李旺雄，張 洋，唐中祺，*，郁繼華，2

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，甘肅 蘭州 730070； 2.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070)

近年來(lái)，隨著我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，設(shè)施栽培中土傳病害、連作障礙、土壤鹽漬化問題日益顯著，嚴(yán)重導(dǎo)致蔬菜品質(zhì)下降和產(chǎn)量降低。同時(shí)，設(shè)施土壤栽培模式制約了設(shè)施蔬菜栽培，改變蔬菜栽培的方式非常重要?；|(zhì)栽培是一種主要以農(nóng)作物秸稈和農(nóng)家畜禽糞便為主要材料，添加蛭石、草炭、河沙等物質(zhì)，經(jīng)過發(fā)酵腐熟形成基質(zhì)，用來(lái)固定植物根系，并通過形成的基質(zhì)吸收營(yíng)養(yǎng)液和氧的一種無(wú)土栽培方式。于靜湜等研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)栽培相比土壤栽培更有利于植物生長(zhǎng)發(fā)育。王啟璋等研究發(fā)現(xiàn)，與營(yíng)養(yǎng)液栽培相比，設(shè)施大規(guī)模生產(chǎn)宜選用基質(zhì)栽培。另外，基質(zhì)栽培在調(diào)節(jié)土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀，防止葉斑病、灰霉病發(fā)生方面好于土壤栽培，對(duì)于防治根部病蟲害、克服連作障礙、提高養(yǎng)分傳輸效率、增產(chǎn)增效、防止養(yǎng)分流失等方面基質(zhì)栽培相比土壤栽培有更顯著的效果。

番茄(L)是我國(guó)設(shè)施栽培的主要蔬菜作物之一，含有豐富的糖、酸、蛋白質(zhì)、維生素C(V)、番茄紅素和礦質(zhì)元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有抗衰老和健胃消食等作用。相比其他蔬菜生產(chǎn)，番茄具有生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、養(yǎng)分需求量大等特點(diǎn)，在生產(chǎn)中盲目施肥以獲得高產(chǎn)成為一種普遍現(xiàn)象。基質(zhì)栽培作為一種根域限制栽培方式，緩沖能力弱，相比土壤栽培，對(duì)水分、養(yǎng)分等方面的栽培管理水平要求較高，尤其在養(yǎng)分施用比例、施用量等方面存在較大盲目性；因此，容易出現(xiàn)蔬菜產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)難以保證、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本加大、肥料利用率低等問題。馬樂樂等的研究更關(guān)注合理施肥對(duì)蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)等的影響。雖然目前對(duì)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)上土壤栽培和基質(zhì)栽培的比較，以及基質(zhì)配方的研究較多，但對(duì)于基質(zhì)栽培施肥量的問題研究較少，尤其是設(shè)施基質(zhì)栽培番茄的研究。因此，本研究通過水肥一體化設(shè)備配合日光溫室進(jìn)行番茄越冬茬基質(zhì)栽培，探索有效改善番茄果實(shí)品質(zhì)、增產(chǎn)增效的平衡施肥技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄材料品種名184，由沈陽(yáng)佳和園藝科技有限公司生產(chǎn)。

供試化肥為普通市售磷酸二銨(N含量15.5%、PO含量46%)，硝酸銨鈣(N含量15%)，農(nóng)用硫酸鉀(KO含量52%)。

試驗(yàn)基質(zhì)購(gòu)于甘肅省綠能瑞奇農(nóng)業(yè)科技股份有限公司，基質(zhì)體積配比為牛糞∶椰糠∶草炭=1∶2∶2；基質(zhì)養(yǎng)分含量為：全氮(N)4.15 g·kg、全磷(P)1.062 g·kg、全鉀(K)1.68 g·kg、堿解氮52.81 mg·kg、速效磷85.25 mg·kg、速效鉀158.44 mg·kg?；|(zhì)pH值為7.4，電導(dǎo)率(EC)為0.87 mS·cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在甘肅省榆中縣李家莊棲云山國(guó)家田園綜合體六區(qū)2號(hào)溫室進(jìn)行，2019年9月15日育苗，11月2日定植，定植前一次性施入有機(jī)肥400 kg·667m，并于2020年2月19日開始采收，4月30日采收結(jié)束。采用槽式栽培，槽寬0.4 m，槽長(zhǎng)9 m，栽培株距0.40 m，行距0.70 m。

