套餐肥對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

孫喜軍，呂 爽，王 安，王小榮，孟 菁，高 瑩，李 靜，郝紅艷

（1西安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，西安710061；2咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽(yáng)712000；3西安市長(zhǎng)安區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，西安710100）

0 引言

西安城郊是傳統(tǒng)的蔬菜生產(chǎn)基地，近年來(lái)設(shè)施蔬菜栽培發(fā)展也相當(dāng)迅速[1-2]，目前栽培面積已超過(guò)1.6萬(wàn)hm2[3]，尤以設(shè)施番茄發(fā)展較為突出。設(shè)施番茄產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益好，且需肥量大，化肥施用在設(shè)施番茄優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮了極為重要的作用[4-7]。但目前市場(chǎng)上化肥品牌混雜，質(zhì)量良莠不齊，菜農(nóng)在化肥選擇上具有很大的單一性、盲目性和隨意性，施肥結(jié)構(gòu)不合理、養(yǎng)分不平衡等現(xiàn)象普遍存在，由此造成的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本攀升和農(nóng)業(yè)污染加重等問(wèn)題日趨明顯[8-11]。因此，在保證優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的前提下，減少肥料施用量，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于西安市設(shè)施番茄可持續(xù)性發(fā)展具有十分重要的意義。

為進(jìn)一步提高肥料利用率，切實(shí)保障糧食等主要農(nóng)產(chǎn)品有效供給，不斷促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，2015年農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》。為助力政策落地生根，金正大生態(tài)工程集團(tuán)、深圳市芭田生態(tài)工程股份有限公司和上海國(guó)興農(nóng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司等肥料企業(yè)積極將“套餐”理念引入國(guó)內(nèi)肥料行業(yè)，不斷創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品，并相繼推出適用于大田作物和經(jīng)濟(jì)作物等生長(zhǎng)的系列套餐肥。所謂套餐肥，就是指能滿足作物不同生長(zhǎng)階段、不同方面營(yíng)養(yǎng)需求的系列肥料組合；其核心就是將幾種肥料按照不同作物在不同時(shí)期對(duì)養(yǎng)分的需求，科學(xué)搭配、精準(zhǔn)配方，最終達(dá)到有的放矢、全面營(yíng)養(yǎng)和高效施肥的目的。從肥料應(yīng)用層面來(lái)看，套餐肥提供了一種作物生長(zhǎng)周期全程營(yíng)養(yǎng)解決方案。目前，套餐肥在國(guó)際上已經(jīng)流行，美國(guó)的草莓示范田、歐洲的番茄示范田、日本的黃瓜示范田等的成功試驗(yàn)示范表明，套餐肥能全面提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。國(guó)內(nèi)有關(guān)套餐肥的應(yīng)用研究并不是特別多，且大多數(shù)研究不深入、不系統(tǒng)。研究對(duì)象主要涉及煙草[12]、水稻[13]、蘋(píng)果[6,14]、油菜[15]、葡萄[16]、谷子[17]、玉米[18]、小麥[19]、番茄[20]、花生[21]等作物，但初步的研究已經(jīng)表明，施用套餐肥可以降低肥料施用量、提高作物產(chǎn)量、改善果實(shí)品質(zhì)和減少環(huán)境污染。

目前西安本地肥料企業(yè)生產(chǎn)的套餐肥主要有濟(jì)邦牌套餐肥和欣金谷牌套餐肥，但其相關(guān)應(yīng)用研究報(bào)道并不多見(jiàn)。本研究設(shè)置濟(jì)邦牌套餐肥和欣金谷牌套餐肥2個(gè)施肥處理，并以農(nóng)民常規(guī)施肥為對(duì)照，采用田間試驗(yàn)方法研究套餐肥對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益等的影響，以期為菜農(nóng)優(yōu)化施肥提供參考，并進(jìn)一步為西安市番茄優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)及“化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)”提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)地位于陜西省西安市長(zhǎng)安區(qū)靈沼街道辦下南豐村（34°08′57.00″N，108°43′36.45″E；海拔 396 m）。該區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫15.5℃，年均降水量約600 mm。供試菜棚建于2006年，棚內(nèi)土壤類型為褐土，質(zhì)地為粉砂質(zhì)黏壤土。試驗(yàn)前土壤(0～20 cm)農(nóng)化性質(zhì)見(jiàn)表1。根據(jù)西安市菜田肥力分級(jí)參考標(biāo)準(zhǔn)[2]，該土壤肥力水平較高。

表1 試驗(yàn)前供試土壤農(nóng)化性質(zhì)

