哈麗哈什·依巴提，張 炎，李青軍

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

0 引 言

【研究意義】新疆是中國最主要的的加工番茄生產(chǎn)基地，加工番茄產(chǎn)業(yè)作為新疆獨(dú)具特色的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，在中國乃至世界加工番茄產(chǎn)業(yè)中具有重要的地位[1]。2017年新疆加工番茄種植面積 6.94 × 104km2，產(chǎn)量 579.43 × 104t，產(chǎn)銷量達(dá)到全國的90%[2]。氮是加工番茄生長和產(chǎn)量形成的重要營養(yǎng)元素，適宜的氮素供應(yīng)對其提高產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要作用[3,4]。過去生產(chǎn)中大量施用氮肥，這雖然實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)量效益[5]，但通過淋洗、徑流和氣體的排放造成了土地、水和空氣的質(zhì)量惡化[6,7]。Kuscu等[8]研究表明，高量施氮增加加工番茄果實(shí)中硝酸鹽含量。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，活性氮的環(huán)境效應(yīng)最明顯[9]，因此，減少活性氮的損失，研發(fā)和施用新型增效氮肥是提高氮肥利用率和減少環(huán)境污染的重要途徑之一?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前在水稻[10]、生姜[11]、甘蔗[12]、玉米[13,14]和小麥[15]等作物上都有關(guān)于新型尿素應(yīng)用的研究報(bào)道，而在加工番茄的相關(guān)研究較少。聚能網(wǎng)尿素是一定量的聚天門冬氨酸和普通尿素結(jié)合，它通過抑制尿素的硝化和氨化來延緩尿素的釋放，從而減少氮的損失，但提高了氮素的使用效率[16]。腐殖酸尿素是腐植酸與尿素結(jié)合，通過微生物活動(dòng)和隨后的微生物生物量分解的化學(xué)反應(yīng)或間接地將氮吸收到其結(jié)構(gòu)中，來減緩尿素?fù)p失，延長肥效[17]。含鋅尿素作為一種新型尿素，能同時(shí)滿足作物氮和鋅營養(yǎng)的需求，提高作物產(chǎn)量和氮素利用率[18]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】控失尿素是通過復(fù)合材料對尿素進(jìn)行改性，將其中的養(yǎng)分固定在土壤( 植物根際) 中，形成分子網(wǎng)格吸附和固定營養(yǎng)元素，來滿足植物生長發(fā)育過程中對養(yǎng)分需求的新型肥料[19,20]。研究不同新型尿素品種對膜下滴灌加工番茄生物是、氯素吸收利用、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】試驗(yàn)以加工番茄為研究對象，研究新型尿素肥效及利用率的差異。篩選出適宜于新疆加工番茄施用的新型尿素，為其在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣和合理施用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)安排在新疆昌吉市老龍河農(nóng)場 (44°10′59″N、82°17′30″E) 進(jìn)行，2016 年，5月3日移栽，8月11日收獲，2017年4月30日移栽，8月5日收獲。加工番茄供試品種為屯河9 號。采取膜下滴灌種植，滴灌帶布設(shè)方式為一管2行，實(shí)行寬窄行，窄行50 cm，寬行70 cm，株距30 cm，小區(qū)面積48 m2。滴灌帶滴頭流量為 1.6 L/h，移栽后灌水 (第 1 水)，從第 2 水 每7 d左右灌溉一次，8 月 1 日左右停水，全生育期灌溉 10 次，每次滴灌 260 m3/hm2左右，總灌水量2 600 m3/hm2。加工番茄移栽10 d后開始除草，以后每隔7～10 d后中耕、除草1次。0～20土壤基本農(nóng)化性狀為pH值8.07，有機(jī)質(zhì)8.73 g/kg ，速效氮21.4 mg/kg，速效磷11.6 mg/kg，速效鉀206 mg/kg，有效鋅0.84 mg/kg。

