不同鉀源對設施番茄生長發育、品質及鉀素吸收的影響

冒辛平++柯英++朱建寧++紀立東

摘要：通過開展施用不同鉀肥番茄的田間試驗，并定期監測設施番茄生長發育、生理、產量、品質等指標，研究不同鉀源對設施栽培番茄生長發育及品質的影響。結果表明：設施栽培環境下，外源鉀的輸入對番茄生長發育有明顯促進作用，但NP+KCl處理表現出抑制番茄嫩苗根尖組織生長的趨勢；NP+K2SO4、NP+KCl處理在提高光合速率、抑制蒸騰速率的同時，提高了番茄葉片水分利用效率，并顯著提高了番茄果實產量，NP+K2SO4處理增產幅度最大，增產1838%；外源鉀的輸入顯著提高了番茄果實維生素C、可溶性固形物、可溶性糖含量；與NP處理相比，NP+K2SO4處理番茄糖酸比提高了37.5%，番茄果實硝酸鹽含量降低了51.38%，改善了番茄品質，提高了番茄果實食用安全性；與其他處理相比，NP+K2SO4處理對結果期番茄鉀素吸收有更好的效果。

關鍵詞：鉀肥；番茄；生長發育；品質

中圖分類號： S641.206文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）12-0186-03

收稿日期：2015-11-09

基金項目：寧夏自然科學基金（編號：NZ13106）。

作者簡介：冒辛平（1986—），女，寧夏鹽池人，碩士，助理研究員，主要從事植物營養與設施農業資源高效利用研究。E-mail：maoxinping@yeah.net。

設施農業作為寧夏6大支柱產業之一，近年來得到了快速發展。截至2014年年底，寧夏設施農業面積達到 6.7萬hm2 以上，對寧夏農業結構調整、農民增收起到了巨大的推動作用[1-2]。在設施農業快速健康發展中，鉀肥作用功不可沒。鉀素是植物正常生長所必需的大量營養元素之一，施用鉀肥對洋蔥、甘藍、白菜、芋、花椰菜[3]、加工番茄[4]、馬鈴薯[5]、油菜[6]、大白菜、萵筍[7]等各種作物產量和品質有積極作用。但由于不同鉀肥品種配對陰離子不同，施用效果必然存在差別。一些研究表明，硫酸鉀提高產量和品質的效果優于氯化鉀[6，8-10]，也有一些研究則得到相反的結論[11-12]。番茄是目前設施栽培最廣泛的蔬菜品種之一，是喜鉀肥作物，由于土壤中大量鉀素隨番茄采收而損失，鉀成為番茄高產優質的限制因子[13]。本研究擬探討不同鉀肥品種對設施蔬菜生長發育及品質的影響，以期為篩選適宜特定土壤類型的鉀肥種類提供依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗區位于寧夏賀蘭山農牧場，試驗溫室為壽光Ⅰ代，土壤類型為灰鈣土，質地為沙壤。試驗區年有效積溫 1 534.9 ℃，7—9月有效積溫961.6℃，極端高溫38 ℃，極端低溫-20 ℃以下，年降水量為193.4 mm，且主要集中在7—9月，年蒸發量1 787.3 mm，無霜期160～170 d。土壤基本理化性質：pH值7.85，全鹽含量0.78 g/kg，堿解氮含量58.30 mg/kg，速效磷含量129.70 mg/kg，速效鉀含量 135.00 mg/kg，有機質含量16.32 g/kg，全氮含量0.69 g/kg，全磷含量1.62 g/kg。

1.2供試材料

供試番茄品種為當地主栽品種芬達，購自荷蘭紐內姆種子有限公司。

1.3研究方法

1.3.1試驗設計

試驗采用單因素隨機區組設計，設置4個處理，處理1，不施鉀肥處理+氮肥（750 kg/hm2）+磷肥（225 kg/hm2）；處理2，K2SO4（450 kg/hm2）+氮肥（750 kg/hm2）+磷肥（225 kg/hm2）；處理3，KNO3（489 kg/hm2）+氮肥（612 kg/hm2）+磷肥（225 kg/hm2）；處理4，KCl（375 kg/hm2）+氮肥（750 kg/hm2）+磷肥（225 kg/hm2）。處理1、2、3、4分別以NP、NP+K2SO4、NP+KNO3、NP+KCl表示。各施肥處理采用同等養分供應，K2SO4（50.0% K2O）、KNO3（13.0% N，46.0% K2O）、KCl（600% K2O ）分別為商品硫酸鉀、硝酸鉀、氯化鉀，氮肥為普通尿素（46.0% N），磷肥為重過磷酸鈣（46.0% P2O5），施肥處理中肥料用量都為化肥實物量。小區面積為86.4m2，隨機排列，每個處理重復5次，即設置5壟，株行距40 cm×60 cm。

