哈麗哈什·依巴提，王金鑫，李青軍，張 炎*

（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，新疆 烏魯木齊 830091；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部荒漠綠洲作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830091）

新疆獨(dú)特的氣候條件非常適宜加工番茄的生長。新疆是我國加工番茄種植面積、加工規(guī)模和出口量最大的生產(chǎn)基地之一，加工番茄產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長的支柱產(chǎn)業(yè)［1］。經(jīng)過多年的發(fā)展，2018 年新疆加工番茄種植面積59.03×104hm2，產(chǎn)量664.45×104t，加工番茄產(chǎn)量、出口量已占全國90%以上［2］。加工番茄是需鉀量較大的作物，1 t番茄產(chǎn)品需吸收5.0 kg K2O，其莖和果實(shí)內(nèi)鉀的含量超過了氮和磷的含量［3-4］，但是由于新疆土壤富含鉀素的觀念導(dǎo)致多年來在加工番茄生產(chǎn)中，農(nóng)民不施或很少施用鉀肥，而農(nóng)作物從土壤中帶走了大量的鉀，這使土壤鉀有了較大的消耗，農(nóng)田土壤速效鉀也有較大幅度的下降［5］。因此，缺鉀已成為制約加工番茄高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的重要因素之一［6-7］。鉀素對(duì)加工番茄生長發(fā)育、產(chǎn)量形成以及抗逆穩(wěn)產(chǎn)發(fā)揮著重要作用。研究表明，加工番茄一生中需鉀量最高，氮次之，磷的需求量遠(yuǎn)少于氮和鉀［8-10］。因此合理施用鉀肥可顯著提高加工番茄產(chǎn)量，改善品質(zhì)，增強(qiáng)抗病能力［11］。

國內(nèi)關(guān)于加工番茄的合理施肥技術(shù)研究較多，齊紅巖等［12］研究了不同氮、鉀施用水平對(duì)番茄營養(yǎng)吸收和土壤養(yǎng)分變化的影響；張繼峯［13］、湯明堯等［9］對(duì)加工番茄氮、磷、鉀肥料效應(yīng)及其吸收分配規(guī)律進(jìn)行了研究。以往的研究多集中在鉀肥施用的時(shí)期、用量或氮磷鉀配施對(duì)加工番茄產(chǎn)量、品質(zhì)、性狀的影響，但對(duì)滴灌條件下加工番茄的鉀肥品種優(yōu)化管理技術(shù)的研究較少。本研究是在膜下滴灌生產(chǎn)栽培條件下，通過田間小區(qū)試驗(yàn)探討不同鉀肥品種對(duì)2 個(gè)加工番茄品種產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，為新疆加工番茄生產(chǎn)中鉀肥合理施用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)2013 年安排在新疆昌吉兵團(tuán)灌溉中心試驗(yàn)站，加工番茄供試品種為HYH-01 和屯河8號(hào)，一膜2 行種植，株距28 cm，行距60 cm，小區(qū)面積32 m2。加工番茄育苗1 個(gè)月后于5 月7 日移栽，7～10 d 灌溉一次，全生育期灌溉10 次，總計(jì)4500 m3/hm2。HYH-01 試驗(yàn)地前茬作物為加工番茄，屯河8 號(hào)試驗(yàn)地前茬作物為棉花，作物秸稈均打碎后還田。播前土壤基礎(chǔ)性狀如表1所示。

表1 0～20 cm 供試土壤基本農(nóng)化狀況

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)K-0、K-KCl、K-K2SO4、K-KNO3，共4 個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3 次。各處理氮肥全部作為追肥，在加工番茄生育期間分4 次隨水滴施，磷肥、有機(jī)肥及微肥全部基施，鉀肥50%開花期滴灌追施和50%結(jié)果期滴灌追施。氮肥用尿素（N 46%）、磷肥用三料磷肥（P2O546%）、K-KCl 處理用氯化鉀（K2O 60%），K-K2SO4處理用硫酸鉀（K2O 52%），K-KNO3處理用硝酸鉀（K2O 46.53%，N 13.86%），有機(jī)肥（OM ≥45%，N+P+K ≥5%）施用量為1500 kg/hm2。微肥為ZnSO4、MnSO4、FeSO4。各處理施肥量見表2。