按照N、P、K平衡施肥原理設(shè)計(jì)4個(gè)處理，分別為不施肥(CK0)、常規(guī)施肥(CK)、平衡施肥1(T1)、平衡施肥2(T2，施肥量較T1減少10%)。T1處理基于理論施肥量每生產(chǎn)1 000 kg番茄需要N 3.5 kg、P 0.9 kg、KO 3.9 kg，設(shè)定目標(biāo)產(chǎn)量5 500 kg，N、P、K理論利用率分別為50%、30%、40%計(jì)算得出。T2處理施肥量較T1處理減少10%。常規(guī)施肥量為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶傳統(tǒng)栽培的化肥施用量(每667 m施N 23.7 kg、P 38.4 kg、KO 72.9 kg)。4個(gè)處理的具體施肥量見表1。每小區(qū)長(zhǎng)9 m、寬1.4 m，面積為12.6 m，每處理設(shè)置4個(gè)重復(fù)，試驗(yàn)區(qū)面積共計(jì)201.6 m。利用水肥一體化設(shè)備通過膜下滴灌的方式精確分次將水肥輸送至番茄根際區(qū)域，田間其他管理與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶管理一致。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 生長(zhǎng)生理指標(biāo)

待番茄植株生長(zhǎng)至盛花期，采取隨機(jī)標(biāo)記株取樣(每處理標(biāo)記20株)，株高、莖粗和葉片數(shù)每處理隨機(jī)標(biāo)記5株進(jìn)行測(cè)定，光合參數(shù)選取第3穗果的功能葉測(cè)定；根系活力隨機(jī)選取3株連同根系基質(zhì)帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定。

生長(zhǎng)指標(biāo)：于2020年1月5日番茄盛花期，采用游標(biāo)卡尺和卷尺測(cè)定植株的株高、莖粗。

表1 不同處理施肥用量

根系活力：將番茄地下部用清水洗凈，稱取0.1 g，采用綠化三苯基四氮唑法(TTC法)用分光光度計(jì)測(cè)定。

光合參數(shù)：于晴天09：00至11：00使用CIRAS-2便攜式光合作用儀(PP System Inc.，Amesbury，MA 01913，USA)測(cè)定各處理植株功能葉的凈光合速率(net photosynthetic rate，)、胞間二氧化碳濃度(intercellular COconcentration，)、蒸騰速率(transpiration rate，)、氣孔導(dǎo)度(stomatal conductance，)指標(biāo)。

葉綠素含量采用丙酮浸提法測(cè)定。取植株的功能葉片，去除中脈并剪碎，稱取混合樣品0.2 g置于25 mL試管，加入15 mL體積分?jǐn)?shù)80%丙酮，遮光，每4 h振蕩1次，直至葉片變白后在645、663、470 nm測(cè)定吸光度(值)，計(jì)算其光合色素含量。

葉綠素a(Chla)含量=12.71×-2.59×；

葉綠素b(Chlb)含量=22.88×-4.67×；

葉綠素a+b(Chl a+b)=20.29×+8.04×；

類胡蘿卜素(Car)=4.7×-0.27×Chl a+b。

1.3.2 果實(shí)外觀性狀和品質(zhì)

在番茄成熟期分批采摘，用隨機(jī)取樣的方法取成熟度相近的番茄第3穗果的6顆果實(shí)進(jìn)行測(cè)定。

選取果實(shí)橫徑的中央部位，采用GY-4數(shù)顯式水果硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度。使用萬(wàn)分之一電子天平測(cè)定番茄果實(shí)鮮重。用DGG-9140B型恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)(上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品)將番茄烘至質(zhì)量不變，用萬(wàn)分之一電子天平稱量番茄果實(shí)干重。使用游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)橫徑、縱徑。取3個(gè)果實(shí)的向光面，橫縱徑交叉部位取樣，采用PAL-1手持式折射計(jì)測(cè)定可溶性固形物含量；取3個(gè)果實(shí)的四分之一部分，用勻漿機(jī)打勻，參照文獻(xiàn)[18]的方法，采用2，6-二氯酚靛酚鈉法測(cè)定維生素C(V)含量，采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定可溶性蛋白含量，采用水楊酸法測(cè)定硝酸鹽含量，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量，采用堿液滴定法測(cè)定有機(jī)酸含量。

