水分脅迫及鉀肥對(duì)櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

李建設(shè)，周 筠，高艷明

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川 750021）

肥料和水分是影響蔬菜品質(zhì)和產(chǎn)量的主要因素，水分脅迫通過適度控制土壤水分為作物提供適中的干旱條件，這種逆境條件雖然使果實(shí)含水量和鮮果產(chǎn)量減少，但提高果實(shí)可溶性固形物、己糖、檸檬酸、果酸含量[1]。鉀素對(duì)果菜生長(zhǎng)發(fā)育以及果實(shí)膨大起重要作用，并被譽(yù)為“品質(zhì)元素”，番茄在整個(gè)生育期對(duì)鉀元素吸收量最多[2]。同時(shí)，鉀元素在維持植物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)正常代謝、酶活性增加，促進(jìn)光合作用，光合產(chǎn)物運(yùn)輸及蛋白質(zhì)合成等生理生化功能方面發(fā)揮重要作用?？梢?，鉀肥的施用勢(shì)必影響植物對(duì)光合產(chǎn)物的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、同化及貯藏，進(jìn)而影響果實(shí)品質(zhì)。李冬梅等研究表明，施用鉀肥后，黃瓜可溶性糖含量與對(duì)照差異顯著[3]；張愛慧研究表明，增加施用鉀肥可有效提高甜瓜果實(shí)內(nèi)蔗糖含量，但鉀肥過多或不足時(shí)，不利于果實(shí)糖分積累[4]。本試驗(yàn)在前人研究基礎(chǔ)上，研究水分脅迫及施鉀水平對(duì)設(shè)施櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在探索適合寧夏栽培及推廣的高糖度番茄（水果番茄）栽培技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

試驗(yàn)在寧夏銀川市永寧縣楊和鎮(zhèn)納家戶村領(lǐng)鮮公司果蔬示范園區(qū)進(jìn)行。地處北緯38°18′，東經(jīng)106°15′，海拔1 110 m，平均≥10℃積溫3 300℃，無霜期140～160 d，年均日照時(shí)數(shù)3 000 h，年降水量180～200 mm，四季分明，晝夜溫差大。試驗(yàn)地土壤為典型的灌淤土，試驗(yàn)水為園區(qū)地下水（深18 m）。

試驗(yàn)日光溫室長(zhǎng)91.2 m(凈長(zhǎng)85.5 m)，棚寬7.7 m(凈寬6.8 m)，栽培面積580 m2。鋼架結(jié)構(gòu)，棚膜為日本住友化學(xué)公司生產(chǎn)明凈華涂層膜，外覆蓋保溫材料為保溫被。前茬作物為西瓜。

1.2 供試土壤理化性狀

試驗(yàn)地土壤為典型的灌淤土。其0～20 cm表層土壤基本理化性質(zhì)如下：全鹽1.39 g·kg-1，有機(jī)質(zhì)14.23 g·kg-1，速效氮 112.7 g·kg-1，速效磷 130.82 g·kg-1，速效鉀300.00 g·kg-1，pH 8.73。

1.3 供試水質(zhì)理化性狀

試驗(yàn)水為園區(qū)地下水（深18 m），其水質(zhì)理化性質(zhì)如下：全鹽 1 523 mg·L-1，CO32-0 mg·L-1，HCO3-251 mg·L-1，Cl-323 mg·L-1，SO42-377 mg·L-1，Ca2+51 mg·L-1，Mg2+31 mg·L-1，K+2 mg·L-1，Na+336 mg·L-1，pH 7.54。

1.4 供試櫻桃番茄品種

貝美、貝蒂、摩絲特均購(gòu)自荷蘭瑞克斯旺種苗公司。

1.5 供試肥料

底肥：每畝施生物有機(jī)肥3 t（酵素菌有機(jī)肥，由寧夏農(nóng)墾賀蘭山生物肥料有限公司生產(chǎn)，其中有機(jī)質(zhì)≥30%，氮-磷-鉀≥4%，腐植酸≥10%，有益活性菌≥0.2億·g-1），氮磷鉀復(fù)合肥50 kg（NP2O5-KO2=15-15-15），磷酸二銨30 kg，過磷酸鈣30 kg。

