鉀肥對加工番茄產量和品質性狀的影響

趙方華++姜波

摘要：在施用一定氮肥、磷肥的條件下，獲得鉀肥對加工番茄產量和品質性狀的改善以及兩者之間的關聯(lián)度，為加工番茄種植、施肥提供指導方法。采用肥料效應函數(shù)法模型和灰色關聯(lián)分析法2種方法，分析與研究鉀肥對加工番茄產量和品質性狀的影響以及兩者之間的關聯(lián)度。結果表明，番茄產量和品質性狀在鉀肥作用下有了一定的提高和改善，不同品質性狀與產量之間的關聯(lián)度依次為糖酸比>可溶性固形物>番茄紅素>總酸含量>硝酸鹽含量。說明合理施用鉀肥可以提高番茄產量、改善番茄品質，番茄品質性狀中的糖酸比、可溶性固形物含量對產量的影響最大，在加工番茄施肥增產時應關注這些品質性狀。

關鍵詞：加工番茄；鉀肥；肥料效應函數(shù)；品質性狀；灰色關聯(lián)；可溶性固形物；番茄紅素

中圖分類號： S641.206；S143.3文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0188-03

收稿日期：2014-09-26

全球種植加工番茄的區(qū)域主要集中在地中海沿岸、美國加州河谷和以新疆為代表的中國西部地區(qū)。新疆已成為世界重要的加工番茄種植與加工基地之一，其番茄產量位居世界前三，番茄醬出口量約占全球貿易總量的 1/4[1]。番茄是需鉀量較大的作物，鉀是植物體內60多種酶的活化劑，鉀素在維持細胞內離子平衡、物質的運轉與合成以及光合作用等方面起著重要作用[2]。相關研究結果表明，合理增施鉀肥可提高產量，改善品質，增強抗病能力[3]。張國紅等提出了不同施肥水平對番茄品質的影響[4]，馬喬玲等提出了鉀肥施用對加工番茄產量及效益的影響[5]，龔江等提出了膜下滴灌氮、磷、鉀耦合效應對加工番茄生長和產量的影響[6]，侯曉靜等提出了加工番茄品質性狀與番茄紅素的灰色關聯(lián)分析[7]。目前，國內關于加工番茄的合理施肥以及不同品質間的關聯(lián)分析研究較多，但鉀肥施用對加工番茄產量及品質性狀的影響及其兩者之間的關聯(lián)度卻少有報道。本研究以新疆天山北坡的T9種質加工番茄為研究對象，通過加工番茄在不同鉀肥施用量下的產量和品質性狀求解出鉀肥肥效方程并計算出不同品質性狀和產量之間的關聯(lián)度，以期為新疆加工番茄合理施鉀、提高產量、改善品質性狀提供有效指導。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2012年4月在新疆天山北坡某試驗田進行，番茄品種為屯河9號，供試土壤為排水良好、地勢平坦、土層深厚的壤土，2012年4月初扶壟。試驗采用鋪膜滴灌栽種模式，行距55 cm，溝深 20 cm，壟背寬 100～110 cm，小區(qū)面積為 36 m×9.25 m=33.3 m2。2012年4月 2日開始人工移栽，移栽深度10 cm左右，以掩埋下子葉節(jié)為準，深栽后及時補水，提高成活率，株距 22 cm，保苗 30 180 株/hm2，灌溉方式為河水滴灌，水泵功率45 kW，揚程50 m，額定流量 306 m3/h。

1.2試驗方法

試驗采用“3414”方案中的4個處理（表1），即N2P2K0、N2P2K1、N2P2K2、N2P2K3。其中，2水平為最佳施肥量，0水平為不施肥，1水平為最佳施肥量的0.5倍，3水平為最佳施肥量1.5倍[8]，試驗設置3次重復。根據(jù)該番茄產區(qū)種植經驗，當?shù)?、磷肥、鉀肥具體用量分別為300、105、75 kg/hm2時，最適合加工番茄生長。氮肥為大顆粒尿素（含N 46%），磷肥為三料磷肥（含P2O5 46%），鉀肥為氯化鉀（K2O）。

1.3品質分析

對每個小區(qū)隨機采摘的20個成熟加工番茄果實作為試驗樣品進行品質測定，包括果實的硝酸鹽、番茄紅素、可溶性固形物、總酸的含量及糖酸比（表1）。表1供試小區(qū)加工番茄的性狀

