邱　淵，趙連圓，胡田田，牛曉麗，劉志凱，蘇　怡

(西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院， 陜西 楊凌 712100)

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水肥供應(yīng)對(duì)番茄生長及產(chǎn)量形成的影響

邱淵，趙連圓，胡田田，牛曉麗，劉志凱，蘇怡

(西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院， 陜西 楊凌 712100)

摘要：以“金鵬1號(hào)”番茄為試驗(yàn)材料，通過盆栽試驗(yàn)，對(duì)處于不同灌水量和氮、磷、鉀肥用量條件下的番茄生長及產(chǎn)量進(jìn)行分析。在此試驗(yàn)條件下，各因素對(duì)葉片數(shù)的因子貢獻(xiàn)率的主次關(guān)系為：施氮量=施磷量>灌水量>施鉀量；對(duì)葉果比的影響表現(xiàn)為：灌水量>施氮量>施磷量>施鉀量；坐果率表現(xiàn)為：灌水量>施氮量>施磷量>施鉀量；60%～83.78%的灌水量有利于降低葉果比進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)量的增加；氮肥、磷肥用量達(dá)到0.96 g·kg(-1)、P2O5 0.528 g·kg(-1)土?xí)r會(huì)導(dǎo)致葉片數(shù)和葉果比增加，坐果率和產(chǎn)量下降；隨著灌水量、施氮量、施鉀量的增加番茄產(chǎn)量呈先增后減的趨勢，在灌水量為83.78%W，施氮量為0.77N g·kg(-1)土，施磷量為P2O5 0.421 g·kg(-1)土，施鉀量為K2O 0.670 g·kg(-1)土?xí)r產(chǎn)量達(dá)到最大值為467.5 g·株(-1)。

關(guān)鍵詞：番茄；灌水量；氮、磷及鉀肥用量；生長；產(chǎn)量

番茄中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)也具有藥用價(jià)值，果實(shí)中的番茄紅素具有防癌抗癌、延緩衰老、防止心臟病發(fā)生等作用[1-2]，因此深受大家的喜愛。近年來，關(guān)于水肥供應(yīng)對(duì)蔬菜生長、產(chǎn)量等的影響方面人們進(jìn)行了大量的研究，取得了一定的進(jìn)展。前人研究表明，灌水量增加能提高番茄產(chǎn)量，但灌水過多番茄產(chǎn)量降低[3]。坐果率隨施氮量的增加而增加[4-5]，且產(chǎn)量隨施氮量的增加先增后減[6-8]。磷對(duì)番茄產(chǎn)量有明顯的影響，但過高的施磷量會(huì)導(dǎo)致番茄產(chǎn)量下降[9]。適當(dāng)增施鉀肥能增加產(chǎn)量，但鉀肥施用過多會(huì)造成產(chǎn)量降低[10-11]，而且鉀肥對(duì)番茄生長和產(chǎn)量的效應(yīng)與氮素水平有關(guān)，適宜水平的氮素對(duì)鉀肥提高座果率和促進(jìn)生長有積極作用[12]。近年來，水肥供應(yīng)對(duì)番茄生長及產(chǎn)量影響的研究多集中在水肥不同因子或不同肥料的配比上，關(guān)于同時(shí)研究灌水量和氮、磷、鉀肥供應(yīng)對(duì)番茄生長及產(chǎn)量影響的報(bào)道還比較少。因此，本研究以灌水量及氮、磷和鉀肥用量作為試驗(yàn)因素，研究水肥供應(yīng)對(duì)番茄生長及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，以期為番茄高效生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用桶底部直徑25 cm，頂部直徑30 cm，高30 cm。為防止滯水，每桶底部裝河沙2 kg。每桶裝風(fēng)干土20 kg，裝土容重為1.15 g·cm-3。每桶裝2個(gè)灌水管(直徑2.5 cm，長25 cm)。4月11號(hào)育苗，5月13號(hào)當(dāng)幼苗具有5～6片葉，高15 cm時(shí)移栽。移栽后立即澆水至田間持水量進(jìn)行緩苗。8月17號(hào)打頂，9月7號(hào)試驗(yàn)結(jié)束。

