施氮對無土盆栽番茄生長、產量及品質的影響

摘" " 要：為了探明氮素對番茄生長指標以及產量品質的影響，采用盆栽試驗，設置5個氮素水平處理，分別為CK（施氮0 g·株-1）、N1（施氮2.5 g·株-1）、N2（施氮5.0 g·株-1）、N3（施氮7.5 g·株-1）、N4（施氮10 g·株-1），利用隨機區組設計，以不施氮作為對照，分析枸杞枝條基質下不同施氮量對番茄生長指標、品質和產量的影響。結果表明，與CK相比，各施氮處理均不同程度地提高了番茄的植株高度、葉綠素含量和果實產量，在N3處理下，番茄在不同穗果期的產量均達到最大值，較CK分別增加了48.47%、30.00%、125.66%和46.41%。施氮也會顯著增加果實總酸、可溶性糖、可溶性固形物和維生素C含量，但會抑制番茄紅素含量。在氮肥施用量達到一定水平后，番茄相關指標的增幅逐漸減小，甚至下降。因此，適量施氮可促進番茄的生長發育，過量施氮會導致番茄營養生長過盛，抑制植株生殖生長，導致番茄產量降低，其中N3（施氮7.5 g·株-1）為最佳處理。

關鍵詞：番茄；無土盆栽；氮肥；枸杞枝條基質；生長；產量；品質

中圖分類號：S641.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）12-121-05

收稿日期：2024-02-21；修回日期：2024-09-15

基金項目：國家自然科學基金（32160706）；寧夏自然科學基金（2022AAC03443）

作者簡介：張雨昕，女，碩士，主要研究方向為蔬菜栽培。E-mail：375271804@qq.com

通信作者：馮海萍，女，研究員，主要研究方向為蔬菜栽培。E-mail：fenghaiping2005@163.com

Effects of nitrogen application on growth， yield and quality of tomato with culture in pot

ZHANG Yuxin， FENG Haiping

（Institute of Horticulture， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Science， Yinchuan 750002，Ningxia，China）

Abstract： In order to investigate the effects of nitrogen on growth indices as well as yield quality of tomato， a pot experiment was used to analyse the effects of different nitrogen application rates on growth indexes， quality and yield of tomato under the substrate of Lycium barbarum branches. In this experiment， five nitrogen level treatments were set up through wolfberry branch substrate cultivation， namely CK（applying nitrogen 0 g·plant-1）， N1 （applying nitrogen 2.5 g·plant-1）， N2（applying nitrogen 5.0 g·plant-1）， N3（applying nitrogen 7.5 g·plant-1） and N4 （applying nitrogen 10 g·plant-1）. CK without N application was used as a control in a randomised block design， while it was sampled for the determination of relevant indexes. The results showed that compared with the CK， all the N application treatments increased the plant height. Under N3 treatment， the yield of tomato reached the maximum at different ear and fruit stages， which increased by 48.47%， 30.00%， 125.66% and 46.41%， respectively， compared with CK. Nitrogen application also significantly increased total acid， soluble sugar， soluble solids and vitamin C content in tomato， but suppressed lycopene content. However， after the amount of nitrogen fertilizer reached a certain level， the increase of tomato-related indexes gradually decreased， and even decreased. Therefore， proper nitrogen application can promote the growth and development of tomato， while excessive nitrogen application will lead to excessive vegetative growth of tomato， inhibit plant reproductive growth and reduce tomato yield， among which N3（nitrogen application of 7.5 g·plant-1）is the best treatment.