2結果與分析

2.1施用鉀肥對加工番茄產量的影響

根據(jù)不同施鉀水平下的加工番茄產量（表1）擬合出加工番茄產量和鉀肥施用量之間的一元二次方程式，即肥料效應函數(shù)模型[9]。該肥料效應函數(shù)模型為：

y=51.359 8+0.297 9x-0.003 0x3。（1）

對擬合函數(shù)進行方差分析[10]，結果顯示，F(xiàn)=199>F0.05=0.05，說明加工番茄產量與施肥量之間有顯著的回歸關系，由回歸統(tǒng)計表明r值為0.998 7，標準差為0.410 3，說明試驗的鉀肥施用量與產量高度相關，模型擬合效果好。通過求解該一元二次方程可得，在氮肥、磷肥分別為300、105 kg/hm2的最佳施肥情況下，當不施鉀肥時，加工番茄產量為51.36 t/hm2，接近實際產量；隨著鉀肥施用量的增加，加工番茄產量逐漸增高，當施用量為74.48 kg/hm2時，產量達到最高值（62.61 t/hm2），此時鉀肥施肥量為最優(yōu)值，如繼續(xù)施鉀肥，產量會逐漸下降。

2.2鉀肥對番茄品質的影響

通過品質分析得出了不同施鉀情況下的品質數(shù)據(jù)（表1），施用鉀肥后的3組數(shù)據(jù)顯示，硝酸鹽含量隨著施鉀量的增加而逐漸降低。番茄紅素含量則隨著鉀肥的合理施用而逐漸增加，最佳施肥量下的番茄紅素含量比不施鉀肥時提高72%。當施肥過量時，番茄紅素含量依然比不施肥時高41%，但與最佳施肥量下的含量降低了18%，可見，在一特定施肥量下，番茄紅素含量和施肥量呈正相關，超過該特定量后，番茄紅素含量逐漸降低，與施肥量呈負相關。同樣，可溶性固形物含量在合理范圍內隨施鉀量的增加而增加，施鉀量達到過量水平時，可溶性固形物含量開始降低。鉀肥可明顯改善該加工番茄品種的酸性，由試驗數(shù)據(jù)可知，總酸含量隨著施鉀量的增加而逐漸遞減，1、2、3等3種水平下的總酸含量分別比0水平下的總酸含量降低9%、15%、34%。對試驗果實進行品質測定，總糖含量在施鉀后基本沒有變化，由于果實酸度隨施鉀量增加而降低，所以糖酸比隨施鉀量增加而增加。

2.3鉀肥作用下加工番茄產量與各品質間的關聯(lián)度endprint

上述分析結果表明，鉀肥可提高番茄產量，改善番茄品質。然而，單純提高產量有可能會引起某種品質變差，所以還須分析鉀肥作用下加工番茄產量與各品質性狀之間的關聯(lián)度，從而利用它們之間的相互關系進行間接選擇，這樣對加工番茄育種、種植管理具有重要意義[11]。

2.3.1無量綱化處理本研究采用鄧氏灰色關聯(lián)分析的應用模型[12]，將鉀肥作用下的加工番茄產量作為參考數(shù)列，用y0表示。加工番茄的硝酸鹽含量、番茄紅素含量、可溶性固形物含量、總酸含量、糖酸比品質形狀作為比較數(shù)列，用x1、x2、x3、x4、x5表示，這樣參考數(shù)列、對比數(shù)列構成一個矩陣（y0，y1，y2，y3，y4，y5）。由于加工番茄各品質間的量綱不一致，在作關聯(lián)分析前須對品質數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，然后將參考數(shù)列、對比數(shù)列作為整個灰色系統(tǒng)進行關聯(lián)分析。試驗假定加工番茄產量和品質性狀之間存在線性關系，所以采用直線型無量綱化方法，具體方法采用閾值法，其算法公式為：

由表4可知，鉀肥作用下加工番茄產量與其他品質性狀的關聯(lián)度的從大到小依次為糖酸比>可溶性固形物含量>番茄紅素含量>總酸含量>硝酸鹽含量。在鉀肥作用下，加工番茄產量與糖酸比和可溶性固形物含量較高。其中，糖酸比與加工番茄產量關聯(lián)度最大，達到0.863 5，說明各性狀中糖酸比和產量關系最大；可溶性固形物含量與產量的關聯(lián)度稍微低于糖酸比與產量的關聯(lián)度，為0.822 8；與產量的關聯(lián)度一般的是番茄紅素含量和總酸含量，分別為0.680 3、0.628 8；硝酸鹽含量與產量的關聯(lián)度最低，為0.513 3。通過關聯(lián)度的分析可知，在考慮施肥提高產量的同時，可以更好地兼顧品質性狀的選擇。

