控失尿素施用量及不同配比對新疆加工番茄產量、品質、氮肥利用率的影響

馬騰飛 ，李青軍，張 炎，哈麗哈什·依巴提，張鵬忠

(1.國家棉花工程技術研究中心，烏魯木齊 830091；2.新疆農業科學院土壤肥料與農業節水研究所/農業部荒漠綠洲作物生理生態與耕作重點實驗室，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】加工番茄是新疆適宜種植番茄區農民的主要種植作物和收入來源[1]。氮是作物的生命元素，參與植物體內各種代謝過程，對加工番茄的生長發育及其產量品質影響深刻而復雜，氮素對加工番茄產量的貢獻最大，其次是磷素和鉀素[2]。前人對大量作物的氮素營養及氮肥施用量做了許多研究，研究表明土壤中的氮素對一般作物產量貢獻率可達48.6%～79.4%[3]，但氮肥的利用率低，一般在28%～41%[4]。通過改良肥料，控制養分釋放，使養分釋放符合作物養分吸收規律，是減少肥料損失提高肥料利用率的有效途徑[5]。因此，能夠控制養分流失、提高化肥利用率的新型控失肥料的研究與生產具有重大的現實意義。【前人研究進展】我國主要的農用氮肥主要是酰胺態氮肥尿素，它具有含氮量高、物理性狀較好和無副成分等優點，但它易吸濕結塊、易水解、釋放快以及易發生田間損失等缺點[6]。控失尿素它不同于添加脲酶劑或包裹包膜的緩/控釋型尿素，控失尿素是通過復合材料對尿素進行改性，將其中的養分固定在植物根際土壤(植物根際)中，形成分子網格吸附和固定營養元素，滿足植物整個生長發育過程中對養分的需求，具有減少農業面源污染、控制肥料流失等顯著特點[7,8]。據報道，施用控失尿素可以提高氮肥利用率，尤其棉花、小麥、玉米、水稻等大田作物具有明顯的增產效果[9-15]，而膜下滴灌控失尿素與普通尿素不同配比施用對加工番茄產量和氮肥利用率的影響鮮有報道。【本研究切入點】通過控失尿素與普通尿素混配比例小區試驗，研究不同基施控失尿素與普通尿素比例配施對加工番茄干物質積累、養分吸收、產量及氮肥利用率的影響。【擬解決的關鍵問題】在膜下滴灌條件下，研究控失尿素對加工番茄生長發育、產量、品質的影響，為新疆加工番茄控失尿素的合理施用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2016年在新疆昌吉市佳弘農場進行，地理坐標為E82°17′30″，N44°10′59″，年降雨量280 mm，年均無霜期170 d，年均≥10℃積溫3 300 ℃·d。加工番茄品種為屯河9號，采取膜下滴灌種植，滴灌帶布設方式為一管2行，實行寬窄行，窄行50 cm，寬行70 cm，株距30 cm，小區面積48 m2。5月3日移栽，灌溉方式為高壓滴灌，生育期灌溉10次，總灌水量260 m3/hm2。土壤為灰漠土。表1

表1 0～20 cm供試土壤的養分狀況
Table 1 The nutrient properties of soil in 0-20 cm depth

pH值OM(g/kg)NO3--N(mg/kg)P(mg/kg)K(mg/kg)Zn(mg/kg)807873214116206084

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗在相同磷鉀(P2O5150 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2)的基礎上，試驗設8個處理，即：(1)CK：不施氮肥；(2)常規尿素：施N 240 kg/hm2；(3)等氮量控失尿素：施N 240 kg/hm2；(4)控失尿素減量20%：施N 192 kg/hm2；(5)控失尿素減量30%：施N 168 kg/hm2；(6)控失尿素與常規尿素7∶3配比：施N 240 kg/hm2；(7)控失尿素與常規尿素5∶5配比：施N 240 kg/hm2；(8)控失尿素與常規尿素3∶7配比：施N 240 kg/hm2。

