不同鉀源對(duì)設(shè)施番茄生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)及鉀素吸收的影響

冒辛平++柯英++朱建寧++紀(jì)立東

摘要：通過(guò)開(kāi)展施用不同鉀肥番茄的田間試驗(yàn)，并定期監(jiān)測(cè)設(shè)施番茄生長(zhǎng)發(fā)育、生理、產(chǎn)量、品質(zhì)等指標(biāo)，研究不同鉀源對(duì)設(shè)施栽培番茄生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：設(shè)施栽培環(huán)境下，外源鉀的輸入對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育有明顯促進(jìn)作用，但NP+KCl處理表現(xiàn)出抑制番茄嫩苗根尖組織生長(zhǎng)的趨勢(shì)；NP+K2SO4、NP+KCl處理在提高光合速率、抑制蒸騰速率的同時(shí)，提高了番茄葉片水分利用效率，并顯著提高了番茄果實(shí)產(chǎn)量，NP+K2SO4處理增產(chǎn)幅度最大，增產(chǎn)1838%；外源鉀的輸入顯著提高了番茄果實(shí)維生素C、可溶性固形物、可溶性糖含量；與NP處理相比，NP+K2SO4處理番茄糖酸比提高了37.5%，番茄果實(shí)硝酸鹽含量降低了51.38%，改善了番茄品質(zhì)，提高了番茄果實(shí)食用安全性；與其他處理相比，NP+K2SO4處理對(duì)結(jié)果期番茄鉀素吸收有更好的效果。

關(guān)鍵詞：鉀肥；番茄；生長(zhǎng)發(fā)育；品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)： S641.206文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）12-0186-03

收稿日期：2015-11-09

基金項(xiàng)目：寧夏自然科學(xué)基金（編號(hào)：NZ13106）。

作者簡(jiǎn)介：冒辛平（1986—），女，寧夏鹽池人，碩士，助理研究員，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)與設(shè)施農(nóng)業(yè)資源高效利用研究。E-mail：maoxinping@yeah.net。

設(shè)施農(nóng)業(yè)作為寧夏6大支柱產(chǎn)業(yè)之一，近年來(lái)得到了快速發(fā)展。截至2014年年底，寧夏設(shè)施農(nóng)業(yè)面積達(dá)到 6.7萬(wàn)hm2 以上，對(duì)寧夏農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)民增收起到了巨大的推動(dòng)作用[1-2]。在設(shè)施農(nóng)業(yè)快速健康發(fā)展中，鉀肥作用功不可沒(méi)。鉀素是植物正常生長(zhǎng)所必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一，施用鉀肥對(duì)洋蔥、甘藍(lán)、白菜、芋、花椰菜[3]、加工番茄[4]、馬鈴薯[5]、油菜[6]、大白菜、萵筍[7]等各種作物產(chǎn)量和品質(zhì)有積極作用。但由于不同鉀肥品種配對(duì)陰離子不同，施用效果必然存在差別。一些研究表明，硫酸鉀提高產(chǎn)量和品質(zhì)的效果優(yōu)于氯化鉀[6，8-10]，也有一些研究則得到相反的結(jié)論[11-12]。番茄是目前設(shè)施栽培最廣泛的蔬菜品種之一，是喜鉀肥作物，由于土壤中大量鉀素隨番茄采收而損失，鉀成為番茄高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的限制因子[13]。本研究擬探討不同鉀肥品種對(duì)設(shè)施蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)的影響，以期為篩選適宜特定土壤類(lèi)型的鉀肥種類(lèi)提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)位于寧夏賀蘭山農(nóng)牧場(chǎng)，試驗(yàn)溫室為壽光Ⅰ代，土壤類(lèi)型為灰鈣土，質(zhì)地為沙壤。試驗(yàn)區(qū)年有效積溫 1 534.9 ℃，7—9月有效積溫961.6℃，極端高溫38 ℃，極端低溫-20 ℃以下，年降水量為193.4 mm，且主要集中在7—9月，年蒸發(fā)量1 787.3 mm，無(wú)霜期160～170 d。土壤基本理化性質(zhì)：pH值7.85，全鹽含量0.78 g/kg，堿解氮含量58.30 mg/kg，速效磷含量129.70 mg/kg，速效鉀含量 135.00 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量16.32 g/kg，全氮含量0.69 g/kg，全磷含量1.62 g/kg。

1.2供試材料

供試番茄品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N芬達(dá)，購(gòu)自荷蘭紐內(nèi)姆種子有限公司。