1.2試驗(yàn)方案

試驗(yàn)因素為灌水量、施氮量、施磷量以及施鉀量(表1)，采用四元二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的方法，23個(gè)處理組合(見表2)，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。每盆栽植番茄一株，待緩苗期過后，當(dāng)土壤含水率接近田間持水量的55%時(shí)開始灌水處理，通過稱重法確定灌水時(shí)間和灌水量，其灌水周期取決于土壤含水率的變化情況，一般為2～3 d 1次。整個(gè)生育期共灌水47次。所用氮、磷、鉀化肥分別為尿素(N)、過磷酸鈣(P2O5)和硫酸鉀(K2O)；其中磷肥一次性基施，氮肥和鉀肥按基追比1∶2施用，追肥分別在第1穗果和第2穗果膨大期進(jìn)行，并隨灌水施入。本研究側(cè)重水肥供應(yīng)這些因素的影響，若要確定合適的水肥配比以用于生產(chǎn)實(shí)踐，還需進(jìn)一步進(jìn)行田間或溫室大棚試驗(yàn)研究。

表1　試驗(yàn)因子水平及編碼

注：X1為高水平的灌水量處理，是由實(shí)測土壤含水量灌至田間持水量所需水分。

Note: X1indicated the highest irrigation amount, which was calculated by the difference between the field capacity and actual dried soil water content and the soil weight concerned.

1.3測定項(xiàng)目與方法

葉片數(shù)：番茄果實(shí)膨大期記錄各處理番茄的葉片總數(shù)。

葉果比：即葉片數(shù)與果實(shí)數(shù)之比，其中記錄各株結(jié)果總數(shù)。

坐果率：即總結(jié)果數(shù)與總開花數(shù)之比，其中記錄各株開花總數(shù)。

產(chǎn)量：在各穗果實(shí)達(dá)同一成熟度時(shí)進(jìn)行采收，采用稱重累計(jì)法獲得番茄經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量并記錄。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用DPS軟件設(shè)計(jì)試驗(yàn)并進(jìn)行結(jié)果分析，用Excel和MATLAB軟件分析結(jié)果并進(jìn)行圖表的繪制。

2結(jié)果與分析

2.1水肥供應(yīng)對(duì)番茄葉片數(shù)的影響

以四元二次多項(xiàng)式擬合灌水量、施肥量四個(gè)水肥因子Xi的編碼值(取值范圍為[-1.682，1.682])和番茄葉片數(shù)Y的關(guān)系，并對(duì)方程進(jìn)行方差分析，保留α=0.1顯著項(xiàng)，得到最終的簡化模型如下：Y=8.019+0.706X1+0.736X2-0.736X3+1.414X22+1.767X32+1.237X42

式中，Y為番茄葉片數(shù)，X1為灌水量，X2為施氮量，X3為施磷量，X4為施鉀量。

表2　試驗(yàn)方案

注：括號(hào)里的數(shù)字為各處理的水肥實(shí)際用量，其中，灌水量的單位為L，氮，磷和鉀肥用量的單位均為g,括號(hào)前邊的數(shù)據(jù)為編碼值。

Note: The date in parentheses indicated the actual amount of irrigation water and N, P, K rates for treatments, and date in front of parentheses was the coded value; The unit of irrigation amount was L and the unit of N, P, K was g.

