地力差減法在南疆溫室大棚番茄推薦施肥中的應用研究

常心怡 吉光鵬 牛蛉磊 張棟海 吳玉蓉 宋偉

摘? ? 要：為提高大棚番茄產量提供科學施肥依據，以番茄歐斯特6號為試驗材料，采用地力差減法，研究平衡施肥處理對大棚番茄產量、養分吸收量及肥料利用率的影響。結果表明，平衡施肥能夠顯著提高各器官干物質積累量以及葉面積指數，平衡施肥區番茄采果期產量高達66 176.94 kg·hm-2。T4處理百千克經濟產量對N、P2O5、K2O養分需求量分別為2.32、0.32、3.21 kg ，其中氮肥和鉀肥的百千克經濟產量養分吸收量可以作為本地推薦施肥的依據。采果期大棚番茄的氮肥、磷肥和鉀肥的利用率分別為58.75%、26.97%和42.59%，在3穗至5穗膨果期對氮肥、磷肥和鉀肥需求量最大，是施肥的關鍵期，分別占整個生育期的44.7%、55.4%、51.6%，大棚番茄全生育期推薦N、P2O5、K2O施肥量分別為489.72、349.94、480.07 kg·hm-2。

關鍵詞：平衡施肥；大棚番茄；產量；肥料利用率；地力差減法

中圖分類號：S626.5 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2023）09-060-06

Study on the application of differential ground strength reduction method in the recommended fertilization of tomatoes in greenhouse in Southern Xinjiang

CHANG Xinyi， JI Guangpeng， NIU Linglei， ZHANG Donghai， WU Yurong， SONG Wei

（Institute of Agriculture Science and Technology， Division No. 3 of Xinjiang Production and Construction Group， Tumushuke 843900， Xinjiang， China）

Abstract： To provide a theoretical basis for the scientific recommendation of fertilization for the high yield of greenhouse tomato， a subtraction method of soil fertility difference greenhouse field experiment was conducted to discover the effects of fertilization on the yield， nutrient absorption and fertilizer utilization of greenhouse tomato. Greenhouse tomato Oster No. 6 was used as the test material， four treatments of no N， no phosphorus， no potassium and balanced fertilization were set up using the ground power differential reduction method to investigate the effects of balanced fertilization on the yield， nutrient uptake and fertilizer utilization of greenhouse tomato. The results showed that balanced fertilization significantly increased the dry matter accumulation of all organs and leaf area index， and the yield of greenhouse tomato at the fruiting stage was 66 176.94 kg·hm-2. 100 kg of nutrient requirement for economic yield of T4 treatment was 2.32 kg N， 0.32 kg P2O5， 3.21 kg K2O. The nutrient uptake of N and K fertilizers for 100 kg of economic yield can be used as a basis for local recommended fertilizer application. The utilization rates of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizers for greenhouse tomato during the harvest period were 58.75%， 26.97% and 42.59%， respectively， and the distribution ratios of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizers among the four reproductive periods of greenhouse tomato showed that the demand was greatest from three to five fruit ears， which was the critical period for fertilization， accounting for 44.7%， 55.4% and 51.6% of the entire reproductive period， respectively. The recommended fertilizer rates for greenhouse tomato were 489.72 kg·hm-2 N， 349.94 kg·hm-2 P2O5 and 480.07 kg·hm-2 K2O for the whole production period.

Key words： Balanced fertilizer application; Greenhouse tomato; Yield; Fertilizer utilization; Ground power differential reduction method

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）是世界上種植面積第二大蔬菜，也是我國種植的主要蔬菜種類之一[1]。隨著人們對農產品需求的不斷增長，種植規模迅速擴大，據統計，2018年全國設施番茄的種植面積達2 041.5萬hm2，占全國番茄總種植面積的57.2%[2]。而在設施番茄生產過程中，農戶為了達到增產的目的，盲目施用化肥及過量施肥的現象極其嚴重，造成土壤環境惡化，不僅增加了種植成本，而且降低了肥料利用效率與番茄產量[3-5]。因此，減少肥料施用，提高土壤養分利用效率，降低農業生產的環境污染風險，是番茄種植提質增效、實現設施番茄產業可持續發展必須解決的重要問題。

