铵硝配比对樱桃番茄生长发育、产量、品质及氮素吸收的影响
作者: 马超 李雪 马瑞杰 鄂玉联 邹向东 郑继亮
摘 要:为探明铵硝配比对樱桃番茄生长发育、产量、品质及氮素吸收的影响,促进樱桃番茄果实品质提升,采用温室大棚育苗移栽的种植方式,分别设置NH4+-N和NO3--N配比为100∶0(CK)、75∶25(T1)、50∶50(T2)、25∶75(T3)、0∶100(T4)处理,测定樱桃番茄不同生育期株高、茎粗、叶面积、SPAD值、植株生物量和果实含氮量、产量及果实品质,计算氮肥累积利用率等。结果表明,果实纵径、果形指数、单果质量和果实硬度均随NO3--N比例的增加表现为先增加后降低趋势。在果实风味品质方面,T3处理有利于提高果实中可溶性固形物、可溶性糖、有机酸含量和糖酸比,分别较全铵处理增加 20.75%、33.10%、34.29%和28.88%。樱桃番茄的株高、叶面积和SPAD值均随NO3--N比例的增加表现出先升高后降低趋势,除坐果期T3处理略低于T2处理外,其余在T3处理达到峰值。植株累积吸氮量随NO3--N比例的增加表现出先升高后降低趋势,在T3处理达到最大,为113.33 kg·hm-2。随NO3--N比例增加樱桃番茄产量表现出先升高后降低趋势,T3处理较CK处理增产17.90%,氮肥累积利用率和氮肥偏生产力分别为226.66%和126.66 kg·kg-1。综合各项指标来看,当NH4+-N与NO3--N配比为25∶75时,与CK相比可显著促进樱桃番茄生长发育,提高果实产量,改善果实品质。
关键词:樱桃番茄;氮素形态;生长发育;产量;品质
中图分类号:S641.2 文献标志码:A 文章编号:1673-2871(2024)03-121-07
Effects of ammonium and nitrate ratio on growth, yield, quality and nitrogen uptake of cherry tomato
MA Chao, LI Xue, MA Ruijie, E Yulian, ZOU Xiangdong, ZHENG Jiliang
(Xinjiang Xinlianxin Energy Chemical Co., Ltd., Changji 832200, Xinjiang, China)
Abstract: To investigate the effects of ammonium and nitrate ratio on the growth, yield, quality and nitrogen absorption of cherry tomato, this experiment adopted the planting method of seedling cultivation and transplanting in the greenhouse, and the ratio of NH4+-N and NO3--N was set as 100∶0(CK), 75∶25(T1), 50∶50(T2), 25∶75(T3), 0∶100(T4), and the plant height, stem diameter, leaf area, SPAD value, plant biomass, fruit nitrogen uptake, yield and fruit quality of cherry tomato at different growth stages were measured. The results showed that all of the fruit longitudinal diameter, fruit shape index, single fruit mass and fruit hardness presented a trend of first increasing and then decreasing with the increase of NO3--N ratio. In terms of fruit flavor quality, T3 treatment was conducive to improve soluble solids, soluble sugars and organic acids content, and sugar-acid ratio in fruits, increasing by 20.75%, 33.10%, 34.29% and 28.88%, respectively, when compared with total ammonium treatment. All the plant height, leaf area and SPAD value of cherry tomatoes firstly increased and then decreased with the increase of NO3--N ratio. Except for the T3 treatment during fruit setting, which was slightly lower than T2 treatment, the peak value of other stages appeared in T3 treatment. With the increase of NO3--N ratio, the cumulative nitrogen uptake of plants increased at first and then decreased, and reached a maximum value of 113.33 kg·hm-2 in T3 treatment. With the increase of NO3--N ratio, the yield of cherry tomato showed a trend of first increasing and then decreasing. Compared with CK, T3 treatment increased the yield by 17.90%, and the cumulative nitrogen utilization rate and nitrogen partial productivity are 226.66% and 126.66 kg·kg-1, respectively. According to various indexes, when the ratio of NH4+-N and NO3--N is 25∶75, it can significantly promote the growth and development of cherry tomatoes, increase fruit yield and improve fruit quality.