經(jīng)方差分析表明，F(xiàn)回=2.415>F0.1(6,16)=2.18，說明模型的回歸關(guān)系達(dá)到顯著水平，基本能反映番茄葉片數(shù)隨水肥用量的變化過程，可以作為預(yù)測預(yù)報(bào)的依據(jù)。各項(xiàng)回歸系數(shù)的F值依次為F1=1.72，F(xiàn)2=1.87，F(xiàn)3=1.87，F(xiàn)22=7.76，F(xiàn)33=12.27，F(xiàn)44=5.91，(F0.25(1,16)=1.42；F0.1(1,16)=3.05；F0.05(1,16)=4.49；F0.025(1,16)=6.12；F0.01(1,16)=8.53)，一次項(xiàng)X1、X2、X3比較顯著，二次項(xiàng)X22、X32、X42達(dá)到極顯著水平，表明在試驗(yàn)條件下，灌水量對(duì)番茄葉片數(shù)有一定影響，施肥對(duì)番茄葉片數(shù)有重要作用。由一次項(xiàng)F值得各因素對(duì)果實(shí)膨大期葉片數(shù)的因子貢獻(xiàn)率[13]為：施氮量=施磷量>灌水量>施鉀量。

由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)滿足正交性，模型中各項(xiàng)偏回歸系數(shù)彼此獨(dú)立，因此，可對(duì)回歸模型進(jìn)行降維，固定其他因素為零水平，得各因素對(duì)番茄葉片數(shù)的一元二次偏回歸模型：Y1=8.019+0.706X1；Y2=8.019+0.736X2+1.414X22；Y3=8.019-0.736X3+1.767X32；Y4=8.019+1.237X42。

式中，Yi分別為單因素灌水、施氮、施磷、施鉀對(duì)應(yīng)下的番茄葉片數(shù)(i=1、2、3、4)，X1為灌水量，X2為施氮量，X3為施磷量，X4為施鉀量。

根據(jù)以上四個(gè)模型，可繪出番茄葉片數(shù)與單一因子間的關(guān)系(圖1)。由圖1可以看出，番茄葉片數(shù)隨灌水量的增加而增多。氮肥、磷肥、鉀肥用量與番茄葉片數(shù)的關(guān)系相似，均隨用量的增加呈先降低后增加的趨勢。當(dāng)?shù)⑩浂哂昧孔罡邥r(shí)，番茄果實(shí)膨大期葉片數(shù)達(dá)到最多，分別為13片和12片。當(dāng)葉片數(shù)最少時(shí)所對(duì)應(yīng)的氮、磷、鉀用量分別為N 0.480 g·kg-1土、 P2O50.264 g·kg-1土、K2O 0.420 g·kg-1土?？梢娙~片數(shù)的變化趨勢與施肥水平有一定關(guān)系。

圖1單一水肥因子對(duì)番茄葉片數(shù)的影響

Fig.1Effect of any single factor by water and

fertilizer on leaf numbers of tomato

2.2水肥供應(yīng)對(duì)番茄葉果比的影響

采用相同的處理方法得到番茄葉果比與水肥因子間最終的簡化模型如下：

Y=1.691-0.341X1+0.529X2+0.426X4+0.220X32+0.206X42-0.327X1X2-0.327X3X4

式中，Y為番茄葉果比，X1為灌水量，X2為施氮量，X3為施磷量，X4為施鉀量。

經(jīng)方差分析表明，F(xiàn)回=2.987>F0.05(7,15)=2.71，說明模型的回歸關(guān)系達(dá)到顯著水平，能反映番茄葉果比隨水肥用量的變化過程，可以作為預(yù)測預(yù)報(bào)的依據(jù)。各項(xiàng)回歸系數(shù)的F值依次為F1=4.70，F(xiàn)2=11.34，F(xiàn)4=7.34，F(xiàn)33=2.20，F(xiàn)44=1.92，F(xiàn)12=5.07，F(xiàn)34=5.07(F0.25(1,15)=1.43；F0.1(1,15)=3.07；F0.05(1,15)=4.54；F0.025(1,15)=6.20；F0.01(1,15)=8.68)，二次項(xiàng)X32和X42比較顯著，一次項(xiàng)X1和X4顯著，一次項(xiàng)X2達(dá)到極顯著，表明在試驗(yàn)條件下，灌水量、施鉀量對(duì)葉果比有一定影響，施氮量對(duì)葉果比有重要作用。在交互項(xiàng)中 ，X1X2和X3X4均達(dá)到0.05的顯著水平，說明灌水量和施氮量以及施磷量和施鉀量的交互作用對(duì)番茄葉果比有明顯的影響。

