氮素包膜基施替代水溶追施對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

摘要：為探究控釋氮肥基施替代水溶氮肥追施的效果，在京郊設(shè)施大棚開(kāi)展春茬番茄試驗(yàn)，研究常規(guī)施肥對(duì)照（FP）、優(yōu)化施肥（OPT）、50%包膜尿素基施（CU50），100%包膜尿素基施（CU100）4種施肥方式對(duì)番茄產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分吸收以及土壤硝態(tài)氮?dú)埩舻挠绊?。結(jié)果表明，F(xiàn)P處理的產(chǎn)量（30.8 t·hm-2）最低，其次為CU100、OPT處理，以CU50處理的產(chǎn)量（35.6 t·hm-2）最高，比FP處理顯著增加15.9%，比OPT處理顯著增加1.6%。產(chǎn)值和凈收益也出現(xiàn)了類(lèi)似的變化規(guī)律，CU50處理的產(chǎn)值和凈收益均顯著高于其他處理，與OPT處理相比分別顯著增加1.1萬(wàn)元·hm-2、1.4萬(wàn)元·hm-2。番茄果實(shí)的維生素C含量以CU50處理最高，但與OPT、FP處理間差異不顯著；硝酸鹽含量以CU100處理最低，其次為CU50處理，兩者均顯著低于FP、OPT處理。在收獲期后，CU50處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅孔畹?，其次為CU100處理，兩者均顯著低于FP、OPT處理。番茄植株對(duì)氮、磷、鉀的養(yǎng)分吸收量和鉀肥的偏生產(chǎn)力均以CU50處理最高，顯著高于其他處理；CU50、CU100處理投入的氮、磷、鉀養(yǎng)分均無(wú)盈余。綜上，可推薦設(shè)施春茬番茄施肥量為：施磷量42.3 kg·hm-2，施鉀量171.6 kg·hm-2，在傳統(tǒng)施氮量（128.4 kg·hm-2）基本不變的前提下調(diào)節(jié)水氮耦合，以包膜尿素基施代替50%水溶氮肥追施可達(dá)到提質(zhì)增效目的。

關(guān)鍵詞：包膜尿素；設(shè)施番茄；產(chǎn)量；控釋氮肥

中圖分類(lèi)號(hào)：S641.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-2871（2025）03-125-06

Effects of coated urea replacing water-soluble nitrogen fertilizer on the yield and quality of greenhouse tomato

LI Quanhui1，ZHAO Kaili2，GUO Ning2，YIN Xinxin1，SHI Wenxue1

（1.Beijing Miyun Soil Fertilizer Extension Service Station，Beijing 101500，China;2.Beijing Cultivated Land Construction and Protec-tion Center，Beijing 100101，China）

Abstract：In order to explore the effect of controlled release nitrogen fertilizer as a substitute for water-soluble nitrogen fertilizer，a spring tomato experiment was carried out in greenhouse in the suburbs of Beijing.The effects of four fertilization methods，namely conventional fertilizer（FP），optimal fertilizer（OPT），50%coated urea replacing（CU50），and 100%coated urea replacing（CU100），on tomato yield，quality，nutrient absorption and soil nitrate nitrogen residue were studied.The results showed that the yield of FP（30.8 t·hm-2）was the lowest，followed by CU100 and OPT treatments，while the CU50 treatment had the highest yield（35.6 t·hm-2），which was significantly 15.9%higher than FP and 1.6%higher than OPT.The output value and net income"also showed a similar pattern of change.The output value and net income of CU50 treatment were significantly higher than the other treatments，with a significant increase of 11 000 yuan·hm-2 and 14 000 yuan·hm-2 compared with the OPT treatment，respectively.The vitamin C content in tomato fruit was highest in the CU50 treatment，but there was no significant difference between CU50，OPT，and FP treatments.The nitrate content was lowest in the CU100，followed by CU50，both of which were significantly lower than FP and OPT.After the harvest，the residual amount of nitrate nitrogen in soil treated with CU50 was the lowest，followed by CU100，both of which were significantly lower than FP and OPT.The nutrient uptake of N，P，K by tomato plants，as well partial productivity of K fertilizer，were high-est in CU50，significantly higher than other treatments.There was no surplus of nitrogen，phosphorus and potassium nutri-ents in CU50 and CU100.In summary，the recommended fertilizer amount for spring greenhouse tomatoes is 42.3 kg·hm-2"of phosphorus，and 171.6 kg·hm-2 of potassium.By adjusting the water nitrogen coupling while keeping the traditional nitrogen application of 128.4 kg·hm-2 basically unchanged，using coated urea application instead of 50%water-soluble nitrogen application could improve both yield and quality.