地力差減法是根據目標產量和土壤生產的產量差值與肥料生產的產量相等的關系來計算肥料的需要量，進行配方施肥的方法[6]。梁濤[7]采用地力差減法計算出在重慶4個區的推薦施氮量為136～165 kg·hm-2。周尚智等[8]研究了地力差減法施肥公式中各子項的數量關系，建立了目標產量與相應氮、磷、鉀肥的對應關系，依地力水平，在產前提出合理的施肥計劃。肥料利用率是作物能吸收肥料養分的比率，是研究的熱點內容之一。王榮萍等[9]對華南地區瓜類、葉菜類等主要蔬菜的研究表明，氮肥利用率僅為18%～19%，農學利用效率為11 kg·kg-1。盧家柱等[10]認為適當減少氮肥的施用，能夠有效提高茄子的品質和產量，同時提高肥料的利用效率。梁靜等[11]研究發現，優化施肥處理與傳統施肥相比，設施番茄氮肥利用效率提高了8.3%。李晨等[12]對滴灌條件下春溫室番茄的研究表明，每667 m2施K2O 13.50～18.52 kg能夠促進番茄產量的提高和品質的改善。王丹丹等[13]研究表明，施用氮（N）204 kg·hm-2、磷（P2O5）93.8 kg·hm-2、鉀（K2O）538.5 kg·hm-2時番茄可獲得高產，但不利于土壤健康管理；施用N 0 kg·hm-2、P2O5 187.5 kg·hm-2、K2O 538.5 kg·hm-2時番茄可獲得較好的品質。山楠等[14]研究了養分專家系統推薦施肥在番茄上的應用，確定了番茄試驗地N、P2O5和K2O施用量分別為390、166和410 kg·hm-2。目前，我國對設施栽培茄果類蔬菜肥料用量的確定大多以當地施肥量為依據，采取因地制宜的方法，增加或減少一定的比例。因此筆者以南疆設施番茄增產、優質、高效為目標，采用地力差減法設計平衡氮、磷、鉀肥配比試驗，研究施肥對番茄各生長器官干物質積累、產量的影響，分析肥料配比和大棚番茄氮、磷、鉀肥吸收與產量的關系，探索其在各個生育時期的氮、磷、鉀肥利用率，尋求提高氮、磷、鉀肥利用效率的高效施肥技術配方，充分發揮肥料的最大利用效率，為南疆設施番茄肥料的高效利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于 2021年7月至2022年1月在新疆生產建設兵團第三師五十一團大棚基地進行，供試點土壤的理化性質為堿解氮含量（w，后同）74 mg·kg-1，有效磷含量4.94 mg·kg-1，速效鉀含量152 mg·kg-1，有機質含量9.5 g·kg-1，pH 7.95，全鹽含量2.3‰。采用育苗移栽的方式進行種植，7月28日移栽，生育期灌溉9次，總灌水量4200 m3·hm-2。

1.2 材料

供試番茄品種為歐斯特6號，該品種屬無限生長型粉果雜交種，具有抗死棵、耐寒性強、坐果能力強的特性，由壽光恒蔬無疆農業發展集團有限公司生產。供試肥料為尿素（N含量46%）由阿克蘇華錦化肥有限公司生產；一銨（P2O5含量60%）由新疆老村長肥業有限責任公司生產；硫酸鉀（K2O含量50%）由新疆農佳樂農業科技發展有限公司生產。

1.3 方法

根據番茄的需肥規律特征，試驗采用隨機區組設計，共設置 4 個處理，3 次重復，試驗處理分別為處理1無氮（T1），處理2無磷（T2），處理3無鉀（T3），處理4平衡施肥（T4），其中，有3個處理（TI、T2和 T3）為對照處理，用于計算番茄施肥后的肥料利用率、養分年際分配比率以及推薦施肥量指標。各處理肥料用量見表1。小區長8 m，每小區3壟，各小區面積26.4 m2。每條壟種植2行，壟上行距0.45 m，兩壟間行距0.6 m，株距0.5 m，每667 m2栽植2500株。按照當地常規進行田間管理。