Key words： Tomato; Culture in pot; Nitrogen fertilizer; Wolfberry branch substrate; Growth; Yield; Quality

番茄是茄果類蔬菜的代表，具有非常高的營養價值和經濟價值，在我國各地普遍種植。近年來，我國番茄總產量位居世界第一，番茄產業的發展對我國農民增收和農業增效具有重要意義[1]。在番茄栽培過程中適當施肥有助于生長發育，但長期以來濫施化肥的現象仍普遍存在[2]，不僅造成肥料利用率降低，環境污染嚴重等問題[3]，還對番茄的品質和產量造成嚴重的負面影響，進而影響了番茄產業的經濟效益[4]。近年來，我國越來越重視肥料對土壤和環境的影響，如何精準施肥已成為當前蔬菜生產面臨的關鍵問題[5]。

氮是組成蛋白質的重要元素，是植物生長發育的必需元素之一[6]。氮肥是蔬菜生長所需氮素的重要來源，合理的氮肥施用是蔬菜獲得較高目標產量的關鍵措施。氮肥具有促進植物營養生長及提高光能利用率、生物總量和經濟產量等作用[7]，但氮肥施用過量或不當，會導致植株徒長，影響果實的品質和產量[8]，因此合理施用氮肥可以有效改善作物的生長性狀，從而提高蔬菜的產量和品質，在保證番茄高產優質的前提下，降低環境污染風險對我國蔬菜生產的可持續發展具有十分重要的意義。大量研究表明，氮肥的施用對番茄的生長性狀和產量品質有著重要的影響。畢曉慶等[9]研究表明，施用氮肥可以顯著影響溫室番茄的產量，隨著氮肥施用量增加產量顯著提升，當施氮量為360 kg·hm-2時番茄產量達到最大值，施氮量為450 kg·hm-2時品質達到最佳。謝安坤等[10]研究表明，氮肥的施用量對番茄可溶性糖與維生素C含量均有一定影響。目前，已有大量研究對番茄在施氮條件下的產量和品質進行分析，但前人有關番茄的肥料施用研究多數集中于大田生產[11-13]，關于盆栽使用無土栽培基質培育番茄過程中氮肥適宜施用量的研究則鮮見報道。因此，筆者通過盆栽的方式，采用粉碎后的枸杞枝條作為栽培基質，探討不同施氮量對番茄的株高、莖粗、葉綠素含量、品質及果實產量的影響，以期為枸杞枝條基質栽培條件下番茄的合理種植和產量的提高提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試番茄品種為塞納，購自寧夏天緣種業有限公司。試驗采用盆栽方式，所用塑料盆統一規格：上口徑26 cm，底徑17 cm，高30 cm，底部具有透氣孔。試驗以尿素為氮肥來源，供試標記尿素來源于上海化工研究院，15N豐度為10.14%。試驗采用發酵后的枸杞枝條作基質，選擇以自主研發的枸杞枝條發酵料與純草炭、蛭石體積比為5∶3∶2或6∶2∶2作為番茄栽培的基質[14]，此配比保證了枸杞枝條基質腐熟后的肥力和持水保水能力，提高設施番茄種植的產量和品質。番茄移栽前基質理化性質為：pH值為6.52，全氮、硝態氮、銨態氮、有效磷、速效鉀含量（w，下同）分別為1.6 g·kg-1、37 mg·kg-1、72 mg·kg-1、820 mg·kg-1、2200 mg·kg-1。

1.2 試驗設計

試驗于2022年8月在寧夏銀川市賀蘭產業園的日光溫室內進行，試驗大棚為鋼管塑料大棚。選用50孔穴盤育苗，在幼苗苗齡25～30 d、長出4～5片真葉時優選莖稈粗壯的幼苗定植，每盆定植1株。試驗采用隨機區組設計，設置15N標記氮素水平5個處理，分別為CK（施氮0 g·株-1）、N1（施氮2.5 g·株-1）、N2（施氮5.0 g·株-1）、N3（施氮7.5 g·株-1）、N4（施氮10 g·株-1），每個處理設置3次重復。每5盆為1個小區，小區隨機排列，各小區間設隔離行，栽培管理按常規方式。以不添加氮肥為CK，各處理間除追施的氮肥用量不同外，其他礦物質養分的用量完全相同。試驗中所有處理施入的磷肥和鉀肥量一致，磷肥10 g·株-1，鉀肥15 g·株-1，磷肥為過磷酸鈣（P2O5，含量46%）和磷酸一銨，鉀肥為硫酸鉀（K2O，含量50%）。其中，磷50%做基肥，鉀肥及氮肥分別于基肥和定植后15、30、45、60、75、90、105 d以沖施的形式分8次施入，施用量每次均為總施肥量的1/8，其他管理與常規生產一致。