追肥：尿素（含N量為46%），磷酸二銨（含N量為18%，含P2O5量為 46%），硫酸鉀（含K2O，50%）

1.6 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)設(shè)計(jì)3個(gè)因素，分別是灌水量、品種、不同追施鉀肥量。灌水因素有3個(gè)水平，分別是：

A1：定植時(shí)每溝灌液50 L，第二天開始到第3花絮開花，每株每日160 mL，第三花絮開花后每株每日120 mL。約3 d灌1次水（陰天雨天不給液）。

A2：定植時(shí)每溝灌液50 L，第二天開始到第3花絮開花，每株每日320 mL，第三花絮開花后每株每日240 mL。約3 d灌1次水（陰天雨天不給液）。

A3：定植時(shí)每溝灌液50 L，第二天開始到第3花絮開花，每株每日480 mL，第三花絮開花后每株每日360 mL。約3 d灌1次水（陰天雨天不給液）。

試驗(yàn)中要根據(jù)植株長(zhǎng)勢(shì)，增減灌水量，但均要按灌溉定額增減。

水分控制采用在主管上每一水分處理安裝一個(gè)支管，支管上安裝水表（上海水表廠，旋翼單流防磁水表LXSD—15A型，最小示值0.0001 m3，最大示值99 999.9999 m3），水表與主管間安裝銅閥門（見圖1）。每次灌水根據(jù)灌溉株數(shù)計(jì)算出灌水量，到預(yù)定灌溉量時(shí)，關(guān)閉閥門。水泵上安裝回水閥，壓力過大時(shí)，用回水閥泄壓。

品種3因素：B1-貝美；B2-貝蒂；B3-摩絲特。

追施鉀肥2個(gè)水平：K1低鉀（尿素2.4g·株-1·次-1，磷酸二銨 2.4 g·株-1·次-1，硫酸鉀 4 g·株-1·次-1）；K2高鉀（尿素2.4 g·株-1·次-1，磷酸二銨2.4 g·株-1·次-1，硫酸鉀10 g·株-1·次-1）。

采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，共18個(gè)處理，3次重復(fù)，共54個(gè)小區(qū)。處理為：A1B1K1、A1B2K1、A1B3K1、A1B1K2、A1B2K2、A1B3K2、A2B1K1、A2B2K1、A2B3K1、A2B1K2、A2B2K2、A2B3K2、A3B1K1、A3B2K1、A3B3K1、A3B1K2、A3B2K2、A3B3K2。

本試驗(yàn)于2011年1月5日育苗，2月21日定植，畦高0.3 m、長(zhǎng)6.79 m、寬1.4 m。小區(qū)面積9.5 m2。定植前安裝滴灌，覆蓋地膜。每畦（小區(qū)）定植兩行，株行距0.42 m×0.70 m，每小區(qū)定植28株。分別在4月14日（第1穗果膨大，第3、4穗果坐果期）和5月21日（第2穗果采收期）采用穴施方式追肥2次。

1.7 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.7.1 記載番茄生育期

記載番茄定植期，每重復(fù)達(dá)到50%時(shí)記載各處理番茄各花序開花期、坐果期、始收期、盛采期、拉秧期。

圖1 田間灌水Fig.1 Field irrigation

1.7.2 產(chǎn)量和品質(zhì)測(cè)定

每次采收時(shí)記載采收日期，產(chǎn)量按小區(qū)實(shí)測(cè)，并計(jì)算單果重。在果實(shí)采收中期每處理小區(qū)隨機(jī)采樣10個(gè)鮮果測(cè)定番茄品質(zhì)。

VC含量測(cè)定采用鉬藍(lán)比色法；可溶性固形物采用糖量計(jì)測(cè)定；可溶性糖測(cè)定采用蒽酮比色法；有機(jī)酸測(cè)定采用酸堿滴定法。