1.4 指標測定

1.4.1 產量測定 提前在各小區區域內劃定測產區，在采收期選取3 m×3 m=9 m2內的面積測定株數、單株果數和單果質量等產量構成因素，計算各小區產量。

1.4.2 干物質和養分含量測定 定植后分別在番茄1穗果膨大期（8月27日）、3穗果膨大期（9月18日）、5穗果膨大期（10月13日）和采果期（11月2日）選取生長良好且長勢較為一致的 5 株番茄進行一次破壞性取樣，各處理3次重復，總計4次，將番茄不同器官（莖、葉、果）樣品在105 ℃下殺青 30 min，然后75 ℃條件下烘干至恒質量，記錄干物質質量。將烘干的植株樣品粉碎，分析植株不同部位養分含量。

氮（磷、鉀）養分吸收量/kg=∑[各器官氮（磷、鉀）濃度×對應部位的干質量]；? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

百千克經濟產量氮（磷、鉀）養分吸收總量/kg= [氮（磷、鉀）養分吸收總量（kg·hm-2）/果實產量（kg·hm-2）]×100 kg。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

1.4.3 肥料利用率計算指標 氮（磷、鉀）肥料利用率/%=[常規區作物吸氮（磷、鉀）總量-無氮（磷、鉀）區作物吸氮（磷、鉀）總量]/所施肥料中氮（磷、鉀）素的總量×100。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

1.4.4 地力差減法計算推薦施肥量 采用地力差減法計算大棚番茄施肥總量，以采收期的產量再提高10%作為目標產量[15-16]；根據番茄各時期需肥特征進行分配番茄生育期具體的施肥量[6]。具體計算公式如下：

適宜施用養分量=（目標產量×全肥處理單位經濟產量作物吸收養分量-缺素處理產量×缺素處理單位經濟產量作物吸收養分量）/當季養分利用率。

（4）

1.3 數據分析

采用SPSS 19.0進行單因素ANOVA方差分析及多重比較（Duncan），利用Excel 2010進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對大棚番茄干物質積累的影響

從表2可以看出，與T1、T2、T3處理相比，平衡施肥均可不同程度地提高番茄地上部果實、莖、葉以及總干物質積累量，增幅分別達到了8.50%～180.84%、0.67%～35.64%、6.94%～32.61%以及5.72%～45.39%。其中，大棚番茄1穗果膨大期T4與T1、T2、T3處理相比，果實干物質質量分別顯著增加了85.06%、180.84%、98.09%；3穗果膨大期T4與T1、T2、T3處理相比，莖干物質質量與總干物質積累量呈顯著差異，分別增加了13.66%和21.41%、23.13%和33.62%、20.18%和14.20%；5穗果膨大期T4與T1、T2、T3處理相比，除莖干物質積累量未全呈顯著差異外，其余干物質積累量均呈顯著差異；采果期T4與T1、T2、T3處理相比，果實干物質質量和總干物質積累量均呈顯著差異，分別增加39.78%和26.54%、35.58%和21.44%、21.45%和14.43%。隨著生育進程的不斷推進，各處理間總干物質積累量總體呈上升趨勢，其中3穗果膨大期和5穗果膨大期增長速度較快，其中T4處理分別增長了115.95%和120.24%，在采果期總干物質積累量速率趨于平緩。不同施肥處理下總干物質累積量以T4處理最高，在采果期達6 569.33 kg·hm-2，在3穗果膨大期、5穗果膨大期和采果期顯著高于其他3個處理。T1處理在5穗果膨大期和采果期均低于其他處理，說明缺失氮肥對番茄干物質積累量的影響最大。

2.2 不同施肥處理對大棚番茄葉面積指數和產量的影響

從表3可以看出，在整個生育過程中，大棚番茄葉面積指數總體呈上升趨勢，除3穗果膨大期外，T4處理葉面積指數均顯著大于其他3個處理。在3穗果膨大期至5穗果膨大期期間增長最為迅速，T1、T2、T3和T4處理增長率分別為102.78%、79.49%、86.05%和108.51%，其中，T4處理增長率最高。

