緩釋尿素與普通尿素配施對加工番茄產(chǎn)量和氮肥利用率的影響

李亞莉，陳 雷，張 炎，哈麗哈什·依巴提，李青軍

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所，烏魯木齊830091；2.塔城地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆塔城 834700)

0 引 言

【研究意義】近年來，加工番茄生產(chǎn)中氮肥施用逐漸趨于合理，但僅限于在總量上的控制，沒有根據(jù)加工番茄生長發(fā)育情況對氮肥施用進(jìn)行階段調(diào)控，氮肥效應(yīng)不能充分發(fā)揮，氮肥利用率僅為30%～35%[1-4]。氮肥的損失不但帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)，同時還造成對環(huán)境的嚴(yán)重污染[5-6]。研究緩釋尿素與普通尿素配施對加工番茄產(chǎn)量和氮肥利用率的影響。對解決加工番茄肥料利用率低的問題有實際意義。【前人研究進(jìn)展】緩釋肥料具有養(yǎng)分逐漸釋放的特點(diǎn)，在一定程度上減少的氮損失、淋溶和揮發(fā)，提高肥料利用率。根據(jù)緩釋肥料這一特性，研究了緩釋肥料與普通尿素配施對不同作物的影響。郭萍等[7]以玉米為研究對象，研究在緩釋尿素和常規(guī)尿素不同配比下對玉米氮代謝酶和氮素利用的影響，得出在普通尿素?fù)交?0%～75%比例的緩釋尿素進(jìn)行一次底施更有利于增加玉米產(chǎn)量和提高氮素的高效利用。李瑋、楊利軍等[8,9]分別對玉米和水稻作物為研究對象，表明緩釋尿素應(yīng)用效果更優(yōu)于普通尿素。得出緩釋肥料不僅可以提高氮肥利用率，增加作物產(chǎn)量，還可以減少施肥次數(shù)，降低種植農(nóng)作物的投入成本[10-13]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前緩釋肥料的應(yīng)用研究主要在玉米和水稻上，而是否能提高新疆番茄產(chǎn)量以及氮肥利用率卻未可知。研究篩選適宜新疆加工番茄產(chǎn)量、品質(zhì)和氮素吸收利用提高的普通尿素和緩釋尿素配比?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以加工番茄為研究對象，研究在緩釋尿素和普通尿素不同配施條件下對加工番茄農(nóng)藝性狀以及氮肥利用率的影響，為加工番茄科學(xué)合理施用緩釋肥料提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗安排在新疆昌吉兵團(tuán)灌溉中心試驗站，加工番茄品種為屯河9號，覆膜滴灌栽培，一膜1根滴灌帶2行種植，株距為30 cm，行距50 cm，小區(qū)面積40 m2。5月7日移栽，7～10 d灌溉一次，每次灌溉量25～35 m3，總計300 m3。播前土壤養(yǎng)分狀況。為pH 8.3，有機(jī)質(zhì)12.2 g/kg，全氮0.57 g/kg，速效氮44.9 mg/kg，速效磷8.6 mg/kg，速效鉀164 mg/kg。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

在磷鉀肥相同的基礎(chǔ)上(P2O5210 kg/hm2；K2O 120 kg/hm2)，試驗設(shè)9個處理，即：(1)N0：不施氮；(2)UREA：農(nóng)民習(xí)慣施肥，全部普通尿素(N 360 kg/hm2)；(3)CRU：全部緩釋尿素(N 360 kg/hm2)；(4)CRU0.6UREA0.4：60%緩釋尿素 + 20%普通尿素花期追施+ 20%普通尿素果期追施(N 360 kg/hm2)；(5)CRU0.7UREA0.3：70%緩釋尿素+ 30%普通尿素花期追施(N 360 kg/hm2)；(6)0.8UREA：80%等氮量(N 288 kg/hm2)，全部普通尿素；(7)0.8CRU：80%等氮量(N 288 kg/hm2)，全部緩釋尿素；(8)0.8CRU0.6UREA0.4：80%等氮量(N 288 kg/hm2)，60%緩釋尿素+ 20%普通尿素花期追施 + 20%普通尿素果期追施；(9)0.8CRU0.7UREA0.3：80%等氮量(N 288 kg/hm2)，70%緩釋尿素 + 30%普通尿素花期追施；每個處理重復(fù)3次。