1.3.2施肥方法

溫室每年秋季深翻施入腐熟牛糞 45方/hm2。所用磷肥全部基施；氮肥、鉀肥的40%基施，60%分5次追施，分別在定植后30d左右施入壯秧肥，肥料用量為追肥量的15%；第1果穗果實開始迅速膨大時進行第2次追肥，肥料用量占全部追肥量的35%；盛果期，每采摘2次果，追1次肥，單次肥料用量為全部追肥量的10%～15%；施肥方式為肥料溶解后，于膜下壟中隨溝沖施。對于不施鉀肥處理，除不施鉀肥外，其他施肥方法均與施鉀肥處理相同。所有處理的田間管理措施保持一致。

1.3.3測定項目及方法

1.3.3.1生長生理指標

采用掛牌標記法，在關鍵生育期重點監測作物生長勢、株高、葉綠素相對含量、凈光合速率、水分利用效率、氣孔導度、晚間CO2濃度等指標，其中株高采用鋼卷尺直接測量，葉綠素相對含量采用SPAD502葉綠素儀測量，歸一化植被差異指數（NDVI）用CM1000非接觸式葉綠素測定儀測定，光合速率采用便攜式光合作用測量系統（CI-340）田間實測。在初果期、盛果期，挖取整株植株，測定植株生物鮮質量，烘箱殺青烘干后測定生物干質量，計算鮮干質量比（簡稱鮮干比）。

1.3.3.2作物產量及品質測定

在不同采摘期累積檢測作物產量。在盛果期采集不同處理鮮樣，采用常規方法[14-15]測定各品質指標。

2結果與分析

2.1設施環境下不同鉀源對番茄株高和鮮質量、干質量的影響

由表1可以看出，設施環境下，外源鉀的投入促進了番茄植株的縱向生長，與NP處理相比，NP+K2SO4、NP+KNO3處理下番茄均表現出較強的生長態勢，番茄株高分別比NP處理增加了1.9、2.0 cm，NP+KCl次之。

由表1還可看出，外源鉀的投入對番茄營養生長有明顯促進作用。在番茄初果期，與NP處理相比，施鉀的各處理莖葉鮮質量、干質量都有不同程度提高，以施用硝酸鉀、氯化鉀的處理效果最為明顯，前者莖葉鮮質量、干質量較NP處理分別提高了17.38%、18.11%，后者莖葉鮮質量、干質量較NP處理分別提高了17.07%、25.96%；番茄根鮮質量、干質量以NP+KCl處理最高，但鮮干比比其他處理低。在番茄盛果期，與NP處理相比，施鉀各處理莖葉鮮質量、干質量都有明顯提高，其中以施用硝酸鉀的處理效果最為明顯，莖葉鮮質量、干質量較NP處理分別提高了89.34%、24.74%，施用氯化鉀的處理效果次之，莖葉鮮質量、干質量較NP處理分別提高了67.65%、31.96%。NP+K2SO4、NP+KNO3處理下番茄根鮮質量增加最明顯，較NP處理分別提高了15.45%、18.70%，番茄根鮮干比表現出NP+KCl處理明顯低于其他處理。無論是初果期還是盛果期，NP+KCl處理較其他處理均明顯降低了番茄根的鮮干比，可能與氯離子對根尖組織的侵害進而限制了根系正常生長有關。

綜上所述，在施用氮、磷的基礎上施用硝酸鉀更有利于番茄營養生長，但在番茄生長發育過程中，器官生長量并非越高越好，須要保持營養生長和生殖生長的適度和平衡[16]。

2.2設施環境下不同鉀源對番茄光合指標的影響

由表2可以看出，設施環境下，不同鉀源處理對番茄葉綠素相對含量的影響在不同生育期間表現出不同規律。在初果期，葉綠素SPAD值以NP+K2SO4處理最高，說明在施用氮、磷基礎上施用硫酸鉀有助于提高番茄植株葉片葉綠素含量，其他處理間差異不顯著。施入外源鉀后，歸一化植被差異指數（NDVI）表現出降低趨勢，表明前期鉀肥的投入對于番茄葉片葉綠素相對含量無明顯促進作用。在盛果期，與不施鉀相[JP3]比，外源鉀的投入都顯著提高了番茄葉片葉綠素相對含量，NDVI值也有一定程度的提高，但不同鉀源處理間差異不明顯。

植物胞間CO2濃度是衡量植物光合作用時可以直接利用CO2的指標，氣孔導度對蒸騰作用和氣體交換起著重要調節作用。如表3所示，與不施鉀肥處理相比，外源鉀的投入提高了番茄葉片凈光合速率，但不同鉀源處理之間差異不顯著。施用硝酸鉀顯著提高了番茄蒸騰速率和氣孔導度，但導致水分利用效率降低，而施入氯化鉀、硫酸鉀的處理，由于增加了光合速率，抑制了蒸騰速率，進而提高了番茄葉片水分利用效率。外源鉀的投入提高了葉片氣孔導度，對胞間CO2濃度的升高亦具有顯著的促進作用，不同處理間以NP+KCl處理最為顯著，其次為NP+KNO3、NP+K2SO4處理。整體上，NP+K2SO4處理在提高番茄葉片凈光合速率和水分利用效率方面表現較好。