1.2 方 法

1.2 .1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理，分別為不施氮(CK)、普通尿素(Urea)，等氮量聚能網(wǎng)尿素(Polyaspartic acid Urea，簡稱P-Urea)、等氮量腐殖酸尿素(Humic acid Urea，H-Urea)、等氮量含鋅尿素(Zinc Urea，簡稱Zn-Urea)、等氮量控失尿素(Loss-controlled Urea，簡稱LC-Urea)和等氮量常規(guī)尿素加與Zn-Urea處理等量鋅(簡稱Urea+Zn)。各處理的氮用量為 N 240 kg/hm2，P2O5用量為150 kg/hm2，K2O 用量為120 kg/hm2。其中氮肥用河南心連心化肥有限公司提供的普通尿素(N 46.4%)、聚能網(wǎng)尿素(N 46.4%)、腐植酸尿素(N 46%)、含鋅尿素(N 43.2% 一水硫酸鋅2%)、控失尿素(N 43.2%)，磷肥用三料磷肥(P2O546%)、鉀肥用硫酸鉀(K2O 50%)、硫酸鋅為實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)試劑?？厥蛩?、磷肥、鉀肥和鋅肥全部基施，其他處理的尿素30%氮肥作基肥，70%分別在加工番茄初花期(20%)、果實(shí)膨大期(30%)和盛果期(20%)隨水施入。各處理使用水表計(jì)量灌水量，每次灌水量相同。

1.2 .2 測定項(xiàng)目

干物質(zhì)和養(yǎng)分測定：在成熟期(2016年8月11日，2017年8月5日)采取加工番茄樣品，將采集的植株按不同器官(莖、葉、果)分開，烘干、稱重、粉碎，分析植株不同部位N養(yǎng)分含量。

產(chǎn)量：加工番茄成熟期各小區(qū)調(diào)查面積2.4×3=7.2 m2的加工番茄株數(shù)，并采收12株測加工番茄單株果數(shù)、單果重。

氮素吸收量(kg/hm2)=株數(shù)(株/hm2)×單株干物質(zhì)重(kg)×養(yǎng)分濃度(%).

氮肥利用率(%)=(施氮區(qū)氮吸收量-不施氮區(qū)氮吸收量)×100 /施氮量.

氮素表觀平衡(kg/hm2)=施 N 量(投入量)-加工番茄N吸收量(移走量).

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2007 和SPSS17統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行整理和分析，多重比較采用Duncan 法(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同新型尿素品種對加工番茄產(chǎn)量和產(chǎn)量因素的影響

研究表明,施用氮肥顯著提高了加工番茄產(chǎn)量，兩年比CK增產(chǎn)19.09%～47.42%。與Urea相比，P-Urea、H-Urea、Zn-Urea、LC-Urea都顯著增加了加工番茄產(chǎn)量，兩年增產(chǎn)5.26%～11.37%，其中H-Urea增產(chǎn)效果最好，兩年的產(chǎn)量都顯著高于Urea產(chǎn)量；Zn-Urea處理與Urea+Zn處理差異不顯著，而Urea+Zn比Urea增產(chǎn)，2016和2017年分別為2.29%和2.56%，但差異不顯著。

產(chǎn)量構(gòu)成因素來說，年份對加工番茄的株數(shù)和單株果數(shù)有顯著的影響，施用氮肥能顯著增加單株果數(shù)和單果重。單株果數(shù)Urea+Zn最高，2016顯著高于為Zn-Urea、 LC-Urea和CK處理，2017年顯著高于LC-Urea和CK處理，而與Urea、P-Urea和H-Urea處理都沒有顯著差異。與Urea相比，P-Urea、H-Urea、Zn-Urea、LC-Urea處理顯著增加了加工番茄的單果重，其中H-Urea處理最高，Zn-Urea處理顯著高于Urea+Zn處理。表1

表1 不同尿素品種處理的加工番茄產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成
Table 1 Processing tomato yield and yield components ofdifferent treatments with different types Urea