1.3.3 礦質(zhì)元素含量

取成熟度相近的第3穗果的3顆果放入鼓風(fēng)干燥烘箱，烘至質(zhì)量不變，用研缽研碎過100目(孔徑0.15 mm)的篩子，然后混合裝袋備用。稱取干樣0.5 g倒入耐高溫錐形瓶，加入5 mL濃硫酸放置6 h，加入10 mL過氧化氫進(jìn)行消煮，消煮至錐形瓶溶液澄清后用蒸餾水定容至50 mL容量瓶備用。磷(P)元素采用分光光度法測(cè)定；銅(Cu)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)采用原子火焰吸收光度法測(cè)定。

1.3.4 產(chǎn)量

待番茄成熟后，共留7穗番茄果實(shí)，進(jìn)行分批次采收，稱量并記錄每處理標(biāo)記株的單果重、單株果數(shù)；采用隨機(jī)標(biāo)記的20株番茄平均產(chǎn)量折合計(jì)算每667 m產(chǎn)量。

1.3.5 相關(guān)性分析與主成分分析

將番茄品質(zhì)、礦質(zhì)元素含量與產(chǎn)量數(shù)據(jù)導(dǎo)入SIMCA 14.1軟件，進(jìn)行主成分分析；采用IBM SPSS Statistics 20.0軟件對(duì)16個(gè)測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，通過相關(guān)系數(shù)大小確定各指標(biāo)間的相關(guān)性。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2016軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)和作圖。使用SPSS 20.0軟件的LSD和Duncan’s檢驗(yàn)法對(duì)有顯著性差異(<0.05)的處理進(jìn)行多重比較，應(yīng)用相關(guān)性分析和主成分分析法對(duì)測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 平衡施肥對(duì)番茄植株生長(zhǎng)與生理特性的影響

平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄植株具有不同程度促生作用(表2)。其中，T1處理對(duì)番茄植株具有顯著的促生作用，T2處理次之。與CK0和CK相比，T1處理后番茄株高顯著增加，分別增加31.53%和9.97%，莖粗增加10.31%和7.90%，葉片數(shù)分別增加12.50%和5.19%。4個(gè)處理的莖粗差異不顯著。另外，平衡施肥可顯著提高盛花期植株的根系活力，T1處理盛花期植株根系活力最高，達(dá)1.86 mg·g·h，其他3組處理差異不顯著。

平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄盛花期葉片的光合色素含量有不同程度的提升作用。T1處理的葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量均最高，分別為2.15、0.39、0.91 mg·g。與CK0和CK相比，T1處理的番茄葉綠素a含量增加了74.79%和67.97%，葉綠素b含量增加了62.50%和105.26%，類胡蘿卜素含量增加了71.70%和68.52%(表3)。

同樣，平衡施肥對(duì)盛花期番茄植株光合作用有顯著提升作用(表4)。T1處理的與T2處理相比無(wú)顯著差異，但顯著高于CK0、CK，分別增加了100.63%和58.81%；CK0的顯著高于CK、T1、T2處理，T1與T2處理的無(wú)顯著差異。T1與T2處理的顯著大于CK0、CK處理；與CK相比，T1、T2處理的分別提高56.17%和13.96%。平衡施肥對(duì)番茄植株影響顯著，其中，T1處理的與T2處理無(wú)顯著差異，但顯著大于CK0和CK，分別增加52.57%和25.13%。

