钾肥品种对加工番茄生长发育及产量品质的影响

哈丽哈什·依巴提，王金鑫，李青军，张 炎*

（1.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，新疆 乌鲁木齐 830091；2.农业农村部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830091）

新疆独特的气候条件非常适宜加工番茄的生长。新疆是我国加工番茄种植面积、加工规模和出口量最大的生产基地之一，加工番茄产业已成为当地经济增长的支柱产业［1］。经过多年的发展，2018 年新疆加工番茄种植面积59.03×104hm2，产量664.45×104t，加工番茄产量、出口量已占全国90%以上［2］。加工番茄是需钾量较大的作物，1 t番茄产品需吸收5.0 kg K2O，其茎和果实内钾的含量超过了氮和磷的含量［3-4］，但是由于新疆土壤富含钾素的观念导致多年来在加工番茄生产中，农民不施或很少施用钾肥，而农作物从土壤中带走了大量的钾，这使土壤钾有了较大的消耗，农田土壤速效钾也有较大幅度的下降［5］。因此，缺钾已成为制约加工番茄高产优质高效的重要因素之一［6-7］。钾素对加工番茄生长发育、产量形成以及抗逆稳产发挥着重要作用。研究表明，加工番茄一生中需钾量最高，氮次之，磷的需求量远少于氮和钾［8-10］。因此合理施用钾肥可显著提高加工番茄产量，改善品质，增强抗病能力［11］。

国内关于加工番茄的合理施肥技术研究较多，齐红岩等［12］研究了不同氮、钾施用水平对番茄营养吸收和土壤养分变化的影响；张继峯［13］、汤明尧等［9］对加工番茄氮、磷、钾肥料效应及其吸收分配规律进行了研究。以往的研究多集中在钾肥施用的时期、用量或氮磷钾配施对加工番茄产量、品质、性状的影响，但对滴灌条件下加工番茄的钾肥品种优化管理技术的研究较少。本研究是在膜下滴灌生产栽培条件下，通过田间小区试验探讨不同钾肥品种对2 个加工番茄品种产量、品质的影响，为新疆加工番茄生产中钾肥合理施用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验2013 年安排在新疆昌吉兵团灌溉中心试验站，加工番茄供试品种为HYH-01 和屯河8号，一膜2 行种植，株距28 cm，行距60 cm，小区面积32 m2。加工番茄育苗1 个月后于5 月7 日移栽，7～10 d 灌溉一次，全生育期灌溉10 次，总计4500 m3/hm2。HYH-01 试验地前茬作物为加工番茄，屯河8 号试验地前茬作物为棉花，作物秸秆均打碎后还田。播前土壤基础性状如表1所示。

表1 0～20 cm 供试土壤基本农化状况

1.2 试验设计

试验设K-0、K-KCl、K-K2SO4、K-KNO3，共4 个处理，每个处理重复3 次。各处理氮肥全部作为追肥，在加工番茄生育期间分4 次随水滴施，磷肥、有机肥及微肥全部基施，钾肥50%开花期滴灌追施和50%结果期滴灌追施。氮肥用尿素（N 46%）、磷肥用三料磷肥（P2O546%）、K-KCl 处理用氯化钾（K2O 60%），K-K2SO4处理用硫酸钾（K2O 52%），K-KNO3处理用硝酸钾（K2O 46.53%，N 13.86%），有机肥（OM ≥45%，N+P+K ≥5%）施用量为1500 kg/hm2。微肥为ZnSO4、MnSO4、FeSO4。各处理施肥量见表2。

表2 各处理施肥量 （kg/hm2）

1.3 测定方法

干物质测定：在苗期（5 月10 日）、初花期（6 月11 日）、初果期（6 月27 日）、盛果期（7 月23 日）、成熟期（8 月21 日）采取加工番茄样品，将采集的植株按不同器官（茎、叶、蕾+花＋果）分开，烘干、称重，统计各器官干物质。

加工番茄品质的测定：Vc 含量，2，6-二氯靛酚滴定法；β-胡萝卜素，高效液相色谱法；总酸，pH 电位法；番茄红素，分光光度法；色差值：色差仪；可溶性固形物，折光计法。

加工番茄产量测定：加工番茄成熟期，在每个小区内划定测产区，收获成熟果实、称重，计算产量。

1.4 数据处理

采用Excel 2003 和SPSS 11.5 统计分析软件对数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 钾肥品种对加工番茄成熟期干物质累积与分配的影响