2.2.1單一因素對(duì)番茄葉果比的影響固定其他因素為零水平，得到各單因素對(duì)番茄葉果比的一元二次偏回歸模型如下：Y1=1.691-0.341X1；Y2=1.691+0.529X2；Y3=1.691+0.220X32；Y4=1.691+0.426X4+0.206X42。

式中，Yi分別為單因素灌水、施氮、施磷、施鉀對(duì)應(yīng)下的番茄葉果比(i=1、2、3、4)，X1為灌水量，X2為施氮量，X3為施磷量，X4為施鉀量。

根據(jù)以上四個(gè)模型，可繪出番茄葉果比與單一因子間的關(guān)系(圖2)，從圖2可以看出，隨著灌水量的增加，番茄葉果比逐漸降低，最低葉果比1.1所對(duì)應(yīng)的灌水量為100%W。隨著施氮量的增加，葉果比逐漸升高，最高葉果比2.6所對(duì)應(yīng)的施氮量為N 0.96 g·kg-1土。番茄葉果比隨施磷量、施鉀量的增加呈先減后增的趨勢，且葉果比隨施鉀量的變化幅度更大。當(dāng)施磷量為P2O50.528 g·kg-1土?xí)r所對(duì)應(yīng)的葉果比最高為2.3，當(dāng)施鉀量為最高K2O 0.840 g·kg-1土?xí)r番茄葉果比達(dá)到最高為3.0?？梢?，灌水量增加有利于坐果，增施氮、磷、鉀肥有利于葉片生長。

圖2單一水肥因子對(duì)番茄葉果比的影響

Fig.2Effect of any single factor by water and

fertilizer on tomato leaf-fruit ratio

2.2.2灌水量(X1)和施氮量(X2)的耦合效應(yīng)采用“降維法”得灌水量(X1)和施氮量(X2)的耦合效應(yīng)編碼方程為：Y(X1,X2)=1.691-0.341X1+0.529X2-0.327X1X2。

式中，Y(X1,X2)為水、氮雙因素作用下的番茄葉果比，X1為灌水量，X2為施氮量。

根據(jù)方程代入編碼值得灌水量和施氮量對(duì)番茄葉果比的耦合效應(yīng)值(圖3)。由圖3可知，當(dāng)灌水量小于或等于中間水平,即20%～60%W時(shí)，隨著施氮量的增加葉果比逐漸增大。當(dāng)灌水量大于中間水平時(shí)，隨著施氮量的增加葉果比逐漸降低，葉果比隨施氮量也有類似的規(guī)律。當(dāng)灌水量處于最低水平20%、施氮量處于最低水平時(shí)，葉果比最小為0.45；當(dāng)灌水量處于最低水平20%W、施氮量為最高水平N 0.96 g·kg-1土?xí)r，葉果比達(dá)到最大值4.1?？梢?，適當(dāng)減少灌水量并合理配施氮肥會(huì)降低葉果比。

圖3灌水量和施氮量對(duì)番茄葉果比的耦合效應(yīng)

Fig.3Coupling effects of irrigation amount with N

fertilizer rate on leaf-fruit ratio of tomato

2.2.3施磷量(X3)和施鉀量(X4)的耦合效應(yīng)采用“降維法”得施磷量(X3)和施鉀量(X4)的耦合效應(yīng)編碼方程為：Y(X3,X4)=1.691+0.426X4+0.220X32+0.206X42-0.327X3X4。