2.2 平衡施肥對(duì)番茄果實(shí)外觀性狀和品質(zhì)的影響

平衡施肥對(duì)成熟期番茄果實(shí)外觀品質(zhì)有不同程度的影響(表5)。其中，T1處理果實(shí)硬度最大，且顯著高于CK0、CK；單果鮮重T1、T2、CK之間無(wú)顯著差異，其中，T1處理最大；T1處理的單果干重最大，顯著大于CK0和T2處理；各處理的果形指數(shù)無(wú)顯著性差異。

表2 平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄植株生長(zhǎng)的影響

表3 平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄植株光合色素含量的影響

表4 平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄光合作用的影響

表5 平衡施肥對(duì)設(shè)施番茄外觀性狀的影響

平衡施肥對(duì)成熟期番茄果實(shí)品質(zhì)有顯著的提升作用。T1與T2處理的可溶性固形物含量差異不顯著，分別為6.83%和6.00%，但T1處理顯著高于CK0、CK(圖1-A)。平衡施肥可有效提升番茄果實(shí)的可溶性糖含量，其中，T1處理含量最高，為6.35%，顯著高于其他處理(圖1-B)。平衡施肥在一定范圍內(nèi)能降低番茄果實(shí)可滴定酸含量，T1處理可滴定酸含量最低，為0.7%，顯著低于CK0、CK和T2處理(圖1-C)。T1處理番茄果實(shí)的可溶性蛋白含量為0.17 mg·g，與CK0無(wú)顯著差異，但顯著高于CK和T2處理(圖1-D)。CK、T1、T2處理成熟番茄果實(shí)的硝酸鹽含量無(wú)顯著差異，均顯著高于CK0(圖1-E)，與試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)氮肥施用量相一致。平衡施肥對(duì)成熟期番茄果實(shí)的抗氧化物含量有顯著提升作用，其中，T1處理的V含量最高，為11.71 mg·kg，T2處理次之(圖1-F)。

2.3 平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄果實(shí)礦質(zhì)元素的影響

由表6可知，T1處理番茄果實(shí)中P和Ca的含量顯著高于CK0、CK和T2處理；T1和T2處理的番茄果實(shí)Fe含量顯著高于CK0、CK；T1處理的番茄果實(shí)K含量與CK和T2處理無(wú)顯著差異，但顯著高于CK0；T1處理的番茄果實(shí)Mg含量與T2處理差異不顯著，但顯著高于CK0、CK；CK、T1和T2處理的番茄果實(shí)Mn、Zn含量無(wú)顯著差異；4個(gè)處理的Cu含量無(wú)顯著差異。綜上，與CK相比，T1處理能提高番茄果實(shí)的P、Fe、Ca、Mg含量。

2.4 平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄產(chǎn)量的影響

平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培越冬茬番茄有顯著的增產(chǎn)作用(表7)，T1和T2處理的產(chǎn)量均顯著高于CK0和CK，其中，T1處理的產(chǎn)量為5 333.92 kg·667m，與CK相比，增產(chǎn)15.25%。T1處理的肥料貢獻(xiàn)率也最高，達(dá)50.00%，T2處理次之，均顯著大于CK。T1處理的產(chǎn)值為16 001.76元，顯著高于CK和T2處理。

不同處理間沒有相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。The bars without the same lowercase letters showed the significant difference(P<0.05).圖1 平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of balanced fertilization on quality of tomato cultivated in substrate in the greenhouse