1.7.3 田間測(cè)定項(xiàng)目

1.7.3.1 土壤含水量測(cè)定

采用鋁盒取樣法在定植后第二天取一次土樣，烘干法測(cè)定土壤水分；以后每隔15 d，在灌完水的第二天取一次土樣，測(cè)定土壤水分。按3個(gè)灌水量梯度進(jìn)行取樣，即3個(gè)處理，每處理重復(fù)3次，每畦按S型取樣取3個(gè)點(diǎn)，分別為畦頭、畦中、畦尾部水平距離距滴灌滴頭5、10、15 cm處，深度0～10 cm處的土壤測(cè)定土壤含水量。

1.7.3.2 土壤速效氮磷鉀的測(cè)定

拉秧時(shí)取番茄根層0～40 cm土壤，每畦按S型取樣取3個(gè)點(diǎn)，分別為畦頭、畦中、畦尾，測(cè)定土壤速效氮磷鉀含量。

土壤堿解氮測(cè)定采用堿解蒸餾法；土壤速效鉀測(cè)定采用火焰光度計(jì)法；土壤有效磷測(cè)定采用鉬銻抗吸光光度法。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分脅迫對(duì)不同櫻桃番茄品種生育期的影響

由表1可以看出，在水分脅迫條件下，各花絮開花坐果時(shí)間隨水分脅迫強(qiáng)度的增強(qiáng)而延遲。每處理每序花70%開花時(shí)統(tǒng)計(jì)開花期；每處理每序花70%的果實(shí)直徑達(dá)到1 cm時(shí)統(tǒng)計(jì)座果期。貝美第一花絮3月1日最早開花，比處理A1B1提前11 d，比處理A2B1提前10 d，第二花絮A1B1比A2B1推遲2 d，比A3B1推遲4 d；貝美開花后20 d開始坐果，比A2B1坐果時(shí)間提前4 d，比A1B1提前5 d。貝蒂3月12號(hào)開始開花，處理A3B2比A2B2提前1 d開花，比A1B2提前2 d；開花后18 d左右開始坐果，各花絮坐果時(shí)間處理A3B2比A2B2和A1B2提前3～5 d。摩絲特最晚開花，各花絮開花時(shí)間處理A3B3比A2B3提前1～5 d，比A1B3提前2～5 d。

2.2 水分脅迫及施鉀水平對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量的影響

由表2可知，相同施鉀條件下，土壤中堿解氮、速效磷、速效鉀含量在水分脅迫處理中均有如下規(guī)律：A1＞A2＞A3，達(dá)顯著性差異，說明輕度水分脅迫處理土壤中速效養(yǎng)分含量低于重度水分脅迫處理?？梢?，輕度水分脅迫有利于番茄根部對(duì)土壤速效養(yǎng)分的吸收，從而使重度水分脅迫處理土壤速效養(yǎng)分含量顯著高于輕度水分脅迫處理。在相同水分脅迫條件下，土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量表現(xiàn)為K2＞K1，說明適度增施鉀肥可提高土壤中速效養(yǎng)分含量。

表1 水分脅迫下不同櫻桃番茄品種生育期Table1 Growth stages of cherry tomatoes under water stress

表2 水分脅迫及施鉀水平對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量的影響Table2 Effect of water stress and K level on the content of soil available nutrient

2.3 水分脅迫及施鉀水平對(duì)不同櫻桃番茄品種產(chǎn)量的影響

如表3所示，各處理平均單果重、小區(qū)平均產(chǎn)量、折合畝產(chǎn)量隨水分脅迫而減少，差異達(dá)顯著水平；同一處理不同施鉀量其平均單果重、小區(qū)平均產(chǎn)量、折合畝產(chǎn)量隨施鉀量的增加而提高。處理A1B1K1單果重、畝產(chǎn)量比處理A2B1K1單果重、畝產(chǎn)量分別降低17.5%和13.1%，同時(shí)A3B1K1分別降低23.9%和27.7%。可見，水分脅迫明顯降低番茄單果重和畝產(chǎn)量。

由表3可知，處理A1B2K2單果重、畝產(chǎn)量比處理A1B2K1單果重、畝產(chǎn)量分別提高4.3%和1.5%；處理A2B3K2單果重、畝產(chǎn)量比處理A2B3K1單果重、畝產(chǎn)量分別提高0.4%和3.2%。由此可知，在適當(dāng)?shù)追驶A(chǔ)上增施一定量鉀肥有利于番茄增產(chǎn)。