干物质积累是产量形成的基础，由表3 可以看出，成熟期两个品种加工番茄生殖器官所占比重分别达到65.67%～76.78%、55.46%～69.10%。HYH-01的K-KCl 处理分配到茎、叶的干物质都是最多，分别为39.94、53.64 g/株，与K-KNO3处理无显著差异，但与其他处理均差异显著；K-K2SO4处理分配到果中干物质最多，其次是K-KCl 处理和K-KNO3处理，K-0 处理最 少，K-KNO3、K-KCl 处理无显著差异；总干物质以K-K2SO4处理最多，但K-KNO3与K-KCl 间无显著差异，而K-0 处理最少。屯河8 号K-K2SO4处理分配到茎、叶的干物质最多，分别为55.25、73.21 g/株，K-KNO3处理分配到果中干物质最多，K-K2SO4、K-KNO3、K-KCl 处理之间无显著差异；K-0 处理茎、叶、果干物质最低，与其他处理差异显著；施钾处理间总干物质无显著差异，但显著高于K-0 处理，其中以K-K2SO4处理最大。

表3 成熟期加工番茄干物质及分配 （g/株）

2.2 钾肥品种对加工番茄生长发育的影响

对各处理加工番茄干物质积累进行动态分析，发现各处理加工番茄的总干物质积累动态都呈“S”型增长，即随着生育期的进展而逐渐增强，苗期（0～40 d 左右）积累缓慢，到盛果期（HYH-01 130 d 左右，屯河8 号105 d 左右）时达到顶峰。干物质积累随时间的变化用Logistic 生长函数拟合，均达到极显著水平，其生长函数方程见表4。加工番茄HYH-01、屯河8 号干物质积累速率最大的时刻t0，各施肥处理分别比K-0 处理推后了-2～10 d 和4～13 d。其中，均以K-K2SO4处理的t0 时刻出现最晚，为出苗后的116 和97 d，而且干物质积累的旺盛时期Δt 也最长，分别比K-0、K-KCl、K-KNO3处理延长了4、7、6 和8、3、2 d，表明硫酸钾肥料有利于推迟加工番茄干物质积累速率最大的时刻，延长干物质积累的旺盛时期。K-K2SO4处理的HYH-01（269.80 g）和屯河8 号（288.41 g）每株干物质最大积累量显著高于K-0的205.97 和197.27 g，与成熟期干物质数据比较，K-K2SO4处理比K-KCl 显著增加的主要是茎叶干物质，而果实干物质无显著差异（表3）。

表4 加工番茄干物质积累的Logistic 模型及其特征值

钾肥的施用增加了不同品种加工番茄在Δt 时期内的干物质积累量，HYH-01 各处理干物质积累主要集中在出苗后的84～140 d 内（盛果期到成熟期），而屯河8 号干物质积累主要集中在出苗后的71～114 d（初果期到盛果期）；施用不同钾肥虽然对每株干物质最大积累量影响不大，但施钾可以使加工番茄干物质快速积累时间（Δt）变长，施用钾肥各处理的干物质快速增长期（Δt）都在32～48 d 之间，而K-0 处理的干物质快速增长期都在27～44 d 之间。综上所述，钾肥可以延长加工番茄干物质积累的时期并增加干物质积累量。

2.3 钾肥品种对加工番茄产量及构成因子的影响

从表5 可以看出，不同钾肥品种对HYH-01 和屯河8 号的单株果数没有显著影响，但HYH-01不施钾肥单株果数比K-K2SO4处理显著降低。单果重均以K-KNO3处理最高，分别为66.00、63.37 g/个，K-KNO3处理与K-0 处理达到 了差异显著，与K-K2SO4、K-KC1 处理差异不显著。产量均以K-KCl 处理最高，与K-0 处理均达到了显著差异，与K-K2SO4、K-KNO3处理差异不显著。K-KCl、K-K2SO4和K-KNO3处理的2 个品种加工番茄产量比K-0 处理增产22.21%～33.10%和11.72%～23.71%。