1.3 測定內容及方法

1.3.1 樣品采集 番茄生長期間每株打頂共留取4穗果，在番茄第1穗果（2022年11月23日）、第2穗果（2022年12月16日）、第3穗果（2023年1月9日）期和第4穗果（2023年2月2日）成熟時分別采收。

1.3.2 生長指標及品質測定 在每個處理中選擇長勢整齊一致的3株番茄，于定植后5、30、60 d分別測定植株株高、莖粗和相對葉綠素含量（SPAD值）。其中，株高使用卷尺測量自地面到植株最高處的高度，莖粗用游標卡尺自地面向上2 cm處測量植株直徑，相對葉綠素含量用便攜式SPAD-502葉綠素儀測定。將各處理番茄不同穗成熟果實采收后，從每個處理中隨機選取3～4個番茄用電子秤（精度為0.01 g）稱量并記錄，最后每個處理計算平均值作為番茄單株穗果產量。

取番茄可食部分，每個處理設3次重復，分別研磨成勻漿，進行品質測定。采用2，6-二氯酚靛酚法測定維生素C含量，采用酸堿滴定法測定總酸含量，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，采用紫外分光光度法測定番茄紅素含量，采用手持折光儀測定可溶性固形物含量[15]。

1.4 數據分析

試驗所得數據采用SPSS 18.0進行差異顯著性分析，不同處理間的多重比較使用Duncan’s新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同施氮量對番茄生長指標的影響

由表1可知，定植后不同時期施氮處理的番茄株高均高于CK，且每個時期N3處理后的番茄株高均顯著高于CK，分別增加了20.33%、12.88%和14.76%。施用氮肥對番茄莖粗的影響沒有對株高的明顯，在定植后同一時期番茄的莖粗隨著施氮量的增加呈現先增后減的趨勢，均在N3處理時達到最大值，且均顯著高于CK，N3處理在3個時期分別比CK增加了13.19%、12.22%和21.58%。說明N3處理可以促進番茄生長，增加番茄的株高和莖粗。葉綠素含量的高低是反映植物葉片光合作用的重要指標，從表中可以看出，隨著定植時間的延長，番茄的SPAD值只有N1呈現先升后降趨勢，在30 d時達最大值，其他各施氮處理呈降低趨勢，均在5 d達最大值；隨施氮量的增加，SPAD值在定植后30 d呈先升后降趨勢，在定植后5 d呈降-升-降趨勢，在定植后60 d呈上升趨勢，表明施用氮肥可以提高定植后期番茄體內的葉綠素含量。

2.2 不同施氮量對番茄產量的影響

由表2可知，不同穗果期番茄的產量會發生變化，從整體來看，番茄在第一穗果和第二穗果期產量較高，所有穗果期的番茄產量均在N3處理時達到最大值，較CK分別增加了48.47%、30.00%、125.66%和46.41%。通過番茄不同穗果的平均產量與施氮量擬合得到的二次方程函數為y =-2.092 79x2 +29.483 61x+236.057 68，二者呈極顯著相關（R2= 0.361 9），通過模擬方程計算得到，番茄最高產量為339.90 g·株-1，當施氮量為0～7.04 g·株-1時，產量屬于顯著增加階段，當施氮量超過7.04 g·株-1時，產量開始顯著下降。證明施氮可以增加番茄的產量，但過量施氮會抑制番茄生長，在N3處理時產量達到最大值。