Keywords：Coated urea;Facility tomato;Yield;Controlled release nitrogen fertilizer

我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積占世界設(shè)施農(nóng)業(yè)總面積的80%以上，其中八成以上均種植蔬菜[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)瓜果類(lèi)蔬菜的單產(chǎn)可達(dá)3.98萬(wàn)kg·hm-2[2]，巨大的產(chǎn)能可以帶來(lái)豐厚的效益。而番茄作為我國(guó)北方設(shè)施的主栽果菜之一，在實(shí)際栽培生產(chǎn)過(guò)程中也存在著肥料投入量大，投入比例不合理等制約因素，影響了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。張懷志等[3]通過(guò)對(duì)津冀地區(qū)約140個(gè)設(shè)施大棚的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，氮、磷、鉀肥料的投入量超出指導(dǎo)量的2.5～10.4倍。黃化剛等[4]對(duì)壽光設(shè)施栽培區(qū)發(fā)現(xiàn)，過(guò)量施用氮肥會(huì)導(dǎo)致當(dāng)季氮利用率小于10%。

包膜尿素作為控釋氮肥的一種，通過(guò)外附包膜材料來(lái)延緩或控制氮素養(yǎng)分的釋放，使氮素釋放與作物養(yǎng)分吸收規(guī)律相近，有利于提高肥效[5-6]。研究表明，控釋肥料的配施可提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。楊俊剛等[7]研究發(fā)現(xiàn)，控釋肥配施普通化肥的施肥方式，在減氮40%的情況下，番茄產(chǎn)量沒(méi)有降低且改善了果實(shí)品質(zhì)；梁紅勝等[8]通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，控釋氮肥配施水溶肥能改善番茄品質(zhì)；楊俊剛等[9]研究發(fā)現(xiàn)，控釋摻混肥一次性底施可有效削減土壤硝態(tài)氮淋溶。近年來(lái)，控釋肥被越來(lái)越多地應(yīng)用在設(shè)施蔬菜中，但主要是在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減量替代，筆者在優(yōu)化施肥基礎(chǔ)上進(jìn)一步通過(guò)控釋氮肥替代50%、100%水溶肥進(jìn)行基施，以期節(jié)約成本，為設(shè)施春茬番茄中的肥料優(yōu)化管理提供支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)基本情況

試驗(yàn)設(shè)在北京市密云區(qū)西田各莊鎮(zhèn)卸甲山村吉祥通山蔬菜種植專(zhuān)業(yè)合作社，選用的設(shè)施大棚內(nèi)土壤類(lèi)型為壤質(zhì)潮土。供試土壤的基本理化性質(zhì)如表1所示。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)肥料水平，常規(guī)施肥對(duì)照（FP）、優(yōu)化施肥（調(diào)節(jié)水氮耦合及減磷、減鉀，OPT）、50%包膜尿素基施（CU50，以包膜尿素基施替代50%OPT處理追氮量），100%包膜尿素基施（CU100，以包膜尿素基施為替代100%OPT處理追氮量）（表2）。除此之外，各肥料處理均基施商品有機(jī)肥30t·hm-2，常規(guī)施肥量為該基地習(xí)慣用量。每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積75m2，完全隨機(jī)排列。供試番茄品種為原味1號(hào)，由北京市農(nóng)林科學(xué)研究院提供。試驗(yàn)時(shí)間為2023年2月10日至6月20日。667 m2定植2300株。供試肥料均購(gòu)自北京泰民同豐農(nóng)業(yè)科技有限公司，包膜尿素釋放期為120 d[N含量（w，后同）46%]，過(guò)磷酸鈣（P2O5含量12%），硫酸鉀（K2O含量52%），配方為15-15-15、13-3-15的復(fù)合肥，配方為16-8-34、20-5-15、20-7-25的大量元素水溶肥。