各處理緩釋尿素、磷肥和鉀肥都作為底肥基施，UREA和0.8UREA處理中氮肥全部作為追肥，在加工番茄生育期間分6次施入，分別在6月8日、6月17日、6月26日、7月5日、7月13日、7月21日以15%、15%、25%、20%、15%、10%的比例隨水滴施；CRU0.6UREA0.4和0.8CRU0.6UREA0.4處理追施的氮肥分別在6月17和7月5日以20%和20%比例隨水滴施；CRU0.7UREA0.3和0.8CRU0.7UREA0.3處理中追施的氮肥在6月17日隨水滴施。緩釋尿素CRU(N 44%)由Agrium(加陽公司)提供，普通尿素(N 46%)、三料磷肥(P2O546%)、硫酸鉀(K2O 50%)在當(dāng)?shù)刭徺I。

1.2.2 測定項目

在加工番茄成熟期(8月14日)采取加工番茄樣品，將采集的植株按不同器官(莖、葉、果)分開，烘干、稱重、粉碎，分析植株不同部位N養(yǎng)分含量。

1.2.2.2 品質(zhì)

可溶性固形物含量用折光計法；pH值用電位法；色差用色差儀；總酸用酸堿滴定法；番茄紅素用分光光度法。

1.2.2.3 產(chǎn)量

在加工番茄成熟期(8月14日)調(diào)查各小區(qū)10.8 m2面積的加工番茄株數(shù)、果數(shù)，并采收果實20個測單果重，計算產(chǎn)量。

氮肥利用率(%)=(施氮區(qū)作物吸氮量-不施氮區(qū)作物吸氮量)/施氮量 ×100%，表示被植物吸收的氮占施入土壤的肥料氮的比例。

氮肥農(nóng)學(xué)效率(kg/kg)=(施氮區(qū)作物產(chǎn)量-不施氮區(qū)作物產(chǎn)量)/施氮量，表示單位施氮量所增加的作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

氮肥偏生產(chǎn)力(kg/kg)= 施氮區(qū)作物產(chǎn)量/施氮量。

周啟明有點(diǎn)緊張，錢海燕在旁邊安慰他說：“不就是個結(jié)節(jié)嘛，沒事的。”但醫(yī)生建議他們最好馬上去復(fù)查。錢海燕陪周啟明去了寧波最大的醫(yī)院。各項檢查下來，醫(yī)生皺著眉頭說：“狀況不太好，最好馬上手術(shù)，很大概率是惡性的。”

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SPSS18.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行方差分析和多重比較(LSD法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 緩釋尿素對加工番茄干物質(zhì)累積與分配的影響

研究表明，各處理中，N0處理的莖、葉、果和總的干物質(zhì)量最小，顯著低于其他處理；在100%等氮量時，CRU0.7UREA0.3處理的干物質(zhì)累積最多，其次是CRU0.6UREA0.4處理，UREA處理最小，但各處理的總干物質(zhì)沒有顯著差異。在80%等氮量時，也是0.8UREA處理干物質(zhì)累積最小，0.8CRU0.6UREA0.4處理的果和總干物質(zhì)累積最多，但與其它80%等氮量處理沒有達(dá)到顯著差異，而0.8CRU0.7UREA0.3處理的葉干物質(zhì)累積最多，顯著大于其它處理。在相同施肥模式下，80%等氮量處理的各器官干物質(zhì)積累量要大于 100%等氮量的處理。表1

表1 加工番茄干物質(zhì)累積及分配(kg/hm2)
Table 1 Accumulation and distribution of dry matter in tomato

