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(chǎn)量和品質(zhì)性狀的改善以及兩者之間的關(guān)聯(lián)度，為加工番茄種植、施肥提供指導方法。采用肥料效應(yīng)函數(shù)法模型和灰色關(guān)聯(lián)分析法2種方法，分析與研究鉀肥對加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的影響以及兩者之間的關(guān)聯(lián)度。結(jié)果表明，番茄產(chǎn)量和品質(zhì)性狀在鉀肥作用下有了一定的提高和改善，不同品質(zhì)性狀與產(chǎn)量之間的關(guān)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(chǎn)量、改善番茄品質(zhì)，番茄品質(zhì)性狀中的糖酸比、可溶性固形物含量對產(chǎn)量的影響最大，在加工番茄施肥增產(chǎn)時應(yīng)關(guān)注這些品質(zhì)性狀。

關(guān)鍵詞：加工番茄；鉀肥；肥料效應(yīng)函數(shù)；品質(zhì)性狀；灰色關(guān)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(chǎn)量位居世界前三，番茄醬出口量約占全球貿(mào)易總量的 1/4[1]。番茄是需鉀量較大的作物，鉀是植物體內(nèi)60多種酶的活化劑，鉀素在維持細胞內(nèi)離子平衡、物質(zhì)的運轉(zhuǎn)與合成以及光合作用等方面起著重要作用[2]。相關(guān)研究結(jié)果表明，合理增施鉀肥可提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)，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(zhì)的影響[4]，馬喬玲等提出了鉀肥施用對加工番茄產(chǎn)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(yīng)對加工番茄生長和產(chǎn)量的影響[6]，侯曉靜等提出了加工番茄品質(zhì)性狀與番茄紅素的灰色關(guān)聯(lián)分析[7]。目前，國內(nèi)關(guān)于加工番茄的合理施肥以及不同品質(zhì)間的關(guān)聯(lián)分析研究較多，但鉀肥施用對加工番茄產(chǎn)量及品質(zhì)性狀的影響及其兩者之間的關(guān)聯(lián)度卻少有報道。本研究以新疆天山北坡的T9種質(zhì)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(chǎn)量和品質(zhì)性狀求解出鉀肥肥效方程并計算出不同品質(zhì)性狀和產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)度，以期為新疆加工番茄合理施鉀、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)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(shè)置3次重復。根據(jù)該番茄產(chǎn)區(qū)種植經(jīng)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(zhì)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(zhì)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(jié)果與分析

2.1施用鉀肥對加工番茄產(chǎn)量的影響

根據(jù)不同施鉀水平下的加工番茄產(chǎn)量（表1）擬合出加工番茄產(chǎn)量和鉀肥施用量之間的一元二次方程式，即肥料效應(yīng)函數(shù)模型[9]。該肥料效應(yīng)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(jié)果顯示，F(xiàn)=199>F0.05=0.05，說明加工番茄產(chǎn)量與施肥量之間有顯著的回歸關(guān)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(chǎn)量高度相關(guān)，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(chǎn)量為51.36 t/hm2，接近實際產(chǎn)量；隨著鉀肥施用量的增加，加工番茄產(chǎn)量逐漸增高，當施用量為74.48 kg/hm2時，產(chǎn)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(chǎn)量會逐漸下降。

2.2鉀肥對番茄品質(zhì)的影響

通過品質(zhì)分析得出了不同施鉀情況下的品質(zhì)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(guān)，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(guān)。同樣，可溶性固形物含量在合理范圍內(nèi)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(zhì)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(chǎn)量與各品質(zhì)間的關(guān)聯(lián)度endprint

上述分析結(jié)果表明，鉀肥可提高番茄產(chǎn)量，改善番茄品質(zhì)。然而，單純提高產(chǎn)量有可能會引起某種品質(zhì)變差，所以還須分析鉀肥作用下加工番茄產(chǎn)量與各品質(zhì)性狀之間的關(guān)聯(lián)度，從而利用它們之間的相互關(guān)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(guān)聯(lián)分析的應(yīng)用模型[12]，將鉀肥作用下的加工番茄產(chǎn)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(zhì)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(gòu)成一個矩陣（y0，y1，y2，y3，y4，y5）。由于加工番茄各品質(zhì)間的量綱不一致，在作關(guān)聯(lián)分析前須對品質(zhì)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(guān)聯(lián)分析。試驗假定加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)性狀之間存在線性關(guān)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(chǎn)量與其他品質(zhì)性狀的關(guān)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(chǎn)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(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大，達到0.863 5，說明各性狀中糖酸比和產(chǎn)量關(guān)系最大；可溶性固形物含量與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度稍微低于糖酸比與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度，為0.822 8；與產(chǎn)量的關(guān)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(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最低，為0.513 3。通過關(guān)聯(lián)度的分析可知，在考慮施肥提高產(chǎn)量的同時，可以更好地兼顧品質(zhì)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(jié)果表明，最佳施肥量下的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量。當然，影響番茄產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)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(guān)聯(lián)分析得到了鉀肥作用下加工番茄產(chǎn)量和所測的品質(zhì)性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度，由關(guān)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(chǎn)量和品質(zhì)形狀的選擇?；疑P(guān)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(zhì)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(nèi)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(guān)性分析中，這些因素也要兼顧考慮到，以期獲得最優(yōu)結(jié)果。

4結(jié)論

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

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