表6 平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄果實(shí)礦質(zhì)元素的影響

2.5 番茄果實(shí)品質(zhì)、礦質(zhì)元素與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果(表8)表明：(1)單果鮮重與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)(<0.05)，相關(guān)系數(shù)為0.955；單果鮮重與品質(zhì)指標(biāo)之間也存在相關(guān)性，如：?jiǎn)喂r重與硝酸鹽、可滴定酸含量相關(guān)系數(shù)分別為-0.963(<0.01)、0.999(<0.05)，與礦質(zhì)元素錳的相關(guān)系數(shù)為0.952(<0.01)，說明果實(shí)內(nèi)部的硝酸鹽含量、可滴定酸和金屬M(fèi)n元素影響果實(shí)的鮮重；(2)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)顯示，可溶性固形物含量與硝酸鹽、可溶性糖含量呈顯著相關(guān)(<0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.954、0.989，硝酸鹽含量與可滴定酸呈顯著相關(guān)(<0.05)，相關(guān)系數(shù)為-0.963，另外，產(chǎn)量與可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別是-0.977(<0.05)、-0.990(<0.01)、-0.967(<0.05)，與硝酸鹽含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.965(<0.05)，說明果實(shí)品質(zhì)的指標(biāo)也是相輔相成影響著果實(shí)綜合品質(zhì)；(3)關(guān)于礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性，數(shù)據(jù)表明，礦質(zhì)元素Ca與可溶性固形物含量呈顯著正相關(guān)，系數(shù)為0.993(<0.01)，Mg、Fe、Cu元素含量與V含量顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.989、0.982、-0.970，Ca、Fe元素含量與可溶性糖含量顯著相關(guān)(<0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為0.966、0.953，Zn、P元素與硝酸鹽含量顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.982、-0.993，說明礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)之間也有一定的關(guān)系。綜上，果實(shí)的單果鮮重與產(chǎn)量顯著相關(guān)，品質(zhì)指標(biāo)間相互影響，礦質(zhì)元素含量更是與品質(zhì)有相關(guān)關(guān)系。

表7 平衡施肥對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

表8 平衡施肥條件下設(shè)施基質(zhì)栽培番茄果實(shí)品質(zhì)、礦質(zhì)元素含量與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

2.6 平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

2.6.1 果實(shí)生長(zhǎng)與品質(zhì)的主成分分析

通過對(duì)番茄單果鮮重、可溶性固形物含量等16個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到主成分特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率(表9)。按照累積貢獻(xiàn)率大于99%的原則，選擇了3個(gè)主成分，其中，第一、二、三主成分的特征值分別為12.97、2.57、0.46，分別代表本試驗(yàn)各處理16項(xiàng)產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)81.05%、16.06%、2.90%的信息，這3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到100%，說明這3個(gè)主成分反映了原始變量100%的信息，因此，提取前3個(gè)主成分代替原16個(gè)指標(biāo)。對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)由最初的16個(gè)指標(biāo)降為3個(gè)彼此不相關(guān)的主成分，達(dá)到了降維的目的。

表9 番茄果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)指標(biāo)主成分分析

利用第一、第二、第三主成分制作散點(diǎn)圖，結(jié)果(圖2)顯示，16個(gè)指標(biāo)可以較明顯地區(qū)分為4類：第一類為P、K、Fe、Mn、Zn、Ca、Mg、產(chǎn)量、可溶性糖、單果鮮重、V、可溶性固形物；第二類為硝酸鹽、可滴定酸；第三類為可溶性蛋白；第四類為Cu。以上分析結(jié)果與16個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果基本一致，說明16個(gè)指標(biāo)間存在顯著相關(guān)性。

2.6.2 果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

經(jīng)主成分分析可知，前3個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到100%，所以可以使用這3個(gè)主成分來(lái)構(gòu)建分析模型。用各指標(biāo)的主成分載荷值(表10)除以相對(duì)應(yīng)主成分特征值的開平方根，可以獲得3個(gè)主成分中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)，即特征向量值，以特征向量值為權(quán)重構(gòu)建3個(gè)主成分的函數(shù)表達(dá)式：

圖2 平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄果實(shí)生長(zhǎng)和品質(zhì)的主成分分析旋轉(zhuǎn)空間散點(diǎn)圖Fig.2 Principal component analysis of growth and quality of tomato fruit by balanced fertilization under the condition of substrate culture

=0.20+0.20+0.22-0.23+0.17+0.19-0.18+0.11+0.25+0.11+0.01+0.09+0.13+0.23+0.21+0.10；

=0.38+0.16-0.37-0.24+0.22+0.38-0.28+0.44+0.22+0.54-0.62+0.32+0.49+0.18+0.09+0.50；