2.4 水分脅迫及施鉀水平對(duì)不同櫻桃番茄品質(zhì)的影響

由表4可知，番茄果實(shí)可溶性固形物、總糖、VC、有機(jī)酸、糖酸比隨水分脅迫強(qiáng)度的增強(qiáng)而明顯提高，表明水分脅迫提高番茄品質(zhì)。處理A1B3K2可溶性固形物比處理A1B3K1可溶性固形物提高2.5%，總糖提高4.3%，VC提高31.8%；處理A3B1K2可溶性固形物比處理A3B1K1可溶性固形物提高1%，總糖提高2.9%，VC提高9.3%。因此，在土壤一定氮磷肥基礎(chǔ)上，增施鉀肥對(duì)提高番茄果實(shí)中可溶性固形物、總糖、VC、有機(jī)酸含量有顯著作用。這與齊紅巖等在不同氮鉀水平對(duì)番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及蔗糖代謝的影響研究結(jié)果一致[5]。

表3 水分脅迫及施鉀水平對(duì)櫻桃番茄產(chǎn)量的影響Table3 Effect of water stress and K level on cherry tomatoes yield

表4 水分脅迫及施鉀水平對(duì)不同櫻桃番茄品質(zhì)的影響Table4 Effect of water stress and K level on cherry tomatoes quality

2.5 水分脅迫對(duì)不同櫻桃番茄品種果實(shí)感官評(píng)價(jià)的影響

取高鉀K2處理的櫻桃番茄果實(shí)進(jìn)行品嘗，參加人數(shù)25位，評(píng)價(jià)結(jié)果見圖2。可以看出，果實(shí)甜度、酸度、風(fēng)味、綜合評(píng)價(jià)隨水分脅迫強(qiáng)度的增強(qiáng)而提高，厚度隨水分脅迫強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小。處理A1B1果實(shí)酸度最高，處理A1B3果實(shí)甜度、風(fēng)味、綜合評(píng)價(jià)最高，果皮最薄，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為處理A1B3果實(shí)風(fēng)味最好，處理A3B1果實(shí)風(fēng)味最差。

2.6 水分脅迫對(duì)水分生產(chǎn)率的影響

結(jié)果見表5。

圖2 水分脅迫對(duì)櫻桃番茄果實(shí)感官評(píng)價(jià)的影響Fig.2 Effect of water stress on sensory evaluation of cherry tomatoes fruits

表5 水分脅迫對(duì)番茄水分生產(chǎn)率的影響Table5 Effect of water stress on tomato water productivity

由表5可知，水分脅迫雖然降低番茄小區(qū)產(chǎn)量，但提高水分生產(chǎn)率，使每立方米灌水量所產(chǎn)生的番茄產(chǎn)量有明顯差距。處理A1B1水分生產(chǎn)率比處理A2B1、A3B1水分生產(chǎn)率分別提高37.1%、70.5%；處理A1B2水分生產(chǎn)率比處理A2B2水分生產(chǎn)率提高65.1%，是處理A3B2水分生產(chǎn)率的2倍；處理A1B3水分生產(chǎn)率比處理A2B3水分生產(chǎn)率提高54.3%，是處理A3B3水分生產(chǎn)率的1.9倍。適量的水分脅迫不但可以保證較高的產(chǎn)量和水分生產(chǎn)率，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉。

3 討論

大量研究結(jié)果表明，肥料和水分是影響蔬菜品質(zhì)的主要因素。Ho等研究結(jié)果表明水分脅迫可提高番茄果實(shí)內(nèi)糖、有機(jī)酸、維生素C等可溶物的含量以及干物質(zhì)含量，但產(chǎn)量有一定程度降低[7-8]。

關(guān)于鉀對(duì)番茄風(fēng)味品質(zhì)影響的報(bào)道較少，閻獻(xiàn)芳等在鉀肥對(duì)番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響研究中表明，施鉀可提高番茄VC、可溶性糖、可溶性固形物含量，改善番茄營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味[9]。張永建等在鉀肥數(shù)量與品種對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響的研究中表明，鉀肥能改善番茄的品質(zhì)，提高番茄VC含量，但對(duì)總酸含量影響不大；施鉀能提高番茄還原糖和可溶性固形物含量；且硫酸鉀與氯化鉀對(duì)番茄各品質(zhì)指標(biāo)的影響差異不大[10]。

