水肥一体肥料减施对日光温室番茄生长、产量及品质的影响.pdf

北 方 园 艺 研 究简报 第 一作者简介 蔡苗 女 陕 西西安人 博士 农艺 师 研究方向为耕地质量提升及化肥减量技术 责 任作者 吕爽 女 陕 西宝鸡人 博士 高级农艺 师 研究方向为土壤肥料技术推广 基 金项目 西安市科技局设施农业新技术研究资助项目 收 稿日期 水肥一体肥料减施对日光温室番茄 生 长 产量及品质的影响 蔡 苗 张 荣 吕 爽 孙 喜 军 王 安 王 小 荣 西安市农业技术推广中心 陕 西 西安 西安市高陵区农业技术推广中心 陕 西 西安 摘 要 以 设施番茄品种 普罗旺斯 为试材 以农户常规管理的大水冲施肥料 为 对 照 采用田间试验的方法 研究在水肥一体化滴灌条件下肥料和灌溉水量均减量处理 对番茄植株生长 产量和果实品质的影响 结果表明 与农户常规施肥灌溉管理 相 比 水肥一体化处理的氮 磷 钾总施肥量降低了 总 灌溉水量减少了 而 产量显 著提高了 肥 料偏生产力是 的 倍 在 番茄盛果期 仅株高表现为 显 著高 于水肥一体化处理 茎粗 叶长 叶宽 叶绿素 值等均在水肥一体化处理中较高 在 番 茄成熟期 水肥一体化处理的果实维生素 含量显著高于 可溶性固形物和可滴 定酸 含量二者差异不显著 水肥一体化处理的肥料成本较 增 加了 灌 溉成本降低了 人 工成本降至 总 利润增收了 综 上可知 应用水肥一体化技术进行 番茄种植 不仅显著提升产量 品质有所改善 种植利润提高 且减少的肥料和灌溉水量降低 了养分向土壤深层环境淋溶的风险 是促进农民增收和保障环境安全的重要技术基础 关键词 水肥一体化 化肥减施 产量 品质 经济效益 中图分类号 文 献标识码 文章编号 随着我 国社会经济发展和人民生活水平不断 提高 大众对新鲜蔬菜的消费量和品质要求也越 来 越高 使得设施栽培逐渐发展成为北方蔬菜种 植的重要形式 番 茄设施栽培面积为我国主要 蔬菜设施栽培播种面积的首位 占比 是 广 受欢迎的设施作物之一 传 统菜农为了追求 高产出 高收益 大多采用 大水大肥 的种植管理 模式 肥料和灌溉水的投入量达到作物实际需求 量的 倍甚至更高 盲目过量的化肥投入不 仅造成资源浪费 生产成本增加 而且引发的土壤 酸化 盐渍化 连作障碍加剧 土传病害频繁发生 肥料深层淋失及农业生态环境污染等已成为普遍 问题 严 重制约了设施蔬菜产量和品质的提 升 因 此 合理的施肥量和科学的施肥方式是提 高肥料利用率 保障设施栽培土壤可持续发展的 前提 西安城郊是传统的蔬菜生产基地 也是陕西 省重要的果蔬农产品供应地 属于严重缺水地区 近年来农业集约化水平不断提高 设施蔬菜种植 在促进农民增收和县域经济发展方面做出了积极 贡 献 目 前 西 安 市 设 施 栽 培 面 积 已 超 过 万 其 中 设 施 番 茄 播 种 面 积 达 到 万 占 全 市 设 施 蔬 菜 播 种 面 积 的 经 过西安市在测土配方施肥技术推广 工作中 余 年的努力 有效减少了全市化肥施用 结构不合理 施用量过大的问题 但在设施作物生 产中 部分农户仍存在施肥观念陈旧 肥料施用量 过大和施肥结构不合理等现象 大 量研究表明 水肥一体化技术因其节水节 肥 增产增效 生态环保等综合效益显著 在干旱 地区及发达国家得到了广泛应用 在 大力发 展都市型现代农业的新形势和新要求下 探索满 足现代农业生产需求的节水节肥技术尤为重要 该研究以西安市蔬菜种植大县高陵县的日光温室 种植番茄为研究对象 以农户常规施肥及灌溉管 理为对照 探索水肥一体化条件下肥料减施对番 茄生长 产量和品质的影响 以期为实现区域节水 减肥 提质增效目标提供理论支撑 材 料与方法 试 验地概况 试验于 年 月 至 年 月 在西安 市高陵区通远街办杜家村一栋日光温室内进行 东经 北 纬 该 地区属于暖 