1.3項(xiàng)目測(cè)定

在番茄初花期、盛果期和收獲后分別采集0～20 cm土壤，每個(gè)小區(qū)按“S”形取樣法隨機(jī)選取5個(gè)取樣點(diǎn)，風(fēng)干、混勻后，用于測(cè)定硝態(tài)氮含量。土壤硝態(tài)氮采用氯化鈣提取-連續(xù)流動(dòng)分析儀（AutoAna-lyzer3，BRANLUEBBE）測(cè)定。

在番茄每次收獲時(shí)測(cè)定各小區(qū)的果實(shí)產(chǎn)量，實(shí)產(chǎn)實(shí)收，最后累計(jì)計(jì)算最終產(chǎn)量。同時(shí)，在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取3株番茄采集鮮樣，果實(shí)鮮樣用于品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定，其中，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定維生素C含量，采用3，5-二硝基水楊酸顯色法測(cè)定硝酸鹽含量，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性總糖含量，采用阿貝折射儀測(cè)定可溶性固形物含量，采用GMK-835F水果酸度計(jì)測(cè)定總酸含量；植株鮮樣用于氮、磷、鉀吸收量的測(cè)定：將植株鮮樣烘干稱(chēng)質(zhì)量，磨碎過(guò)0.5 mm篩后，用H2SO4-H2O2消煮，消煮液用于養(yǎng)分的測(cè)定，用凱氏定氮儀測(cè)定全氮含量，用火焰光度計(jì)測(cè)定全磷、全鉀含量[10]。

1.4數(shù)據(jù)分析

氮偏生產(chǎn)力/（kg·kg-1）＝產(chǎn)量/N施用量；

磷偏生產(chǎn)力/（kg·kg-1）＝產(chǎn)量/P2O5施用量；

鉀偏生產(chǎn)力/（kg·kg-1）＝產(chǎn)量/K2O施用量；

植株的養(yǎng)分吸收量/（kg·hm-2）=植株的養(yǎng)分含量×植株干質(zhì)量。

養(yǎng)分盈余量/（kg·hm-2）=養(yǎng)分施用量-植株的養(yǎng)分吸收量。

試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2003和SPSS Sta-tistics 20軟件處理，采用Duncan法檢驗(yàn)不同處理間的差異顯著性。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理下番茄的產(chǎn)量及收益

由表3可知，F(xiàn)P處理的產(chǎn)量最低，為30.8 t·hm-2，其次為CU100、OPT處理，產(chǎn)量分別比FP處理顯著增加10.4%、14.0%。以CU50處理的產(chǎn)量最高，為35.6 t·hm-2，比FP處理顯著增加15.6%，比OPT處理顯著增加1.4%。同時(shí)，產(chǎn)值和凈收益也呈現(xiàn)類(lèi)似的變化規(guī)律。以FP處理的產(chǎn)值最低，為61.5萬(wàn)元·hm-2，在扣除肥料成本和植保、人工等其他成本后，凈收益也最低，為38.7萬(wàn)元·hm-2；其次為CU100、OPT處理，產(chǎn)值和凈收益均顯著高于FP處理。CU50處理的產(chǎn)值和凈收益均顯著高于其他處理，與OPT處理相比，產(chǎn)值顯著增加1.1萬(wàn)元·hm-2，凈收益顯著增加1.4萬(wàn)元·hm-2。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥（FP）相比，調(diào)節(jié)水氮耦合及減磷、減鉀（OPT）后，在節(jié)肥21.3%的基礎(chǔ)上能顯著增加番茄產(chǎn)量和凈收益，包膜尿素基施替代50%水溶氮肥追施（CU50）還能顯著增產(chǎn)增收。