=0.52+0.96+0.06+1.02+0.37+0.58-0.88+0.88+0.45+045-0.22+1.15+0.56+0.68+0.91+0.70。

上述3個(gè)函數(shù)表達(dá)式中：為單果鮮重，為可溶性固形物，為可溶性蛋白，為硝酸鹽，為V，為可溶性糖為可滴定酸，為產(chǎn)量，為磷，為鉀，為銅，為鐵，為錳，為鋅，為鈣，為鎂。以各個(gè)成分相對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，由主成分得分和對(duì)應(yīng)的權(quán)重線性求和即可得到指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)函數(shù)(綜合得分：=081+0.16+0.03)，依此計(jì)算出4個(gè)平衡施肥對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄品質(zhì)的綜合得分和排序(表11)，各處理得分表現(xiàn)為：T1>T2>CK>CK0。說明平衡施肥處理(T1)的設(shè)施基質(zhì)栽培番茄生長(zhǎng)與品質(zhì)均最佳，T2處理次之。

3 討論

本研究設(shè)施基質(zhì)栽培越冬茬番茄經(jīng)過平衡施肥處理后，番茄的株高、莖粗和葉片數(shù)均表現(xiàn)出不同程度的增長(zhǎng)，其中，T1平衡施肥處理番茄植株最高，莖桿最為粗壯，葉片數(shù)量最多，根系活力最強(qiáng)，這與平衡施肥可提高大棚越冬茬韭菜的莖粗和株高、化肥平衡減施技術(shù)對(duì)蒜苗根系活力有增強(qiáng)作用的結(jié)果相一致。劉金平等研究表明，土壤栽培番茄等比例減量施肥對(duì)番茄株高、莖粗都有負(fù)面的影響，但通過平衡施肥減量加有機(jī)肥，可補(bǔ)償?shù)缺葴p量施肥帶來(lái)的損失，本研究結(jié)果與此相似。本試驗(yàn)中，T2處理的株高、莖粗、根系活力均高于常規(guī)施肥對(duì)照，說明根據(jù)所需營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行平衡施肥對(duì)番茄植株有顯著的促生作用。

表10 番茄果實(shí)品質(zhì)及品質(zhì)指標(biāo)3個(gè)主成分載荷矩陣

表11 各處理綜合得分和排序

葉綠素是植物體光能吸收、傳遞、轉(zhuǎn)換的物質(zhì)基礎(chǔ)，研究表明，光合色素含量和光合作用呈正相關(guān)關(guān)系。本試驗(yàn)中，經(jīng)過平衡施肥處理后可顯著提高葉綠素的含量，其中T1處理相較施肥對(duì)照處理葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量顯著提高，這與陳思等在皂莢上的研究結(jié)果相一致。楊建超等發(fā)現(xiàn)，甜瓜葉綠素含量隨著氮肥的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，這說明氮肥對(duì)葉綠素含量有顯著影響；而本試驗(yàn)T1處理的施氮量最大，T2處理次之，常規(guī)施肥處理最小，進(jìn)一步說明本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的施氮量為合理施氮量。光合作用直接影響光合產(chǎn)物，而植物物質(zhì)積累量取決于植物光合產(chǎn)物的積累。本試驗(yàn)結(jié)果表明，平衡施肥對(duì)番茄功能葉片光合作用有不同程度提高，進(jìn)而促進(jìn)物質(zhì)積累。其中，T1處理較其他施肥與對(duì)照處理凈光合速率、氣孔導(dǎo)度均顯著提高，也驗(yàn)證了葉綠素和類胡蘿卜素含量的增加與植株光合作用有關(guān)。