1.2 供試材料

供試番茄品種為‘普羅旺斯’。該品種抗病性強(qiáng)，果形美觀，果實(shí)硬度高，耐運(yùn)輸，是西安市近年來(lái)設(shè)施番茄栽培的主要品種之一。供試套餐肥為西安市肥料市場(chǎng)上常見(jiàn)的濟(jì)邦牌套餐肥（西安濟(jì)邦生態(tài)科技股份有限公司生產(chǎn)）和欣金谷牌套餐肥（陜西金谷配方肥科技推廣有限公司生產(chǎn)）；供試的農(nóng)民常規(guī)使用肥料為元豐牌復(fù)合肥（四川元豐化工股份有限公司生產(chǎn)）。除元豐牌復(fù)合肥外，本試驗(yàn)中同一品牌肥料在不同階段配方不同，肥料配方如表2所示。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016年10月底開(kāi)始育苗，11月17日定植。栽培方式為傳統(tǒng)畦栽，行距70 cm，株距40 cm。試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理，分別為施用濟(jì)邦牌套餐肥(T1)、施用欣金谷牌套餐肥(T2)和施用元豐復(fù)合肥（T3，CK，即常規(guī)施肥對(duì)照）。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理重復(fù)3次，共計(jì)9個(gè)小區(qū)（各試驗(yàn)處理施肥情況如表3所示）。小區(qū)面積22.75 m2（長(zhǎng)3.5 m×寬6.5 m）。為防止不同小區(qū)間肥水側(cè)滲，小區(qū)之間用塑料薄膜（埋深50 cm）縱向隔開(kāi)?；试谟酌缍ㄖ睬?周施入土壤；追肥分3次（2017年2月上旬、3月下旬和4月下旬）施入土壤。另外，所有處理基肥均施加等量有機(jī)肥（腐熟雞糞），施用量7500 kg/hm2。其他同農(nóng)戶常規(guī)管理。

表2 供試化肥養(yǎng)分情況

表4為不同施肥處理肥料施用情況。從表4中可以看出（不含有機(jī)肥），與T3（即CK，常規(guī)施肥對(duì)照）相比，處理T1（施用濟(jì)邦牌套餐肥）、T2（施用欣金谷牌套餐肥）中的氮肥（純量，下同）用量均減少56.79%，磷肥用量分別減少71.54%和79.31%，鉀肥用量分別減少54.11%和48.28%，肥料施用總量分別下降60.81%和61.46%。總體看來(lái)，與常規(guī)施肥處理相比，2種套餐肥施用量均大幅下降，且營(yíng)養(yǎng)更為豐富。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 土壤農(nóng)化性質(zhì)測(cè)定 于試驗(yàn)開(kāi)始前和番茄拉秧期，采集土壤樣品(0～20 cm)，前處理后測(cè)定土壤pH值、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀。土壤pH值測(cè)定使用酸度計(jì)；電導(dǎo)率測(cè)定使用電導(dǎo)率儀測(cè)定；有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀-容量法；堿解氮測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法；速效磷測(cè)定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-礬鉬藍(lán)比色法；速效鉀測(cè)定采用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度計(jì)法。

1.4.2 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 在番茄盛果期，采取番茄第一穗完熟果實(shí)，測(cè)定維生素C、可溶性固形物和可滴定酸含量。維生素C含量測(cè)定采用2,6-二氯靛酚滴定法，可溶性固形物含量采用手持糖度計(jì)(BX-1)測(cè)定，可滴定酸含量采用堿滴定法測(cè)定。

1.4.3 生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)測(cè)定 在番茄盛果期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株番茄（做好標(biāo)記）測(cè)定株高、株幅和莖粗；同時(shí)每株選取莖部中間葉片測(cè)定葉長(zhǎng)、葉寬、葉綠素含量。株高、株幅及葉長(zhǎng)、葉寬，用卷尺測(cè)定；莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)定；葉綠素相對(duì)含量用葉綠素儀(SPAD-502)測(cè)定。在番茄拉秧期，剪取標(biāo)記植株的地上部（去果，即莖葉部分），稱鮮重后放入烘箱，在105℃殺青30 min，然后于75℃烘干至恒重，并稱取莖葉干重。

1.4.4 單果重和產(chǎn)量測(cè)定 每次采摘時(shí)統(tǒng)計(jì)各小區(qū)番茄采摘數(shù)量并稱重，最后計(jì)算單果重和總產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)土壤農(nóng)化性質(zhì)的影響