式中，Y(X3,X4)為磷、鉀雙因素作用下的番茄葉果比，X3為施磷量，X4為施鉀量。

根據(jù)方程代入編碼值可得施磷量和施鉀量對(duì)番茄葉果比的耦合效應(yīng)值(圖4)。從圖4中可以看出，當(dāng)施磷量處于中間及以下水平，即P2O50～0.264 g·kg-1土?xí)r，隨著施鉀量的增加，番茄葉果比逐漸增加；當(dāng)施磷量處于次高及以上水平0.421～0.528 P2O5g·kg-1土?xí)r，隨著施鉀量的增加，葉果比呈先減少后增加的趨勢。當(dāng)施鉀量處于中間及以下水平0～0.420 P2O5g·kg-1土?xí)r，葉果比隨施磷量的增加而增加，當(dāng)施鉀量處于中間以上水平0.670～0.840 P2O5g·kg-1土?xí)r，葉果比隨施磷量的增加呈降低的趨勢。施磷量和施鉀量分別處于最低水平P2O50 g·kg-1土和最高水平K2O 0.840 g·kg-1土?xí)r，番茄葉果比達(dá)到最高值。施磷量和施鉀量分別處于最低水平P2O50 g·kg-1土和K2O 0 g·kg-1土?xí)r，番茄葉果比達(dá)到最低值。說明磷、鉀肥用量對(duì)番茄葉果比的影響都因另一因子的用量而變，獲得較小的葉果比須有較為合理的用量水平。

圖4施磷量和施鉀量對(duì)番茄葉果比的耦合效應(yīng)

Fig.4Coupling effects of P fertilizer rate with

K fertilizer rate on leaf-fruit ratio of tomato

2.3水肥供應(yīng)對(duì)番茄坐果率的影響

采用相同的處理方法得到番茄坐果率與水肥因子間最終的簡化模型如下：

Y=0.427-0.023X1+0.021X2-0.020X3-0.062X12-0.055X22-0.023X32+0.029X42-0.026X1X2-0.026X3X4

式中，Y為番茄坐果率，X1為灌水量，X2為施氮量，X3為施磷量，X4為施鉀量。

經(jīng)方差分析表明，F(xiàn)回=3.736>F0.025(9,13)=3.31，說明模型的回歸關(guān)系達(dá)到顯著水平，能反映番茄坐果率隨水肥用量的變化過程，可以作為預(yù)測預(yù)報(bào)的依據(jù)。各項(xiàng)回歸系數(shù)的F值依次為F1=2.12，F(xiàn)2=1.87，F(xiàn)3=1.64，F(xiàn)11=18.20，F(xiàn)22=14.15，F(xiàn)33=2.30，F(xiàn)44=4.18，F(xiàn)12=3.32，F(xiàn)34=3.32(F0.25(1,13)=1.45；F0.1(1,13)=3.10；F0.05(1,13)=4.60；F0.025(1,15)=6.20；F0.01(1,13)=8.86)，一次項(xiàng)X1、X2、X3及二次項(xiàng)X32比較顯著，二次項(xiàng)X42顯著，二次項(xiàng)X12和X22極顯著，表明在試驗(yàn)條件下，施磷、鉀量對(duì)番茄坐果率有一定影響，灌水量和施氮量對(duì)坐果率有重要作用。在交互項(xiàng)中，X1X2和X3X4均達(dá)到了0.1的顯著水平，說明灌水量和施氮量以及施磷量和施鉀量的交互作用對(duì)番茄坐果率有一定的影響。由一次項(xiàng)F值得各因素對(duì)番茄坐果率的因子貢獻(xiàn)率為：灌水量>施氮量>施磷量>施鉀量。

2.3.1單一因素對(duì)坐果率的影響固定其他因素為零水平，便得各因素對(duì)番茄坐果率的一元二次偏回歸模型如下：Y1=0.427-0.023X1-0.062X12；Y2=0.427+0.021X2-0.055X22；Y3=0.427-0.020X3-0.023X32；Y4=0.427+0.029X42。

式中，Yi分別為單因素灌水、施氮、施磷、施鉀對(duì)應(yīng)下的番茄坐果率(i=1、2、3、4)，X1為灌水量，X2為施氮量，X3為施磷量，X4為施鉀量。