從表3可以看出，番茄果實產量在生育過程中呈上升趨勢，1穗果膨大期至3穗果膨大期增長最為迅速，隨后增長速率逐漸下降，T4與T1、T2、T3處理相比均呈顯著差異。各施肥處理產量在1穗果膨大期為T4＞T1＞T3＞T2，T4處理下番茄果實產量最高，是T1處理的1.85倍，T2處理的2.81倍，T3處理的1.98倍；各施肥處理產量在3穗果膨大期為 T4＞T3＞T1＞T2，T4處理下番茄產量最高，為15 536.26 kg·hm-2，較T2處理顯著增加了82.10%；在5穗果膨大期和采果期各施肥處理產量比較與1穗果膨大期一致，T4處理下番茄產量最高，在采果期達到66 176.94 kg·hm-2。

2.3 施肥處理對大棚番茄百千克經濟產量氮磷鉀養分吸收量的影響

從表4可看出，大棚番茄在不同的施肥條件下，百千克經濟產量所需養分吸收量是不同的。隨著生育進程的推進，每產生百千克經濟產量需要的氮磷鉀養分吸收量在1穗果至3穗果和5穗果至采果期逐漸減少；3穗果至5穗果T2和T3處理的氮養分吸收量、T3處理的磷養分吸收量和T1、T3、T4處理的鉀養分吸收量呈增加趨勢，T1處理的磷養分吸收量無變化，其余處理的氮磷鉀養分吸收量呈減少趨勢。生長至采果期時，僅T1處理的氮與其他處理呈顯著差異。各處理的百千克經濟產量需氮量為2.12～9.94 kg，需磷量為0.31～1.29 kg，需鉀量為3.13～12.01 kg，其中采果期T1處理條件下需氮、磷、鉀量最少。從全生育期養分吸收量來看，磷肥的吸收量與氮肥和鉀肥完全不成比例，需要的磷肥量相對較少；生育進程推進到采果期時，T4百千克經濟產量養分（N、P2O5、K2O）吸收量分別為2.32、0.32、3.21 kg。

2.4 平衡施肥處理下大棚番茄的肥料利用率、養分分配比率及推薦施肥量

由表5可知，不同生育時期大棚番茄的氮、磷、鉀肥利用率不同，1穗果膨果期肥料利用率較低，均未達到10%，隨著生育進程的推進，氮、磷、鉀肥利用率逐漸升高，至采果期氮肥利用率達到58.75%，磷肥利用率26.97%，鉀肥利用率42.59%，除1穗至3穗膨果期與3穗至5穗膨果期氮肥利用率和3穗至5穗膨果期與5穗膨果至采果期相比差異不顯著外，其他時期均呈顯著性差異。從變幅來看，氮肥利用率變化最大，由于磷肥利用率本身較低，所以磷肥利用率變化范圍最小，1穗果至3穗果的氮、磷、鉀肥利用率變化最大，到5穗果后磷肥、鉀肥利用率基本保持不變，但氮肥利用率仍在升高。利用百千克經濟產量養分需求量、產量及肥料利用率算得氮、磷、鉀肥分配比率見表5，氮、磷、鉀肥在4個生育時期中3穗至5穗膨果期需求量均最大，顯著高于其他時期，分別占到整個生育期的44.7%、55.4%、51.6%，其中氮肥在播種至1穗膨果期需求較多，占29.90%，1穗至3穗膨果期較少，占18.30%，5穗至采果期最少，占7.09%；磷肥在1穗至3穗膨果期需求最多，占55.40%，播種至1穗膨果期較少，占21.60%；鉀肥在1穗至3穗膨果期需求較多，占26.70%，播種至1穗膨果期較少，占21.70%。由地力差減法計算出氮、磷、鉀肥的施肥總量，以T4處理產量作為當季產量，以當季產量增產10%作為目標產量，N、P2O5和K2O全生育期的推薦施肥量分別為489.72、349.94、480.07 kg·hm-2，3穗至5穗膨果期顯著高于其他時期，是施肥的關鍵期。