施肥對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響很大，合理施肥并結(jié)合調(diào)虧灌溉可顯著提高作物產(chǎn)量和水分利用效率，但如果應(yīng)用不當(dāng)則會(huì)適得其反。按照經(jīng)濟(jì)原則，產(chǎn)量最高的需水量往往不是最經(jīng)濟(jì)的，只有當(dāng)增加的灌水量帶來的產(chǎn)量邊際效益大于增加需水量的邊際費(fèi)用時(shí)，這時(shí)的需水量才是經(jīng)濟(jì)的。水分脅迫提高品質(zhì)，但降低產(chǎn)量，單果重下降，總產(chǎn)量降低。本試驗(yàn)結(jié)果表明，A3處理產(chǎn)量略有降低，A2處理產(chǎn)量有所下降，A1處理產(chǎn)量降低較多。

目前研究適度缺水對(duì)番茄生長(zhǎng)性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響基本上是在足量施肥條件下，而在不同施肥條件下，研究適度缺水對(duì)番茄生理特性、生長(zhǎng)性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分利用的影響研究，國(guó)內(nèi)外報(bào)道較少，缺乏對(duì)不同時(shí)期適度缺水條件下產(chǎn)量品質(zhì)最優(yōu)組合及作物高效利用機(jī)制的系統(tǒng)深入研究。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在相同水分脅迫條件下，各處理平均單果重、小區(qū)平均產(chǎn)量、折合畝產(chǎn)量隨施鉀量增加呈增加趨勢(shì)。因此，不同時(shí)期適度缺水條件下產(chǎn)量品質(zhì)最優(yōu)組合及作物高效利用機(jī)制的研究是后續(xù)研究的主要方向，為作物水分養(yǎng)分高效利用奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

水分脅迫延緩櫻桃番茄開花期和各花序坐果時(shí)間，提高番茄品質(zhì)，降低番茄產(chǎn)量，抑制番茄根系對(duì)土壤中速效養(yǎng)分的吸收，使土壤中速效養(yǎng)分含量表現(xiàn)為A1＞A2＞A3；在土壤一定氮磷肥的基礎(chǔ)上，適度增施鉀肥可提高土壤中堿解氮、速效磷、速效鉀含量以及番茄果實(shí)品質(zhì)。

[1]Mitchell J P,Shennan C,Grattan S R,et al.Tomato yields and quality under water deficit and salinity[J].J Amer Soc Hort Sci,1991,116:215-221.

[2]程扶玖,黃平,鄒運(yùn)鼎.番茄營(yíng)養(yǎng)元素吸收特性研究[J].園藝學(xué)報(bào),1993,20(1):56-60.

[3]李冬梅,魏珉,張海森,等.氮磷鉀養(yǎng)分配比對(duì)溫室土培黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2005,20(3):87-89.

[4]張愛慧.鉀營(yíng)養(yǎng)水平對(duì)網(wǎng)紋甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)的影響[J].蔬菜,2004(6):30-31.

[5]齊紅巖,李天來.不同氮鉀水平對(duì)番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及蔗糖代謝的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2005,21(11):251-255.

[6]閻獻(xiàn)芳,廖永德.鉀肥對(duì)番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].耕作與栽培,2005(3):50-51.

[7]Zushi K,Matsuzoe N.Effect of soil water defieit on vitamin C,sugar,ogranic acid,amino acid and carotene contents of largefruit tomato[J].J JaPan Soe Hort Sci,1998,67:927-933.

[8]Ho L C,Garnge R L,Pikcen A J.An analysis of the accumulation of water and dry matter in tomato ftuit[J].Plant Cell&Env,1987(10):157-162.

[9]閻獻(xiàn)芳,廖永德.鉀肥對(duì)番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].耕作與栽培,2005(3):50-51.

[10]張永建,陸立華.鉀肥數(shù)量與品種對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].農(nóng)技服務(wù),2007,24(11):20.