2.3 不同施氮量對番茄品質的影響

由表3可知，當施氮量超過N2處理時，番茄的總酸含量、可溶性糖含量及可溶性固形物含量較N2處理均呈上升趨勢，N2、N3、N4可溶性糖含量均呈顯著差異，N2、N3的總酸、可溶性固形物含量均無顯著差異，在N4處理時均達到最大值，較CK的總酸含量顯著增加22.05%，可溶性糖含量顯著增加34.99%，可溶性固形物含量顯著增加45.00%。施氮處理的果實番茄紅素含量均顯著低于CK。施氮處理的果實維生素C含量均顯著高于CK，且隨施氮量的增加，呈現升-降-升的趨勢，在N1處理時維生素C含量達到最大值，較CK增加了31.58%。由此可知，與CK相比，施氮肥達到一定水平會顯著增加番茄果實內總酸、可溶性糖、可溶性固形物和維生素C含量，但顯著抑制了番茄紅素含量。

3 討論與結論

株高和莖粗作為植物的生理形態指標，在植物特定的生長期內能夠準確體現出植物的生長狀況和營養吸收情況[16]。氮肥具有促進營養生長、增加葉綠素含量、提高光能利用率、提高生物總量和經濟產量的作用，缺氮會直接影響植株的營養生長，導致作物出現矮小瘦弱、根莖生長緩慢、葉片薄小、葉色缺綠發黃無光澤、同化能力下降等現象[17]。Xiao等[18]研究表明，在番茄快速生育期內，施用氮肥能夠顯著提高番茄株高和葉片的平均生長速率。孟思達等[19]研究表明，在長期連作土壤中施入石灰氮后，番茄植株的株高、莖粗、全株干質量等均顯著增加，設施番茄連作障礙得到明顯改善。本研究中CK處理的番茄株高均低于其他處理，莖葉等營養器官也發育不良，定植后30 d植株的株高和莖粗隨著氮肥施用量的增加呈先增大后減小的趨勢，均在N3處理下達到最大值，這與孟思達等[19]、景博等[20]研究中番茄的株高和莖粗隨著氮肥施用量的增加呈先增大后減小的趨勢相同。表明與不施用氮肥相比，施用一定量的氮肥可以顯著促進番茄的生理生長，但當施用量超過N3處理后，氮肥對番茄生長發育的促進作用逐漸減弱，甚至出現抑制生長的現象。這可能是因為過量的氮肥導致土壤中的氮素濃度過高，影響了植株對其他營養元素的吸收，進而營養失衡[21]。植物的莖部是傳送水分和養分的重要載體，有進行光合作用和儲藏植物營養物質的作用[22]，因此會對植株的葉綠素含量產生一定影響。王靖荃等[23]研究表明，在適宜濃度范圍內，氮濃度的增加有利于葉綠素含量的增加，但過量的氮肥處理有可能抑制植株的生長發育，造成葉綠素含量減少。本試驗中CK處理下番茄葉綠素含量最低，這可能與其莖粗較小有一定關系。

產量是菜農最關注的問題之一，也是番茄經濟效益最直觀體現。魏斌等[24]研究表明，當施氮強度達到一定肥效閾值后，番茄果實產量提高率下降，甚至造成產量下降。徐健等[25]研究表明，隨著施氮量的增加，番茄單株果實數量、單果質量和果實縱橫徑等指標均會呈現先升高后降低的趨勢。在本研究中，隨著施氮量的升高，番茄第二和第三穗果的產量呈現先升高后降低的趨勢，在N3處理下，不同穗果的產量均達到最大值，當氮肥施用量超過N3后，番茄產量下降。梁永賢等[26]研究表明，過量施用氮肥會導致植株生長過旺，對產量的貢獻有限，作物的產量不會隨土壤供氮量的增加而持續增加，當土壤供氮量過高時會導致植株積累過量的硝酸鹽和亞硝酸鹽等物質[27]，這不僅會提高病蟲害的發生率，也會導致植物在營養生長階段瘋長，不利于養分向果實轉移[28]，從而造成作物減產。