温带季风气候 年平均气温 年 均降水量 约 海 拔 供试土壤类型为冲积壤 土 耕 层土壤有机质含量为 碱 解 氮 含 量 为 有 效 磷 含 量 为 速 效钾含量为 硝 酸 盐 含 量 为 盐 分 含 量 试 验地日光温室总面积为 建 于 年 试 验前茬作物为番茄 试 验材料 供试番茄品种为 普罗旺斯 采 购自种子市 场 该品种果形美观 抗病性较强 果实硬度高 耐 运输 是近年来西安市设施番茄栽培的主要品种 之一 试 验方法 试验设农户常规施肥和灌溉管理为对照 和水肥一体化 肥减施处理 小 区面 积为 处 理小区面积为 各 处理重 复 次 随机排列 共计 个小区 和 处 理 的基肥施用量一致 均为每 施 用鸡粪 复 合肥 配 比 为 试 验施用的鸡粪养分含量按 计 算 在 番茄全生育 期共追肥 次 随 灌溉水冲施 芭田 牌复合肥 配 比为 和 全 生 育期总灌水量为 处 理采用 水肥一体化滴灌设施进行追肥 番茄全生育期共 追肥 次 追 肥种类分别为 芭田 牌复合肥 配 比 为 优 马 牌 生 物 氮 含 量 生 物 磷 含 量 生 物钾 含 量 以 及 盖 世 冲施肥 含量 全 生育期 总灌水量为 和 处 理的基 肥 追肥情况见表 处理的其它田间管理措 施与 保 持一致 年 月 日 移栽定植 番茄采用当地 典型的垄沟覆膜种植模式 处 理每小区定植 株 处 理每小区定植 株 年 月 日 采收计产完毕 项 目测定 在番茄盛果期 每个试验小区随机选择 株 番 茄测量株高 茎粗 同时选取每株茎部中间叶片 测量叶长 叶宽 叶绿素相对含量等生长发育指标 表 试验不同处理施肥情况 处 理 基 肥 追 肥 总 施肥量 对 照 第 期 北 方 园 艺 株 高 叶长和叶宽使用卷尺测定 茎粗使用游标卡 尺测定 叶绿素相对含量使用叶绿素仪 测 定 在番茄成熟期按照各小区采收计产 持续至 全部收获 计算各处理累计产量 核算单位面积的 产量 每小区选择成熟程度一致的 个果实进行 品质指标测定 其中可溶性固形物含量采用手持 糖度计 测 定 可滴定酸含量采用碱滴定法 测定 维生素 含量采用 二 氯靛酚滴定法 测定 肥料偏生产力 番茄产量 肥料投入总量 数 据分析 采用 软 件整理试验数据 采 用 软 件进行方差分析 结 果与分析 水 肥一体化肥减施对番茄产量及肥料偏生 产力的影响 由 表 可知 与 农 户常规施肥量和灌水 量处理相比 处理的氮 磷 钾总施肥量降低了 总 灌水量降低了 而 产量显著提 高了 说 明 处理的水肥一体化措施在设 施栽培节水减肥增效方面效果显著 从表 还可 以看出 肥料偏生产力随着施肥量的增大而降低 水肥一体化肥料减施条件下 的肥料偏生产力 是农户常规大水冲施肥料 条 件下的 倍 二者之间差异极显著 表 不同施肥和灌溉条件下番茄产量和肥料偏生产力 处 理 总 施肥量 总 灌水量 产 量 增 产 肥 料偏生产力 对 照 注 表中同列不同大写字母表示差异达到极显著水平 下 同 水 肥一体化肥减施对番茄生长指标的影响 从表 可以看出 与农户常规大水冲施肥料 相 比 水肥一体化肥减量施用 对番茄株 高 茎粗 叶长 叶宽 叶绿素相对含量等生长发育 指标有不同程度的影响 在番茄盛果期 仅株高 指标表现为 显 著高于 处理 而茎粗 叶长 叶宽 叶绿素 值 等 项生长指标均表现为 处理高于 其 中茎粗和叶绿素 值 在不 同处理间的差异达到显著水平 表明适当控水降肥 能够在一定程度上促进番茄植株的生长发育 水肥一体化肥减施 对番茄果实品质的影响 从表 可以看出 与 相 比 处理的番茄 可溶性固形物和可滴定酸含量有所降低 但处理 间差异不显著 成熟期 处理的番茄果实维生 素 含量显著高于 处 理 表明与农户常规大 水冲施高量化肥相比较 水肥一体化条件下节水降 肥措施对番茄果实的品质指标有一定提升作用 表 