氮素包膜基施替代水溶追施對設施番茄產量和品質的影響

摘要：為探究控釋氮肥基施替代水溶氮肥追施的效果，在京郊設施大棚開展春茬番茄試驗，研究常規施肥對照（FP）、優化施肥（OPT）、50%包膜尿素基施（CU50），100%包膜尿素基施（CU100）4種施肥方式對番茄產量、品質、養分吸收以及土壤硝態氮殘留的影響。結果表明，FP處理的產量（30.8 t·hm-2）最低，其次為CU100、OPT處理，以CU50處理的產量（35.6 t·hm-2）最高，比FP處理顯著增加15.9%，比OPT處理顯著增加1.6%。產值和凈收益也出現了類似的變化規律，CU50處理的產值和凈收益均顯著高于其他處理，與OPT處理相比分別顯著增加1.1萬元·hm-2、1.4萬元·hm-2。番茄果實的維生素C含量以CU50處理最高，但與OPT、FP處理間差異不顯著；硝酸鹽含量以CU100處理最低，其次為CU50處理，兩者均顯著低于FP、OPT處理。在收獲期后，CU50處理的土壤硝態氮殘留量最低，其次為CU100處理，兩者均顯著低于FP、OPT處理。番茄植株對氮、磷、鉀的養分吸收量和鉀肥的偏生產力均以CU50處理最高，顯著高于其他處理；CU50、CU100處理投入的氮、磷、鉀養分均無盈余。綜上，可推薦設施春茬番茄施肥量為：施磷量42.3 kg·hm-2，施鉀量171.6 kg·hm-2，在傳統施氮量（128.4 kg·hm-2）基本不變的前提下調節水氮耦合，以包膜尿素基施代替50%水溶氮肥追施可達到提質增效目的。

關鍵詞：包膜尿素；設施番茄；產量；控釋氮肥

中圖分類號：S641.2文獻標志碼：A文章編號：1673-2871（2025）03-125-06

Effects of coated urea replacing water-soluble nitrogen fertilizer on the yield and quality of greenhouse tomato

LI Quanhui1，ZHAO Kaili2，GUO Ning2，YIN Xinxin1，SHI Wenxue1

（1.Beijing Miyun Soil Fertilizer Extension Service Station，Beijing 101500，China;2.Beijing Cultivated Land Construction and Protec-tion Center，Beijing 100101，China）

Abstract：In order to explore the effect of controlled release nitrogen fertilizer as a substitute for water-soluble nitrogen fertilizer，a spring tomato experiment was carried out in greenhouse in the suburbs of Beijing.The effects of four fertilization methods，namely conventional fertilizer（FP），optimal fertilizer（OPT），50%coated urea replacing（CU50），and 100%coated urea replacing（CU100），on tomato yield，quality，nutrient absorption and soil nitrate nitrogen residue were studied.The results showed that the yield of FP（30.8 t·hm-2）was the lowest，followed by CU100 and OPT treatments，while the CU50 treatment had the highest yield（35.6 t·hm-2），which was significantly 15.9%higher than FP and 1.6%higher than OPT.The output value and net income"also showed a similar pattern of change.The output value and net income of CU50 treatment were significantly higher than the other treatments，with a significant increase of 11 000 yuan·hm-2 and 14 000 yuan·hm-2 compared with the OPT treatment，respectively.The vitamin C content in tomato fruit was highest in the CU50 treatment，but there was no significant difference between CU50，OPT，and FP treatments.The nitrate content was lowest in the CU100，followed by CU50，both of which were significantly lower than FP and OPT.After the harvest，the residual amount of nitrate nitrogen in soil treated with CU50 was the lowest，followed by CU100，both of which were significantly lower than FP and OPT.The nutrient uptake of N，P，K by tomato plants，as well partial productivity of K fertilizer，were high-est in CU50，significantly higher than other treatments.There was no surplus of nitrogen，phosphorus and potassium nutri-ents in CU50 and CU100.In summary，the recommended fertilizer amount for spring greenhouse tomatoes is 42.3 kg·hm-2"of phosphorus，and 171.6 kg·hm-2 of potassium.By adjusting the water nitrogen coupling while keeping the traditional nitrogen application of 128.4 kg·hm-2 basically unchanged，using coated urea application instead of 50%water-soluble nitrogen application could improve both yield and quality.