處理2的30%氮肥作基肥，70%用于追肥，分3次在加工番茄初花期(6月5日)、果實膨大期(6月27日)、盛果期(7月15日)隨水滴施；其它處理的控失尿素全部作為底肥基施，常規尿素分3次隨水滴施(同處理2)。磷肥用三料磷肥(P2O546%)、鉀肥用氯化鉀(K2O 60%)，磷、鉀肥全部基施。常規尿素、控失尿素由心連心化肥有限公司提供。

1.2.2 測定項目1.2.2.1 干物質和養分測定

在成熟期(8月11日)采取加工番茄樣品，將采集的植株按不同器官(莖、葉、果)分開，烘干、稱重、粉碎，分析植株不同部位N養分含量。

1.2.2.2 加工番茄產量測定

加工番茄成熟期各小區調查面積2.4×3=7.2 m2的加工番茄株數，并采收12株測定加工番茄單株果數、單果重，采用Excel和SPSS18.0進行統計分析。

養分積累量(kg/hm2)=株數(株/hm2)×單株干物質重(kg)×養分濃度(%)。

養分利用率(%)=(施肥區養分吸收量-缺肥區吸收量)×100 /施肥量。

農學效率(kg/kg)=(施肥區加工番茄產量-缺肥區加工番茄產量)/ 施肥量。

2 結果與分析

2.1 氮肥對加工番茄干物質累積與分配的影響

研究表明，加工番茄各部位干物質處理間差異顯著。常規尿素、控失尿素、控失與常規尿素7∶3配比、控失與常規尿素5∶5配比、控失與常規尿素3∶7配比處理的加工番茄葉干物質沒有顯著差異；常規尿素與80%控失尿素處理的葉干物質沒有顯著差異，但都顯著大于70%控失尿素、CK處理，而70%控失尿素與CK處理沒有顯著差異。加工番茄的莖干物質以控失與常規尿素7∶3配比處理最大，為2 862 kg/hm2，顯著大于其它處理，控失與常規尿素5∶5配比、控失與常規尿素3∶7配比處理沒有顯著差異，但都顯著高于控失尿素、常規尿素處理，而常規尿素、控失尿素處理沒有顯著差異；80%控失尿素、70%控失尿素處理的莖干物質都沒有顯著差異，但都顯著大于常規尿素、CK處理。控失與常規尿素7∶3配比處理的果干物質最大，為8 255 kg/hm2，顯著大于其它處理，但控失與常規尿素5∶5配比、控失尿素、常規尿素、控失與常規尿素3∶7配比處理間沒有顯著差異；常規尿素、80%控失尿素、70%控失尿素處理間沒有顯著差異，但都顯著大于CK處理。

加工番茄的總干物質以控失與常規尿素7∶3配比處理最大，為13 705 kg/hm2，顯著大于其它處理，而控失與常規尿素5∶5配比處理顯著大于常規尿素處理，但與控失尿素、控失與常規尿素3∶7配比處理沒有顯著差異，而控失尿素、控失與常規尿素3∶7配比、常規尿素處理間沒有顯著差異；常規尿素與80%控失尿素處理沒有顯著差異，但80%控失尿素處理顯著大于70%控失尿素處理，而常規尿素與70%控失尿素處理沒有顯著差異，但都顯著大于CK處理。表2

表2 加工番茄干物質累積與分配

注：同列數據不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

Notes: different lowercase lettters in the same column mean significant difference(P<0.05).The same as below

2.2 氮肥對加工番茄產量的影響

研究表明，各處理加工番茄的株數、單株果數都沒有顯著差異。控失與常規尿素7∶3配比、控失尿素、控失與常規尿素5∶5配比處理的單果重分別為58.31、57.62和56.37 g/個，顯著大于控失與常規尿素3∶7配比、常規尿素處理，但常規尿素和控失與常規尿素3∶7配比處理間沒有顯著差異；常規尿素、80%控失尿素、70%控失尿素處理的單果重都顯著大于CK處理，其中常規尿素、80%控失尿素處理沒有顯著差異，但80%控失尿素處理顯著大于70%控失尿素處理。

