硅肥對番茄產(chǎn)量、果實品質(zhì)及肥料利用率的影響

唐愛均， 姚勇哲， 李建明

(西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西楊凌 712100)

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硅肥對番茄產(chǎn)量、果實品質(zhì)及肥料利用率的影響

唐愛均， 姚勇哲， 李建明*

(西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西楊凌 712100)

[目的] 為硅肥在番茄生產(chǎn)和更廣領(lǐng)域的應(yīng)用提供依據(jù)。[方法] 以“金棚一號”番茄為材料，采用完全隨機試驗，研究施用有機硅肥對番茄產(chǎn)量、果實品質(zhì)及肥料利用率的影響。[結(jié)果] 施用含硅肥料(N-P2O5-K2O 20-10-20)可以顯著提高番茄產(chǎn)量，較對照增產(chǎn)16.16%，較施用史丹利復(fù)合肥(N-P2O5-K2O 20-10-20)處理增產(chǎn)5.45%；施用含硅肥料對番茄果實可溶性固形物含量、VC含量和糖酸比均無顯著影響；施用含硅肥料可以顯著提高番茄的肥料利用率，尤其是磷的利用效率。[結(jié)論] 施用硅肥對番茄生產(chǎn)是有益的，能夠顯著提高番茄產(chǎn)量和肥料利用率。

硅；番茄；產(chǎn)量；品質(zhì)；肥料利用率

硅是地殼和土壤中含量最豐富的元素之一。植物吸收硅的主要形式是溶解于土壤中的硅酸(H4SiO4)[1]。硅元素在農(nóng)作物生產(chǎn)中起著重要的作用，具有搞倒伏、增強抗病性與抗蟲性、抑制鋁等有毒金屬的吸收、改善葉片形態(tài)增強光合作用、影響作物纖維質(zhì)量、影響某些礦質(zhì)元素的吸收轉(zhuǎn)運等生理功能[2]。Rafi 等[3]發(fā)現(xiàn)，如果完全停止硅的供給，那么小麥將出現(xiàn)形態(tài)異常。對于大多數(shù)高等植物，硅不是必需元素。然而大量試驗證明，硅對植物的生長發(fā)育是有益的[4]，可以被稱作一種“準(zhǔn)必需”元素[1]。

盡管硅在很多植物的生長發(fā)育過程中起著重要作用，但國內(nèi)外絕大多數(shù)對硅的研究都集中在單子葉植物，特別是小麥[5]、水稻[6]等作物上，施用硅肥對雙子葉植物的影響研究還較少。王耀晶等[7]發(fā)現(xiàn)，施用硅可以增強草莓葉片光合能力，顯著提高草莓產(chǎn)量。田福平等[8]發(fā)現(xiàn)，施用硅對紫花苜蓿幼苗生長有明顯的促進作用，使得生育期提前。番茄在我國大面積種植，但關(guān)于硅對番茄影響的研究主要集中在硅肥對番茄產(chǎn)量的影響上[9-12]，有關(guān)硅肥對番茄果實品質(zhì)和肥料利用率的影響等方面的研究還未見報道。以關(guān)中地區(qū)廣泛種植的“金棚一號”番茄為材料，筆者研究了硅肥對產(chǎn)量、果實品質(zhì)和肥料利用率的影響，為硅肥在番茄生產(chǎn)和更廣領(lǐng)域的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)土壤狀況試驗于2011年3～7月在西北農(nóng)林科技大學(xué)南校區(qū)園藝場塑料大棚內(nèi)進行。供試田塊2年未種植茄科作物，前茬為白菜。供試土壤養(yǎng)分狀況為：pH 7.14,全氮0.63 g/kg,全磷1.33 g/kg,全鉀17.75 g/kg,有機質(zhì)4.82 g/kg,堿解氮50.67 mg/kg,速效磷51.69 mg/kg,速效鉀133.12 mg/kg。根據(jù)菜園土肥力評級標(biāo)準(zhǔn)，供試土壤為中等肥力。

1.2 試驗材料供試番茄品種為金棚一號(精選)，西安金鵬種苗有限公司。供試肥料有有機硅水溶長效肥(含硅)，氮、磷、鉀含量≥50%(N-P2O5-K2O 20-10-20),河北硅谷化工有限公司生產(chǎn)；史丹利高塔復(fù)合肥(不含硅)，氮、磷、鉀含量≥50%(N-P2O5-K2O 20-10-20)，山東史丹利化肥股份有限公司生產(chǎn)；艷陽天復(fù)合肥(不含硅)，氮、磷、鉀含量≥50%(N-P2O5-K2O 20-10-20)，山東紅日阿康化工有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗方法設(shè)4個肥料處理，分別為CK、有機硅水溶長效肥(T1)、艷陽天(T2)和史丹利(T3)。采用完全隨機排列。施肥時間、施肥量見表1。各處理氮、磷、鉀施入總量見表2。