根據(jù)以上四個(gè)模型，可繪出番茄坐果率與單一因子間的關(guān)系(圖5)，由圖5可知，番茄坐果率隨著灌水量、施氮量、施磷量的增加呈先增加后減少的趨勢，當(dāng)灌水量、施氮量、施鉀量均在中間水平時(shí)達(dá)到最大值0.43。隨著施鉀量的增加，番茄坐果率呈先減后增的趨勢，當(dāng)施鉀量處于最低或最高水平時(shí)坐果率達(dá)到最大值0.51。

圖5單一水肥因子對(duì)番茄坐果率的影響

Fig.5Effect of any single factor by water and

fertilizer on fruit setting rate of tomato

2.3.2灌水量(X1)和施氮量(X2)的耦合效應(yīng)采用“降維法”得灌水量(X1)和施氮量(X2)的耦合效應(yīng)編碼方程為：Y(X1,X2)=0.427-0.023X1+0.021X2-0.062X12-0.055X22-0.026X1X2。

式中，Y(X1,X2)為水、氮雙因素作用下的番茄坐果率，X1為灌水量，X2為施氮量。

根據(jù)方程代入編碼值可得灌水量和施氮量對(duì)番茄坐果率的耦合效應(yīng)值(圖6)?？梢钥闯觯嗨亢褪┑康鸟詈闲?yīng)關(guān)系為上凸曲面，曲面坡度變化較快，即當(dāng)其一個(gè)因子為定值時(shí)，番茄坐果率隨著灌水量或施氮量增加均呈開口向下的拋物線形式。當(dāng)灌水量處于中間水平60%W，同時(shí)施氮量處于中間水平N 0.48 g·kg-1土?xí)r，番茄的坐果率達(dá)到最高0.43，當(dāng)灌水量和施氮量同時(shí)、或分別增加或降低時(shí)，番茄的坐果率均會(huì)降低。可見，要想獲得較高的坐果率，存在一個(gè)合理的灌水量和施氮量組合區(qū)域。

圖6灌水量和施氮量對(duì)番茄坐果率的耦合效應(yīng)

Fig.6Coupling effects of irrigation amount with N

fertilizer rate on fruit setting rate of tomato

2.3.3施磷量(X3)和施鉀量(X4)的耦合效應(yīng)采用“降維法”得施磷量(X3)和施鉀量(X4)的耦合效應(yīng)編碼方程為：Y(X3,X4)=0.427-0.020X3-0.023X32+0.029X42-0.026X3X4。

式中，Y(X3,X4)為磷、鉀雙因素作用下的番茄坐果率，X3為施磷量，X4為施鉀量。

根據(jù)方程代入編碼值可得施磷量和施鉀量對(duì)番茄坐果率的耦合效應(yīng)值(圖7)。由圖7可知，施磷量和施鉀量的耦合效應(yīng)關(guān)系為一馬鞍曲面，當(dāng)施磷量為一定值時(shí)，坐果率隨施鉀量的增加呈先減后增的趨勢。當(dāng)施鉀量為一定值時(shí)，隨著施磷量的增加，坐果率呈先增后減的趨勢。當(dāng)施磷量為中間水平P2O50.264 g·kg-1土、施鉀量為最低水平K2O 0 g·kg-1土或最高水平K2O 0.840 g·kg-1土?xí)r番茄坐果率達(dá)到最大值?？梢?，在施磷量適中的情況下，適當(dāng)減少施鉀量能提高番茄的坐果率。

2.4水肥供應(yīng)對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

圖7　施磷量和施鉀量對(duì)番茄坐果率的耦合效應(yīng)

