施肥对设施菜田土壤钾素营养及番茄产量品质的影响

任如冰，张天柱，聂茹霞，陈小文，魏 平，高莉平

（1 北京中农富通园艺有限公司，北京海淀 100083；2 中国农业大学水利与土木工程学院）

钾是作物生长必需的营养元素之一，直接或间接参与植物体中一系列生物化学反应及主要的生长过程。钾是植株体内多种酶的活化剂，对植物体进行的能量代谢和生物合成具有重要作用。钾作为植物必需的营养元素和“品质元素”，不仅可以提高番茄的产量，而且在改善番茄的品质，提高番茄的抗旱、抗寒、抗病虫害等方面也表现出一定的效果[1]。土壤是番茄生长发育过程中钾素营养的主要来源，而土壤的供钾能力是土壤生态条件、土壤中各形态的钾素含量、土壤钾素的转换率及供试作物生物学特性综合作用的表现[2]。通过综合阐述施肥对土壤钾素有效性及番茄产量品质的影响，以期为科学、合理地施肥提供理论、数据支持，为改善土壤生态环境、提高番茄产量和品质做出贡献。

1 施肥对土壤钾素形态及有效性的影响

土壤钾素的有效性是由土壤中各形态钾的含量及其相对的活性决定的。研究认为速效钾的含量，非交换性钾、矿物钾的储量和释放速率是评价土壤钾素有效性的重要指标。在土壤肥料研究领域，提高营养元素的有效性一直是该领域追求的目标[3]。

李娜[4]对棕壤土的施肥研究表明，不施钾肥、单施钾肥或单施低量有机肥降低了土壤钾素有效性及土壤钾素长期供应的能力。然而单施高量有机肥或高量有机肥与钾肥配施，提高了土壤钾素有效性以及长期供应能力。刘丽平等[5]对棉田土壤的施肥研究表明，与空白对照相比，在不同施钾处理中，随着施钾量的增加土壤中水溶性钾、特殊吸附性钾、非特殊吸附性钾、非交换性钾的含量均显著增加，但对矿物钾的含量影响不大。孙伟红等[6]研究表明，秸秆还田与化肥配施能显著提高潮土速效钾和缓效钾的释放效应，对矿物钾的有效化作用不明显。同时，随着秸秆还田量的增加，土壤中水溶性钾、特殊吸附性钾、非特殊吸附性钾、非交换性钾与其呈显著的正相关，与矿物钾呈显著负相关。谭德水等[7]研究表明，与单施氮磷肥相比，秸秆和钾肥配施可不同程度提高土壤中水溶性钾（河北潮土5.8mg/kg，山西褐土16.9mg/kg，下同）、非特殊吸附性钾（21.2mg/kg、35.9mg/kg）、非交换性钾（75.1mg/kg、57.5mg/kg）、矿物钾（0.03%、0.01%）及全钾含量。熊明彪等[8]对紫色土施肥研究表明，经过8 年的定位施肥试验后，各施钾处理土壤中速效钾（水溶性钾、特殊吸附性钾、非特殊吸附性钾）的含量下降不明显，均保持在1991 年试验初期的水平上，然而不施钾处理的土壤速效钾含量下降趋势明显，表明施钾可以维持土壤速效钾的平衡。而无论施钾与否，土壤非交换性钾和矿物钾均呈现下降的趋势，其中不施钾处理土壤非交换性钾含量下降更明显。

2 施肥对植物体全钾含量的影响

植物体内钾的含量因植物体的种类、植物体器官的不同而有所差异，一般禾谷类作物茎秆中的含钾量较高，种子中含钾量较低；玉米不同组织中叶脉的含钾量最多，叶身和叶边缘次之；薯类作物的块根、块茎含钾量较高。