Keywords：Coated urea;Facility tomato;Yield;Controlled release nitrogen fertilizer

我國設施農業面積占世界設施農業總面積的80%以上，其中八成以上均種植蔬菜[1]。據統計，我國瓜果類蔬菜的單產可達3.98萬kg·hm-2[2]，巨大的產能可以帶來豐厚的效益。而番茄作為我國北方設施的主栽果菜之一，在實際栽培生產過程中也存在著肥料投入量大，投入比例不合理等制約因素，影響了產業發展。張懷志等[3]通過對津冀地區約140個設施大棚的調查發現，氮、磷、鉀肥料的投入量超出指導量的2.5～10.4倍。黃化剛等[4]對壽光設施栽培區發現，過量施用氮肥會導致當季氮利用率小于10%。

包膜尿素作為控釋氮肥的一種，通過外附包膜材料來延緩或控制氮素養分的釋放，使氮素釋放與作物養分吸收規律相近，有利于提高肥效[5-6]。研究表明，控釋肥料的配施可提高作物的產量和品質。楊俊剛等[7]研究發現，控釋肥配施普通化肥的施肥方式，在減氮40%的情況下，番茄產量沒有降低且改善了果實品質；梁紅勝等[8]通過盆栽試驗研究發現，控釋氮肥配施水溶肥能改善番茄品質；楊俊剛等[9]研究發現，控釋摻混肥一次性底施可有效削減土壤硝態氮淋溶。近年來，控釋肥被越來越多地應用在設施蔬菜中，但主要是在常規施肥基礎上減量替代，筆者在優化施肥基礎上進一步通過控釋氮肥替代50%、100%水溶肥進行基施，以期節約成本，為設施春茬番茄中的肥料優化管理提供支撐。

1材料與方法

1.1試驗地點基本情況

試驗設在北京市密云區西田各莊鎮卸甲山村吉祥通山蔬菜種植專業合作社，選用的設施大棚內土壤類型為壤質潮土。供試土壤的基本理化性質如表1所示。

1.2試驗設計

試驗設4個肥料水平，常規施肥對照（FP）、優化施肥（調節水氮耦合及減磷、減鉀，OPT）、50%包膜尿素基施（CU50，以包膜尿素基施替代50%OPT處理追氮量），100%包膜尿素基施（CU100，以包膜尿素基施為替代100%OPT處理追氮量）（表2）。除此之外，各肥料處理均基施商品有機肥30t·hm-2，常規施肥量為該基地習慣用量。每個處理3次重復，小區面積75m2，完全隨機排列。供試番茄品種為原味1號，由北京市農林科學研究院提供。試驗時間為2023年2月10日至6月20日。667 m2定植2300株。供試肥料均購自北京泰民同豐農業科技有限公司，包膜尿素釋放期為120 d[N含量（w，后同）46%]，過磷酸鈣（P2O5含量12%），硫酸鉀（K2O含量52%），配方為15-15-15、13-3-15的復合肥，配方為16-8-34、20-5-15、20-7-25的大量元素水溶肥。

1.3項目測定

在番茄初花期、盛果期和收獲后分別采集0～20 cm土壤，每個小區按“S”形取樣法隨機選取5個取樣點，風干、混勻后，用于測定硝態氮含量。土壤硝態氮采用氯化鈣提取-連續流動分析儀（AutoAna-lyzer3，BRANLUEBBE）測定。