1.3研究方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置4個(gè)處理，處理1，不施鉀肥處理+氮肥（750 kg/hm2）+磷肥（225 kg/hm2）；處理2，K2SO4（450 kg/hm2）+氮肥（750 kg/hm2）+磷肥（225 kg/hm2）；處理3，KNO3（489 kg/hm2）+氮肥（612 kg/hm2）+磷肥（225 kg/hm2）；處理4，KCl（375 kg/hm2）+氮肥（750 kg/hm2）+磷肥（225 kg/hm2）。處理1、2、3、4分別以NP、NP+K2SO4、NP+KNO3、NP+KCl表示。各施肥處理采用同等養(yǎng)分供應(yīng)，K2SO4（50.0% K2O）、KNO3（13.0% N，46.0% K2O）、KCl（600% K2O ）分別為商品硫酸鉀、硝酸鉀、氯化鉀，氮肥為普通尿素（46.0% N），磷肥為重過(guò)磷酸鈣（46.0% P2O5），施肥處理中肥料用量都為化肥實(shí)物量。小區(qū)面積為86.4m2，隨機(jī)排列，每個(gè)處理重復(fù)5次，即設(shè)置5壟，株行距40 cm×60 cm。

1.3.2施肥方法

溫室每年秋季深翻施入腐熟牛糞 45方/hm2。所用磷肥全部基施；氮肥、鉀肥的40%基施，60%分5次追施，分別在定植后30d左右施入壯秧肥，肥料用量為追肥量的15%；第1果穗果實(shí)開(kāi)始迅速膨大時(shí)進(jìn)行第2次追肥，肥料用量占全部追肥量的35%；盛果期，每采摘2次果，追1次肥，單次肥料用量為全部追肥量的10%～15%；施肥方式為肥料溶解后，于膜下壟中隨溝沖施。對(duì)于不施鉀肥處理，除不施鉀肥外，其他施肥方法均與施鉀肥處理相同。所有處理的田間管理措施保持一致。

1.3.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.3.1生長(zhǎng)生理指標(biāo)

采用掛牌標(biāo)記法，在關(guān)鍵生育期重點(diǎn)監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)勢(shì)、株高、葉綠素相對(duì)含量、凈光合速率、水分利用效率、氣孔導(dǎo)度、晚間CO2濃度等指標(biāo)，其中株高采用鋼卷尺直接測(cè)量，葉綠素相對(duì)含量采用SPAD502葉綠素儀測(cè)量，歸一化植被差異指數(shù)（NDVI）用CM1000非接觸式葉綠素測(cè)定儀測(cè)定，光合速率采用便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)（CI-340）田間實(shí)測(cè)。在初果期、盛果期，挖取整株植株，測(cè)定植株生物鮮質(zhì)量，烘箱殺青烘干后測(cè)定生物干質(zhì)量，計(jì)算鮮干質(zhì)量比（簡(jiǎn)稱(chēng)鮮干比）。

1.3.3.2作物產(chǎn)量及品質(zhì)測(cè)定

在不同采摘期累積檢測(cè)作物產(chǎn)量。在盛果期采集不同處理鮮樣，采用常規(guī)方法[14-15]測(cè)定各品質(zhì)指標(biāo)。

2結(jié)果與分析

2.1設(shè)施環(huán)境下不同鉀源對(duì)番茄株高和鮮質(zhì)量、干質(zhì)量的影響

由表1可以看出，設(shè)施環(huán)境下，外源鉀的投入促進(jìn)了番茄植株的縱向生長(zhǎng)，與NP處理相比，NP+K2SO4、NP+KNO3處理下番茄均表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，番茄株高分別比NP處理增加了1.9、2.0 cm，NP+KCl次之。

由表1還可看出，外源鉀的投入對(duì)番茄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)有明顯促進(jìn)作用。在番茄初果期，與NP處理相比，施鉀的各處理莖葉鮮質(zhì)量、干質(zhì)量都有不同程度提高，以施用硝酸鉀、氯化鉀的處理效果最為明顯，前者莖葉鮮質(zhì)量、干質(zhì)量較NP處理分別提高了17.38%、18.11%，后者莖葉鮮質(zhì)量、干質(zhì)量較NP處理分別提高了17.07%、25.96%；番茄根鮮質(zhì)量、干質(zhì)量以NP+KCl處理最高，但鮮干比比其他處理低。在番茄盛果期，與NP處理相比，施鉀各處理莖葉鮮質(zhì)量、干質(zhì)量都有明顯提高，其中以施用硝酸鉀的處理效果最為明顯，莖葉鮮質(zhì)量、干質(zhì)量較NP處理分別提高了89.34%、24.74%，施用氯化鉀的處理效果次之，莖葉鮮質(zhì)量、干質(zhì)量較NP處理分別提高了67.65%、31.96%。NP+K2SO4、NP+KNO3處理下番茄根鮮質(zhì)量增加最明顯，較NP處理分別提高了15.45%、18.70%，番茄根鮮干比表現(xiàn)出NP+KCl處理明顯低于其他處理。無(wú)論是初果期還是盛果期，NP+KCl處理較其他處理均明顯降低了番茄根的鮮干比，可能與氯離子對(duì)根尖組織的侵害進(jìn)而限制了根系正常生長(zhǎng)有關(guān)。