表1 施肥時間及施肥量

種植方式為畦作，小區(qū)面積為6.2 m2(長6.2 m，寬1.0 m)。小區(qū)周圍設(shè)置保護行，小區(qū)間用塑料膜隔開。塑料膜埋深為20 cm，防止肥水側(cè)滲影響。每個小區(qū)為一畦，每畦種2行，行株距為40 cm×40 cm。每行栽苗15株，共30株/小區(qū)。施肥方式為穴施。采用單桿整枝，每株番茄留5穗果打頂。2011年3月14日定植，6月1日每次采收，7月27日拉秧，生育期135 d，其中采收期57 d。其他管理措施與當(dāng)?shù)卮笈锕芾硐嗤?/p>

表2 氮磷鉀施入量 kg/hm2

1.4 測定項目及方法

1.4.1產(chǎn)量測定。果實測產(chǎn)周期為3～4 d，將各小區(qū)內(nèi)果實分開稱重，計算產(chǎn)量。

1.4.2果實品質(zhì)測定。在采收前、中、后期分3次取樣，每個處理隨機取10個果型、顏色、成熟度一致的果實。用折射儀測定可溶性固形物信含量(GB 12295-90)，采用2，6-二氯靛酚滴定法測定果實中VC含量[13]，采用國標(biāo)法測定可溶性糖含量(GB6194-86),采用NaOH滴定法測定有機酸含量[13]。

1.4.3養(yǎng)分利用率計算方法。參考彭少兵等[14]和Fageria等[15]方法，綜合評價肥料的利用效率。

氮肥偏生產(chǎn)力(PFPN, kg/kg N)，指投入的單位肥料氮能生的作物產(chǎn)量，即

PFPN=Y/F

式中，Y為施氮后所獲得的作物產(chǎn)量(kg)；F為施氮量(kg)。

氮肥農(nóng)學(xué)效率(AEN, kg/kg N),指單位施氮量增加的作物產(chǎn)量，即

AEN=(Y-Y0)/F

式中，Y為施氮后所獲得的作物產(chǎn)量(kg)；Y0為不施氮條件下的作物產(chǎn)量(kg)；F代表施氮量(kg)。

同量計算磷、鉀肥利用效率。同時，計算肥料貢獻率和地力貢獻率。

肥料貢獻率(%)=(施肥區(qū)產(chǎn)量-不施肥區(qū)產(chǎn)量)×100/施肥區(qū)產(chǎn)量

地力貢獻率(%)=不施肥區(qū)產(chǎn)量×100/施肥區(qū)產(chǎn)量

2 結(jié)果與分析

2.1 硅肥對番茄產(chǎn)量的影響從表3可以看出，各施肥處理產(chǎn)量為T1處理>T3處理>T2處理>CK，T1處理下番茄產(chǎn)最高，CK增加16.16%,較施用等養(yǎng)分處理(T3)增加5.45%。T1處理與各處理間均存在顯著性差異(P<0.05)，與CK間存在極顯著性差異(P<0.01)；T2處理、T3處理之間差異不顯著，但與CK間存在0.05水平顯著性差異；T3處理與CK間存在0.01水平顯著性差異。結(jié)果表明，施用含硅肥料能夠在0.01水平顯著提高番茄產(chǎn)量；在N、P、K比例相同情況下，施用含硅肥料能夠顯著提高番茄產(chǎn)量。試驗結(jié)果與張春輝等[11-12]研究成果一致。這可能是因為硅能夠在一定程度上提高植物N、K的吸收總量，改善P的有效性，改善作物的生物學(xué)性狀[16]，同時在抵抗各種生物與非生物脅迫中起作用[4]，從而促進作物產(chǎn)量的增加。

2.2 硅肥對番茄果實品質(zhì)的影響

2.2.1硅肥對番茄可溶性固形物含量的影響。從表4可以看出，T1處理、T2處理、T3處理之間可溶固形含量無顯著性差異，但與CK間差異達0.05顯著水平。結(jié)果表明，施肥可以顯著提高番茄可溶性固形物含量，但是施用含硅肥料對番茄可溶性固形物含量沒有顯著性影響。

表3 不同施肥處理對番茄產(chǎn)量的影響

注：大寫字母表示在P=0.05水平顯著，小寫字母表示在P=0.01水平顯著。

2.2.2硅肥對番茄VC含量的影響。從表4可以看出，各施肥處理VC含量為T3處理>T1處理>T2處理>CK。T3處理的VC含量較CK提高了16.53%，T1處理的VC含量較CK提高了14.77%，T1處理、T3處理之間無顯著性差異，與T2處理、CK存在0.01水平顯著性差異。結(jié)果表明，增加N、K的施入量能夠在0.01水平顯著地提高番茄VC含量；在N、P、K比例相同的情況下，施用含硅肥料對番茄VC含量無顯著影響。這可能是因為雖然硅能使N、K吸收總量略有增加，提高番茄VC含量[16-18]，但干擾了硼的吸收[19]，從而影響VC含量的提高[20-21]。