施用氮肥顯著增加了加工番茄產量，比CK增產15.78%～34.56%，與常規尿素相比，控失尿素、控失與常規尿素7∶3配比、控失與常規尿素5∶5配比處理都顯著增加了加工番茄產量，增產率5.38%～12.99%，其中控失與常規尿素7∶3配比增產效果最好，顯著好于控失尿素、控失與常規尿素5∶5配比、控失與常規尿素3∶7配比、常規尿素處理，而控失與常規尿素3∶7配比與常規尿素處理效果相當；80%控失尿素、70%控失尿素與常規尿素相比，產量有所降低，但都未達到顯著差異。表3

表3 加工番茄產量與構成因子
Table 3 Yield and composition factor of processing tomato

處理Treatment株數Plantdensity(株/hm2)單株果數Fruitnumber(個/株)單果重Theweightofthefruit(g/個)產量Yield(kg/hm2)比CK增產ThanCKToincreaseproduction(%)比常規尿素增產ThancommonureaToincreaseproduction(%)CK51852a3192a4447d73567e--常規尿素Urea50926a3325a5175bc87612cd1909-控失尿素Loss-controlurea51389a3192a5762a94450b283978080%控失尿素80%Loss-controlurea51389a3192a5341b87572cd1904-00570%控失尿素70%Loss-controlurea51389a3242a5113c85177d1578-278控失與常規尿素7∶3Loss-controlurea/Urea7∶351852a3275a5831a98994a34561299控失與常規尿素5∶5Loss-controlurea/Urea5∶550926a3217a5637a92322b2549538控失與常規尿素3∶7Loss-controlurea/Urea3∶751389a3267a5285bc88676c2054121

2.3 氮肥對加工番茄養分吸收與分配的影響

研究表明，加工番茄各部位N素吸收量處理間差異顯著。加工番茄的葉N素吸收量以控失與常規尿素7∶3配比處理最大，為56.56 kg/hm2，顯著大于除控失尿素處理之外的其它處理，控失尿素處理顯著大于常規尿素、控失與常規尿素3∶7配比處理，和控失與常規尿素5∶5配比處理沒有顯著差異，而控失與常規尿素3∶7配比與常規尿素處理間沒有顯著差異；常規尿素處理與80%控失尿素處理的葉干物質沒有顯著差異，但都顯著大于70%控失尿素、CK處理，而施氮處理都顯著大于CK處理。加工番茄的莖N素吸收量以控失與常規尿素7∶3配比處理最大，為44.80 kg/hm2，顯著大于常規尿素、控失與常規尿素3∶7配比處理，與控失尿素、控失與常規尿素5∶5配比處理沒有顯著差異，而常規尿素、控失與常規尿素3∶7配比處理間沒有顯著差異；常規尿素與80%控失尿素處理的莖N素吸收量沒有顯著差異，但與70%控失尿素處理差異顯著，而施氮處理都顯著大于CK處理。控失與常規尿素7∶3配比處理的果N素吸收量為167.49 kg/hm2，顯著大于控失尿素、控失與常規尿素3∶7配比、常規尿素處理，和控失與常規尿素5∶5配比處理沒有顯著差異，而控失與常規尿素5∶5配比、控失尿素、控失與常規尿素3∶7配比處理都顯著大于常規尿素處理；常規尿素處理與80%控失尿素處理的果N素吸收量沒有顯著差異，但80%控失尿素處理顯著大于70%控失尿素處理，而施氮處理都顯著大于CK處理。