表5為不同施肥處理?xiàng)l件下番茄收獲后土壤的pH值、有機(jī)質(zhì)及電導(dǎo)率情況?？梢钥闯?，番茄收獲后處理T1（施用濟(jì)邦牌套餐肥）、處理T2（施用欣金谷牌套餐肥）土壤的pH值和電導(dǎo)率均低于T3（即CK，常規(guī)施肥對(duì)照），且差異達(dá)到顯著性，但T1、T2之間并無(wú)顯著性差異；各處理土壤有機(jī)質(zhì)含量各不相同，其中T1最大，T2次之，T3最小，但三者均無(wú)顯著性差異。進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析表明，番茄施用套餐肥一季收獲后土壤的pH值和電導(dǎo)率均在一定程度上有所降低；常規(guī)施肥條件下番茄收獲后土壤pH值雖無(wú)明顯變化，但電導(dǎo)率明顯增大。另外，與番茄種植前相比，3種施肥處理?xiàng)l件下番茄一季收獲后土壤的有機(jī)質(zhì)都有不同程度提升，但差異不顯著?？傮w來(lái)看，與番茄種植前相比，施用套餐肥可以使設(shè)施土壤pH值和電導(dǎo)率降低；而農(nóng)戶常規(guī)施肥條件下pH值無(wú)明顯變化，且土壤電導(dǎo)率進(jìn)一步增大。

表3 不同處理在不同階段的肥料施用情況

表4 不同施肥處理肥料施用情況

表5 不同施肥處理?xiàng)l件下番茄收獲后土壤農(nóng)化性質(zhì)

2.2 不同施肥處理對(duì)番茄產(chǎn)量及單果重的影響

從圖1中可以看出，不同施肥處理?xiàng)l件下番茄單果重和產(chǎn)量各不相同。就番茄產(chǎn)量而言，處理T1最高，較T3增加了3027.74 kg/hm2，增長(zhǎng)率2.94%；處理T2產(chǎn)量次之，較T3增加了2324.09 kg/hm2，增長(zhǎng)率2.26%。就單果重而言，處理T1、T2均大于T3，且差異達(dá)到顯著水平，但T1、T2之間并無(wú)顯著性差異。總體而言，施用2種套餐肥較常規(guī)施肥對(duì)照均有增產(chǎn)效果，尤以施用濟(jì)邦牌套餐肥增產(chǎn)效果明顯，但2種套餐肥處理?xiàng)l件下的番茄單果重及產(chǎn)量并無(wú)顯著差異。

圖1 不同施肥處理對(duì)番茄產(chǎn)量及單果重的影響

2.3 不同施肥處理對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響

由表6可知，不同施肥處理對(duì)株高、徑粗、株幅影響較大，總體看來(lái)，處理T3的株高、徑粗、株幅及地上部干重值均為最大。另外，從表中還可以看出，不同施肥處理對(duì)番茄葉長(zhǎng)、葉寬及葉綠素SPAD值影響不大，各處理間雖有差異，但未達(dá)到顯著性水平。綜上分析，常規(guī)施肥對(duì)番茄植株生長(zhǎng)促進(jìn)作用明顯。

2.4 不同施肥處理對(duì)番茄品質(zhì)的影響

從表7可以看出，就可滴定酸含量而言，各施肥處理可滴定酸含量雖有差異，但差異并不顯著。另外，從表中還可以看出，不同施肥處理番茄的可溶性固形物和維生素C含量各不相同，處理T1、T2的可溶性固形物含量和維生素含量均顯著高于T3，但T1、T2之間差異不顯著。由此可見(jiàn)，施用套餐肥可在一定程度上提高番茄可溶性固形物和維生素C含量。

2.5 不同施肥處理對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響

降低肥料成本投入能在一定程度上提高設(shè)施栽培的經(jīng)濟(jì)效益。從表8可以看出，處理T1的肥料成本最低，且產(chǎn)值最高，故其純收益最高；處理T3的肥料成本最低，且產(chǎn)值最低，導(dǎo)致其純收益為最低；處理T2的肥料成本、產(chǎn)值及純收入均居于處理T2和T3之間；處理T1和T2純收入較T3分別實(shí)現(xiàn)增收6.40%和4.47%。綜上，番茄施用套餐肥較常規(guī)施肥對(duì)照均有明顯的增收效果，且施用濟(jì)邦牌套餐肥更能以較低的肥料成本投入獲得更高的收益回報(bào)。

3 結(jié)論與討論

前人研究結(jié)果表明，化肥的過(guò)量施用，尤其是氮肥過(guò)量施用，可導(dǎo)致番茄植株的徒長(zhǎng)以及番茄產(chǎn)量的降低[10,22-24]。在本研究中，常規(guī)施肥中的氮肥、磷肥、鉀肥用量均為套餐肥的2倍以上，但常規(guī)施肥條件下的單果重及產(chǎn)量卻顯著低于施用套餐肥處理，而植株的株高、徑粗、株幅、莖葉干重等指標(biāo)卻顯著高于施用套餐肥處理。這說(shuō)明常規(guī)施肥存在過(guò)量問(wèn)題，且植株徒長(zhǎng)明顯。分析認(rèn)為，這可能是由于常規(guī)施用過(guò)量化肥，尤其是施用過(guò)量氮肥，直接促進(jìn)了番茄的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，導(dǎo)致其植株徒長(zhǎng)，進(jìn)而引起遮陰，不利于光合產(chǎn)物向果實(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)，故在一定程度上抑制了番茄的生殖生長(zhǎng)，導(dǎo)致其產(chǎn)量降低。

