鎂肥施用策略對加工番茄產量和品質的影響

摘 要：【目的】研究鎂肥施用次數及分配比例對石灰性土壤條件下加工番茄生長發育、產量及品質的影響，篩選出適宜加工番茄的鎂肥施用方案。

【方法】選擇加工番茄品種金番3166為研究對象，設置4個處理：（1）DS3O：滴施3次+“前重”（苗期施用50%的硫酸鎂）；（2）DS3E：滴施3次+“后重”（膨大期施用50%的硫酸鎂）；（3）DS6O：滴施6次+“前重”；（4）DS6E：滴施6次+“后重”。

【結果】施用次數鎂肥（6次）和鎂肥后期施用比例高（“后重”）能顯著增加加工番茄的莖粗、葉片葉綠素含量和干物質積累量；同一時期鎂肥用量越大（鎂肥分配比例大）則增加加工番茄果實中氮和鎂含量；提高鎂肥滴施次數及鎂肥后期施用比例高（“后重”）時顯著增加加工番茄的產量和品質。

【結論】硫酸鎂總用量為450 kg/hm2（滴施6次）及分配比例為“后重”時（DS6E）加工番茄產量最高并且品質最優。

關鍵詞：鎂肥；加工番茄；產量；品質

中圖分類號：S641.2 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2024）04-0916-10

0 引 言

【研究意義】增施鎂肥可以提高加工番茄產量和品質，根據加工番茄不同生育期對鎂的需求從而合理施用鎂肥，從滿足加工番茄對鎂的需求以提高鎂肥利用率。分析鎂肥施用次數及比例對石灰性土壤條件下加工番茄產量及品質的影響，為加工番茄生產科學施用鎂肥提供依據。

【前人研究進展】新疆加工番茄生產能力為全國的90%以上［1-5］。加工番茄作為一種喜鎂作物，即使在石灰性土壤中增施鎂肥仍能夠提高產量和品質，莖和葉于膨大期對鎂吸收量較其他生育期增加［6-8］，滴灌技術能夠準確地將作物所需的水肥輸送至根區［9，10］，對作物營養元素的最大效率期調整施肥次數及比例，達到節水、節肥、增產、省力的效果有重要意義。【本研究切入點】目前有關石灰性土壤條件下施用鎂肥對加工番茄產量和品質影響的研究相對較少，關于鎂肥施用次數和分配比例對加工番茄的影響文獻還鮮有報道。需要研究鎂肥施用策略對加工番茄產量和品質的影響。【擬解決的關鍵問題】加工番茄品種為金番3166，硫酸鎂施用共設置4個處理，研究鎂肥滴施次數和分配比例對加工番茄生理生長、產量和品質的影響，為進一步提高鎂肥在加工番茄產量與品質提升提供依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2022年在新疆生產建設兵團第八師147團17連（44°52′ N，86°04′ E）進行。

前茬作物為大豆，土壤類型為灌耕灰漠土，質地為中壤土。土壤耕層基本理化性狀為pH值 8.35，有機質13.55 g/kg，全氮1.43 g/kg，堿解氮63.28 mg/kg，速效磷23.15 mg/kg，速效鉀346.25 mg/kg，有效性鈣92.65 cmol/kg，有效性鎂3.28 cmol/kg，水溶性鈣83 g/kg，水溶性鎂 60 g/kg。供試加工番茄品種為金番3166（晚熟、高產、硬度大）。鎂肥選用硫酸鎂，含Mg 8%（MgSO4）。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

采用田間小區試驗，硫酸鎂總用量均為450 kg/hm2，50%的硫酸鎂在苗期施用稱“前重”；50%的硫酸鎂在膨大期施用稱“后重”；分為滴施次數（3次和6次）和分配比例（“前重”和“后重”），設置4個處理：

（1）DS3O：滴施3次+“前重”（50%的硫酸鎂在苗期施用）；（2）DS3E：滴施3次+“后重”（50%的硫酸鎂在膨大期施用）；（3）DS6O：滴施6次+“前重”；（4）DS6E：滴施6次+“后重”。每個處理重復3次，小區長30 m，寬1.75 m，小區面積為52.5 m2。采用膜下滴灌，1膜2行，地膜寬1.45 m，行寬0.3 m，株距0.3 m，2 600株/667m2，2022年5月5日移栽至大田，并采摘2022年8月20日果實樣品測產。其他田間管理與當地加工番茄管理一致。表1