表2 各處理施肥量 （kg/hm2）

1.3 測定方法

干物質(zhì)測定：在苗期（5 月10 日）、初花期（6 月11 日）、初果期（6 月27 日）、盛果期（7 月23 日）、成熟期（8 月21 日）采取加工番茄樣品，將采集的植株按不同器官（莖、葉、蕾+花＋果）分開，烘干、稱重，統(tǒng)計(jì)各器官干物質(zhì)。

加工番茄品質(zhì)的測定：Vc 含量，2，6-二氯靛酚滴定法；β-胡蘿卜素，高效液相色譜法；總酸，pH 電位法；番茄紅素，分光光度法；色差值：色差儀；可溶性固形物，折光計(jì)法。

加工番茄產(chǎn)量測定：加工番茄成熟期，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)劃定測產(chǎn)區(qū)，收獲成熟果實(shí)、稱重，計(jì)算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003 和SPSS 11.5 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉀肥品種對(duì)加工番茄成熟期干物質(zhì)累積與分配的影響

干物質(zhì)積累是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，由表3 可以看出，成熟期兩個(gè)品種加工番茄生殖器官所占比重分別達(dá)到65.67%～76.78%、55.46%～69.10%。HYH-01的K-KCl 處理分配到莖、葉的干物質(zhì)都是最多，分別為39.94、53.64 g/株，與K-KNO3處理無顯著差異，但與其他處理均差異顯著；K-K2SO4處理分配到果中干物質(zhì)最多，其次是K-KCl 處理和K-KNO3處理，K-0 處理最 少，K-KNO3、K-KCl 處理無顯著差異；總干物質(zhì)以K-K2SO4處理最多，但K-KNO3與K-KCl 間無顯著差異，而K-0 處理最少。屯河8 號(hào)K-K2SO4處理分配到莖、葉的干物質(zhì)最多，分別為55.25、73.21 g/株，K-KNO3處理分配到果中干物質(zhì)最多，K-K2SO4、K-KNO3、K-KCl 處理之間無顯著差異；K-0 處理莖、葉、果干物質(zhì)最低，與其他處理差異顯著；施鉀處理間總干物質(zhì)無顯著差異，但顯著高于K-0 處理，其中以K-K2SO4處理最大。

表3 成熟期加工番茄干物質(zhì)及分配 （g/株）

2.2 鉀肥品種對(duì)加工番茄生長發(fā)育的影響

對(duì)各處理加工番茄干物質(zhì)積累進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)各處理加工番茄的總干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)都呈“S”型增長，即隨著生育期的進(jìn)展而逐漸增強(qiáng)，苗期（0～40 d 左右）積累緩慢，到盛果期（HYH-01 130 d 左右，屯河8 號(hào)105 d 左右）時(shí)達(dá)到頂峰。干物質(zhì)積累隨時(shí)間的變化用Logistic 生長函數(shù)擬合，均達(dá)到極顯著水平，其生長函數(shù)方程見表4。加工番茄HYH-01、屯河8 號(hào)干物質(zhì)積累速率最大的時(shí)刻t0，各施肥處理分別比K-0 處理推后了-2～10 d 和4～13 d。其中，均以K-K2SO4處理的t0 時(shí)刻出現(xiàn)最晚，為出苗后的116 和97 d，而且干物質(zhì)積累的旺盛時(shí)期Δt 也最長，分別比K-0、K-KCl、K-KNO3處理延長了4、7、6 和8、3、2 d，表明硫酸鉀肥料有利于推遲加工番茄干物質(zhì)積累速率最大的時(shí)刻，延長干物質(zhì)積累的旺盛時(shí)期。K-K2SO4處理的HYH-01（269.80 g）和屯河8 號(hào)（288.41 g）每株干物質(zhì)最大積累量顯著高于K-0的205.97 和197.27 g，與成熟期干物質(zhì)數(shù)據(jù)比較，K-K2SO4處理比K-KCl 顯著增加的主要是莖葉干物質(zhì)，而果實(shí)干物質(zhì)無顯著差異（表3）。