年份Year處理Treatment單株果數(shù)Furits/plant單果重Furit weight/g株數(shù)Plant no.(104/hm2)產(chǎn)量Yield(kg/hm2)2016CK31.92b44.47c5.18a73 567eUrea33.25ab51.75b5.09a87 612dP-Urea32.75ab55.88a5.14a93 934abH-Urea33.67ab55.36a5.14a95 712aZn-Urea32.42b55.91a5.09a92 225bcUrea+Zn34.42a51.15b5.09a89 623cdLC-Urea31.92b57.62a5.14a94 450ab2017CK33.08c45.32d5.28a79 171dUrea39.00a51.37c5.23a104 803cP-Urea38.25ab56.42 ab5.28a113 894abH-Urea38.83ab57.46a5.23a116 718aZn-Urea38.92ab54.60b5.23a111 197abcUrea+Zn39.17a52.46c5.23a107 487bcLC-Urea37.58b56.75ab5.23a111 559 abc年份 Year***ns*****尿素品種Urea types******ns***年份×尿素品種Year×Urea types***nsns**

注:不同字母表示同一年份不同處理間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。 *、**、*** 在 0.05、0.01、0.001水平差異顯著。ns表示沒有顯著差異(P>0.05)，下表同

Note：Different small letters mean significant difference among treatments in the same year(P<0.05).*, **, *** mean significant difference at 0.05, 0.01 and 0.001 pobability level, respectively; ns means no significant difference(P>0.05) ,the same as next table

2.2 不同新型尿素品種對加工番茄干物質(zhì)分配的影響

研究表明，年份和新型尿素品種對加工番茄各部位干物質(zhì)分配都有顯著影響，2016～2017年都是H-Urea處理的各部干物質(zhì)質(zhì)量最高，2016年葉、莖和總的干物質(zhì)量H-Urea處理顯著高于其他處理，而P-Urea、Zn-Urea、LC-Urea、Urea+Zn和Urea處理間都沒有顯著差異。果的干物質(zhì)量H-Urea處理顯著高于Zn-Urea、Urea+Zn和Urea處理，而與P-Urea和LC-Urea處理沒有顯著差異，同時(shí)Zn-Urea與Urea+Zn處理也沒有達(dá)到顯著差異。

2017年葉干物質(zhì)量H-Urea和LC-Urea處理顯著高于Urea處理，但P-Urea、H-Urea、Zn-Urea和LC-Urea處理間沒有顯著差異。莖干物質(zhì)量H-Urea處理顯著高于其他處理，P-Urea、Zn-Urea和LC-Urea處理都顯著高于Urea處理。果干物質(zhì)量H-Urea處理顯著高于Urea+Zn和Urea處理，而與P-Urea、Zn-Urea和LC-Urea處理沒有顯著差異?？偢晌镔|(zhì)量H-Urea處理顯著高于除LC-Urea外的其他處理，而P-Urea、Zn-Urea和LC-Urea處理都顯著高于Urea處理，但三者間沒有顯著差異，同時(shí)葉、莖、果和總干物質(zhì)量Zn-Urea與Urea +Zn處理之間沒有顯著差異。雙因素方差分析結(jié)果表明，新型尿素品種和年份對加工番茄葉、莖和總干物質(zhì)量有顯著交互作用，而對果物質(zhì)質(zhì)量沒有顯著交互作用。表2

表2 不同尿素品種處理的加工番茄干物質(zhì)分配Table 3 Processing tomato dry matter distribution of each treatment with different types Ureakg/hm2