處理 Treatment莖Leaf葉Stem果Melon總計TotalN01 531c640e3 169d5 341fUREA2 187b1 350c4 249c7 786eCRU2 165b1 304cd4 588bc8057deCRU0.6UREA0.42 349ab1 220d4 749abc8 318cdeCRU0.7UREA0.32 464ab1 557b4 950abc8 529bcde0.8UREA2 555ab1 476b5 158ab9 189abc0.8CRU2 620ab1 580b4 733abc8 938abcd0.8CRU0.6UREA0.42 745a1 530b5 443a9 718a0.8CRU0.7UREA0.32 780a1 729a4 971ab9 479ab

注：表中a,b,c,d,e,f,ab,cd,bc,abc,abcd,cde,bcde代表不同施肥處理間緩釋尿素對加工番茄干物質(zhì)累積與分配之間的相關(guān)關(guān)系

2.2 緩釋尿素對加工番茄產(chǎn)量及構(gòu)成因子影響

研究表明，N0處理的單株果數(shù)最少，為22.10個/株，顯著低于其他處理；在100%等氮量時，CRU0.7UREA0.3處理的單株果數(shù)最多，為29.85個/株，其次是CRU0.6UREA0.4處理，但各處理的單株果數(shù)沒有顯著差異；在80%等氮量時，也是0.8CRU0.7UREA0.3處理的單株果數(shù)最多，為32.80個/株，但各處理間差異不顯著。在100%等氮量時，CRU0.7UREA0.3處理的單果重最低，而UREA、CRU、CRU0.6UREA0.4處理幾乎相同，但各處理沒有達(dá)到顯著差異；在80%等氮量時，0.8UREA處理單果重最低，0.8CRU、0.8CRU0.6UREA0.4和0.8CRU0.7UREA0.3三個處理幾乎相同。表2

加工番茄N0處理的產(chǎn)量顯著低于其他處理，比UREA和0.8UREA處理減產(chǎn)13.65%和21.4%；在100%等氮量時，CRU不同處理的產(chǎn)量顯著高于UREA處理，分別增產(chǎn)9.64%～18.99%，CRU不同處理間沒有顯著差異；在80%等氮量時，0.8CRU0.6UREA0.4處理的產(chǎn)量比80%UREA處理顯著增產(chǎn)14.82%，但與0.8CRU、0.8CRU0.7UREA0.3處理沒有顯著差異，0.8CRU、0.8CRU0.7UREA0.3處理比80%UREA處理有一定程度的增產(chǎn)，但三者間沒有達(dá)到顯著差異。同時，在不同施肥模式下，80%氮量的產(chǎn)量均高于100%施氮量的產(chǎn)量。表2

表2 加工番茄產(chǎn)量
Table 2 Processing Tomato Yield

處理Treatment單株果數(shù)Number of single fruit單果重Single fruit weight(g)產(chǎn)量 Yield(kg/hm2)增產(chǎn) Increase production (%)N022.10c43.21ab45 455d-UREA25.66bc43.18ab52 643c-CRU26.64b42.86ab57 711b9.63CRU0.6UREA0.427.51b42.91ab62 640ab18.99CRU0.7UREA0.329.85ab38.38b61 189ab16.240.8UREA27.25ab41.50ab57 839b-0.8CRU29.44ab45.48a61611ab6.520.8CRU0.6UREA0.429.89ab45.31a66 413a14.820.8CRU0.7UREA0.332.80a44.81a62 316ab7.74

注：表中a,b,c,d,ab,bc代表不同施肥處理緩釋尿素對加工番茄產(chǎn)量及構(gòu)成因子的相關(guān)性關(guān)系

2.3 緩釋尿素對加工番茄品質(zhì)的影響

不同施肥處理條件下CRU0.6UREA0.4固形物最低，為6.30%，其次是CRU0.7UREA0.3，0.8CRU，0.8CRU0.6UREA0.4處理，為6.50%，最大值為N0處理，為7.03%；總酸含量最大值為UREA處理，為4.13%，最小值為CRU0.6UREA0.4處理，為4.0%；茄紅素最大值在UREA處理，為11.74，最小值在N0處理為10.56；各施肥處理間pH<4.5且各施肥處理對加工番茄的固形物、黏度、pH、色差、番茄汁、總酸和番茄紅素都沒有顯著影響。表3