于加工番茄幼苗3～4片真葉時移栽到大田，移栽時灌足水，以保證加工番茄幼苗成活率，中耕3次，灌溉方式為滴灌，生育期內水肥同步進行，提前在施肥罐中倒入肥料并攪拌均勻，肥料隨灌溉一起滴入作物根系附近，整個生育期內共灌水11次，灌水周期為7～10 d。氮肥為尿素CO（NH2）2（N質量分數為46%），總量為300 kg/hm2；磷肥為磷酸一銨NH4H2PO4（P2O5質量分數為60.5%），總量為200 kg/hm2；鉀肥為硫酸鉀（K2SO4質量分數為50%），總量為120 kg/hm2。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 樣品采集

每個處理選取一個定點觀測加工番茄區域，用于測定株高、莖粗和葉片葉綠素。于加工番茄苗期、開花期、坐果期、膨大期和成熟期進行采集樣品，每個處理隨機選取5株，先用清水沖洗，再用純凈水洗凈，按照莖、葉和果分開，于105 ℃殺青30 min，75 ℃下烘干至恒重，用于測定生物量和養分。2022年8月20日采摘果實樣品并測定產量。

1.2.2.2 測定指標

（1）植株生長和生理指標

株高采用卷尺：每個小區隨機選取10株定點觀測，測量高度以地面至生長點的高度為準；莖粗采用游標卡尺測定：莖粗以植株第一片葉以上l cm為準，用游標卡尺測定。葉片葉綠素含量采用無水乙醇-紫外分光光度計法［11］測定：清除葉片表面灰塵，采集上端第3片葉子，剪碎混勻，使用乙醇法，用電子天平準確稱0.2 g番茄葉片，無損地放入有塞的刻度試管中，加入20 mL無水乙醇，室溫下（10～30℃）放暗處提取，至葉片完全變白后取上清液，用分光光度計測定470、649和665 nm的吸光值，計算得到葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素及葉綠素總量。

Ca=13.95×A665-6.88×A649.（1）

Cb=24.96×A649-7.32×A665.（2）

CC=（1 000×A470-2.05×Ca-114.8×Cb）/245.（3）

A=（n×C×N）/W.（4）

式中，Ca、Cb分別為葉綠素a和b的濃度（mg/L）；CC為類胡蘿卜素的總濃度（mg/L）；A665、A649和A470分別為葉綠體色素提取液在波長665 nm、649 nm 和470 nm下的吸光度；A為葉綠體色素的含量（mg/g）；C為色素的濃度（mg/L）；n為提取液體積（mL）；N為稀釋倍數；W為樣品鮮重（g）。

（2）植株干物質重和養分含量

采用烘干稱重法測定干物質；采用H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法測定［12］植株全氮；采用H2SO4-H2O2消煮，釩鉬黃比色法測定［12］植株全磷；采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度計法［12］測定植株全鉀；采用灰化-EDTA配合滴定法測定［12］植株全鈣和全鎂。

（3）果實產量和品質

加工番茄成熟后，各小區隨機選擇3個點，每個點面積為6.67m2測產，記錄測產區內加工番茄總株數和單株果數，計算平均單果重，總產量=小區內果實總重×100。

每個處理隨機選取30個成熟度一致的果實測定品質。采用手持糖度計測定可溶性固形物；采用蒽酮比色法測定［13］可溶性糖含量；采用氫氧化鈉滴定法測定［13］可滴定酸含量；采用2，6-二氯酚靛酚法測定［13］VC含量；采用水楊酸-硫酸法測定［11］硝酸鹽含量。

1.3 數據處理

試驗數據處理及繪制圖表采用Excel 2022（Microsoft Office， Redmond， USA）軟件進行處理，用SPSS 26.0（Statistical， Product and Service Solutions， Chicago， USA）軟件進行單因素方差（ANOVA）分析，圖表繪制采用Origin 2023（Origin Lab， Massachusetts， USA）。

2 結果與分析

2.1 滴施次數和分配比例對加工番茄株高影響

2.1.1 株高和莖粗

研究表明，加工番茄定植后108 d株高達到最高值。定植后31 d時“前重”處理加工番茄株高較“后重”處理均顯著增加，“前重”處理間無顯著差異。定植后50 d和88 d時“前重”處理株高和“后重”處理無顯著差異。定植后108 d時滴施6次處理株高較滴施3次處理顯著增加，其中DS6O處理株高最高。圖1