2.2不同處理下番茄果實(shí)的品質(zhì)

由表4可知，番茄果實(shí)的可溶性總糖、可溶性固形物、總酸含量在各處理間無(wú)顯著差異。果實(shí)的維生素C含量以CU50處理最高，但與OPT、FP處理間的差異不顯著。果實(shí)的硝酸鹽含量以CU100處理最低，其次為CU50處理，兩者均顯著低于FP、OPT處理。結(jié)果表明，包膜尿素基施替代50%及100%水溶氮肥追施（CU50、CU100）均可顯著降低果實(shí)的硝酸鹽含量。

2.3不同處理對(duì)土壤硝態(tài)氮含量的影響

由表5可知，初花期以CU100處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅孔罡撸浯螢镃U50處理，兩者均顯著高于FP、OPT處理。在盛果期和收獲期后，F(xiàn)P處理的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅烤@著高于其他處理。尤其在收獲期后，以CU50的土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅孔畹停浯螢镃U100處理，兩者均顯著低于FP、OPT處理。結(jié)果表明，包膜尿素基施替代50%、100%水溶氮肥追施（CU50、CU100）均可顯著降低番茄收獲期后0～20 cm土層的硝態(tài)氮含量。

2.4不同處理對(duì)植株養(yǎng)分吸收量的影響

由表6可知，植株的全氮含量在各處理間并無(wú)顯著差異。植株的全磷含量以CU50處理最高，其次為FP處理，兩者均顯著高于OPT處理。植株全鉀含量以CU50、CU100處理最高，均顯著高于OPT處理。植株對(duì)氮、磷、鉀的養(yǎng)分吸收量均以CU50處理最高，顯著高于其他處理。結(jié)果表明，包膜尿素基施替代50%水溶氮肥追施（CU50）可顯著增加植株對(duì)氮、磷、鉀的養(yǎng)分吸收量。

2.5不同處理對(duì)養(yǎng)分偏生產(chǎn)力和盈余量的影響

由表7可知，氮、磷的偏生產(chǎn)力以O(shè)PT處理最高，其次為CU100處理，兩者均顯著高于CU50、FP處理。鉀的偏生產(chǎn)力以CU50處理最高，顯著高于其他處理。CU50、CU100處理投入的氮、磷、鉀養(yǎng)分均無(wú)盈余，OPT處理投入的磷、鉀養(yǎng)分無(wú)盈余，氮養(yǎng)分盈余量為4.0 kg·hm-2，小于FP處理投入的氮養(yǎng)分盈余量7.1 kg·hm-2。因此，包膜尿素基施替代50%水溶氮肥追施（CU50）可顯著提高鉀偏生產(chǎn)力，且投入養(yǎng)分無(wú)盈余。