2.3設施環境下不同鉀源對番茄產量和品質的影響

由表4可見，設施環境下，外源鉀肥的輸入顯著提高了番茄產量，以NP+K2SO4、NP+KCl處理的產量較高，兩者差異不顯著，與不施鉀肥處理相比，增產率分別達到18.38%、1704%，其次為NP+KNO3處理，增產率為8.23%。說明鉀肥的投入對番茄產量提高具有明顯的促進作用，而不同鉀源之間以硫酸鉀型肥料對設施番茄產量貢獻最為顯著，可能與硫酸鉀中SO2-4有助于發揮合成酶的活性有關。鉀肥品種間的產量效應差異還可能與施肥方式[7]、鉀肥用量、土壤鉀素含量[9]等因素有關，有研究認為，對于缺硫土壤，作物施硫的增產效果明顯[16]。

維生素C是蔬菜產品的主要品質指標。從表4可見，設施環境下，外源鉀的施入對番茄果實維生素C含量具有明顯的[CM（25]促進作用，其中以NP+KNO3處理表現最優，其次為

K2SO4、NP+KCl處理。果實可溶性固形物含量也是番茄重要的品質性狀之一，其含量高低對番茄果實的營養價值、風味口感、實質產量等方面有重要影響，本研究中外源鉀的投入顯著提高了番茄果實可溶性固形物含量和可溶性糖含量，但不同鉀源處理間差異不顯著。外源鉀的投入對番茄果實還原性糖和總酸含量的影響在不同處理間差異不明顯。糖酸比是評價蔬菜品質的一個重要指標，糖酸比高，蔬菜口感好，品質較優，本研究中NP+K2SO4處理下果實糖酸比最高，較NP處理提高了37.5%。硝酸鹽含量是蔬菜安全的重要指標，本研究中，與NP處理相比，NP+KNO3處理顯著增加了番茄果實中硝酸鹽含量，硝酸鹽含量增加了101.7%，達到中度污染級別；NP+K2SO4處理表現最佳，較NP處理降低了51.38%；其次為NP+KCl處理，較NP處理降低了35.86%。綜上所述，在改善番茄品質方面，NP+K2SO4處理表現優于其他處理，硝酸鉀的投入，雖然會增加番茄果實維生素C含量，但也會促進番茄果實中硝酸鹽含量的積累，不利于食品安全。

2.4設施環境下不同鉀源對番茄結果期鉀素吸收和土壤速效鉀含量的影響

大量試驗證明，當鉀肥的陪伴陰離子不同時，作物對鉀素等養分的吸收情況也不同[17-18]。由表5可見，在番茄結果期（4—6月），莖葉中的全鉀含量隨時間的推移呈下降趨勢，根中的全鉀含量呈先緩慢增加后迅速下降趨勢，說明在結果期，番茄莖葉中的鉀素逐漸向果實中轉移，這與鉀素具有促進莖稈維管束生長和參與光合產物向果實運輸功能有關。4月28日、6月10日采樣測定結果顯示，施鉀量相同時，番茄莖葉的全鉀含量以NP+KNO3處理最高，但與NP+K2SO4、NP+KCl處理差異不大，番茄根的全鉀含量則以NP+KCl處理最高。6月27日采樣測定結果顯示，番茄莖葉、根中的全鉀含量均以NP+K2SO4處理最高，NP+K2SO4處理下果實全鉀含量與NP+KCl處理基本持平。從土壤速效鉀含量來看，結果期測得的土壤速效鉀含量以NP+K2SO4處理最高。綜上，結果期NP+K2SO4處理的土壤速效鉀含量最高，與其他處理相比，其對番茄莖葉和根中的鉀素吸收表現出更好的效果。

3結論

設施栽培環境下，外源鉀的輸入促進了番茄植株的縱向生長和莖葉鮮質量、干質量的增加。與其他處理相比，在施用氮、磷基礎上施用硝酸鉀更有利于番茄營養生長，施用氯化鉀則表現出侵害番茄嫩苗根尖組織的趨勢。

設施栽培環境下，外源鉀的輸入不同程度地提高了番茄葉片葉綠素SPAD值，提高了凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度，其中NP+K2SO4處理在提高番茄葉片葉綠素SPAD值、凈光合速率、水分利用效率方面表現較好。

設施栽培環境下，外源鉀的輸入顯著提高了番茄產量，以NP+K2SO4處理增產幅度最大，增產18.38%，其次為NP+KCl處理，增產17.04%；外源鉀的輸入對番茄果實品質也產生了影響，增加了番茄果實維生素C、可溶性固形物、可溶性糖含量，但不同鉀肥處理之間差異不明顯；與NP處理相比，NP+K2SO4處理番茄糖酸比提高了37.5%，番茄果實硝酸鹽含量降低了51.38%，改善了番茄風味品質，提高了番茄果實食用安全性。

在結果期，番茄莖葉中的鉀素逐漸向果實中運移，并且 NP+K2SO4 處理對番茄莖葉和根中的鉀素吸收效果更好。

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