鉀肥品種對加工番茄生長發育及產量品質的影響

哈麗哈什·依巴提，王金鑫，李青軍，張 炎*

（1.新疆農業科學院土壤肥料與農業節水研究所，新疆 烏魯木齊 830091；2.農業農村部荒漠綠洲作物生理生態與耕作重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830091）

新疆獨特的氣候條件非常適宜加工番茄的生長。新疆是我國加工番茄種植面積、加工規模和出口量最大的生產基地之一，加工番茄產業已成為當地經濟增長的支柱產業［1］。經過多年的發展，2018 年新疆加工番茄種植面積59.03×104hm2，產量664.45×104t，加工番茄產量、出口量已占全國90%以上［2］。加工番茄是需鉀量較大的作物，1 t番茄產品需吸收5.0 kg K2O，其莖和果實內鉀的含量超過了氮和磷的含量［3-4］，但是由于新疆土壤富含鉀素的觀念導致多年來在加工番茄生產中，農民不施或很少施用鉀肥，而農作物從土壤中帶走了大量的鉀，這使土壤鉀有了較大的消耗，農田土壤速效鉀也有較大幅度的下降［5］。因此，缺鉀已成為制約加工番茄高產優質高效的重要因素之一［6-7］。鉀素對加工番茄生長發育、產量形成以及抗逆穩產發揮著重要作用。研究表明，加工番茄一生中需鉀量最高，氮次之，磷的需求量遠少于氮和鉀［8-10］。因此合理施用鉀肥可顯著提高加工番茄產量，改善品質，增強抗病能力［11］。

國內關于加工番茄的合理施肥技術研究較多，齊紅巖等［12］研究了不同氮、鉀施用水平對番茄營養吸收和土壤養分變化的影響；張繼峯［13］、湯明堯等［9］對加工番茄氮、磷、鉀肥料效應及其吸收分配規律進行了研究。以往的研究多集中在鉀肥施用的時期、用量或氮磷鉀配施對加工番茄產量、品質、性狀的影響，但對滴灌條件下加工番茄的鉀肥品種優化管理技術的研究較少。本研究是在膜下滴灌生產栽培條件下，通過田間小區試驗探討不同鉀肥品種對2 個加工番茄品種產量、品質的影響，為新疆加工番茄生產中鉀肥合理施用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗2013 年安排在新疆昌吉兵團灌溉中心試驗站，加工番茄供試品種為HYH-01 和屯河8號，一膜2 行種植，株距28 cm，行距60 cm，小區面積32 m2。加工番茄育苗1 個月后于5 月7 日移栽，7～10 d 灌溉一次，全生育期灌溉10 次，總計4500 m3/hm2。HYH-01 試驗地前茬作物為加工番茄，屯河8 號試驗地前茬作物為棉花，作物秸稈均打碎后還田。播前土壤基礎性狀如表1所示。

表1 0～20 cm 供試土壤基本農化狀況

1.2 試驗設計

試驗設K-0、K-KCl、K-K2SO4、K-KNO3，共4 個處理，每個處理重復3 次。各處理氮肥全部作為追肥，在加工番茄生育期間分4 次隨水滴施，磷肥、有機肥及微肥全部基施，鉀肥50%開花期滴灌追施和50%結果期滴灌追施。氮肥用尿素（N 46%）、磷肥用三料磷肥（P2O546%）、K-KCl 處理用氯化鉀（K2O 60%），K-K2SO4處理用硫酸鉀（K2O 52%），K-KNO3處理用硝酸鉀（K2O 46.53%，N 13.86%），有機肥（OM ≥45%，N+P+K ≥5%）施用量為1500 kg/hm2。微肥為ZnSO4、MnSO4、FeSO4。各處理施肥量見表2。

表2 各處理施肥量 （kg/hm2）

1.3 測定方法

干物質測定：在苗期（5 月10 日）、初花期（6 月11 日）、初果期（6 月27 日）、盛果期（7 月23 日）、成熟期（8 月21 日）采取加工番茄樣品，將采集的植株按不同器官（莖、葉、蕾+花＋果）分開，烘干、稱重，統計各器官干物質。

加工番茄品質的測定：Vc 含量，2，6-二氯靛酚滴定法；β-胡蘿卜素，高效液相色譜法；總酸，pH 電位法；番茄紅素，分光光度法；色差值：色差儀；可溶性固形物，折光計法。

加工番茄產量測定：加工番茄成熟期，在每個小區內劃定測產區，收獲成熟果實、稱重，計算產量。

1.4 數據處理

采用Excel 2003 和SPSS 11.5 統計分析軟件對數據進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 鉀肥品種對加工番茄成熟期干物質累積與分配的影響