綜上所述，在施用氮、磷的基礎(chǔ)上施用硝酸鉀更有利于番茄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，但在番茄生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，器官生長(zhǎng)量并非越高越好，須要保持營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的適度和平衡[16]。

2.2設(shè)施環(huán)境下不同鉀源對(duì)番茄光合指標(biāo)的影響

由表2可以看出，設(shè)施環(huán)境下，不同鉀源處理對(duì)番茄葉綠素相對(duì)含量的影響在不同生育期間表現(xiàn)出不同規(guī)律。在初果期，葉綠素SPAD值以NP+K2SO4處理最高，說(shuō)明在施用氮、磷基礎(chǔ)上施用硫酸鉀有助于提高番茄植株葉片葉綠素含量，其他處理間差異不顯著。施入外源鉀后，歸一化植被差異指數(shù)（NDVI）表現(xiàn)出降低趨勢(shì)，表明前期鉀肥的投入對(duì)于番茄葉片葉綠素相對(duì)含量無(wú)明顯促進(jìn)作用。在盛果期，與不施鉀相[JP3]比，外源鉀的投入都顯著提高了番茄葉片葉綠素相對(duì)含量，NDVI值也有一定程度的提高，但不同鉀源處理間差異不明顯。

植物胞間CO2濃度是衡量植物光合作用時(shí)可以直接利用CO2的指標(biāo)，氣孔導(dǎo)度對(duì)蒸騰作用和氣體交換起著重要調(diào)節(jié)作用。如表3所示，與不施鉀肥處理相比，外源鉀的投入提高了番茄葉片凈光合速率，但不同鉀源處理之間差異不顯著。施用硝酸鉀顯著提高了番茄蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度，但導(dǎo)致水分利用效率降低，而施入氯化鉀、硫酸鉀的處理，由于增加了光合速率，抑制了蒸騰速率，進(jìn)而提高了番茄葉片水分利用效率。外源鉀的投入提高了葉片氣孔導(dǎo)度，對(duì)胞間CO2濃度的升高亦具有顯著的促進(jìn)作用，不同處理間以NP+KCl處理最為顯著，其次為NP+KNO3、NP+K2SO4處理。整體上，NP+K2SO4處理在提高番茄葉片凈光合速率和水分利用效率方面表現(xiàn)較好。

2.3設(shè)施環(huán)境下不同鉀源對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

由表4可見(jiàn)，設(shè)施環(huán)境下，外源鉀肥的輸入顯著提高了番茄產(chǎn)量，以NP+K2SO4、NP+KCl處理的產(chǎn)量較高，兩者差異不顯著，與不施鉀肥處理相比，增產(chǎn)率分別達(dá)到18.38%、1704%，其次為NP+KNO3處理，增產(chǎn)率為8.23%。說(shuō)明鉀肥的投入對(duì)番茄產(chǎn)量提高具有明顯的促進(jìn)作用，而不同鉀源之間以硫酸鉀型肥料對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量貢獻(xiàn)最為顯著，可能與硫酸鉀中SO2-4有助于發(fā)揮合成酶的活性有關(guān)。鉀肥品種間的產(chǎn)量效應(yīng)差異還可能與施肥方式[7]、鉀肥用量、土壤鉀素含量[9]等因素有關(guān)，有研究認(rèn)為，對(duì)于缺硫土壤，作物施硫的增產(chǎn)效果明顯[16]。

維生素C是蔬菜產(chǎn)品的主要品質(zhì)指標(biāo)。從表4可見(jiàn)，設(shè)施環(huán)境下，外源鉀的施入對(duì)番茄果實(shí)維生素C含量具有明顯的[CM（25]促進(jìn)作用，其中以NP+KNO3處理表現(xiàn)最優(yōu)，其次為

