水钾耦合对丸粒化加工番茄产量与品质的影响

韩品，李丽，黄东，贾世疆，银永安，包芳俊

(新疆天业(集团)有限公司，新疆 石河子 832000)

加工番茄(LycopersiconesculentumMill.)为茄科番茄属[1]，是我国栽培面积最大的蔬菜之一，其生长发育旺盛，产量高[2]，是新疆重要的经济作物之一，也是发展红色产业的重要作物之一，在农业生产发展中占有非常重要的地位[3]。新疆是我国加工番茄制品主要产区，具有得天独厚的地理气候资源条件和丰富的原料，使得加工番茄具有高产的生产能力[4]。随着加工番茄加工企业生产规模的扩大，番茄种植面积逐年增加，要获得加工番茄高产，除了科学合理的化控和先进、适用、配套的农业栽培模式外，水肥是两个重要的影响因素，一个科学合理的灌溉和施肥机理，对加工番茄的生长和发育非常重要[5]。近年来，我国大部分地区降水不均，且大部分地区作物需水期不能满足作物需要，加之我国是一个水资源严重短缺的国家，节水灌溉势在必行，而滴灌技术是一种创新技术。滴灌施肥是将滴灌与施肥相结合的农业创新技术，可直接将水肥输送到作物根区位置，降低水分及肥料的流失，在提高作物水肥利用效率的同时，也显著提高了作物的产量和品质[6-7]。番茄全生育期对钾的需求量最多，钾是植物体内60多种酶的活化剂，钾素对维持细胞内离子平衡、物质的运转与合成以及光合作用等方面起着重要作用[8]。长期以来农民不施或者少施钾肥，致使土壤中有较多钾肥损耗，使农田土壤速效钾含量有较大幅度下降[9]。因此，缺钾已成为制约加工番茄高产优质的重要因素之一。合理施肥在大面积上种植加工番茄显得尤为重要。相关研究表明，适当提高钾肥用量可提高番茄坐果率[10]，合理增施钾肥可提高加工番茄产量，增强抗病能力[11]。适当增施钾肥，可改善加工番茄品质，提高可溶性固形物和番茄红素，提高果实Vc、可溶性糖和可溶性酸[10]。番茄作为设施内种植最多的作物，有关水肥耦合的影响已有研究，但主要集中于以番茄产量为目标的水钾耦合研究方面[12]，以品质为目标进行得较少。为此，本试验通过9种水钾耦合处理设置，探讨水钾耦合对丸粒化加工番茄产量和品质的影响，以期为新疆丸粒化加工番茄合理施钾、提高产量，改善品质提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2019年在新疆石河子天业农业研究所(84°58′～86°24′E，43°26′～45°20′N)进行，海拔300～500 m，无霜期168～171 d，≥0 ℃活动积温4 023～4 118 ℃，≥10 ℃活动积温3 570～3 729 ℃，年降水量110～200 mm，年蒸发量1 000～1 500 mm。试验地土壤质地为壤土，pH为7.0～8.5，耕作层有机质含量为42.3 g·kg-1，速效氮含量为91.83 mg·kg-1，速效磷含量为38.47 mg·kg-1，速效钾含量为211.3 mg·kg-1。前茬种植膜下滴灌水稻。

供试品种为石番47号。尿素(N 46%)、磷酸一铵(P2O560.5%)、硫酸钾(K2O 52%)。

1.2 栽培管理

采用膜下滴灌栽培模式，一膜两行种植，株行距30 cm×60 cm。每处理2条膜，幅宽1.2 m，长6 m，面积7.2 m2。人工点播，每穴播2～3粒，田间管理同大田常规管理，2019年4月30日播种，5月8日出苗，8月28日收获。

1.3 处理设计

加工番茄需要较大的灌水量和施肥量以满足其生长需求。本试验以灌溉定额和钾肥量为因素，各3个水平，采取水肥2因子3水平完全随机处理。其中，以667 m2为处理单位，设灌溉定额为250 m3(W1)、300 m3(W2)、350 m3(W3)3个水平，施钾肥量为15 kg(K1)、20 kg(K2)、25 kg(K3)3个水平；各处理的尿素和磷酸一铵的施用量相同，共9个处理，重复2次。根据加工番茄的生理生长情况，采取少量多次的灌水施肥方式。施肥前将钾肥、氮肥溶解于施肥罐中，全部作为追肥，随水滴施。磷肥全部基施。不同生育期667 m2灌水及施钾肥量分配情况：苗期、初花期、初果期、盛果期1、盛果期2、盛果期3、盛果期4、成熟期1、成熟期2，W1分别为10、30、30、30、30、30、30、30、30 m3，W2分别为10、37、37、37、37、37、35、35、35 m3，W3分别为10、40、45、37、45、45、40、40、40 m3；初花期、初果期、盛果期1、盛果期2、盛果期3、盛果期4，K1分别为1.0、3.5、4.5、3.5、2.5、2.0 kg，K2分别为1.3、4.2、6.0、4.2、3.3、3.0 kg，K3分别为1.7、5.8、7.5、5.8、4.2、4.0 kg。