控失與常規尿素7∶3配比、控失尿素、控失與常規尿素5∶5配比、控失與常規尿素3∶7配比處理的總N素吸收量都顯著大于常規尿素處理，其中控失與常規尿素7∶3配比處理最大，為268.84 kg/hm2，顯著大于其它處理，而控失尿素、控失與常規尿素5∶5配比處理沒有顯著差異，但都顯著大于控失與常規尿素3∶7配比處理；常規尿素處理與80%控失尿素處理的總N素吸收量沒有顯著差異，但都顯著大于70%控失尿素、CK處理，而70%控失尿素處理顯著大于CK處理。表4

2.4 加工番茄氮肥利用效率

研究表明，控失與常規尿素7∶3配比、控失尿素、控失與常規尿素5∶5配比、控失與常規尿素3∶7配比處理的農學效率介于62.95～105.95 kg/kg，都大于常規尿素處理的58.52 kg/kg，其中控失與常規尿素7∶3配比處理最大，其次是控失尿素處理，為87.01 kg/kg，而控失與常規尿素3∶7配比處理略大于常規尿素處理；80%控失尿素和70%控失尿素處理的農學效率都大于常規尿素處理。控失與常規尿素7∶3配比、控失尿素、控失與常規尿素5∶5配比處理都比常規尿素處理都提高了棉花的氮肥利用率，增加了8.15～12.28個百分點，其中控失與常規尿素7∶3配比處理的氮肥利用率最高，比常規尿素分別增加了12.28個百分點，控失與常規尿素3∶7配比處理的氮肥利用率比常規尿素處理增加了4.33個百分點，而80%控失尿素處理的氮肥利用率比常規尿素處理增加了11.94個百分點。表5

表4 加工番茄N素吸收與分配

表5 氮肥利用效率
Table 5 Fertilizer nitrogen use efficiency

處理Treatment農學效率Theefficiencyofagriculture(kg/kg)N利用率%Fertilizernitrogenuseefficiency比尿素增加百分點CommonureaToincreaseproduction常規尿素 Urea58524441-控失尿素 Loss-controlurea8701525681580%控失尿素 80%Loss-controlurea72945637119470%控失尿素 70%Loss-controlurea691156611220控失與常規尿素7∶3 Loss-controlurea/Urea7∶31059556691228控失與常規尿素5∶5 Loss-controlurea/Urea5∶578145346905控失與常規尿素3∶7 Loss-controlurea/Urea3∶762954874433

2.4 氮肥對加工番茄品質的影響

研究表明，各處理的加工番茄的固形物和pH值沒有顯著差異，而加工番茄的色差和總酸存在顯著差異。控失與常規尿素7∶3配比、控失尿素、控失與常規尿素5∶5配比、控失與常規尿素3∶7配比處理的色差顯著高于常規尿素處理，而四者間沒有顯著差異；80%控失尿素、70%控失尿素處理的色顯著大于常規尿素、CK處理，而常規尿素處理與CK處理沒有顯著差異。控失與常規尿素7∶3配比、控失尿素、控失與常規尿素5∶5配比、控失與常規尿素3∶7配比、常規尿素處理的總酸沒有顯著差異，但控失與常規尿素7∶3配比處理顯著大于CK處理；常規尿素、80%控失尿素、70%控失尿素、CK處理的總酸沒有顯著差異。表6

表6 加工番茄品質
Table 6 The quality of processing tomato

處理Treatment固形物(%)SolublesolidspHpHvalue色差Colordifference總酸(%)ThetotalofacidityCK447a449a246b023b常規尿素 Urea437a450a236b026ab控失尿素 Loss-controlurea457a456a267a026ab80%控失尿素 80%Loss-controlurea470a450a267a027ab70%控失尿素 70%Loss-controlurea457a446a275a027ab控失與常規尿素7∶3 Loss-controlurea/Urea7∶3463a450a269a028a控失與常規尿素5∶5 Loss-controlurea/Urea5∶5477a448a270a027ab控失與常規尿素3∶7 Loss-controlurea/Urea3∶7443a450a268a026ab

