陈 娟,赵青春*,孙志远,廖 洪,范珊珊,陈小慧,杜晓玉
(1.北京市土肥工作站,北京 100029;2.北京市昌平区土肥工作站,北京 102200)
番茄(Solanum lycopersicum)是茄科茄属番茄亚属的多年生草本植物,是一种重要的蔬菜作物,营养丰富,含有较多的维生素C[1]。近几年,随着蔬菜产业的发展,番茄作为重要的经济作物,对菜农增产增收有突出贡献,农户为了获得更大的经济效益,主要依靠增加肥料用量获得高产,导致番茄品质下降,肥料利用率低,资源浪费严重[2]。叶芳芳[3]调研结果显示,京郊番茄在滴灌下施氮量为830 kg/hm2时,氮盈余496 kg/hm2;另有研究表明,当施氮量高于224 kg/hm2时,番茄产量不会增加,过量的氮肥施用会降低番茄可溶性糖和维生素C的含量[4-5]。
当前,设施菜田的养分积累量要远高于小麦—玉米轮作系统和果园种植系统,导致土壤硝酸盐大量积累和地下水污染严重[6]。番茄属于生育期较长的高产作物,全生育期需肥量较大,但不同时期需肥量不同,在苗期、花期和果期需肥差异较大[7],研究表明,优化施肥量和施肥频率能够显著提升肥料利用率和番茄品质[8],适当增加追肥次数能够显著促进玉米和烟草的植株生长,提高光合作用及产量[9-10]。水肥的科学管理是影响作物生长发育和生产力水平的主要因素[11],在番茄生产体系中如何优化基追比和追肥次数来获得较高的产量和品质十分重要。前人的研究主要探究单一肥料处理对番茄产量和品质的影响,而对在番茄全生育期中调整施肥量和追肥次数的研究相对较少,本文以连作设施番茄为试材,通过调整基肥用量、追肥配比和追肥次数,探究对番茄产量、品质和经济效益的影响。
试验在北京市昌平区百善镇百善创新循环农业园B6棚开展,温室长50 m、宽8 m,采用滴灌施肥模式。供试番茄品种为保时捷倍赢(市售),2月23日定植,667 m2定植2 167株。供试肥料品种为商品有机肥、18-9-18颗粒复合肥,22-8-22大量元素水溶肥、18-8-26大量元素水溶肥、20-20-20大量元素水溶肥和16-8-34大量元素水溶肥。试验点土壤耕层0~20 cm基本理化性状见表1。
以当地农民习惯施肥模式为基础,对施肥用量和施肥次数进行调整。试验采用随机区组设计,设置5个处理,3次重复,小区面积27 m2,各处理具体设置如表2。
1.3.1 产量
每次收获记录各小区产量,实产实收,并折算667 m2产量。
1.3.2 品质
选取盛果期商品果实测定可溶性固形物、VC、硝酸盐、可滴定酸(总酸)含量。可溶性固形物采用蒽酮法测定;VC采用2,6-二氯靛酚滴定法测定;硝酸盐含量采用紫外分光光度法;可滴定酸(总酸)采用酸碱滴定法。
利用SAS软件进行数据分析,Excel 2010软件制作图表。
由表3可知,不同施肥处理模式的化肥用量差异较大,与T1处理相比,T2、T3、T4、T5每667 m2施用化肥纯养分总量分别减少44.8、44.8、65.6、3.2 kg,节肥47.0%、47.0%、68.8%、3.4%,T4处理节肥效果最佳;从产量结果来看,各优化施肥处理与T1施肥处理产量差异不显著,表明优化施肥处理在保证不减产的情况下,节肥效果较好;各优化施肥处理间产量差异也不显著,表明在该高肥力地力水平下,追肥用量减半完全可以保证作物所需养分,其中T3产量最高,也表明在优化施肥的基础上增加追肥次数,少量多次追肥更利于作物生长。
表1 试验点供试土壤基本理化性状
表2 番茄每667 m2不同施肥方式试验设计 kg
由表4可知,不同施肥处理对番茄总酸、可溶性固形物及固酸比影响不显著;优化施肥处理提高了VC含量,T2、T3、T4、T5较CK分别提高了41.5%、17.2%、22.5%、19.6%,其中T2显著优于CK;优化施肥处理硝酸盐含量低于CK,分别降低12.0%、17.5%、11.3%、6.5%,各优化施肥处理间番茄硝酸盐含量差异不显著,其中T3处理番茄硝酸盐含量最低,与CK呈显著差异。
通过对番茄各处理的经济效益进行比较(表5),结合表3施肥量分析可知,T1处理的施肥量和施肥成本最高,产量和经济效益不高,说明过多的施肥并不能显著增加经济效益。T3处理的667 m2施肥收入最高,达到59 700.0元,相比于T1处理施肥增收8.0%;T4处理的施肥投入最少,但产量和经济效益也相对较低;T5处理追肥量相对较大,施肥成本较高,施肥增收1.8%。
农民传统施肥方式下基肥中有机肥用量较大,有机肥不仅改善土壤质量,而且其含有的丰富矿质营养能促进植株的生长[12],合理施用有机肥能够提高作物产量,而与化肥科学搭配可以获得更高的产量[13]。从番茄产量和经济效益方面看,T1、T2、T3、T4、T5处理产量差异不显著,说明减少施肥量对番茄产量无显著影响,过多地施用底肥或者追肥均不能显著提高番茄产量。过多地施用有机肥会造成土壤中磷钾养分过高,不利于番茄根系的生长[14],化肥的过量施用导致氮磷钾养分在土壤中积累,钾素过量会抑制作物中后期对养分的吸收[15],不利于番茄产量的形成。过多的施肥增加了肥料的投入,也不利于番茄发挥最大的经济效益。T4处理的施肥量最少,节肥潜力最大,而经济效益最低,T3处理施肥量较低,追肥次数较多,获得的经济效益最高,说明适宜的减肥和调整施肥次数能够增加番茄的经济效益,果期番茄对养分的吸收速率快且吸收量较大,优化施肥次数能够充分满足作物果实形成的需求[16],进而提高番茄的产量。
从番茄品质方面看,不同肥料减施处理提高了番茄的VC含量,降低了硝酸盐含量,以T2处理VC含量最高、T3硝酸盐含量最低,表明有机肥和化肥优化配施作为底肥,同时增加初花期的追肥,可提高番茄的VC含量,且降低硝酸盐含量,这与汪峰等[17]的研究结果一致。各处理对番茄的可溶性固形物、酸度和固酸比没有显著差异,说明优化施肥对番茄果实可溶性糖、有机酸的合成没有显著影响,减少施肥对番茄品质口感没有降低,表明优化施肥可以减少环境投入且获得相同或更高的品质。
表3 不同施肥处理节肥效果及对番茄产量的影响
表4 不同施肥处理对番茄品质的影响
表5 不同施肥处理番茄667 m2经济效益分析
综上所述,通过优化底肥用量、追肥量及追肥次数能够提高番茄的VC含量,降低番茄硝酸盐含量,减少肥料的投入对番茄的产量无明显影响,T3管理措施对番茄产量有促进效果,获得经济效益最大;因此,推荐较常规施肥化肥底施减量50%配施40%有机肥且适当增加追肥次数这一施肥管理模式,以实现番茄优质高效的生产。