干物質積累是產量形成的基礎，由表3 可以看出，成熟期兩個品種加工番茄生殖器官所占比重分別達到65.67%～76.78%、55.46%～69.10%。HYH-01的K-KCl 處理分配到莖、葉的干物質都是最多，分別為39.94、53.64 g/株，與K-KNO3處理無顯著差異，但與其他處理均差異顯著；K-K2SO4處理分配到果中干物質最多，其次是K-KCl 處理和K-KNO3處理，K-0 處理最 少，K-KNO3、K-KCl 處理無顯著差異；總干物質以K-K2SO4處理最多，但K-KNO3與K-KCl 間無顯著差異，而K-0 處理最少。屯河8 號K-K2SO4處理分配到莖、葉的干物質最多，分別為55.25、73.21 g/株，K-KNO3處理分配到果中干物質最多，K-K2SO4、K-KNO3、K-KCl 處理之間無顯著差異；K-0 處理莖、葉、果干物質最低，與其他處理差異顯著；施鉀處理間總干物質無顯著差異，但顯著高于K-0 處理，其中以K-K2SO4處理最大。

表3 成熟期加工番茄干物質及分配 （g/株）

2.2 鉀肥品種對加工番茄生長發育的影響

對各處理加工番茄干物質積累進行動態分析，發現各處理加工番茄的總干物質積累動態都呈“S”型增長，即隨著生育期的進展而逐漸增強，苗期（0～40 d 左右）積累緩慢，到盛果期（HYH-01 130 d 左右，屯河8 號105 d 左右）時達到頂峰。干物質積累隨時間的變化用Logistic 生長函數擬合，均達到極顯著水平，其生長函數方程見表4。加工番茄HYH-01、屯河8 號干物質積累速率最大的時刻t0，各施肥處理分別比K-0 處理推后了-2～10 d 和4～13 d。其中，均以K-K2SO4處理的t0 時刻出現最晚，為出苗后的116 和97 d，而且干物質積累的旺盛時期Δt 也最長，分別比K-0、K-KCl、K-KNO3處理延長了4、7、6 和8、3、2 d，表明硫酸鉀肥料有利于推遲加工番茄干物質積累速率最大的時刻，延長干物質積累的旺盛時期。K-K2SO4處理的HYH-01（269.80 g）和屯河8 號（288.41 g）每株干物質最大積累量顯著高于K-0的205.97 和197.27 g，與成熟期干物質數據比較，K-K2SO4處理比K-KCl 顯著增加的主要是莖葉干物質，而果實干物質無顯著差異（表3）。

表4 加工番茄干物質積累的Logistic 模型及其特征值

鉀肥的施用增加了不同品種加工番茄在Δt 時期內的干物質積累量，HYH-01 各處理干物質積累主要集中在出苗后的84～140 d 內（盛果期到成熟期），而屯河8 號干物質積累主要集中在出苗后的71～114 d（初果期到盛果期）；施用不同鉀肥雖然對每株干物質最大積累量影響不大，但施鉀可以使加工番茄干物質快速積累時間（Δt）變長，施用鉀肥各處理的干物質快速增長期（Δt）都在32～48 d 之間，而K-0 處理的干物質快速增長期都在27～44 d 之間。綜上所述，鉀肥可以延長加工番茄干物質積累的時期并增加干物質積累量。

2.3 鉀肥品種對加工番茄產量及構成因子的影響

從表5 可以看出，不同鉀肥品種對HYH-01 和屯河8 號的單株果數沒有顯著影響，但HYH-01不施鉀肥單株果數比K-K2SO4處理顯著降低。單果重均以K-KNO3處理最高，分別為66.00、63.37 g/個，K-KNO3處理與K-0 處理達到 了差異顯著，與K-K2SO4、K-KC1 處理差異不顯著。產量均以K-KCl 處理最高，與K-0 處理均達到了顯著差異，與K-K2SO4、K-KNO3處理差異不顯著。K-KCl、K-K2SO4和K-KNO3處理的2 個品種加工番茄產量比K-0 處理增產22.21%～33.10%和11.72%～23.71%。