設(shè)施栽培條件下肥料投入量多，施肥對(duì)設(shè)施土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH值、電導(dǎo)率等農(nóng)化性質(zhì)影響較大[25-27]。本研究結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)一季番茄栽培后，與常規(guī)施肥相比，施用套餐肥對(duì)土壤的有機(jī)質(zhì)含量影響不明顯，但有助于降低設(shè)施堿性土壤的pH值和電導(dǎo)率，一定程度上改良設(shè)施土壤的酸堿度，并緩解設(shè)施土壤的次生鹽漬化問(wèn)題。分析認(rèn)為，一方面可能與肥料施用總量減少有關(guān)，另一方面可能與套餐肥自身含有的有機(jī)質(zhì)、氨基酸、酵母培養(yǎng)基質(zhì)以及豐富的鈣、鎂等中微量元素組合疊加效應(yīng)有關(guān)，具體調(diào)節(jié)機(jī)制尚需進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

表6 不同施肥處理對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響

表7 不同施肥處理對(duì)番茄品質(zhì)的影響

可溶性固形物、可滴定酸和維生素C是評(píng)價(jià)番茄綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)[28-30]。不同施肥處理會(huì)對(duì)番茄如上品質(zhì)指標(biāo)產(chǎn)生很大影響。李吉進(jìn)等[22]研究表明，適量施肥可以增加Vc含量，明顯改善番茄品質(zhì)。李旭輝等[31]的研究表明，施微量元素錳、鋅、硼能提高Vc及糖含量。本研究中，雖然可滴定酸在各處理間差異不太明顯，但施用套餐肥處理的可溶性固形物含量和番茄維生素C含量高于常規(guī)施肥對(duì)照，且差異具有顯著性，這說(shuō)明施用套餐肥能在一定程度上提高番茄品質(zhì)。分析認(rèn)為，這可能與套餐肥中豐富的微量元素及減量施肥有關(guān)，但具體調(diào)節(jié)機(jī)制尚需進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

表8 不同施肥處理對(duì)番茄經(jīng)濟(jì)效益的影響

本研究結(jié)果表明，施用套餐肥對(duì)設(shè)施番茄增產(chǎn)增收效果較為明顯。2種套餐肥相比常規(guī)施肥量分別減少60.81%和61.46%，但是產(chǎn)量卻分別增加了2.94%和2.36%，增收比例達(dá)到6.40%和4.47%，由此可見(jiàn)，施用套餐肥可以達(dá)到節(jié)本增效和增加收入的效果。綜合施肥量，土壤農(nóng)化性質(zhì)，番茄單果重、產(chǎn)量、番茄生長(zhǎng)發(fā)育、果實(shí)品質(zhì)等指標(biāo)，施用2種套餐肥均優(yōu)于常規(guī)施肥對(duì)照，且2種套餐肥之間無(wú)顯著性差異。但考慮肥料成本投入及經(jīng)濟(jì)效益等因素，施用濟(jì)邦牌套餐肥能更好實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效目的。

總體來(lái)看，就一季番茄栽培而言，施用濟(jì)邦牌套餐肥和欣金谷牌套餐肥均能大幅降低肥料施用量，改善設(shè)施土壤農(nóng)化化性質(zhì)，提高番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益，具有較好的推廣應(yīng)用潛力。但是，目前2種套餐肥的應(yīng)用研究還處于起步階段，針對(duì)不同作物在不同生育期的最佳用量并不清楚。且本研究只進(jìn)行了一季番茄栽培，而西安城郊設(shè)施番茄大多為連作，隨著設(shè)施番茄連作的進(jìn)行，連續(xù)施用2種套餐肥后土壤農(nóng)化性質(zhì)、番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益會(huì)如何變化，設(shè)施栽培作物類型改變后這些指標(biāo)又如何變化，引起這些變化的具體原因又是什么，這些問(wèn)題尚需進(jìn)一步的研究分析才能明晰。另外，本研究中套餐肥施用總量明顯低于常規(guī)施肥量，需繼續(xù)開(kāi)展等肥量條件下套餐施肥和常規(guī)肥對(duì)番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響研究，以進(jìn)一步探明套餐肥的肥效優(yōu)勢(shì)。