圖8水肥供應(yīng)對(duì)番茄經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的影響

Fig.8Effects of water and fertilizers on commercial yield of tomato fruits

由圖8可以看出，隨著灌水量、施氮量、施鉀量的增加，番茄經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢。當(dāng)灌水量為83.78%W時(shí)，番茄產(chǎn)量達(dá)到最大值609.2 g·株-1，比20%W、36.22%W、60%W、100%W水平分別提高了759.3%、280.8%、80.1%和19.1%。當(dāng)施氮量達(dá)到最高水平0.96 N g·kg-1土?xí)r，番茄產(chǎn)量最低，為301.6 g·株-1，比0 N g·kg-1土、0.19 Ng·kg-1土、0.48 N g·kg-1土、0.77 N g·kg-1土分別降低了21.5%、32.7%、43.6%、52.3%。當(dāng)施鉀量為0.84 K2O g·kg-1土?xí)r，番茄產(chǎn)量最低，為314.4 g·株-1，比其它水平分別降低了15.6%、44.7%、39.2%、27.1%?？梢?，合理的灌水量、氮肥、鉀肥有利于番茄增產(chǎn)，施用量過高會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)。從圖8也可以看出，隨施磷量的增加，番茄產(chǎn)量呈先減少后增加的趨勢。施磷量為P2O50.264 g·kg-1土?xí)r，番茄產(chǎn)量達(dá)到最低值為373.2 g·株-1，且分別與施磷量P2O50 g·kg-1土、P2O50.107 g·kg-1土、P2O50.421 g·kg-1土、P2O50.528 g·kg-1土相比時(shí)，番茄產(chǎn)量分別減少31.5%、24.0%、0.7%、22.7%，表明合理施用磷肥才能起到增產(chǎn)效果。各水平下的番茄產(chǎn)量的平均值分別為：336.0 g·株-1、376.1 g·株-1、394.9 g·株-1、467.5 g·株-1、401.1 g·株-1，可見在此試驗(yàn)條件下在灌水量為83.78%W，施氮量為0.77N g·kg-1土，施磷量為P2O50.421 g·kg-1土，施鉀量為K2O 0.670 g·kg-1土?xí)r產(chǎn)量達(dá)到最大值為467.5 g·株-1。

3討論

本研究表明，適當(dāng)增加灌水量，葉片數(shù)、坐果率及產(chǎn)量有增長趨勢，降低灌水量會(huì)導(dǎo)致葉片數(shù)、坐果率及產(chǎn)量呈下降趨勢，安順偉、韓建平等人也得出相似的結(jié)論[14-15]。原因可能在于，合適的土壤水分有利于礦質(zhì)元素的吸收，促進(jìn)光合作用及其他的生理生化過程，從而使?fàn)I養(yǎng)生長加快[16]，增加葉片數(shù)，從而形成更多的光合產(chǎn)物，為坐果率提高、產(chǎn)量增加奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。過量灌水造成一定程度的減產(chǎn)[17]，本試驗(yàn)也得出相似的結(jié)論。隨著灌水量的進(jìn)一步增加，坐果率和產(chǎn)量降低，可能與土壤水分過多不利于根部細(xì)胞的呼吸作用，從而降低了對(duì)土壤營養(yǎng)元素的吸收有關(guān)。

前人研究表明，在適宜施氮范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加，葉片數(shù)、產(chǎn)量等指標(biāo)呈增長趨勢，但超過一定的范圍，植株的生長和發(fā)育就會(huì)受到抑制[18]。本試驗(yàn)結(jié)果有所不同，隨著施氮量的增加葉片數(shù)呈先減后增的趨勢，坐果率、產(chǎn)量呈先增后減的趨勢。這可能是因?yàn)檫m量氮肥有利于協(xié)調(diào)番茄的營養(yǎng)生長和生殖生長，氮肥過多促使?fàn)I養(yǎng)生長加快并抑制生殖生長[19]，從而導(dǎo)致葉片數(shù)增大、坐果率降低、產(chǎn)量下降。

本試驗(yàn)表明，在一定范圍內(nèi)隨著施磷量的增加，產(chǎn)量增加,這與潘可可、劉恩玲等人的研究結(jié)果相似[20]。研究還發(fā)現(xiàn)，番茄葉片數(shù)、坐果率、葉果比受施磷量的影響比施氮量的影響更強(qiáng)，可能與供試土壤磷素水平相對(duì)較低有關(guān)。

4結(jié)論

采用四元二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，通過盆栽試驗(yàn)，研究了水、氮、磷和鉀用量四因素對(duì)番茄生長及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，得出以下結(jié)論：

