，吉林長春 130118）

由于溫室長期施用氮肥，土壤耕層中積累大量氮素，致使土壤養(yǎng)分比例失調(diào)，同時還對蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)造成影響（李遠新 等，1997；陳曉紅 等，2003）。設施番茄（Lycopersicon esculentumMill.）生長周期長，需多次追施氮肥，如何提高番茄氮素利用率，減少氮肥的施用量對提高番茄生產(chǎn)效益具有重要意義。李麗（2004）通過基質(zhì)栽培試驗測定了 36個不同品種葉用蘿卜硝酸鹽的含量，結果表明不同品種葉用蘿卜硝酸鹽含量存在顯著差異；陳振德等（2002）試驗證明，大白菜不同品種硝酸鹽積累量存在較大差異，變化范圍是 1.4～20.8倍；趙明等（2009）研究了有機無機肥配施對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，表明番茄產(chǎn)量以有機肥與無機肥配比為6∶4增產(chǎn)幅度最大。前人研究多關注于如何改變氮肥施用方式和用量以及不同形態(tài)氮配比對蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，關于番茄品種間氮素吸收利用效率的差異研究甚少。本試驗以吉林省市場上常見的25個番茄品種為材料，在正常施肥條件下分析不同番茄品種對氮素吸收利用的差異性，篩選出高產(chǎn)且氮素利用效率高的番茄品種，以提高設施番茄產(chǎn)量和氮素利用效率，以期為設施番茄栽培由因量施肥到因種施肥提供參考。

1 材料與方法

試驗于2010年1～8月在吉林農(nóng)業(yè)大學蔬菜溫室進行，供試材料為吉林省市場上常見的25個番茄品種（表1）。采用溫湯浸種，1月4日播種，育苗基質(zhì)為草炭∶爐渣=5V∶4V，4月15 日定植。各小區(qū)施肥量相同，基施過磷酸鈣（P2O5）138 kg·hm-2，硫酸鉀（K2O）397.5 kg·hm-2，尿素（N）187.5 kg·hm-2，果實膨大期追施一次尿素（N）187.5 kg·hm-2。試驗采用隨機區(qū)組設計，3次重復。小區(qū)面積8.3 m2，株距30 cm，行長5 m。植株單干整枝，留4穗果摘心。土壤 pH 值 7.01，全氮 0.90 g·kg-1，全磷 0.39 g·kg-1，全鉀 11.4 g·kg-1，有機質(zhì) 13.6 g·kg-1。

番茄生育期管理同常規(guī)管理，各小區(qū)多次采收，累計總產(chǎn)量為最終產(chǎn)量。在緩苗后標記生長一致且有代表性的植株3株，生育期內(nèi)分別收集落葉及分枝，于收獲期將標記植株的莖、葉、果分開，105 ℃殺青30 min，80 ℃恒溫烘干，粉碎后用凱氏定氮法測定全氮。氮素利用效率用植株地上部吸收單位氮素生產(chǎn)的收獲物產(chǎn)量表示（盧艷麗 等，2006）。

試驗數(shù)據(jù)采用DPS進行聚類分析和SPSS軟件進行通徑分析。通徑分析是在多元回歸的基礎上將相關系數(shù)分解為直接通徑系數(shù)（某一自變量對因變量的直接作用）和間接通徑系數(shù)（將自變量通過其他自變量對因變量的間接作用），通過軟件的“Analyze → Regression → Linear”進行回歸計算得出回歸方程的標準系數(shù)即通徑系數(shù)。現(xiàn)以番茄總吸氮量、氮素利用效率與產(chǎn)量和總干物質(zhì)量為例，建立線性回歸方程并計算通徑系數(shù)（杜家菊和陳志偉，2010）。

2 結果與分析

2.1 不同品種番茄產(chǎn)量及干物質(zhì)積累量的差異

由表1知，不同品種番茄的產(chǎn)量、各器官（莖、葉、果）干物質(zhì)量以及總干物質(zhì)量均存在明顯的品種差異，其中產(chǎn)量平均值為125 390 kg·hm-2，變幅為105 234～159 170 kg·hm-2，變異系數(shù)為12.5 %；各器官（莖、葉、果）干物質(zhì)量平均值分別為2 110、3 817、6 170 kg·hm-2，變幅分別為 1 198～3 633 kg·hm-2、2 656～5 080 kg·hm-2、4 533～11 531 kg·hm-2，其變異系數(shù)分別為32.7 %、16.9 %、22.8 %；總干物質(zhì)量平均值為12 033 kg·hm-2，變幅為9 461～16 846 kg·hm-2，變異系數(shù)為15.6 %。由此可知，不同番茄品種間各器官的干物質(zhì)分配中果實的比重最高，葉的比重次之，莖的比重最小，且莖干物質(zhì)量的品種間差異最明顯，果的次之，葉的最小。