表4 不同施肥處理對番茄果實品質(zhì)的影響

注：大寫字母表示在P=0.05水平顯著，小寫字母表示在P=0.01水平顯著。

2.2.3硅肥對番茄糖酸比的影響。從表4可以看出，各施肥處理間糖酸比均無顯著性差異。結(jié)果表明，施用含硅肥料對番茄糖酸比沒有顯著性影響。這與虞娜等[22]研究結(jié)果基本一致。

2.3 硅肥對番茄肥料利用率的影響從表5可以看出，施用含硅肥料能夠在0.05水平顯著提高磷肥的偏生產(chǎn)力和氮鉀肥的農(nóng)學(xué)效率，在0.01水平顯著提高磷肥的農(nóng)學(xué)效率，說明硅能夠促進番茄對氮磷鉀的吸收利用，且對磷的促進作用大于氮、鉀；不同施肥處理肥料貢獻率為T1處理>T3處理>T2處理，T1處理下肥料貢獻率最大，達到13.9%。T1處理與T3處理間存在0.05水平顯著性差異，與T2處理間存在0.01水平顯著性差異，說明硅對提高番茄的肥料貢獻率有顯著的促進作用。結(jié)果表明，施用含硅肥料顯著提高了番茄的肥料利用率，特別是磷肥的利用率大大提高，可能是由于雖然硅抑制了作物對N、P的吸收，但硅酸的吸收能使得作物的干物質(zhì)增加，從而增加N、K的吸收總量[4]；同時，施用硅肥能夠在一定程度上增加土壤磷的解吸量和解吸率[23]。有研究表明，施硅能夠減少過量Fe、Mn、Al等金屬離子的毒害，改善植物的磷素營養(yǎng)[24-25]。

表5 不同施肥處理對番茄肥料利用率的影響

注：大寫字母表示在P=0.05水平顯著，小寫字母表示在P=0.01水平顯著。

3 結(jié)論與討論

已有研究表明，番茄屬非喜硅植物，但硅元素供給不足會對生長發(fā)育造成不良的影響[26]。由于硅與N、P、K及一些微量元素的吸收有著密切的關(guān)系，并且參與植物改善生物學(xué)性狀、抗病、抗蟲、抗金屬毒害、抗鹽脅迫、溫度脅迫和其他環(huán)境脅迫的生理生化過程[4]，所以增施硅肥可以顯著提高番茄產(chǎn)量[11-12]。在試驗條件下，施用含硅肥料能顯著提高番茄產(chǎn)量，增幅達16.16%。這與前人研究[9-12]基本相同。硅對番茄果實品質(zhì)和肥料利用率的影響尚未見報道。在該試驗條件下，施用含硅肥料對番茄果實中可溶性固形物含量、VC的含量和糖酸比均沒有顯著性影響。施用含硅肥料可以顯著提高肥料利用率，尤其對提高P的利用率具有明顯作用。綜上所述，施用硅肥對番茄生產(chǎn)是有益的，能夠顯著提高番茄產(chǎn)量和肥料利用率，但是番茄果實品質(zhì)的形成是環(huán)境條件(溫度、光照等)、水、肥等因素綜合作用的結(jié)果[27]。該試驗只簡單地考察了肥料對果實品質(zhì)的影響，至于硅是否影響番茄果實品質(zhì)形成以及番茄硅肥的最佳施用量及其與N、P、K等元素的交互作用還有待進一步研究。

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Effects of Silicon Fertilizer on Yield, Quality and Fertilizer Utilization Rate of Tomato

TANG Ai-jun,YAO Yong-zhe,LI Jian-ming*

(College of Houticulture, Northwest A&F University,Yangling, Shaanxi 712100)

[Objective] The research aimed to provide a basis of silicon fertilizer in tomato production and wider fields. [Method] The effects of silicon fertilizer on yield, quality and fertilizer utilization rate of tomato (jinpeng No.1) were researched. The completely randomized design was used in this experiment. [Result] Silicon fertilizer increased the yield of tomato significantly. Applying silicon fertilizer (N-P2O5-K2O 20-10-20)could increase the yield by 16.16% compared with the control, and increased by 5.45% compared with the group of applying ‘Stanley’ fertilizer. There were no significant effects on soluble solid content, VCcontent and the ratio of soluble sugar to organic acid by applying silicon fertilizer. Silicon fertilizer could improve fertilizer utilization rate of tomato, especially phosphorus utilization rate. [Conclusion] The application of silicon fertilizer was beneficial for the production of tomato, which could increase the yield of tomato and fertilizer utilization rate significantly.

Silicon; Tomato; Yield; Quality; Fertilizer utilization rate

國家“十二五”科技支撐計劃項目(2011BAD29B01);國家“863”計劃項目(2011AA100504)。

唐愛均(1972- )，女，廣西都安人，實驗師，從事植物園栽培、采后生理方面的研究工作。*通訊作者，教授，博士，從事設(shè)施蔬菜生理生態(tài)、設(shè)施環(huán)境工程、蔬菜有機栽培、現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)規(guī)劃等方面的研究工作。

2014-12-18

S 641.2

A

0517-6611(2015)04-102-03