表5 不同钾肥品种对加工番茄产量的影响

2.4 钾肥品种对加工番茄品质的影响

从表6 可以看出，钾肥品种对HYH-01 色差、总酸含量和β-胡萝卜素含量无显著影响，但对Vc 含量有显著影响，K-K2SO4处理的Vc 含量最多，与K-0、K-KCl、K-KNO3处理差异显著；可溶性固形物以K-K2SO4处理最高，K-0 处理最小，两者相差0.45 个百分点，说明施用K-K2SO4能够提高HYH-01的可溶性固形物；K-KCl 处理和K-K2SO4处理的β-胡萝卜素含量最多，其次为K-KNO3处理，K-0 处理最低，K-KCl 处理色差值和总酸含量最大，而K-KNO3处理最小。

表6 不同处理对加工番茄品质的影响

钾肥品种对屯河8 号加工番茄的Vc 含量、β-胡萝卜素、可溶性固形物、色差、总酸、番茄红素无显著影响，K-KCl 处理的Vc 含量、β-胡萝卜素、可溶性固形物、总酸、番茄红素最多，分别为30.63 mg/100 g、0.29 mg/100 g、6.28%、4.93 g/kg、13.70 mg/100 g，而不施钾肥时加工番茄的可溶性固形物和番茄红素含量最低，这说明KCl 肥料能够提高屯河8 号的品质。

2.5 肥料效益分析

由表7 可以看出，钾肥的农学效率用每千克纯养分增产的加工番茄表示，每千克 K2O 促进HYH-01 增产约为167.10～249.05 kg，促进屯河8 号增产72.98～147.70 kg，其中K-KCl 处理农学效率最高。

表7 不同处理下加工番茄肥料效益分析

按照当年当地的加工番茄和钾肥价格计算，HYH-01 每投入1 元的K2O，K-KCl 处理可增收3.21元，而K-K2SO4和K-KNO3处理分别增收2.64 和2.16 元；屯河8 号每投入1 元的K2O，K-KCl 处理可增收1.90 元，而K-K2SO4和K-KNO3处理分别增收0.94 和1.36 元。扣除肥料成本，K-KCl 处理收益最好，分别为52114、39085 元/hm2，而K-0 处理收益最低，分别为39243 和31931 元/hm2。以上表明，KCl的肥料效益最好。

3 讨论

作物产量由干物质的积累分配与转移特性所决定，优化干物质累积过程是提高作物干物质量的基础［14-15］。赵姣等［16］研究表明作物干物质的累积与最大干物质累积速率呈正相关，速率越大，干物质累积量越高，产量越高。宋明丹等［17］研究表明，干物质快速累积持续期越长，干物质累积量越大。韦海忠等［18］研究表明番茄高产需吸收大量的钾，施用钾肥可满足番茄对钾的需求，植株吸钾量成倍增加，促进了番茄植株生长和果实的形成，有明显的增产效应。但不同钾肥品种由于陪伴阴离子不同，施用效果必然存在差别。本试验结果表明，施钾肥可以延长2 个加工番茄品种干物质积累的时期并增加干物质积累量。不同钾肥品种中，硫酸钾肥推迟加工番茄干物质积累速率最大的时刻，延长干物质积累的旺盛时期和干物质在果实中的分配效果最明显。

钾素是加工番茄生产的关键限制因子之一，适当的钾肥品种运筹是保证钾素供应充足、提高钾素农学效率和促进作物产量形成的关键因素［19］。秦鱼生等［20］对马铃薯开展了不同钾肥品种试验，结果表明当氯化钾的施用量为225 kg/hm2时，增产的效果最明显，增产的幅度达到29.0%；当施钾量相同时，氯化钾增产的效果高于硫酸钾，钾肥施用可以明显提高作物产量。胡伟等［6］研究表明在施用相同氮磷肥基础上，施用不同钾肥品种均增加了加工番茄产量，显著增加了收益。本试验中，与不施钾处理相比，施钾肥使加工番茄增产增收。各施钾肥处理中KCl 处理产量最高，但除了屯河8 号氯化钾增产的效果显著高于硫酸钾外，其他施钾肥处理间无显著差异。该结果与李彦等［3］的研究结果在增产率方面存在一些差异，但均表明了氯化钾增产的效果高于硫酸钾。

4 结论

施用钾肥可以延长加工番茄干物质积累的时期并增加干物质积累量，不同钾肥品种中硫酸钾肥料有利于推迟加工番茄干物质积累速率最大的时刻。

施用钾肥显著增加加工番茄产量和收益，不同加工番茄品种增产11.72%～33.10%，每投入1元的K2O 增收0.94～3.21 元。其中KCl 增产增效最好。