3 討 論

我國主要的農用氮肥是以酰胺態尿素為主，近年來包膜尿素、控失尿素、尿素添加脲酶抑制劑等控制養分釋放的改良品種被生產中應用，研究表明施用控失尿素可以提高氮肥利用率，尤其棉花、小麥、玉米、水稻等大田作物具有明顯的增產效果。研究表明[16]，化肥配施添加劑 NAM比傳統施肥能夠顯著提高棉花干物質量，增加單株鈴數，棉花氮肥利用率提高9.76%～10.52%，產量增加9.62%～10.2%。而報道[17]，控釋肥在各施肥水平上與普通復合肥相比，雖棉鈴數變化不顯著，但1 kg土施用 0.2、0.4 g 純氮時，包膜控釋肥比普通復合肥具有顯著的增產作用。研究控失尿素在夏玉米上的應用[8]，結果表明，控失尿素追施處理比習慣施肥處理增產68.03 kg/667 m2，增產率13.7%；控失尿素種肥同播處理比習慣施肥處理增產48.98 kg/667 m2，增產率9.9%；控失尿素減量20%不會造成玉米產量下降；施用控失尿素可顯著提高氮肥利用率10%以上。周麗平等[5]研究表明，控失尿素比常規尿素夏玉米氮肥利用率提高17.5%，產量提高13.5%，氨揮發累計減少17.3%～22.6%。

試驗研究表明，與常規尿素相比，控失與常規尿素7∶3配比處理能顯著增加加工番茄干物質量，且顯著增加了加工番茄產量，增產率5.38%～12.99%。與常規尿素相比，控失與常規尿素7∶3配比能顯著增加加工番茄N素吸收量，提高氮肥利用率8.14～12.27個百分點，這與前人在不同作物上研究結果是一致的，控失尿素與常規尿素配施能夠增加加工番茄產量，并且提高氮肥利用率。而研究表明[18]，與常規尿素相比，控失尿素常量與常規尿素配施均可顯著增加水稻產量，且控失尿素與常規尿素以1∶3質量比配施用效果最好。楊雯玉等[12]研究表明，控釋尿素與普通尿素配施與普通尿素單施相比，無論是相同施氮量還是減少30%的施氮量，冬小麥子粒產量都極顯著增加，而且子粒蛋白質含量明顯提高或不降低；同時提高了氮肥利用率，降低了土壤中硝態氮的積累量。有研究表明[19]控釋氮肥使棉花葉片保持了較高的凈光合速率，單株結鈴數增加了0.77個百分點，而試驗80%控失尿素處理較常規尿素處理單果重增加1.66 g，單株結果數減少了1.33 g。

試驗研究表明，與常規尿素相比，80%控失尿素處理加工番茄干物質量和產量差異不顯著，但是氮肥利用率提高11.95個百分點；雖然70%控失尿素氮肥利用率提高12.2個百分點，但是對加工番茄產量影響較大，因此，滴灌加工番茄控失尿素較常規減施20%是可行的。

4 結 論

4.1 與常規尿素相比，控失與常規尿素7∶3配比、控失與常規尿素5∶5配比處理能顯著增加加工番茄干物質量，而控失尿素、控失與常規尿素7∶3配比、控失與常規尿素5∶5配比處理都顯著增加了加工番茄產量，增產率5.38%～12.99%，其中控失與常規尿素7∶3配比增產效果最好。

4.2 與常規尿素相比，控失與常規尿素7∶3配比、控失尿素、控失與常規尿素5∶5配比都能顯著增加加工番茄N素吸收量，提高農學效率和氮肥利用率，氮肥利用率增加了8.14～12.27個百分點，其中控失與常規尿素7∶3配比處理效果最好。

4.3 控失尿素減量20%處理與常規尿素處理的加工番茄N素吸收量大體相同，但提高了氮肥利用率11.95個百分點。

4.4 與常規尿素相比，施用控失尿素和控失與常規尿素不同配比處理顯著提高了加工番茄的色差，但加工番茄的固形物、pH值和總酸都沒有顯著差異。

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