表3 加工番茄品質(zhì)
Table 3 Quality of processing tomato

處理Treatment可溶性固形物 Solid matter(%)pH色差Chromatic aberration總酸 Total acid(%)番茄紅素Lycopene(mg/100g)N07.03a4.49a2.35a4.13a10.56aUREA6.80a4.42a2.31a4.60a11.74aCRU6.83a4.49a2.44a4.10a10.42aCRU0.6UREA0.46.30a4.44a2.41a4.00a11.59aCRU0.7UREA0.36.50a4.48a2.46a4.17a10.70a0.8UREA6.53a4.43a2.43a4.20a11.22a0.8CRU6.50a4.49a2.40a4.25a9.88a0.8CRU0.6UREA0.46.50a4.39a2.39a4.40a11.32a0.8CRU0.7UREA0.36.57a4.47a2.42a4.33a10.83a

注：表中a代表不同施肥處理間加工番茄品質(zhì)的相關(guān)性關(guān)系

2.4 緩釋尿素對加工番茄N吸收的影響

研究表明，加工番茄的N吸收分配與干物質(zhì)積累與分配大體一致。N0處理N吸收量最低，顯著低于其他處理；在100%等氮量時，CRU0.7UREA0.3處理N吸收量最高，為188.24，其次是CRU0.6UREA0.4處理，為187.24，UREA處理最小；在80%等氮量時，0.8CRU0.6UREA0.4處理N吸收量最高，為238.51顯著高于其他處理，其次是0.8CRU0.7UREA0.3處理，為216.36，0.8CRU處理最低；同時，80%施氮量的N吸收累積均高于100%施氮量的N吸收累積。表4

表4 加工番茄N吸收及分配(kg/hm2)
Table 4 Absorption and distribution of N in processing tomato

處理Treatment莖Stem葉Leaf果Fruit總計TotalN011.27d22.10d51.70c78.88eUREA24.50bc29.24c119.94ab167.08dCRU24.85bc35.91cd95.30b181.68cCRU0.6UREA0.425.14bc43.93ab134.85ab187.84cCRU0.7UREA0.323.94c41.99abc123.73ab188.24c0.8UREA25.48bc43.68ab123.24ab192.40c0.8CRU22.00c54.97a101.38ab185.97c0.8CRU0.6UREA0.445.12a53.67a142.83a238.51a0.8CRU0.7UREA0.333.35b54.83a125.31ab216.36b

注：表中a，b,c,d,e,ab,bc,cd,abc代表不同施肥處理間加工番茄N吸收及分配的相關(guān)性關(guān)系

2.5 緩釋尿素對加工番茄氮肥利用率的影響

研究表明，氮肥減少20%用量，可以顯著提高加工番茄的氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力，其中0.8CRU0.6UREA0.4的利用效率最高，顯著高于其他處理。在100%等氮量時，CRU0.7UREA0.3處理的氮肥利用率為30.62%，顯著大于UREA處理，但與CRU0.6UREA0.4、CRU沒有顯著差異。在80%等氮量，0.8CRU0.6UREA0.4處理的氮肥利用率為55.73%，顯著高于其它處理。氮肥農(nóng)學(xué)效率與偏生產(chǎn)力與氮肥利用率具有相同的趨勢。相同施肥模式下，80%施氮量的氮肥利用效率均顯著高于100%施氮量的氮肥利用效率。表5

表5 加工番茄氮肥利用效率
Table 5 Nitrogen use efficiency of processing tomato

處理Treatment氮素利用率Nitrogen utilization rate(%)氮肥農(nóng)學(xué)效率Agronomic efficiency of nitrogen fertilizer(kg/kg)氮肥偏生產(chǎn)力Partial productivity of nitrogen fertilizer(kg/kg)N0---UREA24.74e18.61e146.23dCRU28.80de30.12d160.31cCRU0.6UREA0.430.51d43.71c174.00bcCRU0.7UREA0.330.62d41.63c169.97c0.8UREA39.72c39.30c200.83b0.8CRU37.49c55.95ab213.93ab0.8CRU0.6UREA0.455.73a65.58a230.60a0.8CRU0.7UREA0.348.04b55.20b216.38ab