聂新星等[9]研究表明，与CK 处理相比，施加生物炭或施钾处理均能显著提高小麦根系和茎秆中的全钾含量，且随着生物炭或钾肥的增加钾素含量有提高的趋势；而小麦籽粒中的全钾含量随着生物炭或钾肥的增加而降低，同时，在玉米施肥试验中所得到的结果与小麦试验基本一致。李晓明[10]对番茄的研究表明，有机肥与氮肥或钾肥配施均有利于植物对钾素的吸收，在各施肥处理中，茎秆和叶片均在ANPK 处理中吸钾量最高，分别为2.98%和3.92%；根系在AK 处理（1.83%）中吸钾量最高；果实在BK 处理（3.72%）中吸钾量最高；番茄各组织器官的吸钾量由高到低依次为果实、叶片、茎秆、根系。刘丽平等[5]研究指出，与不施钾处理相比，各施钾处理均显著提高了植株的钾素累积量。汪顺义[11]对甘薯的研究表明，在2 种类型的土壤条件下，与不施钾处理相比，3 种施钾处理均显著提高甘薯整个生长期钾素的含量；且在同一土壤类型条件下，3 种施钾处理的甘薯地上部和地下部的钾素含量差异显著。

3 施肥对番茄产量和品质的影响

番茄是我国设施蔬菜主栽品种之一，优质高产是番茄生产的主要目标。在农业生产中主要通过科学合理地施肥提高番茄的产量以及调节番茄果实中可溶性糖、有机酸、Vc 等含量来改善番茄的品质。

研究表明，氮肥的施用量直接影响番茄的产量和品质，适量的氮肥可促进番茄增产，而过量施用氮肥则会造成产量下降；磷对番茄的产量和品质起着间接的作用，钾对番茄的产量及品质有着直接的影响。适量地增施钾肥可以提高番茄坐果率和产量，以及番茄果实中可溶性糖、有机酸及Vc 的含量；而过量地施用钾肥则会导致番茄坐果率、产量及果实中可溶性糖、有机酸和Vc 含量降低[12]。杨小燕[1]对番茄的研究表明，较不施钾处理相比，施钾处理条件下的番茄平均增产15.71%，表明在氮素充足的条件下，施钾促进了氮素的吸收，提高了氮肥的利用率。赵明等[13]认为，在氮肥施用相同的条件下，有机肥与无机肥的配施提高了番茄的产量。姬景红等[14]研究表明，氮肥与磷钾肥的合理配施，可以获得优质高产的番茄。阎献芳等[15]研究表明，栽培在中等肥力条件下的番茄，与不施钾处理相比，施钾处理可使番茄增产20.35%～30.06%。

韩晓玲[16]的研究指出，生物有机无机复混肥处理与对照相比，使番茄果实中可溶性糖、有机酸、Vc、糖酸比分别提高23.2%、15.6%、15.1%、12.6%；与氮磷钾无机复混肥处理相比，分别增加18.2%、8.3%、13.2%、9.1%，说明生物有机无机复混肥可以有效改善果实品质和果实风味。谭福雷[17]对番茄的研究表明，氮磷钾肥与有机肥配施可显著提高番茄产量和品质；施钾可以提高番茄果实Vc 及可溶性固形物的含量。研究表明，在施用化肥的基础上配施有机肥，可提高番茄果实中可溶性糖及Vc 的含量；其中施用高量生物肥和优化配方施肥处理可溶性糖和Vc 含量最高[18]。李晓明的研究指出，有机肥单施或有机肥与无机肥配施处理的可溶性糖、Vc 含量及果实糖酸比高于无机肥处理[10]。

钾素可有效地提高果实品质，改善果实风味，被称为“品质元素”[19]。施用钾肥可以提高番茄果实可溶性糖、Vc、可溶性固形物的含量，改善番茄的风味和营养价值[20]。糖酸比是评价番茄口味的重要指标，研究表明，随着氮的增加，果实糖酸比随之降低[21]。韦海忠等对番茄的研究指出，随着施钾量的增加，番茄果实糖含量提高，酸含量降低，糖酸比随之提高[22]。

4 建议与展望

土壤钾素营养方面的研究虽取得了较大的进展，但在某些方面的研究需要加强。到目前为止，并没有与作物指标相关性好的较理想方法用于指导农业生产。在土壤钾素平衡方面，应根据钾素平衡状况和评价结果进行合理施肥，保持土壤肥力不下降或作物产量不下降，不能简单地为保持平衡而施肥。情况允许的条件下，可施用部分钠肥代替钾肥，以缓解钾肥资源的不足。但在施用时要注意由于钠自身理化性质可能给土壤结构造成负面影响。为避免钠给土壤带来的消极作用，在生产实践中要先试验验证，然后根据不同作物对钠的反应，因种制宜、因地制宜施用含钠的肥料，同时注意施用量和施用频度，以减少由此带来的不良影响。