3討論與結(jié)論

番茄對(duì)氮、鉀元素的需求量較高，對(duì)磷的需求量次之。生產(chǎn)1000kg番茄的氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量分別為2.7 kg的N、1.0 kg的P2O5、3.95 kg的K2O，但設(shè)施番茄很少秸稈還田，故吸收量應(yīng)同時(shí)包括地上部植株的營(yíng)養(yǎng)元素?cái)y出量，以果實(shí)攜出量占地上部總攜出量的50%計(jì)[11]，當(dāng)番茄目標(biāo)產(chǎn)量為40 t·hm-2時(shí)，全生育期帶走的氮、磷和鉀為216、80、316 kg·hm-2。通過(guò)目標(biāo)產(chǎn)量法推薦氮肥施用量，設(shè)施冬春茬番茄最佳施氮量為183～250 kg·hm-2[12-14]；采用土壤豐缺指標(biāo)法確定磷、鉀用量[15]，試驗(yàn)地塊土壤有效磷含量為215.9 mg·kg-1、速效鉀含量為303 mg·kg-1，均屬于高肥力水平，可按需磷量的0.5倍補(bǔ)充磷、鉀肥，即40、158 kg·hm-2。梁紅勝等[8]通過(guò)盆栽試驗(yàn)得出，高磷、高鉀水平下，減量控釋氮肥替代尿素增產(chǎn)不顯著，但能改善番茄品質(zhì)。參考上述依據(jù)，本研究中的優(yōu)化施肥是在傳統(tǒng)施氮量基本不變的前提下調(diào)節(jié)水氮耦合，減少傳統(tǒng)施磷量由109.2至42.3 kg·hm-2，減少傳統(tǒng)施鉀量由171.6至150.8 kg·hm-2，實(shí)現(xiàn)在節(jié)肥21.3%的基礎(chǔ)上增加番茄的產(chǎn)量和收益，進(jìn)一步以包膜尿素替代50%水溶氮肥還可繼續(xù)顯著增產(chǎn)增收；這與前人關(guān)于控釋氮肥增產(chǎn)的結(jié)論基本一致[7，16-18]。同時(shí)，以包膜尿素替代100%水溶氮肥可達(dá)到與優(yōu)化施肥相當(dāng)?shù)脑霎a(chǎn)效果，這說(shuō)明本研究選取的120 d包膜尿素的N釋放規(guī)律可基本與番茄吸收規(guī)律一致。張小蘭等[19]認(rèn)為，控釋肥料的養(yǎng)分釋放期較長(zhǎng)，容易出現(xiàn)前期供肥不足，因此需要在施用控釋肥的同時(shí)添加底肥，故而本研究中維持底施復(fù)合肥和有機(jī)肥不變；同時(shí)，以包膜尿素替代50%水溶氮肥可顯著提高鉀偏生產(chǎn)力，且投入養(yǎng)分無(wú)盈余，達(dá)到化肥減量增效的目的。

合理施氮是影響蔬菜品質(zhì)和土壤硝態(tài)氮?dú)埩舻年P(guān)鍵因素[9，20]，優(yōu)化施氮量并結(jié)合有效的施用方式是確保設(shè)施蔬菜高產(chǎn)、減少土壤硝態(tài)氮累積的關(guān)鍵[21]。本研究結(jié)果表明，CU50處理可顯著增加植株對(duì)氮的養(yǎng)分吸收量，使投入的氮素?zé)o盈余，同時(shí)能顯著降低番茄收獲期后0～20 cm土層的硝態(tài)氮含量，降低了果實(shí)中的硝酸鹽含量。這與王學(xué)霞等[20]、寇長(zhǎng)林等[21]、李艷梅等[22]發(fā)現(xiàn)的控釋氮肥基施量可降低番茄硝酸鹽累積量和土壤硝態(tài)氮?dú)埩袅康慕Y(jié)論一致。認(rèn)為主要是因?yàn)榘つ蛩乜赏ㄟ^(guò)包膜材料調(diào)控氮素的水解速度[6]，使得淋洗損失比普通尿素減少，從而保持表層土壤較高的有效氮含量，提高作物對(duì)氮的吸收轉(zhuǎn)化，增加作物產(chǎn)量和肥料利用率，減少土壤硝態(tài)氮?dú)埩鬧22]。因此，在設(shè)施瓜菜的生產(chǎn)中應(yīng)對(duì)氮素予以?xún)?yōu)化控制。

綜上所述，可推薦設(shè)施春茬番茄施肥量為：施磷量42.3 kg·hm-2，施鉀量171.6 kg·hm-2，在傳統(tǒng)施氮量128.4 kg·hm-2基本不變的前提下調(diào)節(jié)水氮耦合，以包膜尿素基施代替50%水溶氮肥追施可達(dá)到提質(zhì)增效的目的。

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[21]寇長(zhǎng)林，駱曉聲，巨曉棠．優(yōu)化施氮對(duì)設(shè)施番茄土壤硝態(tài)氮?dú)埩艏巴寥赖胶獾挠绊慬J]．植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2021，27（5）：837-848.

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