表4 加工番茄干物質(zhì)積累的Logistic 模型及其特征值

鉀肥的施用增加了不同品種加工番茄在Δt 時(shí)期內(nèi)的干物質(zhì)積累量，HYH-01 各處理干物質(zhì)積累主要集中在出苗后的84～140 d 內(nèi)（盛果期到成熟期），而屯河8 號(hào)干物質(zhì)積累主要集中在出苗后的71～114 d（初果期到盛果期）；施用不同鉀肥雖然對(duì)每株干物質(zhì)最大積累量影響不大，但施鉀可以使加工番茄干物質(zhì)快速積累時(shí)間（Δt）變長，施用鉀肥各處理的干物質(zhì)快速增長期（Δt）都在32～48 d 之間，而K-0 處理的干物質(zhì)快速增長期都在27～44 d 之間。綜上所述，鉀肥可以延長加工番茄干物質(zhì)積累的時(shí)期并增加干物質(zhì)積累量。

2.3 鉀肥品種對(duì)加工番茄產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響

從表5 可以看出，不同鉀肥品種對(duì)HYH-01 和屯河8 號(hào)的單株果數(shù)沒有顯著影響，但HYH-01不施鉀肥單株果數(shù)比K-K2SO4處理顯著降低。單果重均以K-KNO3處理最高，分別為66.00、63.37 g/個(gè)，K-KNO3處理與K-0 處理達(dá)到 了差異顯著，與K-K2SO4、K-KC1 處理差異不顯著。產(chǎn)量均以K-KCl 處理最高，與K-0 處理均達(dá)到了顯著差異，與K-K2SO4、K-KNO3處理差異不顯著。K-KCl、K-K2SO4和K-KNO3處理的2 個(gè)品種加工番茄產(chǎn)量比K-0 處理增產(chǎn)22.21%～33.10%和11.72%～23.71%。

表5 不同鉀肥品種對(duì)加工番茄產(chǎn)量的影響

2.4 鉀肥品種對(duì)加工番茄品質(zhì)的影響

從表6 可以看出，鉀肥品種對(duì)HYH-01 色差、總酸含量和β-胡蘿卜素含量無顯著影響，但對(duì)Vc 含量有顯著影響，K-K2SO4處理的Vc 含量最多，與K-0、K-KCl、K-KNO3處理差異顯著；可溶性固形物以K-K2SO4處理最高，K-0 處理最小，兩者相差0.45 個(gè)百分點(diǎn)，說明施用K-K2SO4能夠提高HYH-01的可溶性固形物；K-KCl 處理和K-K2SO4處理的β-胡蘿卜素含量最多，其次為K-KNO3處理，K-0 處理最低，K-KCl 處理色差值和總酸含量最大，而K-KNO3處理最小。

表6 不同處理對(duì)加工番茄品質(zhì)的影響

鉀肥品種對(duì)屯河8 號(hào)加工番茄的Vc 含量、β-胡蘿卜素、可溶性固形物、色差、總酸、番茄紅素?zé)o顯著影響，K-KCl 處理的Vc 含量、β-胡蘿卜素、可溶性固形物、總酸、番茄紅素最多，分別為30.63 mg/100 g、0.29 mg/100 g、6.28%、4.93 g/kg、13.70 mg/100 g，而不施鉀肥時(shí)加工番茄的可溶性固形物和番茄紅素含量最低，這說明KCl 肥料能夠提高屯河8 號(hào)的品質(zhì)。

2.5 肥料效益分析

由表7 可以看出，鉀肥的農(nóng)學(xué)效率用每千克純養(yǎng)分增產(chǎn)的加工番茄表示，每千克 K2O 促進(jìn)HYH-01 增產(chǎn)約為167.10～249.05 kg，促進(jìn)屯河8 號(hào)增產(chǎn)72.98～147.70 kg，其中K-KCl 處理農(nóng)學(xué)效率最高。