在番茄每次收獲時測定各小區的果實產量，實產實收，最后累計計算最終產量。同時，在每個小區隨機選取3株番茄采集鮮樣，果實鮮樣用于品質指標測定，其中，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C含量，采用3，5-二硝基水楊酸顯色法測定硝酸鹽含量，采用蒽酮比色法測定可溶性總糖含量，采用阿貝折射儀測定可溶性固形物含量，采用GMK-835F水果酸度計測定總酸含量；植株鮮樣用于氮、磷、鉀吸收量的測定：將植株鮮樣烘干稱質量，磨碎過0.5 mm篩后，用H2SO4-H2O2消煮，消煮液用于養分的測定，用凱氏定氮儀測定全氮含量，用火焰光度計測定全磷、全鉀含量[10]。

1.4數據分析

氮偏生產力/（kg·kg-1）＝產量/N施用量；

磷偏生產力/（kg·kg-1）＝產量/P2O5施用量；

鉀偏生產力/（kg·kg-1）＝產量/K2O施用量；

植株的養分吸收量/（kg·hm-2）=植株的養分含量×植株干質量。

養分盈余量/（kg·hm-2）=養分施用量-植株的養分吸收量。

試驗所有數據均采用Excel 2003和SPSS Sta-tistics 20軟件處理，采用Duncan法檢驗不同處理間的差異顯著性。

2結果與分析

2.1不同處理下番茄的產量及收益

由表3可知，FP處理的產量最低，為30.8 t·hm-2，其次為CU100、OPT處理，產量分別比FP處理顯著增加10.4%、14.0%。以CU50處理的產量最高，為35.6 t·hm-2，比FP處理顯著增加15.6%，比OPT處理顯著增加1.4%。同時，產值和凈收益也呈現類似的變化規律。以FP處理的產值最低，為61.5萬元·hm-2，在扣除肥料成本和植保、人工等其他成本后，凈收益也最低，為38.7萬元·hm-2；其次為CU100、OPT處理，產值和凈收益均顯著高于FP處理。CU50處理的產值和凈收益均顯著高于其他處理，與OPT處理相比，產值顯著增加1.1萬元·hm-2，凈收益顯著增加1.4萬元·hm-2。結果表明，與常規施肥（FP）相比，調節水氮耦合及減磷、減鉀（OPT）后，在節肥21.3%的基礎上能顯著增加番茄產量和凈收益，包膜尿素基施替代50%水溶氮肥追施（CU50）還能顯著增產增收。

2.2不同處理下番茄果實的品質

由表4可知，番茄果實的可溶性總糖、可溶性固形物、總酸含量在各處理間無顯著差異。果實的維生素C含量以CU50處理最高，但與OPT、FP處理間的差異不顯著。果實的硝酸鹽含量以CU100處理最低，其次為CU50處理，兩者均顯著低于FP、OPT處理。結果表明，包膜尿素基施替代50%及100%水溶氮肥追施（CU50、CU100）均可顯著降低果實的硝酸鹽含量。

2.3不同處理對土壤硝態氮含量的影響

由表5可知，初花期以CU100處理的土壤硝態氮殘留量最高，其次為CU50處理，兩者均顯著高于FP、OPT處理。在盛果期和收獲期后，FP處理的土壤硝態氮殘留量均顯著高于其他處理。尤其在收獲期后，以CU50的土壤硝態氮殘留量最低，其次為CU100處理，兩者均顯著低于FP、OPT處理。結果表明，包膜尿素基施替代50%、100%水溶氮肥追施（CU50、CU100）均可顯著降低番茄收獲期后0～20 cm土層的硝態氮含量。

2.4不同處理對植株養分吸收量的影響

由表6可知，植株的全氮含量在各處理間并無顯著差異。植株的全磷含量以CU50處理最高，其次為FP處理，兩者均顯著高于OPT處理。植株全鉀含量以CU50、CU100處理最高，均顯著高于OPT處理。植株對氮、磷、鉀的養分吸收量均以CU50處理最高，顯著高于其他處理。結果表明，包膜尿素基施替代50%水溶氮肥追施（CU50）可顯著增加植株對氮、磷、鉀的養分吸收量。