表5 不同鉀肥品種對加工番茄產量的影響

2.4 鉀肥品種對加工番茄品質的影響

從表6 可以看出，鉀肥品種對HYH-01 色差、總酸含量和β-胡蘿卜素含量無顯著影響，但對Vc 含量有顯著影響，K-K2SO4處理的Vc 含量最多，與K-0、K-KCl、K-KNO3處理差異顯著；可溶性固形物以K-K2SO4處理最高，K-0 處理最小，兩者相差0.45 個百分點，說明施用K-K2SO4能夠提高HYH-01的可溶性固形物；K-KCl 處理和K-K2SO4處理的β-胡蘿卜素含量最多，其次為K-KNO3處理，K-0 處理最低，K-KCl 處理色差值和總酸含量最大，而K-KNO3處理最小。

表6 不同處理對加工番茄品質的影響

鉀肥品種對屯河8 號加工番茄的Vc 含量、β-胡蘿卜素、可溶性固形物、色差、總酸、番茄紅素無顯著影響，K-KCl 處理的Vc 含量、β-胡蘿卜素、可溶性固形物、總酸、番茄紅素最多，分別為30.63 mg/100 g、0.29 mg/100 g、6.28%、4.93 g/kg、13.70 mg/100 g，而不施鉀肥時加工番茄的可溶性固形物和番茄紅素含量最低，這說明KCl 肥料能夠提高屯河8 號的品質。

2.5 肥料效益分析

由表7 可以看出，鉀肥的農學效率用每千克純養分增產的加工番茄表示，每千克 K2O 促進HYH-01 增產約為167.10～249.05 kg，促進屯河8 號增產72.98～147.70 kg，其中K-KCl 處理農學效率最高。

表7 不同處理下加工番茄肥料效益分析

按照當年當地的加工番茄和鉀肥價格計算，HYH-01 每投入1 元的K2O，K-KCl 處理可增收3.21元，而K-K2SO4和K-KNO3處理分別增收2.64 和2.16 元；屯河8 號每投入1 元的K2O，K-KCl 處理可增收1.90 元，而K-K2SO4和K-KNO3處理分別增收0.94 和1.36 元?？鄢柿铣杀荆琄-KCl 處理收益最好，分別為52114、39085 元/hm2，而K-0 處理收益最低，分別為39243 和31931 元/hm2。以上表明，KCl的肥料效益最好。

3 討論

作物產量由干物質的積累分配與轉移特性所決定，優化干物質累積過程是提高作物干物質量的基礎［14-15］。趙姣等［16］研究表明作物干物質的累積與最大干物質累積速率呈正相關，速率越大，干物質累積量越高，產量越高。宋明丹等［17］研究表明，干物質快速累積持續期越長，干物質累積量越大。韋海忠等［18］研究表明番茄高產需吸收大量的鉀，施用鉀肥可滿足番茄對鉀的需求，植株吸鉀量成倍增加，促進了番茄植株生長和果實的形成，有明顯的增產效應。但不同鉀肥品種由于陪伴陰離子不同，施用效果必然存在差別。本試驗結果表明，施鉀肥可以延長2 個加工番茄品種干物質積累的時期并增加干物質積累量。不同鉀肥品種中，硫酸鉀肥推遲加工番茄干物質積累速率最大的時刻，延長干物質積累的旺盛時期和干物質在果實中的分配效果最明顯。

鉀素是加工番茄生產的關鍵限制因子之一，適當的鉀肥品種運籌是保證鉀素供應充足、提高鉀素農學效率和促進作物產量形成的關鍵因素［19］。秦魚生等［20］對馬鈴薯開展了不同鉀肥品種試驗，結果表明當氯化鉀的施用量為225 kg/hm2時，增產的效果最明顯，增產的幅度達到29.0%；當施鉀量相同時，氯化鉀增產的效果高于硫酸鉀，鉀肥施用可以明顯提高作物產量。胡偉等［6］研究表明在施用相同氮磷肥基礎上，施用不同鉀肥品種均增加了加工番茄產量，顯著增加了收益。本試驗中，與不施鉀處理相比，施鉀肥使加工番茄增產增收。各施鉀肥處理中KCl 處理產量最高，但除了屯河8 號氯化鉀增產的效果顯著高于硫酸鉀外，其他施鉀肥處理間無顯著差異。該結果與李彥等［3］的研究結果在增產率方面存在一些差異，但均表明了氯化鉀增產的效果高于硫酸鉀。

4 結論

施用鉀肥可以延長加工番茄干物質積累的時期并增加干物質積累量，不同鉀肥品種中硫酸鉀肥料有利于推遲加工番茄干物質積累速率最大的時刻。

施用鉀肥顯著增加加工番茄產量和收益，不同加工番茄品種增產11.72%～33.10%，每投入1元的K2O 增收0.94～3.21 元。其中KCl 增產增效最好。