1.4 测定项目和分析方法

1.4.1 产量及其构成因素的测定

于加工番茄成熟期，在每个试验区随机选取连续5株进行测产，测定并记录每株的侧枝数、结果数、红果数、单株产量等。

1.4.2 加工番茄品质的测定

每小区选取10个成熟番茄果实，测定不同处理下加工番茄的品质。用游标卡尺测量果实的纵径和横径，取其平均值计算果形指数(果形指数=纵径/横径)。横切番茄果实，测定果肉厚度，取其平均值。观察已横切的番茄心室数。Vc含量测定采用2，6-二氯靛酚滴定法[8]；总酸含量采用指示剂滴定法；可溶性固形物含量采用手持折光仪测定。

1.5 数据处理

采用Excel 2007，SPSS 21.0统计软件进行数据分析，采用最小显著差异法(LSD)进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 水钾耦合对丸粒化加工番茄产量的影响

由表1可知，不同水肥处理下，处理K1W3和K2W1的单株红果数最多，且无显著差异；单果重以K2W3最重，且与K3W1、K3W2、K3W3间无显著差异，除K1W3和K2W1外，它们与其他处理间差异明显但不显著，说明灌水定额和钾肥量的增加可以提高番茄单果重；在灌水定额相同的处理下，随着钾肥量的不断增加，可以促进产量的增加，最后基本趋于平稳；在K1相同的情况下，随着灌水量的增加，产量在逐渐增加，在K2相同的情况下，随着灌水量的增加，产量在逐渐减少。K3W1处理的产量达到最大，较其他处理有明显提高，说明在施钾较高的情况下，灌水量不是越高越好。

表1 水钾耦合对丸粒化加工番茄产量的影响

2.2 水钾耦合对丸粒化加工番茄品质的影响

可溶性固形物含量是影响番茄口感风味的重要指标之一。由表2可以看出，K3W1的可溶性固形物和还原糖达到最大，分别为5.00%和3.26%。随着灌水量和钾肥量的增加，可溶性固形物和还原糖呈先递增后减小的趋势，其中，处理K1W1可溶性固形物和还原糖最小，与其他处理间差异显著，说明不同钾肥施用量和灌水定额对可溶性固形物和还原性糖有显著影响。

表2 水钾耦合对丸粒化加工番茄品质的影响

Vc抗坏血酸是一种水溶性抗氧化剂，在人体中起着重要作用，能维持人体免疫系统，阻止病毒和细菌的再次侵染，防止自由基的破坏和心血管疾病的发生等。由表2可以看出，施用钾肥量和灌水量相互影响加工番茄Vc的含量。在钾含量相同的情况下，灌水量越多，Vc含量在逐渐增高；在钾含量达到最大时，随着灌水定额的增加，Vc含量降低，说明钾的施用量和灌水定额对番茄果实中Vc含量的积累有作用，因而可以通过施钾肥含量和灌水定额来改善果实的品质。

番茄中适量的有机酸含量可以改善果实口感，从而提高其风味品质，但有机酸含量过高又会使口感偏酸，而使其风味品质变劣，因而人们常把果实中可溶性糖和有机酸的含量比值作为评价番茄品质的指标。一般情况下，糖酸比越小，则果实风味品质越差。从表2得知，随着钾含量的增加，总酸含量大体在增加，达到一定程度趋于稳定，并有减弱的趋势。K3W1的总酸含量达到最大，K1W1的总酸含量最小，说明钾含量有助于提高总酸含量。K3W2的糖酸比最大，说明钾含量对糖酸比有着促进作用，从而可以改善果实风味口感。而灌水定额和施钾量对加工番茄心室没有显著影响。

3 小结与讨论

水肥作为作物生长发育过程所必须的要素，影响作物的各种生理生化过程，进而影响产量和品质。加工番茄是喜钾作物，尽管新疆地区属于富钾地区，但仍不能满足加工番茄在整个生育期对土壤钾的需求。因而，科学的水肥管理在生产中不仅可以实现低投入、高产出、高品质的目标，还可以节省人力、物力和财力，同时对作物生理情况也有很大影响。本研究通过田间小区试验，探讨了不同水肥处理对丸粒化加工番茄产量和品质的影响，为新疆种植加工番茄的节水灌溉技术提供理论技术指导。

“以水促肥，以肥调水”是水肥供应的关键，只有合理的水肥配比才能有利作物的生长发育和提高产量[13]。本试验表明，水钾耦合对丸粒化加工番茄单果重和产量增加有显著作用；相同灌水定额的情况下，随着钾肥量的不断增加，可促进产量的增加，最后基本趋于平稳；在相同钾肥量的情况下，随着灌水量的增加，加工番茄单果重、产量基本呈现先增高后降低的趋势。

果实中可溶性固形物含量是评价加工番茄的重要指标[14]，还原糖、总酸是构成糖酸比的重要品质指标，糖酸比是评价番茄风味的重要指标。本试验中，水钾耦合可以改善丸粒化加工番茄品质性状，提高加工番茄可溶性固形物、Vc、总酸含量。在相同的灌水定额处理下，随着施钾肥量的增加，可溶性固形物、总酸、Vc含量均呈先增加后降低的趋势；在相同钾肥量的情况下，随着灌水量的增加，基本呈现先增高后降低的趋势。因此，本试验条件下，膜下滴灌丸粒化加工番茄，667 m2灌溉定额为250 m3+钾肥25 kg组合时，加工番茄产量、可溶性固形物、总酸、Vc含量都达到最大值，为最优高产优质高效灌溉施肥组合。

当然，是否存在更加细致的灌水定额和施钾肥量，由于加工番茄的生长是个动态过程，影响加工番茄产量和品质的因素很多，如土壤类型，气候因素，番茄品种等，还需在今后的试验中努力探求。