2.5不同處理對養分偏生產力和盈余量的影響

由表7可知，氮、磷的偏生產力以OPT處理最高，其次為CU100處理，兩者均顯著高于CU50、FP處理。鉀的偏生產力以CU50處理最高，顯著高于其他處理。CU50、CU100處理投入的氮、磷、鉀養分均無盈余，OPT處理投入的磷、鉀養分無盈余，氮養分盈余量為4.0 kg·hm-2，小于FP處理投入的氮養分盈余量7.1 kg·hm-2。因此，包膜尿素基施替代50%水溶氮肥追施（CU50）可顯著提高鉀偏生產力，且投入養分無盈余。

3討論與結論

番茄對氮、鉀元素的需求量較高，對磷的需求量次之。生產1000kg番茄的氮、磷、鉀養分吸收量分別為2.7 kg的N、1.0 kg的P2O5、3.95 kg的K2O，但設施番茄很少秸稈還田，故吸收量應同時包括地上部植株的營養元素攜出量，以果實攜出量占地上部總攜出量的50%計[11]，當番茄目標產量為40 t·hm-2時，全生育期帶走的氮、磷和鉀為216、80、316 kg·hm-2。通過目標產量法推薦氮肥施用量，設施冬春茬番茄最佳施氮量為183～250 kg·hm-2[12-14]；采用土壤豐缺指標法確定磷、鉀用量[15]，試驗地塊土壤有效磷含量為215.9 mg·kg-1、速效鉀含量為303 mg·kg-1，均屬于高肥力水平，可按需磷量的0.5倍補充磷、鉀肥，即40、158 kg·hm-2。梁紅勝等[8]通過盆栽試驗得出，高磷、高鉀水平下，減量控釋氮肥替代尿素增產不顯著，但能改善番茄品質。參考上述依據，本研究中的優化施肥是在傳統施氮量基本不變的前提下調節水氮耦合，減少傳統施磷量由109.2至42.3 kg·hm-2，減少傳統施鉀量由171.6至150.8 kg·hm-2，實現在節肥21.3%的基礎上增加番茄的產量和收益，進一步以包膜尿素替代50%水溶氮肥還可繼續顯著增產增收；這與前人關于控釋氮肥增產的結論基本一致[7，16-18]。同時，以包膜尿素替代100%水溶氮肥可達到與優化施肥相當的增產效果，這說明本研究選取的120 d包膜尿素的N釋放規律可基本與番茄吸收規律一致。張小蘭等[19]認為，控釋肥料的養分釋放期較長，容易出現前期供肥不足，因此需要在施用控釋肥的同時添加底肥，故而本研究中維持底施復合肥和有機肥不變；同時，以包膜尿素替代50%水溶氮肥可顯著提高鉀偏生產力，且投入養分無盈余，達到化肥減量增效的目的。

合理施氮是影響蔬菜品質和土壤硝態氮殘留的關鍵因素[9，20]，優化施氮量并結合有效的施用方式是確保設施蔬菜高產、減少土壤硝態氮累積的關鍵[21]。本研究結果表明，CU50處理可顯著增加植株對氮的養分吸收量，使投入的氮素無盈余，同時能顯著降低番茄收獲期后0～20 cm土層的硝態氮含量，降低了果實中的硝酸鹽含量。這與王學霞等[20]、寇長林等[21]、李艷梅等[22]發現的控釋氮肥基施量可降低番茄硝酸鹽累積量和土壤硝態氮殘留量的結論一致。認為主要是因為包膜尿素可通過包膜材料調控氮素的水解速度[6]，使得淋洗損失比普通尿素減少，從而保持表層土壤較高的有效氮含量，提高作物對氮的吸收轉化，增加作物產量和肥料利用率，減少土壤硝態氮殘留[22]。因此，在設施瓜菜的生產中應對氮素予以優化控制。

綜上所述，可推薦設施春茬番茄施肥量為：施磷量42.3 kg·hm-2，施鉀量171.6 kg·hm-2，在傳統施氮量128.4 kg·hm-2基本不變的前提下調節水氮耦合，以包膜尿素基施代替50%水溶氮肥追施可達到提質增效的目的。

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