3討論

加工番茄是喜鉀作物，盡管新疆屬于富鉀地區(qū)，但仍不能滿足加工番茄在整個生長季節(jié)對土壤鉀的需求。試驗結果表明，最佳施肥量下的產量比不施鉀肥時高21.57%，番茄紅素含量、可溶性固形物含量比不施鉀肥時分別提高72%、1699%。通過計算鉀肥的肥效方程可知，當鉀肥施用量為74.48 kg/hm2時，產量達到最高值（62.61 t/hm2），該數(shù)值接近實際值，可以作為施鉀方案，對加工番茄合理施肥，進而提高產量。當然，影響番茄產量的因素很多，比如土壤鉀含量，本研究所建立的方程只包含施鉀量。另外，灌水量、氣溫的變化也會引起鉀肥肥效的變化，加工番茄產量也會隨之發(fā)生改變。為得到更精準的鉀肥對加工番茄產量的影響，尋求多影響因素下的鉀肥模型還有待于進一步的完善。

施鉀可以改善加工番茄的品質性狀，提高加工番茄果實可溶性固形物含量、番茄紅素含量、糖酸比等，降低番茄果實硝酸鹽含量。其中，番茄紅素含量、可溶性固形物含量比不施鉀肥時分別提高了72%、16.99%。通過灰色關聯(lián)分析得到了鉀肥作用下加工番茄產量和所測的品質性狀的關聯(lián)系數(shù)和關聯(lián)度，由關聯(lián)度次序可以在施肥過程中有效指導如何更好地兼顧加工番茄產量和品質形狀的選擇。灰色關聯(lián)分析方法克服了數(shù)學統(tǒng)計分析方法中需要大量樣本數(shù)據(jù)的局限性，同時具有算法成熟、穩(wěn)定性好、計算量小的優(yōu)點。由于加工番茄的生長是個動態(tài)過程，不同氣溫條件和地域條件下番茄品質表現(xiàn)不同，即使是同一品種在相同條件下，不同成熟時期內番茄的番茄紅素、可溶性固形物含量等也不相同。因此，在進行相關性分析中，這些因素也要兼顧考慮到，以期獲得最優(yōu)結果。

4結論

本研究結果表明，合理施用鉀肥可有效提高加工番茄的產量，改善加工番茄的品質性狀。在品質性狀中，產量和糖酸比、可溶性固形物含量顯著相關，和番茄紅素含量、總酸含量一般相關，和硝酸鹽含量相關度最低。該研究可以為加工番茄的施肥、增產以及品質性狀的綜合考慮提供指導。

參考文獻：

[1]陳兵. 中國新疆番茄產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 新疆財經大學學報，2011（3）：16-20.

[2]胡偉，張炎，王海燕，等. 幾種鉀肥在加工番茄上的應用效果研究[J]. 新疆農業(yè)科學，2007，44（4）：494-497.

[3]張炎，馬海剛，徐萬里，等. 施鉀對加工番茄產量與品質的影響[J]. 中國土壤與肥料，2008（3）：40-42，51.

[4]張國紅，袁麗萍，郭英華，等. 不同施肥水平對日光溫室番茄生長發(fā)育的影響[J]. 農業(yè)工程學報，2005，21（增刊）：151-154.

[5]馬喬玲，張炎，李青軍，等. 鉀肥施用對加工番茄產量及效益的影響[J]. 新疆農業(yè)科學，2013，50（11）：2046-2053.

[6]龔江，王海江，謝海霞，等. 膜下滴灌氮、磷、鉀耦合效應對加工番茄生長和產量的影響[J]. 新疆農業(yè)科學，2010，47（5）：854-858.

[7]侯曉靜，姜波. 加工番茄品質性狀與番茄紅素的灰色關聯(lián)分析[J]. 農機化研究，2014（3）：54-57.

[8]孫義祥，郭躍升，于舜章，等. 應用“3414”試驗建立冬小麥測土配方施肥指標體系[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2009，15（1）：197-203.

[9]吳志勇，閆靜，施維新，等. “3414”肥料效應試驗的設計與統(tǒng)計分析[J]. 新疆農業(yè)科學，2008，45（1）：135-141.

[10]宋朝玉，高峻嶺，張清霞，等. “3414”肥料試驗結果統(tǒng)計分析方法的探討[J]. 山東農業(yè)科學，2009，18（9）：93-96.

[11]袁莉，姜波. 加工番茄可溶性固形物含量與相關性狀的關聯(lián)研究[J]. 沈陽農業(yè)大學學報，2011，42（4）：504-507.

[12]劉新梅，徐潤芳，張若勇. 鄧氏灰色關聯(lián)分析的應用模型[J]. 統(tǒng)計與決策，2008（10）：23-25.endprint