不同番茄品种氮素吸收利用的差异

张传伟 宋述尧 赵春波

（吉林农业大学园艺学院，吉林长春 130118）

由于温室长期施用氮肥，土壤耕层中积累大量氮素，致使土壤养分比例失调，同时还对蔬菜产量和品质造成影响（李远新 等，1997；陈晓红 等，2003）。设施番茄（Lycopersicon esculentumMill.）生长周期长，需多次追施氮肥，如何提高番茄氮素利用率，减少氮肥的施用量对提高番茄生产效益具有重要意义。李丽（2004）通过基质栽培试验测定了 36个不同品种叶用萝卜硝酸盐的含量，结果表明不同品种叶用萝卜硝酸盐含量存在显著差异；陈振德等（2002）试验证明，大白菜不同品种硝酸盐积累量存在较大差异，变化范围是 1.4～20.8倍；赵明等（2009）研究了有机无机肥配施对番茄产量和品质的影响，表明番茄产量以有机肥与无机肥配比为6∶4增产幅度最大。前人研究多关注于如何改变氮肥施用方式和用量以及不同形态氮配比对蔬菜产量和品质的影响，关于番茄品种间氮素吸收利用效率的差异研究甚少。本试验以吉林省市场上常见的25个番茄品种为材料，在正常施肥条件下分析不同番茄品种对氮素吸收利用的差异性，筛选出高产且氮素利用效率高的番茄品种，以提高设施番茄产量和氮素利用效率，以期为设施番茄栽培由因量施肥到因种施肥提供参考。

1 材料与方法

试验于2010年1～8月在吉林农业大学蔬菜温室进行，供试材料为吉林省市场上常见的25个番茄品种（表1）。采用温汤浸种，1月4日播种，育苗基质为草炭∶炉渣=5V∶4V，4月15 日定植。各小区施肥量相同，基施过磷酸钙（P2O5）138 kg·hm-2，硫酸钾（K2O）397.5 kg·hm-2，尿素（N）187.5 kg·hm-2，果实膨大期追施一次尿素（N）187.5 kg·hm-2。试验采用随机区组设计，3次重复。小区面积8.3 m2，株距30 cm，行长5 m。植株单干整枝，留4穗果摘心。土壤 pH 值 7.01，全氮 0.90 g·kg-1，全磷 0.39 g·kg-1，全钾 11.4 g·kg-1，有机质 13.6 g·kg-1。

番茄生育期管理同常规管理，各小区多次采收，累计总产量为最终产量。在缓苗后标记生长一致且有代表性的植株3株，生育期内分别收集落叶及分枝，于收获期将标记植株的茎、叶、果分开，105 ℃杀青30 min，80 ℃恒温烘干，粉碎后用凯氏定氮法测定全氮。氮素利用效率用植株地上部吸收单位氮素生产的收获物产量表示（卢艳丽 等，2006）。

试验数据采用DPS进行聚类分析和SPSS软件进行通径分析。通径分析是在多元回归的基础上将相关系数分解为直接通径系数（某一自变量对因变量的直接作用）和间接通径系数（将自变量通过其他自变量对因变量的间接作用），通过软件的“Analyze → Regression → Linear”进行回归计算得出回归方程的标准系数即通径系数。现以番茄总吸氮量、氮素利用效率与产量和总干物质量为例，建立线性回归方程并计算通径系数（杜家菊和陈志伟，2010）。

2 结果与分析

2.1 不同品种番茄产量及干物质积累量的差异

由表1知，不同品种番茄的产量、各器官（茎、叶、果）干物质量以及总干物质量均存在明显的品种差异，其中产量平均值为125 390 kg·hm-2，变幅为105 234～159 170 kg·hm-2，变异系数为12.5 %；各器官（茎、叶、果）干物质量平均值分别为2 110、3 817、6 170 kg·hm-2，变幅分别为 1 198～3 633 kg·hm-2、2 656～5 080 kg·hm-2、4 533～11 531 kg·hm-2，其变异系数分别为32.7 %、16.9 %、22.8 %；总干物质量平均值为12 033 kg·hm-2，变幅为9 461～16 846 kg·hm-2，变异系数为15.6 %。由此可知，不同番茄品种间各器官的干物质分配中果实的比重最高，叶的比重次之，茎的比重最小，且茎干物质量的品种间差异最明显，果的次之，叶的最小。