不同施肥和灌溉条件下番茄生长特性 处 理 株 高 茎 粗 叶 长 叶 宽 叶 绿素 值 对 照 注 表中同列不同小写字母表示差异达到显著水平 下 同 北 方 园 艺 月 上 表 不同施肥和灌溉条件下番茄品质特性 处 理 可溶性固形物含量 可 滴定酸含量 维 生素 含量 对 照 水 肥一体化肥减施对番茄种植经济效益的 影响 从 表 可以看出 处理的番茄产值极显著 高于 这 与表 中番茄产量的变化趋势一致 处理较 处 理的番茄种植利润提高了 说明水肥一体化条件下 的控水和减肥措施能够保 障农户增产和增收的目标 此外 在番茄种植的 人工成本方面 与农户常规的大水冲施肥料相比 较 采用水肥一体化措施能够将人工成本降低 倍 极大提升了农户的劳动生产效率 表 不同施肥和灌溉条件下番茄种植经济效益 处 理 产 值 元 肥 料成本 元 幼 苗成本 元 灌 溉成本 元 人 工成本 元 利 润 元 增 收 对 照 注 利 润为产值减 去 肥 料 成 本 幼 苗 成 本 灌 溉 成 本 人 工 成 本 未考虑其它因素的成本 番 茄 价 格 按 照 年市场平均售价计算 即 单 价 元 结 论与讨论 水 肥一体化肥减施对番茄产量的影响 番茄生长特点是营养生长与生殖生长同时进 行 生长期长 高需水 高需肥的蔬菜作物 施肥 灌溉管理是番茄设施栽培的关键技术环节 然而 当前设施番茄栽培水肥管理方式大多沿用露地蔬 菜栽培管理模式 缺乏合理的量化指标和成套的 技术规范 水肥利用率低 制约设施番茄高产高效 和可持续发展 因 此 兼顾肥 水施用的产量 效应和环境安全 一直是我国农业生产的焦点问 题 该 研究表明 与农户常规大水冲施肥料浇 灌 相 比 在 灌 溉 水 量 降 低 化 肥 减 量 的 水肥一体化条件下 设施番茄的产量不 仅没有受到负面影响 反而显著增产达 肥 料 偏生产力提高近 倍 表 分 析认为 这可 能与该研究中农户常规管理的施肥量和灌水量过 高有关 因此在化肥和灌溉水均减量的水肥一体 化条件下设施番茄的产量显著增加 贺 会 强 等 研 究也表明 在一定范围内 随着施肥量的 增加 单果质量 小区果数 产量均呈上升趋势 若 再加大施肥量 则上述 项指标均会有不同程度 的下降 目前我国设施栽培番茄的施肥量普遍偏 高 陕 西省主要设施蔬菜施肥现状评价显示 番茄 氮 磷 钾 肥 过 量 比 例 分 别 为 梁 玉芹等 和 张国显等 均 在 研究中指出 在常规施肥量的基础上 化肥施用 量降低 并不会对番茄植株的生长发 育 产生影响 相反 水肥用量过高时反而不利于番 茄植株的正常生长 在 该试验中 农户常规水 肥管理的番茄盛果期株高显著大于水肥一体化处 理株高 叶长 叶宽二者之间无显著差异 茎粗 叶 片叶绿素相对含量在水肥一体化处理显著高于对 照 表 这 可能是由于对照水 肥用量过高导致 了番茄植株徒长 在一定程度上抑制了番茄的生 殖生长 表现为对照的产量显著低于水肥一体化 第 期 北 方 园 艺 处 理 刘浩等 和 牛勇等 研 究也表明 水肥 过量易造成番茄叶子过茂 花果脱落 坐果数降 低 产生畸形果 影响果实的产量及品质 水 肥一体化肥减施对番茄品质的影响 随着人们生活质量不断提高 对果蔬的营养 品质也越来越关注 该试验结果表明 水肥一体 化处理的番茄果实维生素 含量显著高于农户 常规水肥处理 而番茄可溶性固形物和可滴定酸 的含量二者之间差异不显著 王文军等 研 究 结果也显示 水肥一体化条件下氮肥减量能够增 加番茄果实维生素 含量 李吉进等 研 究表 明 适量施肥可以增加维生素 含量 明显改善 番茄品质 此外 汪俊玉等 的 研究结果也显示 过量施肥会使番茄果实中维生素 含量降低 酸 度增加 影响果实的品质 可见 适宜的水肥管理 不仅对番茄的生理生长和产量产生显著影响 同 时也影响番茄的营养品质 水 