加工番茄定植后108 d加工番茄莖粗達到最高值。定植后31 d時“前重”處理加工番茄莖粗較“后重”處理均顯著增加，“前重”處理間無顯著差異。定植后50和88 d時“前重”處理株高和“后重”處理無顯著差異。定植后108 d時DS6E處理較其他處理分別顯著增加3.55%、1.98%和2.91%。圖2

2.1.2 干物質量

研究表明，隨著生育期的推進，開花期“前重”處理莖干物質積累量顯著高于“后重”處理，處理間葉片干物質積累量無顯著差異。坐果期時施肥處理對莖、葉和果干物質積累量均無顯著差異。膨大期“后重”處理果實干物質積累量較“前重”處理顯著增加，滴施次數對加工番茄干物質量無顯著差異。表2

2.1.3 葉綠素

研究表明，葉片葉綠素含量隨生育期的推進表現出逐漸增加的趨勢。開花期時DS6O處理加工番茄葉片葉綠素b含量和其他處理相比顯著增加，“前重”處理葉綠素總含量顯著高于“后重”處理。坐果期時“前重”處理葉片葉綠素b含量顯著高于“后重”處理。膨大期“后重”處理葉片葉綠素含量和其他處理相比顯著增加。表3

2.2 養分吸收

2.2.1 莖稈中養分含量

研究表明，隨著生育期的推進，加工番茄莖中氮、鉀、鈣和鎂含量表現為逐漸增加的趨勢，磷含量基本不變。膨大期時不同處理加工番茄莖中氮、鈣和鎂含量存在顯著差異，磷和鉀含量無顯著差異。膨大期時改變鎂肥滴施次數和分配比例增加莖中氮和鎂的含量，減少鈣的含量，對磷和鉀含量無顯著影響，其中鎂肥滴施6次和“后重”處理（DS6E）莖中鈣含量較其他處理顯著降低，鎂含量較其他處理顯著增加。表4

2.2.2 葉片中養分含量

研究表明，隨著生育期的推進，加工番茄葉片中氮、鉀、鈣和鎂含量表現為逐漸增加的趨勢，磷含量基本不變。膨大期時不同處理加工番茄葉片中鉀、鈣和鎂含量存在顯著差異，氮和磷含量無顯著差異。膨大期時各處理葉片中氮和磷含量無顯著差異，即改變鎂肥滴施次數和分配比例對葉片氮和磷含量無顯著影響，“后重”處理葉片鉀和鎂含量顯著高于“前重”處理，“后重”處理葉片鈣含量顯著低于“前重”處理。鎂肥滴施次數相同時，“后重”處理葉片中鈣含量顯著降低；滴施次數相同時，分配比例為“后重”時葉片中鎂含量增加。表5

2.2.3 果實中養分含量

研究表明，隨著生育期的推進，加工番茄果實中氮含量、鉀含量、鈣含量和鎂含量表現為逐漸增加的趨勢，磷含量基本不變。膨大期不同處理加工番茄果實中氮、鈣和鎂含量存在顯著差異，磷和鉀含量無顯著差異。膨大期時“后重”處理果實中氮和鎂含量較“前重”處理顯著增加，而鈣含量降低。改變鎂肥滴施次數和分配比例對果實磷和鉀含量無顯著影響。表6

2.3 產量及品質

研究表明，DS6E處理加工番茄產量和單株果數最高，和其他處理相比差異顯著；DS3E處理加工番茄單株重和其他處理相比差異顯著。滴施次數為3次時，“后重”處理（DS3E）產量最高；滴施次數為6次時，“后重”處理（DS6E）產量最高。表7

研究表明，“后重”處理加工番茄果實可溶性固形物較“前重”處理顯著增加，滴施6次處理可溶性固形物較滴施6次處理增加。各處理果實硝酸鹽含量無顯著差異。DS6E處理VC含量顯著增加，滴施次數較多和分配在“后重”時，加工番茄果實VC和可溶性糖含量均顯著增加。“后重”處理加工番茄果實可滴定酸含量較“前重”處理顯著降低，滴施6次處理可滴定酸含量較滴施6次處理降低。DS6E處理果實糖酸比最高，果實成熟度較高。表8