2.2 不同品种番茄氮素吸收和利用的差异

由表1知，不同品种番茄各器官（茎、叶、果）氮含量、总吸氮量及氮素利用效率均存在明显的差异，其中氮含量平均值茎为42.2 kg·hm-2、叶为124.0 kg·hm-2、果为158.2 kg·hm-2，变幅分别为 23.6～74.0 kg·hm-2、80.2～176.3 kg·hm-2、110.5～311.2 kg·hm-2，变异系数分别为32.8 %、22.6 %、28.4 %；总吸氮量平均值为324.5 kg·hm-2，变幅为262.8～460.1 kg·hm-2，变异系数为17.6 %；氮素利用效率为393 kg·kg-1，变幅为281～526 kg·kg-1，变异系数为15.4 %。由此可知，不同番茄品种间氮素吸收和利用存在明显的差异，其中果实的氮含量最高，其次是叶的氮含量，茎的氮含量最小，且茎的氮含量品种间差异最大，果的次之，叶的最小。

2.3 氮素吸收利用与产量的相关分析

对25个不同番茄品种产量、总干物质量与总吸氮量和氮素利用效率进行相关性和通径分析（图1），结果表明产量、总干物质量与总吸氮量间分别呈显著和极显著正相关，相关系数分别为 0.42和 0.93；而产量与氮素利用效率相关不显著，相关系数为 0.35，总干物质量与氮素利用效率呈极显著负相关，相关系数为-0.60。总吸氮量与氮素利用效率之间呈极显著负相关，相关系数为-0.69。总吸氮量对产量和总干物质量的直接通径系数分别为1.273 9和1.001 0，氮素利用效率对产量和总干物质量的直接通径系数分别为1.229 0和0.095 5。可见，总吸氮量对不同品种的产量和总干物质量起主要作用，而氮素利用效率的相对作用较小。

图1 番茄氮素吸收利用的相关性及通径分析

2.4 氮素吸收、利用的综合鉴定

以番茄产量、总吸氮量和氮素利用效率为指标进行聚类分析（图2），结果表明可以将25个番茄品种分为4类：①氮吸收高效型（吸氮能力强、氮素利用效率较低、产量高），包括粉冠888F1、东农 708、倍盈、改良毛粉 802；②氮素利用高效（高产）型（吸氮能力较弱、氮素利用效率较高、产量高），包括朝研 219、瑞琦 1号、四季粉红、佳粉 19；③氮素利用高效（低产）型（吸氮能力较弱、氮素利用效率较高、产量低），包括金冠5号、奥利安、吉粉5号、加利福 218、中研 988F1、中杂106、北斗鑫粉、秀光306、东农712；④双低型（氮素吸收及利用效率均较低、产量低），包括金棚1号、英超大果番茄、粉石头、美冠、精选赛欧1号、宇番1号、朝研粉王、百利。

图2 番茄氮素利用效率聚类分析结果

3 结论

氮素利用效率是衡量植物矿质营养效率及进行氮素营养基因型筛选的重要指标（单玉华等，2001）。从生理角度上讲，可从品种选育和栽培方法上提高氮素利用效率来提高产量（黄高宝 等，2001）。本试验结果表明，番茄的氮素吸收利用特性存在很大的品种差异，且变化幅度较大，因此确定栽培品种和氮肥施用量时，应首先考虑品种特性。本试验的25个番茄品种中吸氮能力较弱、氮素利用效率高、产量高的品种有4个（朝研219、瑞琦1号、四季粉红、佳粉19），其平均总吸氮量为313 kg·hm-2，平均氮素利用效率为468kg·kg-1，平均产量为145 755 kg·hm-2，分别比其他品种低4.19 %、高23.8 %、高20.0 %。吸氮能力强、氮素利用效率较低，产量高的品种有 4个（粉冠 888F1、东农 708、倍盈、改良毛粉 802），其平均总吸氮量为408 kg·hm-2，比其他品种高42.9 %；平均氮素利用效率为336 kg·kg-1，比其他品种低19.1 %；平均产量为135 922 kg·hm-2，比其他品种高16.0 %。由此可知氮素利用高效（高产）型品种比氮吸收高效型品种的平均产量高2.76 %，且协调总吸氮量与氮素利用效率的比例对产量的提高有密切关系。

创造或利用高产及氮素利用效率高的品种是合理利用资源、减少环境污染和物化投入的重要途径（卢艳丽 等，2006）。本试验中总吸氮量和氮素利用效率对产量和总干物质量的相关分析表明，总吸氮量与果实产量和总干物质量呈显著或极显著的正相关。通径分析还表明，总吸氮量相对氮素利用效率对产量和总干物质量起主导作用，且明显高于氮素利用效率的作用。说明提高番茄品种产量的关键在于改良品种的总吸氮量。

由于番茄采收期较长，需多次追施氮肥。而品种间氮素利用的差异和探讨最佳施肥量还有待进一步研究。

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