果實(shí)品質(zhì)是衡量果實(shí)口感、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要標(biāo)準(zhǔn)。T1處理的果實(shí)硬度顯著高于常規(guī)施肥與不施肥處理。不同肥料配比對(duì)番茄果實(shí)硬度有積極影響，本試驗(yàn)中平衡施肥也可提高果實(shí)硬度，說明通過改變化肥的施用量和配比，可改變果皮中的纖維素和果膠合成，進(jìn)而使得果皮硬度增加。硝酸鹽是重要的蔬菜衛(wèi)生安全指標(biāo)，在本研究中發(fā)現(xiàn)，T1處理的硝酸鹽含量最大，不施肥對(duì)照最小。陸文龍等研究表明，硝酸鹽含量高主要是由肥料當(dāng)中的氮素過量引起的；佟容等研究表明，隨著施氮量減少硝酸鹽含量降低。推斷是平衡施肥處理中氮肥含量高，從而提高了番茄果實(shí)硝酸鹽含量。番茄果實(shí)中可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、V、可滴定酸含量是衡量品質(zhì)優(yōu)良的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)中，平衡施肥可使可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、V含量均顯著提高， T1處理含量最高，同時(shí)T1處理可滴定酸含量最低?？扇苄缘鞍缀康亩喙眩纱淼匚绽玫那闆r?？傻味ㄋ崤c可溶性糖含量是糖酸比的重要組成成分，因此適宜的可滴定酸和可溶性糖含量可產(chǎn)生良好的口感，說明平衡施肥可提高果實(shí)可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、V含量，改善果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)，這與張新建等的研究結(jié)果相一致。齊振宇等研究表明，采用水肥一體設(shè)備配合化肥平衡減施可以改善蒜苗品質(zhì)。

礦質(zhì)元素的缺乏會(huì)嚴(yán)重影響植物新陳代謝，進(jìn)而影響生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，因此，礦質(zhì)元素對(duì)植株整個(gè)生育期和果實(shí)營(yíng)養(yǎng)極為重要。T1處理的Mg、Fe和Ca含量同比均最高。Mg元素是植物葉綠素的重要組成成分之一，而Fe元素可影響光合作用當(dāng)中捕捉光能的器官，影響氧化還原系統(tǒng)與光合磷酸化過程，T1處理Mg、Fe元素含量最高，從另一方面說明T1處理的光合作用更強(qiáng)；T1處理K肥施用量較CK處理減少，但吸收無(wú)顯著差異，也佐證了Ca對(duì)K的吸收有促進(jìn)作用。T1處理P元素最高，說明適宜的施P量可提高果實(shí)中P元素的積累。作為植物生長(zhǎng)所需的第4大元素，番茄需Ca量較多。Ca元素缺失易導(dǎo)致植株生理性病害，Ca對(duì)N、P、K元素的吸收有促進(jìn)作用；P元素可促進(jìn)植株根系生長(zhǎng)，但P過量會(huì)抑制植株對(duì)其他元素的吸收。

平衡施肥對(duì)植物的生長(zhǎng)、品質(zhì)、產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)都有積極影響。李晨曦等、高懷軍等、周芳等研究表明，平衡減量施肥技術(shù)對(duì)烤煙、藍(lán)莓和白術(shù)等作物產(chǎn)量有提升效果。本研究中，平衡施肥增加番茄單果鮮重，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生了巨大影響，說明合理的化肥施用和配比可顯著提高有機(jī)物的積累，使單果重量和單株果數(shù)增加，進(jìn)而取得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的效果。結(jié)合作物需肥規(guī)律合理配施化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)產(chǎn)量有顯著的提高作用，如馬忠明等研究表明，有機(jī)肥與化肥氮肥減施30%可以使西瓜產(chǎn)量提高5.51%。本研究中，與施肥對(duì)照CK相比，平衡施肥T1、T2處理產(chǎn)量顯著提高，這與王家寶等在小麥上的研究結(jié)果相一致。主成分的綜合得分模型結(jié)果顯示：T1處理的得分最高，其次為T2、CK處理，CK0處理得分最低。

4 結(jié)論

平衡施肥配比為N 38.38 kg·667m、PO16.45 kg·667m、KO 53.18 kg·667m時(shí)，可顯著促進(jìn)番茄植株的生長(zhǎng)，增強(qiáng)葉片光合能力，提高果實(shí)產(chǎn)量，改善果實(shí)外觀性狀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，調(diào)節(jié)果實(shí)礦質(zhì)元素含量。相關(guān)性分析結(jié)果表明，番茄的品質(zhì)、產(chǎn)量等指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性和依存關(guān)系。主成分綜合得分模型結(jié)果顯示，T1處理的得分最高，說明該施肥模式可實(shí)現(xiàn)肥料資源的合理配置和利用，可以作為設(shè)施基質(zhì)栽培越冬茬番茄較為科學(xué)經(jīng)濟(jì)的施肥方式。