各因素對(duì)番茄葉片數(shù)的因子貢獻(xiàn)率為：施氮量=施磷量>灌水量>施鉀量；對(duì)葉果比的影響表現(xiàn)為：灌水量>施氮量>施磷量>施鉀量；坐果率的表現(xiàn)為：灌水量>施氮量>施磷量>施鉀量。番茄葉片數(shù)隨氮、磷、鉀肥用量的增加而呈先減后增的趨勢，隨灌水量的增加而增加；葉果比隨施磷量、施鉀量的增加呈先增后減的趨勢，而灌水量、施氮量的增加分別使葉果比呈降低和增加的趨勢；隨著灌水量、施氮量、施磷量的增加，番茄坐果率呈先增后減的趨勢，隨鉀肥用量的增加，坐果率有先減后增的趨勢。

水肥用量間的耦合效應(yīng)表現(xiàn)為，灌水量和施氮量的同時(shí)增加或減少都會(huì)降低葉果比，施磷量和施鉀量對(duì)番茄葉果比的影響皆因另一因子的用量而變。灌水量和施氮量對(duì)坐果率有負(fù)交互作用；在施磷量合適的情況下，適當(dāng)減少施鉀量能提高番茄的坐果率。

番茄產(chǎn)量隨灌水量、施氮量、施鉀量的增加呈先增后減的變化規(guī)律，隨施磷量呈先減后增的趨勢。

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Effects of water and fertilizer supplies on tomato growth and yield

QIU Yuan, ZHAO Lian-yuan, HU Tian-tian, NIU Xiao-li, LIU Zhi-kai, SU Yi

(CollegeofHydraulicandArchitecturalEngineering,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

Abstract：The “Jin Peng No.1” was used as the experiment material to analyze the growth and production of tomatoes through a potted experiment under different irrigation amounts and with various dosages of nitrogen, phosphorus and potash fertilizers. Contribution rates to the numbers of leaves by all factors were in the following pattern: nitrogen dosage=phosphorus dosage>irrigation amount>potash dosage. Contribution rates to the leaf-fruit ratio were in the following order: irrigation amount>nitrogen dosage>phosphorus dosage>potash dosage. Contribution rates to fruit setting ratio followed: irrigation amount>nitrogen dosage>phosphorus dosage>potash dosage. Irrigation capacities at 60% to 83.78% were beneficial for production through the reduction of the leaf-to-fruit ratio. Fertilizer amounts of nitrogen and phosphorus at 0.96 g·kg(-1)(Soil) and (P2O5) 0.528 g·kg(-1)(Soil) respectively resulted in the elevations of leaf numbers and the leaf-fruit ratio and the reductions of fruit setting ratio and yield. With the increases of the irrigation, nitrogen and phosphorus levels, the production of the tomato exhibited a trend of being increased first and then going decreased. When irrigation capacity reached 83.78%, nitrogen, phosphorus and potassium fertilizations were (N) 0.77 g·kg(-1)(Soil), (P2O5) 0.421 g·kg(-1)(Soil), and (K2O) 0.670 g·kg(-1)(Soil), respectively, the yield of the tomato reached a peak at 467.5 g·plant(-1).

Keywords:tomato; irrigation amount; fertilizer rates of nitrogen; phosphorus and potassium; growth; yield

中圖分類號(hào)：S274

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

作者簡介：邱淵(1991—)，男，河南信陽人，主要從事生物節(jié)水理論與技術(shù)研究。通信作者：胡田田(1966—)，女，陜西禮泉人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事生物節(jié)水理論與技術(shù)研究。E-mail：hutiant@nwsuaf.edu.cn。

基金項(xiàng)目：國家“十二五”863計(jì)劃項(xiàng)目(2011AA100504)；國家自然科學(xué)基金(51279169)；大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目

收稿日期：2015-01-09

doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2016.02.39

文章編號(hào)：1000-7601(2016)02-0245-07