3 討 論

3.1

加工番茄對鎂反應較敏感，基施在石灰型土壤中增施鎂肥仍能提高加工番茄產量和品質［14］。施鎂增加植株地上部的生長和葉片葉綠素含量［15］。試驗結果表明，滴施次數為6次并且分配比例為“后重”時顯著增加加工番茄的株高和莖粗，可能是滴施次數多時土壤有效鎂含量在滴施后一段時間內保持較高峰值，同時加工番茄膨大期對鎂吸收量增加。隨著加工番茄生育期的推進，株高在果實膨大期達到最高值，莖粗在收獲期達到最大值，株高在果實膨大期時最高是由于成熟期果實較重導致略微降低，低于果實膨大期是正常現象。柑橘和番茄等多種植株的葉綠素含量與鎂含量呈顯著正相關，在一定范圍內鎂肥用量和植物葉片葉綠素含量呈正相關，葉片葉綠素含量增加可以提高植物的光合效率和累積光合效應，增加光合產物［16-18］。試驗有相似的結果，增施硫酸鎂能增加加工番茄葉片葉綠素含量，膨大期時比例為“后重”時顯著增加葉片葉綠素含量，膨大期時“后重”葉片葉綠素含量較“后輕”（即“前重”）處理顯著增加。石灰性土壤上增施鎂肥能促進葡萄的生長和干物質積累［19］。試驗表明增施鎂肥可以增加加工番茄干物質積累量，在同一施肥量下，硫酸鎂滴施次數為6次及分配比例為“后重”時顯著增加加工番茄的干物質積累量。在同一施肥量下，施肥比例為“后重”時加工番茄顯著增加加工番茄干物質積累量。干物質積累量增加部分主要是果實干物質積累量，莖和葉干物質積累量無顯著變化。

3.2

加工番茄幼苗移栽至開花前，對養分需求量小，開花后逐漸增加，果實膨大期是營養元素的最大效率期，對養分需求量加倍增加，水分和養分供給是否充足決定果實的發育狀況［20-26］。試驗表明在加工番茄果實膨大期增加鎂肥供應比例（即“后重”）和“前重”相比顯著增加產量和品質，在鎂元素的最大效率期（即加工番茄為果實膨大期）增加鎂肥施用比例顯著提高鎂肥利用率。試驗表明隨著生育期的不斷推進，加工番茄各器官氮、鉀、鈣和鎂含量表現為逐漸增加的趨勢，加工番茄各器官磷含量基本不變，和加工番茄對氮、鉀、鈣和鎂的吸收規律相似［27］。施肥量相同時施肥次數越多，鈣含量越低；施肥次數相同時，比例為“后重”時鎂含量越高。整個生長周期加工番茄各器官中的鈣和鎂表現為拮抗作用，鎂肥用量多時，加工番茄各器官對鎂吸收更多同時抑制對鈣的吸收，和前人研究結果相似［28，29］。

施用鎂肥可以促進番茄對于鎂的吸收，增加加工番茄產量同時提升果實品質［30］。試驗表明改變鎂肥滴施次數及分配比例能更好的增加番茄產量和提高果實品質，提高鎂肥的施用效果。鎂肥滴施6次及分配比例為“后重”時加工番茄產量得到提高，其中分配比例為“后重”加工番茄果實產量較“前重”相比顯著增加。鎂肥滴施6次和比例為“后重”時顯著增加加工番茄可溶性固形物、VC、可溶性糖含量和糖酸比，降低可滴定酸含量，內在品質得到提升。分配比例為“后重”處理時加工番茄產量和品質提高可能是因為滿足加工番茄在膨大期時對養分和水分的需求，對于鎂的吸收積累量更多，提高了葉片光合作用的強度，延長了葉片光合作用的時間，提高源庫，提供給果實更多的營養物質。

4 結 論

4.1

改變鎂肥滴施次數和分配比例影響加工番茄生長生理。滴施6次和分配比例為“后重”時能顯著增加加工番茄莖粗、葉片葉綠素含量和干物質積累量；分配比例為“后重”時顯著增加加工番茄株高。

4.2

同一時期鎂肥用量越大（鎂肥分配比例大），增加加工番茄葉片中鉀和鎂含量，減少鈣含量，對氮和磷含量無顯著影響。鎂肥分配比例相同，滴施6次時加工番茄果實鈣含量較低且鎂含量較高；滴施次數相同，比例為“后重”時果實鎂含量更高。

4.3

改變鎂肥分配比例可以提高加工番茄產量和品質。鎂肥分配比例為“后重”時加工番茄產量較高；分配比例為“后重”時，滴施6次顯著提高加工番茄產量。鎂肥滴施6次和分配比例為“后重”時，果實可溶性固形物、VC、可溶性糖含量和糖酸比顯著增加，硝酸鹽含量降低。

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