表7 不同處理下加工番茄肥料效益分析

按照當(dāng)年當(dāng)?shù)氐募庸し押外浄蕛r(jià)格計(jì)算，HYH-01 每投入1 元的K2O，K-KCl 處理可增收3.21元，而K-K2SO4和K-KNO3處理分別增收2.64 和2.16 元；屯河8 號(hào)每投入1 元的K2O，K-KCl 處理可增收1.90 元，而K-K2SO4和K-KNO3處理分別增收0.94 和1.36 元。扣除肥料成本，K-KCl 處理收益最好，分別為52114、39085 元/hm2，而K-0 處理收益最低，分別為39243 和31931 元/hm2。以上表明，KCl的肥料效益最好。

3 討論

作物產(chǎn)量由干物質(zhì)的積累分配與轉(zhuǎn)移特性所決定，優(yōu)化干物質(zhì)累積過程是提高作物干物質(zhì)量的基礎(chǔ)［14-15］。趙姣等［16］研究表明作物干物質(zhì)的累積與最大干物質(zhì)累積速率呈正相關(guān)，速率越大，干物質(zhì)累積量越高，產(chǎn)量越高。宋明丹等［17］研究表明，干物質(zhì)快速累積持續(xù)期越長，干物質(zhì)累積量越大。韋海忠等［18］研究表明番茄高產(chǎn)需吸收大量的鉀，施用鉀肥可滿足番茄對(duì)鉀的需求，植株吸鉀量成倍增加，促進(jìn)了番茄植株生長和果實(shí)的形成，有明顯的增產(chǎn)效應(yīng)。但不同鉀肥品種由于陪伴陰離子不同，施用效果必然存在差別。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施鉀肥可以延長2 個(gè)加工番茄品種干物質(zhì)積累的時(shí)期并增加干物質(zhì)積累量。不同鉀肥品種中，硫酸鉀肥推遲加工番茄干物質(zhì)積累速率最大的時(shí)刻，延長干物質(zhì)積累的旺盛時(shí)期和干物質(zhì)在果實(shí)中的分配效果最明顯。

鉀素是加工番茄生產(chǎn)的關(guān)鍵限制因子之一，適當(dāng)?shù)拟浄势贩N運(yùn)籌是保證鉀素供應(yīng)充足、提高鉀素農(nóng)學(xué)效率和促進(jìn)作物產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因素［19］。秦魚生等［20］對(duì)馬鈴薯開展了不同鉀肥品種試驗(yàn)，結(jié)果表明當(dāng)氯化鉀的施用量為225 kg/hm2時(shí)，增產(chǎn)的效果最明顯，增產(chǎn)的幅度達(dá)到29.0%；當(dāng)施鉀量相同時(shí)，氯化鉀增產(chǎn)的效果高于硫酸鉀，鉀肥施用可以明顯提高作物產(chǎn)量。胡偉等［6］研究表明在施用相同氮磷肥基礎(chǔ)上，施用不同鉀肥品種均增加了加工番茄產(chǎn)量，顯著增加了收益。本試驗(yàn)中，與不施鉀處理相比，施鉀肥使加工番茄增產(chǎn)增收。各施鉀肥處理中KCl 處理產(chǎn)量最高，但除了屯河8 號(hào)氯化鉀增產(chǎn)的效果顯著高于硫酸鉀外，其他施鉀肥處理間無顯著差異。該結(jié)果與李彥等［3］的研究結(jié)果在增產(chǎn)率方面存在一些差異，但均表明了氯化鉀增產(chǎn)的效果高于硫酸鉀。

4 結(jié)論

施用鉀肥可以延長加工番茄干物質(zhì)積累的時(shí)期并增加干物質(zhì)積累量，不同鉀肥品種中硫酸鉀肥料有利于推遲加工番茄干物質(zhì)積累速率最大的時(shí)刻。

施用鉀肥顯著增加加工番茄產(chǎn)量和收益，不同加工番茄品種增產(chǎn)11.72%～33.10%，每投入1元的K2O 增收0.94～3.21 元。其中KCl 增產(chǎn)增效最好。