2.2 不同品種番茄氮素吸收和利用的差異

由表1知，不同品種番茄各器官（莖、葉、果）氮含量、總吸氮量及氮素利用效率均存在明顯的差異，其中氮含量平均值莖為42.2 kg·hm-2、葉為124.0 kg·hm-2、果為158.2 kg·hm-2，變幅分別為 23.6～74.0 kg·hm-2、80.2～176.3 kg·hm-2、110.5～311.2 kg·hm-2，變異系數(shù)分別為32.8 %、22.6 %、28.4 %；總吸氮量平均值為324.5 kg·hm-2，變幅為262.8～460.1 kg·hm-2，變異系數(shù)為17.6 %；氮素利用效率為393 kg·kg-1，變幅為281～526 kg·kg-1，變異系數(shù)為15.4 %。由此可知，不同番茄品種間氮素吸收和利用存在明顯的差異，其中果實的氮含量最高，其次是葉的氮含量，莖的氮含量最小，且莖的氮含量品種間差異最大，果的次之，葉的最小。

2.3 氮素吸收利用與產(chǎn)量的相關分析

對25個不同番茄品種產(chǎn)量、總干物質(zhì)量與總吸氮量和氮素利用效率進行相關性和通徑分析（圖1），結果表明產(chǎn)量、總干物質(zhì)量與總吸氮量間分別呈顯著和極顯著正相關，相關系數(shù)分別為 0.42和 0.93；而產(chǎn)量與氮素利用效率相關不顯著，相關系數(shù)為 0.35，總干物質(zhì)量與氮素利用效率呈極顯著負相關，相關系數(shù)為-0.60。總吸氮量與氮素利用效率之間呈極顯著負相關，相關系數(shù)為-0.69。總吸氮量對產(chǎn)量和總干物質(zhì)量的直接通徑系數(shù)分別為1.273 9和1.001 0，氮素利用效率對產(chǎn)量和總干物質(zhì)量的直接通徑系數(shù)分別為1.229 0和0.095 5。可見，總吸氮量對不同品種的產(chǎn)量和總干物質(zhì)量起主要作用，而氮素利用效率的相對作用較小。

圖1 番茄氮素吸收利用的相關性及通徑分析

2.4 氮素吸收、利用的綜合鑒定

以番茄產(chǎn)量、總吸氮量和氮素利用效率為指標進行聚類分析（圖2），結果表明可以將25個番茄品種分為4類：①氮吸收高效型（吸氮能力強、氮素利用效率較低、產(chǎn)量高），包括粉冠888F1、東農(nóng) 708、倍盈、改良毛粉 802；②氮素利用高效（高產(chǎn)）型（吸氮能力較弱、氮素利用效率較高、產(chǎn)量高），包括朝研 219、瑞琦 1號、四季粉紅、佳粉 19；③氮素利用高效（低產(chǎn)）型（吸氮能力較弱、氮素利用效率較高、產(chǎn)量低），包括金冠5號、奧利安、吉粉5號、加利福 218、中研 988F1、中雜106、北斗鑫粉、秀光306、東農(nóng)712；④雙低型（氮素吸收及利用效率均較低、產(chǎn)量低），包括金棚1號、英超大果番茄、粉石頭、美冠、精選賽歐1號、宇番1號、朝研粉王、百利。

圖2 番茄氮素利用效率聚類分析結果

3 結論

氮素利用效率是衡量植物礦質(zhì)營養(yǎng)效率及進行氮素營養(yǎng)基因型篩選的重要指標（單玉華等，2001）。從生理角度上講，可從品種選育和栽培方法上提高氮素利用效率來提高產(chǎn)量（黃高寶 等，2001）。本試驗結果表明，番茄的氮素吸收利用特性存在很大的品種差異，且變化幅度較大，因此確定栽培品種和氮肥施用量時，應首先考慮品種特性。本試驗的25個番茄品種中吸氮能力較弱、氮素利用效率高、產(chǎn)量高的品種有4個（朝研219、瑞琦1號、四季粉紅、佳粉19），其平均總吸氮量為313 kg·hm-2，平均氮素利用效率為468kg·kg-1，平均產(chǎn)量為145 755 kg·hm-2，分別比其他品種低4.19 %、高23.8 %、高20.0 %。吸氮能力強、氮素利用效率較低，產(chǎn)量高的品種有 4個（粉冠 888F1、東農(nóng) 708、倍盈、改良毛粉 802），其平均總吸氮量為408 kg·hm-2，比其他品種高42.9 %；平均氮素利用效率為336 kg·kg-1，比其他品種低19.1 %；平均產(chǎn)量為135 922 kg·hm-2，比其他品種高16.0 %。由此可知氮素利用高效（高產(chǎn)）型品種比氮吸收高效型品種的平均產(chǎn)量高2.76 %，且協(xié)調(diào)總吸氮量與氮素利用效率的比例對產(chǎn)量的提高有密切關系。

創(chuàng)造或利用高產(chǎn)及氮素利用效率高的品種是合理利用資源、減少環(huán)境污染和物化投入的重要途徑（盧艷麗 等，2006）。本試驗中總吸氮量和氮素利用效率對產(chǎn)量和總干物質(zhì)量的相關分析表明，總吸氮量與果實產(chǎn)量和總干物質(zhì)量呈顯著或極顯著的正相關。通徑分析還表明，總吸氮量相對氮素利用效率對產(chǎn)量和總干物質(zhì)量起主導作用，且明顯高于氮素利用效率的作用。說明提高番茄品種產(chǎn)量的關鍵在于改良品種的總吸氮量。

由于番茄采收期較長，需多次追施氮肥。而品種間氮素利用的差異和探討最佳施肥量還有待進一步研究。

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