K2SO4、NP+KCl處理。果實(shí)可溶性固形物含量也是番茄重要的品質(zhì)性狀之一，其含量高低對(duì)番茄果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、風(fēng)味口感、實(shí)質(zhì)產(chǎn)量等方面有重要影響，本研究中外源鉀的投入顯著提高了番茄果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量，但不同鉀源處理間差異不顯著。外源鉀的投入對(duì)番茄果實(shí)還原性糖和總酸含量的影響在不同處理間差異不明顯。糖酸比是評(píng)價(jià)蔬菜品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，糖酸比高，蔬菜口感好，品質(zhì)較優(yōu)，本研究中NP+K2SO4處理下果實(shí)糖酸比最高，較NP處理提高了37.5%。硝酸鹽含量是蔬菜安全的重要指標(biāo)，本研究中，與NP處理相比，NP+KNO3處理顯著增加了番茄果實(shí)中硝酸鹽含量，硝酸鹽含量增加了101.7%，達(dá)到中度污染級(jí)別；NP+K2SO4處理表現(xiàn)最佳，較NP處理降低了51.38%；其次為NP+KCl處理，較NP處理降低了35.86%。綜上所述，在改善番茄品質(zhì)方面，NP+K2SO4處理表現(xiàn)優(yōu)于其他處理，硝酸鉀的投入，雖然會(huì)增加番茄果實(shí)維生素C含量，但也會(huì)促進(jìn)番茄果實(shí)中硝酸鹽含量的積累，不利于食品安全。

2.4設(shè)施環(huán)境下不同鉀源對(duì)番茄結(jié)果期鉀素吸收和土壤速效鉀含量的影響

大量試驗(yàn)證明，當(dāng)鉀肥的陪伴陰離子不同時(shí)，作物對(duì)鉀素等養(yǎng)分的吸收情況也不同[17-18]。由表5可見(jiàn)，在番茄結(jié)果期（4—6月），莖葉中的全鉀含量隨時(shí)間的推移呈下降趨勢(shì)，根中的全鉀含量呈先緩慢增加后迅速下降趨勢(shì)，說(shuō)明在結(jié)果期，番茄莖葉中的鉀素逐漸向果實(shí)中轉(zhuǎn)移，這與鉀素具有促進(jìn)莖稈維管束生長(zhǎng)和參與光合產(chǎn)物向果實(shí)運(yùn)輸功能有關(guān)。4月28日、6月10日采樣測(cè)定結(jié)果顯示，施鉀量相同時(shí)，番茄莖葉的全鉀含量以NP+KNO3處理最高，但與NP+K2SO4、NP+KCl處理差異不大，番茄根的全鉀含量則以NP+KCl處理最高。6月27日采樣測(cè)定結(jié)果顯示，番茄莖葉、根中的全鉀含量均以NP+K2SO4處理最高，NP+K2SO4處理下果實(shí)全鉀含量與NP+KCl處理基本持平。從土壤速效鉀含量來(lái)看，結(jié)果期測(cè)得的土壤速效鉀含量以NP+K2SO4處理最高。綜上，結(jié)果期NP+K2SO4處理的土壤速效鉀含量最高，與其他處理相比，其對(duì)番茄莖葉和根中的鉀素吸收表現(xiàn)出更好的效果。

3結(jié)論

設(shè)施栽培環(huán)境下，外源鉀的輸入促進(jìn)了番茄植株的縱向生長(zhǎng)和莖葉鮮質(zhì)量、干質(zhì)量的增加。與其他處理相比，在施用氮、磷基礎(chǔ)上施用硝酸鉀更有利于番茄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，施用氯化鉀則表現(xiàn)出侵害番茄嫩苗根尖組織的趨勢(shì)。

設(shè)施栽培環(huán)境下，外源鉀的輸入不同程度地提高了番茄葉片葉綠素SPAD值，提高了凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度，其中NP+K2SO4處理在提高番茄葉片葉綠素SPAD值、凈光合速率、水分利用效率方面表現(xiàn)較好。

設(shè)施栽培環(huán)境下，外源鉀的輸入顯著提高了番茄產(chǎn)量，以NP+K2SO4處理增產(chǎn)幅度最大，增產(chǎn)18.38%，其次為NP+KCl處理，增產(chǎn)17.04%；外源鉀的輸入對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)也產(chǎn)生了影響，增加了番茄果實(shí)維生素C、可溶性固形物、可溶性糖含量，但不同鉀肥處理之間差異不明顯；與NP處理相比，NP+K2SO4處理番茄糖酸比提高了37.5%，番茄果實(shí)硝酸鹽含量降低了51.38%，改善了番茄風(fēng)味品質(zhì)，提高了番茄果實(shí)食用安全性。

在結(jié)果期，番茄莖葉中的鉀素逐漸向果實(shí)中運(yùn)移，并且 NP+K2SO4 處理對(duì)番茄莖葉和根中的鉀素吸收效果更好。

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