果實品質是番茄作為經濟作物的重要指標，將直接影響番茄的經濟價值[29]。曾博玲等[30]研究表明，櫻桃番茄品質指標隨施氮量的增加顯著提高，但過量施用氮肥會降低番茄品質。張曉鵬等[31]研究表明，氮肥用量的增加能夠延緩番茄品質下降。本試驗中不同施氮量對番茄品質指標均有一定影響，當施肥量超過N2處理時，番茄的總酸、可溶性糖和可溶性固形物含量較N2處理均呈現上升趨勢，在N4處理時均達到最大值，這與張樂等[32]的研究中番茄可溶性糖和可溶性固形物含量均隨著施氮量的提高呈現升高的趨勢相同。而施氮處理的果實番茄紅素含量均顯著低于CK處理。由此可知，較CK處理而言，施肥可以改善番茄品質，適量施用氮肥可以增加果實總酸、維生素C和可溶性糖含量，但抑制了番茄紅素含量，這與高志英等[33]在設施秋冬茬番茄上的研究結果一致。

綜上所述，本研究中N3處理（施氮7.5 g·株-1）番茄的株高、莖粗和產量均達到最大值，同時可以提高果實品質，表明適量施氮可以促進番茄生長。但過量施氮會導致番茄營養生長過盛，抑制其生殖生長，使得施肥對番茄果實產量的提高作用下降，同時影響了番茄品質。因此，在番茄生產和管理中，適量施用氮肥有助于植株快速生長和發育，同時提高番茄的產量和品質，以實現高產、高效、環保的番茄種植目標。

參考文獻

[1] 王同林，葉紅霞，鄭積榮，等．番茄果實中主要風味物質研究進展[J]．浙江農業學報，2020，32（8）：1513-1522．

[2] 胡超，李平，樊向陽，等．減量追氮對再生水灌溉設施番茄產量及品質的影響[J]．灌溉排水學報，2013，32（5）：104-106．

[3] 牛曉麗，胡田田，周振江，等．水肥供應對番茄產量和水分利用效率的影響[J]．節水灌溉，2014（2）： 17-21．

[4] GONZALEZ-PEREZ J E，GUERRERO-BELTRAN J N．Tomatillo or husk tomato （Physalis philadelphica and Physalis ixocarpa）：A review[J]．Scientia Horticulturae，2021，288：110306．

[5] 聶大杭，陳蕾蕾，劉淑艷．不同氮肥、有機肥用量配比對番茄產量及養分分布的影響[J]．中國農學通報，2022，38（21）：32-35．

[6] LASSALETTA L，BILLEN G，GARNIER J，et al．Nitrogen use in the global food system：Past trends and future trajectories of agronomic performance，pollution，trade，and dietary demand[J]．Environmental Research Letters，2016，11（9）：095007．