3 討論與結論

干物質含量是衡量植物養分豐缺和有機物質積累的重要指標之一，是光合作用的產物，也是影響植物產量的重要因素。干物質積累與光照、土壤養分、營養競爭等因素有關[15]。筆者的研究表明，平衡施肥與不施氮、不施磷、不施鉀處理相比，能夠提高大棚番茄營養器官中（果、莖、葉） 干物質的積累量，與盧家柱等[13]在茄子上的研究結果相似。這說明氮、磷、鉀三要素在番茄全生育期具有關鍵性作用，在番茄生長發育過程中缺素會造成番茄干物質積累量減少，影響番茄生長。葉面積指數作為番茄生長發育的重要指標，可以用來反映番茄的光合同化能力，與產量密切相關。筆者的研究表明，全生育期平衡施肥處理葉面積指數和產量均高于其他3個處理，平衡施肥能夠促進大棚番茄的生長發育，提高產量，尤其5穗果膨大期是消耗營養最多的時期，一定要重視氮磷鉀的補施，確保番茄正常發育，氮、磷、鉀肥料缺失任何一種都會造成大棚番茄嚴重減產。所以，要在番茄營養生長與生殖生長并進的關鍵時期做好氮、磷、鉀配比施肥，同時重視氮、磷、鉀的補施，確保番茄正常生長發育。

蔬菜的生長發育受施肥方法、管理措施、土壤狀況和生長環境等多種因素影響。其中，肥料的養分投入比例是重要的影響因素之一。科學施用化肥的目的是最大限度發揮化肥的正面作用，減少化肥土壤次生鹽漬化和土壤有機質含量下降等負面影響[17]。筆者的研究結果表明，隨著生育進程的推進，每產生百千克經濟產量需要的氮磷鉀養分吸收量在1穗果至3穗果和5穗果至采果期逐漸減少，百千克經濟產量養分需求量關系是全鉀＞全氮＞全磷，需磷量相對較少，這與王金鳳等[18]的研究結果相似，可能是由地上部磷素累積量較小而導致的。肥料利用率是指導施肥和評價施肥效果的重要指標之一，肥料利用率越高，技術經濟效果就越好，其經濟效益也就越高[19]。筆者的試驗結果表明，平衡施肥能夠顯著提高氮肥、磷肥和鉀肥利用率，不同生育時期大棚番茄的氮、磷、鉀肥利用率不同，從變幅來看，氮肥利用率變化最大，由于磷肥利用率本身較低，所以磷肥利用率變化范圍最小，1穗果至3穗果的氮、磷、鉀肥利用率變化最大，到5穗果后磷肥、鉀肥利用率基本保持不變，但氮肥利用率仍在升高，平衡施肥采果期番茄的氮肥、磷肥和鉀肥的利用率分別為58.75%、26.97%和42.59%，從肥料分配比率來看，氮、磷、鉀肥在4個生育時期中3穗至5穗膨果期需求量均最大，是施肥的關鍵期，分別占到整個生育期的44.7%、55.4%、51.6%。總體來看，肥料利用率變化呈現為氮肥>鉀肥>磷肥，這與史桂芳等[20]研究結果一致。平衡施肥處理合理分配了番茄營養生長階段與生殖生長階段的養分供給，最終提高了番茄產量和肥料利用率。

綜上所述，在番茄全生育期中缺素會影響番茄生長發育，而平衡施肥后，能夠提高番茄干物質積累量和葉面積指數，顯著提高番茄產量及氮、磷、鉀肥利用率，采果期T4處理百千克經濟產量養分N、P2O5、K2O需求量分別為2.32、0.32、3.21 kg，其中氮肥和鉀肥的百千克經濟產量養分吸收量可以作為本地推薦施肥的依據。平衡施肥處理采果期番茄的氮肥、磷肥和鉀肥的利用率分別為58.75%、26.97%和42.59%。大棚番茄3穗至5穗膨果期氮、磷、鉀肥分配比率分別占到整個生育期的44.7%、55.4%、51.6%，是施肥的關鍵期。大棚番茄的氮、磷、鉀肥全生育期的推薦施肥量分別為489.72、349.94、480.07 kg·hm-2，但最佳效益產量施肥量仍需開展肥料效應試驗進一步驗證。

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