注：表中a，b,c,d,e,ab,bc,de,代表不同施肥處理間加工番茄氮肥利用效率的相關(guān)性關(guān)系

3 討 論

新疆番茄醬產(chǎn)量占全國加工量總量的90%。合理施用氮肥有助于提高番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)，更有利于提高氮肥利用率，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。在試驗條件下，相對于普通尿素(UREA處理)，緩釋尿素處理均顯著提高加工番茄干物質(zhì)量、產(chǎn)量、N吸收及氮素利用率，且緩釋尿素80%等氮量處理更優(yōu)于100%等氮量處理，對加工番茄的品質(zhì)并沒有產(chǎn)生顯著影響。這是由于相對于普通尿素，緩釋尿素肥效緩慢，較高濃度緩釋尿素可以提高加工番茄后期氮素供給，過高濃度緩釋尿素則會降低加工番茄干物質(zhì)量、產(chǎn)量和氮肥利用率。同時表明農(nóng)民習(xí)慣施肥量超出了加工番茄的需肥量，存在過量施肥，80%氮量更有利提高加工番茄產(chǎn)量和氮肥利用效率。所以80%等氮量使加工番茄在整個生育期中氮肥利用率保持在較高水平。

干物質(zhì)量積累關(guān)系到作物產(chǎn)量的形成，適量的緩釋尿素配比可以提高干物質(zhì)量的累積，從而提高作物產(chǎn)量[14-16]。研究結(jié)果表明，80%施氮量和100%施氮量緩釋尿素?fù)绞┢胀蛩乜梢燥@著提高番茄干物質(zhì)積累量，且80%施氮量更優(yōu)于100%施氮量，說明不同緩釋尿素配施更符合加工番茄的氮素吸收規(guī)律，能增加氮素積累量，使其氮素積累量顯著高于不施氮處理，從而促進(jìn)加工番茄干物質(zhì)的累積。

氮肥利用率是反應(yīng)作物對土壤中氮吸收與利用[17]，不少研究得出緩釋尿素與普通尿素?fù)交炷芨玫奶岣叩世寐蔥12]。試驗結(jié)果表明，施用緩釋尿素顯著提高了加工番茄氮肥利用率，而100% 緩釋尿素處理的氮素利用效率低于 80%的緩釋尿素比例。不同緩釋尿素配比能有效提高番茄產(chǎn)量，但100%配比處理下各時期番茄氮吸收、分配和利用率均低于80%配比處理，使其干物質(zhì)積累、氮素積累、產(chǎn)量及氮素利用效率均低于80%配比處理，這是100% 施氮量相比80%施氮量番茄氮利用降低，使其前期生長不足，影響番茄產(chǎn)量。80% 緩釋尿素比例前期葉片氮代謝酶活性高，保證了氮素吸收和物質(zhì)生產(chǎn)，后期氮代謝酶活性較高促進(jìn)了氮素的利用，獲得更高的產(chǎn)量。

在試驗條件下，100%等氮量是習(xí)慣施肥量(360 kg/hm2)，80%等氮量是推薦施肥量(288 kg/hm2)，研究結(jié)果表明，80%等氮量相比100%等氮量更好的提高了加工番茄的干物質(zhì)量、產(chǎn)量和氮肥利用率。根據(jù)目前國家提出化肥減施增效的要求并結(jié)合研究結(jié)果，加工番茄化肥減施20%是可行的。

4 結(jié) 論

與普通尿素相比，緩釋尿素有利于提高加工番茄產(chǎn)量、干物質(zhì)累積和N素吸收利用。在100%等氮量時，70%緩釋尿素+30%普通尿素花期追施處理效果最好。在80%等氮量時，60%緩釋尿素+20%普通尿素花期追施+20%普通尿素果期追施效果最好。同時，相同施肥模式下，加工番茄氮肥減量20%是可行的。