[7] 石元亮，王玲莉，劉世彬，等．中國化學肥料發展及其對農業的作用[J]．土壤學報，2008，45（5）：852-864．

[8] 付曉燕，江大勇，李微微，等．林木營養診斷以及氮元素對林木的作用[J]．林業科技情報，2022，54（2）：109-111．

[9] 畢曉慶，山楠，杜連鳳，等．氮肥用量對設施滴灌栽培番茄產量品質及土壤硝態氮累積的影響[J]．農業環境科學學報，2013，32（11）：2246-2250．

[10] 謝安坤，李志宏，張云貴，等．不同施氮水平對番茄產量、品質及土壤剖面硝態氮的影響[J]．中國土壤與肥料，2011（1）：26-29．

[11] 韓佳芮，吳文嬙，陳翀，等．灌水量和施氮量對番茄產量、品質和氮肥利用率的影響[J]．江蘇農業科學，2020，48（19）：145-151．

[12] 陳震，高俊杰，劉中良，等．施氮量對日光溫室番茄開花坐果期光合和根系特性及土壤酶活性的影響[J]．中國蔬菜，2024（7）：71-78．

[13] 李歡歡，宋嘉雯，孫景生，等．不同水氮供應對溫室番茄各穗層果實養分和產量構成的影響[J]．灌溉排水學報，2023，42（6）：1-9．

[14] 馮海萍，楊冬艷，謝華，等．設施番茄栽培基質中枸杞枝條發酵料的適宜配比研究[J]．寧夏農林科技，2021，62（8）：48-51．

[15] ZHENG J，PAN Z P，M A J，et al．Animal based biogas digestate application frequency effects on growth and water-nitrogen use efficiency in tomato[J]．International Journal of Agriculture and Biology，2019，22（4）：748-756．

[16] 艾尼瓦爾·吾買爾，支金虎．施氮對加工番茄生長、養分吸收及不同器官養分分配的影響[J]．塔里木大學學報，2018，30（2）：24-30．

[17] 王美琪，李秀秀，邢金金，等．不同施肥水平對陜北地區溫室大棚番茄株高和徑粗的影響[J]．延安大學學報（自然科學版），2017，36（4）：59-62．

[18] XIAO Z Y，LEI H J，JIN C C，et al．Relationship between the dynamic characteristics of tomato plant height and leaf area index with yield，under aerated drip irrigation and nitrogen application in greenhouses[J]．Agronomy，2023，13（1）：116．

[19] 孟思達，孫周平，劉玉鳳，等．石灰氮對日光溫室連作番茄生長、產量和品質的影響[J]．長江大學學報（自然科學版），2022，19（6）：85-93．

[20] 景博，牛寧，張文龍，等．不同施氮量對加工番茄生長及土壤氮素平衡的影響[J]．新疆農業科學，2020，57（10）：1830-1838．

[21] 袁福敏．氮肥施用量和種植密度對油菜產量及經濟效益的影響[J]．特種經濟動植物，2023，26（1）：19-21．

[22] 韓小平，左月明，劉洋．番茄葉片葉綠素吸光度與施氮水平相關性研究[J]．山西農業大學學報（自然科學版），2012，32（2）：128-131．

[23] 王靖荃，谷端銀，于曉東，等．沼液部分替代化肥在日光溫室秋番茄上的應用效果[J]．應用生態學報，2019，30（1）：243-250．

[24] 魏斌，李友明，翟廣生，等．氮肥對番茄營養功能特征及果實產量的影響[J]．北方園藝，2015（9）：158-163．

[25] 徐健，張小華，應學兵，等．不同氮肥用量對番茄生長及植株養分含量的影響[J]．長江蔬菜，2017（8）：66-68．

[26] 梁永賢，魏廷邦．氮肥用量與種植密度互作對旱作區玉米光合特性及產量的影響[J]．中國土壤與肥料，2022（10）：147-155．

[27] 張北贏，陳天林，王兵．長期施用化肥對土壤質量的影響[J]．中國農學通報，2010，26（11）：182-187．

[28] 蘇建黨．探討過量施用化肥的危害及應對措施[J]．農業與技術，2016，36（6）：49．

[29] 張延平，溫祥珍，李亞靈，等．水氮耦合對日光溫室番茄干物質生產與分配的影響[J]．華北農學報，2018，33（2）：215-223．

[30] 曾博玲，孫權，劉喆，等．不同施氮量對櫻桃番茄生長、品質和氮素積累量的影響[J]．江蘇農業科學，2024，52（1）：148-154．

[31] 張曉鵬，王瑞．不同氮肥用量及施氮方式對番茄產量和品質與土壤中氮磷遷移的影響[J]．中國農技推廣，2022，38（12）：64-68．

[32] 張樂，王慶芬，宋振啟，等．氮鉀肥施用量對番茄品質的影響[J]．中國果菜，2024，44（7）：49-53．

[33] 高志英，陳梅，樊蕾，等．不同氮肥用量下設施秋冬茬番茄干物質及氮素的積累動態[J]．山西農業大學學報（自然科學版），2019，39（6）：62-70．