肥一体化肥减施对番茄种植经济效益的 影响 该 试验结果表明 水肥一体化肥减施处理的 番茄产值和利润极显著高于农户常规大水冲施肥 料 单 位面积产值增加 经 济效益增 收 由 于水肥一体化处理的管道设施铺设 完成后可多年重复使用 因此在番茄种植经济效 益分析中未考虑 和 处理的试验设施建设成本 表 从 番茄种植的成本分析中能够看到 由 于幼苗移栽的密度一致 因此幼苗成本各 和 处 理之间相同 水肥一体化处理的肥料成本与常 规管理相比增加了 造 成肥料成本差异显 著的原因是由于在番茄追肥期间 该试验水肥一 体化处理施用的液体水溶肥较常规的固态水溶肥 料价格偏高 虽然化肥元素总量降低了 但当前市场 上经销的适宜水肥一体化设施的水溶 性肥料价格较高 仍然是制约水肥一体化技术在 设施栽培中广泛推广应用的因素之一 从灌溉水 成本分析可见 由于水肥一体化处理的节水效果 明显 不仅使番茄种植的灌溉成本降低了 在 水资源保护方面也起到了积极作用 同 时可降低因大水冲施所导致的化肥向土壤深层淋 溶风险 从人工成本分析可见 由于水肥一体化 处理操作相对轻松简便 相比常规施肥和灌溉管 理 可以减少一半的用工成本 也符合当前农村劳 动力人口不断向城镇迁移的社会发展需求 实现 更加便捷的都市型现代农业发展目标 综上可知 番茄设施栽培中应用水肥一体化 技术 不仅产量得到显著提升 品质有所改善 而 且减少了水分和肥料的用量 提高了肥料的利用 率 节约了劳动成本 降低了肥料养分向环境转移 的风险 是设施农业向绿色 高效 便捷方向发展 的重要技术基础 该研究目前涉及的节水 减肥 处理较少 需继续开展试验研究 探索适宜当地主 要设施栽培蔬菜品种的水肥一体化管理制度 促 进农民增收 保障环境安全 参考文献 罗 勤 陈竹君 闫波 等 水肥减量对日光温室土壤水分状况 及番茄产量和品质的影响 植物营养与肥料学报 赵 伟 唐磊 杨圆圆 等 不同灌水方式对番茄品质 土壤养 分及地温的影响 北方园艺 白 由路 高效施肥技术研究的现状与展望 中国农业科 学 曾 希柏 白玲玉 苏世鸣 等 山东寿光不同种植年限设施土 壤的酸化与盐渍化 生态学报 西 安统计局 西安统计年鉴 北京 中国统计出版社 李 茹 胡凡 李水利 等 陕西省设施蔬菜施肥现状评价 现代农业科技 周 建斌 翟丙年 陈竹君 等 西安市郊区日光温室大棚番茄 施肥现状及土壤养分累积特性 土壤通报 高 鹏 简红忠 魏样 等 水肥一体化技术的应用现状与发展 前景 现代农业科技 高 祥照 杜森 钟永红 等 水肥一体化发展现状与展望 中国农业信息 黄 建国 植物营养学 北京 中国林业出版社 孙 丽丽 水肥一体化条件下设施番茄水肥施用技术的研究 杨凌 西北农林科技大学 王 文军 朱克保 叶寅 等 水肥一体肥料减量对大棚番茄产 量 品质和氮肥利用率的影响 中国农学通报 贺 会强 陈凯利 邹志荣 等 不同施肥水平对日光温室番茄 北 方 园 艺 月 上 产量和品质的 影响 西北农林科技大学学报 自然科学版 祝 海燕 过量施肥对设施果菜类蔬菜的影响 以山东省寿光 市为例 中国瓜菜 梁 玉芹 董畔 宋炳彦 肥料减施对设施番茄产量和品质的 影响 河北农业大学学报 张 国显 范永怀 赵凤艳 化肥减量配施有机物料对设施番 茄生长 光合特性 产量及品质的影响 中国科技论文 于 贤磊 窦超银 孟维忠 等 大棚滴灌水肥一体化对番茄生 长和产量的影响 北方园艺 刘 浩 段爱旺 孙景生 等 温室滴灌条件下土壤水分亏缺对 番茄产量及其形成过程的影响 应用生态学报 牛 勇 刘洪禄 吴文勇 等 不同灌水下限对日光温室黄瓜生 长指标的影响 灌溉排水学报 李 吉进 邹国元 宋东涛 等 有机肥和化肥对番茄产量和品 质的影响 土壤通报 汪 俊玉 刘东阳 宋霄君 等 滴灌水肥一体化条件下番茄氮 肥适宜用量探讨 中国土壤与肥料 第 期 北 方 园 艺