Key words: Cherry tomato; Nitrogen form; Growth and development; Yield; Quality
近年来,因樱桃番茄具有较高的营养价值和食用价值,市场对其需求量逐渐增大,已成为我国重要的经济作物和设施栽培蔬菜[1-2]。樱桃番茄是一种对氮、钾肥需求量较大的蔬菜,过量水肥施用一方面会造成樱桃番茄品质和产量的降低,造成经济损失和资源浪费,另一方面造成土壤肥力降低、生物多样性受到破坏等问题,且存在潜在的环境风险[3]。因此,科学合理施肥是提高樱桃番茄产量和品质、提高经济和生态环境效益的关键。
氮素是植物体内不可缺少的营养物质之一,是合成植物体内蛋白质、核酸、叶绿素等有机化合物的组成成分,对植物生长起决定性作用。植物对氮素的吸收转运主要取决于氮素形态,不同的氮素形态对植物养分吸收存在偏向选择性[4]。适当的铵硝配比可促进植物生长发育、产量和品质的提升[5]。植物吸收利用的氮素多为铵态氮(NH4+-N)与硝态氮(NO3--N) 2种形态,由于二者之间在分子形态上存在差异,导致对植物的生长产生不同的影响[6]。研究表明,多数植物相较于单一施用NH4+-N或NO3--N,混合施用NH4+-N和NO3--N更有利于植物生长发育[7-8]。当氮素形态配比中NH4+-N占比过大时,促进植物对阴离子的吸收,阳离子的吸收会被抑制,并产生毒害作用[9]。当氮素形态配比中NO3--N占比较大时,促进植物对阳离子的吸收,增加细胞的渗透势,有利于植物生长和氮素吸收代谢[10]。康利允等[11]探究不同铵硝配比对甜瓜产量品质的影响,认为铵硝配比为50∶50或25∶75对提高甜瓜可溶性固形物、可滴定酸、维生素C含量和产量有显著作用。袁嫚嫚等[12]通过辣椒盆栽试验研究认为,铵态氮与硝态氮配比为25∶75时可提高辣椒产量,促进作物养分积累和提高氮肥利用率,降低环境风险。当前铵硝配比对作物品质和生长发育的研究多集中于水培和土壤盆栽等方面,而关于温室大棚的铵硝配比对樱桃番茄影响的相关研究较少。
因此,笔者以温室樱桃番茄为研究对象,旨在明确铵硝配比对樱桃番茄生长发育、产量品质和氮素吸收的影响,为樱桃番茄栽培合理有效施用氮肥、提高植物生产性能提供参考。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
试验在甘肃省平凉市泾川县王村镇光明村进行。平凉市位于陇山东麓,泾河上游,属于陇东温和半湿润农业气候区,年均无霜期243天,年均温度6.6 ℃,降水量511.2 mm。本试验区土壤背景值分别为pH(V水∶V土=5∶1)8.1,有机质含量(w,后同)18.23 g·kg-1、速效磷含量15.79 mg·kg-1、碱解氮含量25.15 mg·kg-1、速效钾含量132.34 mg·kg-1。
1.2 材料
供试樱桃番茄品种为红圣女,由长春鑫硕种业有限公司提供。
1.3 试验设计
为明确氮素形态配比对樱桃番茄品质、生长发育和氮素吸收的影响,以NH4+-N和NO3--N配比为100∶0(CK)投入为对照,分别设置75∶25(T1)、50∶50(T2)、25∶75(T3)、0∶100(T4)处理,每个处理4个重复,共20个小区,小区面积为56 m2 (4 m×14 m)。樱桃番茄采用育苗移栽的方式,植株种植方式采用1垄双行种植,樱桃番茄株距0.5 m。于2022年7月13日采用基质穴盘育苗,5~6叶1心时(8月17日)定植,11月6日收获,12月7日拉秧,整个生育期112 d。试验所用铵态氮和硝态氮的氮肥分别为(NH4)2SO4(含N≥10%)和NaNO3(含N≥15%),纯N施用量为195 kg·hm-2(NH4+-N与NO3--N的总和),磷肥为KH2PO4(含P2O5≥52%),P2O5施用量为120 kg·hm-2,钾肥为KH2PO4(含P2O5≥52%)和K2SO4(含K2O≥50%)。K2O施用量为240 kg·hm-2,每次施肥量见表1。8次追肥时间分别为8月24日、9月3日、9月13日、9月23日、10月3日、10月13日、10月23日、11月2日。其他田间管理和农艺措施均与农户传统模式保持一致。
1.4 测定指标与方法
1.4.1 植株株高和茎粗 分别测定幼苗期、成苗期、开花期、结果期、红熟期樱桃番茄的株高和茎粗,每个试验小区选取5株样本进行测量,株高用卷尺从植株根部开始测量到植株生长点;茎粗利用游标卡尺(精度0.02 mm)在距离地面10 cm处测量。
1.4.2 植株叶面积和叶绿素相对含量(SPAD值) 植株叶面积采用刻度尺测各生育时期第12片真叶(从下向上计数)的叶长和叶宽,叶面积=叶长×叶宽×0.78[13],同时用SPAD502叶绿素测定仪测定叶片的叶绿素相对含量(SPAD值)。
1.4.3 植株干物质和养分含量 在红熟期对植株进行采集,按器官分为根、茎、叶、果。在75 ℃条件下烘干36 h至恒质量,记录生物量,将样品粉碎,经H2SO4-H2O2消煮后,采用凯氏定氮仪法测定植株不同器官的植物含氮量[14]。
1.4.4 果形指数和果实品质 在果实红熟期,每个试验小区选取5个成熟果实用刻度尺测定纵径和横径,计算果实的果形指数;采用GY-4果实硬度计测定果实硬度,采用手持测糖仪测定可溶性固形物含量,采用钼蓝比色法测定维生素C含量,采用苯酚法测定可溶性糖含量,采用NaOH滴定法测定有机酸含量,并计算糖酸比[15]。
1.4.5 产量 在果实成熟期,每个试验小区选取5株样本测定单株果数和单果质量,计算单位面积产量。
氮肥累积利用率/%=施氮处理的植株累积吸氮量/施氮量×100;
氮肥偏生产力/(kg·kg-1)=施氮区樱桃番茄产量/施氮区樱桃番茄氮肥用量。