年份Year處理Treatment葉Leaf莖 Steam果Furit總計(jì)Total2016CK1 884c1 706c5 632c9 222cUrea2 480b1 939b7 018b11 437bP-Urea2 463b1 921b7 315ab11 699bH-Urea3 036a2 481a8 122a13 639aZn-Urea2 453b1 964b7 231b11 647bUrea+Zn2 409b1 913b6 913b11 235bLC-Urea2 493b1 951b7 332ab11 776b2017CK1 683d1 874d6 150d9 708eUrea2 260c2 107c7 610c11 977dP-Urea2 475abc2 316b8 381ab13 172bcH-Urea2 579a2 548a8 844a13 971aZn-Urea2 468abc2 361b8 281ab13 110bcUrea+Zn2 311bc2 226bc8 010bc12 547cdLC-Urea2 505ab2 370b8 557ab13 433ab年份 Year***********尿素品種 Urea types************年份×尿素品種 Year×Urea types***ns**

2.3 不同新型尿素品種對加工番茄氮素吸收量的影響

研究表明，試驗(yàn)?zāi)攴輰庸し讶~、莖和總氮素吸收量有顯著影響，2016 年的氮素吸收量高于2017年，但對果的氮素吸收量沒有顯著影響。施用氮肥能顯著提高加工番茄的氮素吸收量。2016年，葉的氮素吸收量H-Urea、Zn-Urea和LC-Urea處理顯著高于Urea處理，其中H-Urea最高。莖、果和總氮素吸收量新型尿素處理(除了莖的P-Urea和Zn-Urea處理外)的顯著高于Urea處理，并其中H-Urea處理的最高，果和總氮吸收量Urea+Zn顯著高于Urea處理，同時(shí)葉、莖和果氮吸收量Zn-Urea與Urea +Zn處理之間沒有顯著差異。2017年，葉氮吸收量H-Urea和LC-Urea處理顯著高于Urea處理，莖的氮吸收量只有H-Urea處理的顯著高于Urea處理。果和總氮吸收量所有新型尿素處理的顯著高于Urea處理，同時(shí)葉、莖、果和總氮吸收量Zn-Urea與Urea +Zn處理之間沒有顯著差異。尿素品種和年份對加工番茄葉氮吸收量有顯著交互作用，而對莖、果和總氮吸收量沒有顯著交互作用。表3

2.5 不同新型尿素品種對氮肥效率的影響

研究表明，H-Urea處理的氮肥平均利用率最高，2年平均為53.08%，Urea處理的最低、2年平均為43.36%，其他新型尿素介于二者之間。2016～2017年，H-Urea、Zn-Urea和LC-Urea的土壤氮素表觀平衡均為虧缺，2年平均分別為-15.52、-8.26和-9.96 kg/hm2，Urea和Urea +Zn的土壤氮素表觀平衡均值為盈，分別為6.07和2.63 kg/hm2。表4

表3 不同尿素品種處理的加工番茄氮素吸收量
Table 3 Processing tomato N uptake of each treatment with different types Ureakg(hm2)

年份Year處理Treatment葉Leaf莖 Steam果Furit總計(jì)Total2016CK26.73e22.60d83.47d132.79eUrea47.61d40.01c151.77c239.39dP-Urea50.26cd41.82bc157.65ab249.73bcH-Urea56.65a47.16a160.16ab263.97aZn-Urea51.04bc42.01bc160.14ab253.19bUrea+Zn48.79cd41.00c156.95b246.74cLC-Urea53.96ab43.95b161.65a259.56a2017CK25.82d21.92c74.01c121.75dUrea46.83c40.34b136.09b223.26cP-Urea49.68bc42.52ab146.74a238.94aH-Urea54.92a44.65a145.76a245.33aZn-Urea48.61c43.34ab143.59ab235.54abUrea+Zn47.51c42.53ab135.94b225.98bcLC-Urea52.63ab42.59ab145.27a240.49a年份 Year****ns***尿素品種 Urea types************年份×尿素品種 Year×Urea types*nsnsns

表4 各處理氮肥效率和土壤氮表觀平衡
Table 4 Efficiency of Nitrogen and N apparent balance of soil under different treatments

處理Treatment氮肥利用率Nitrogen efficiency(%)氮素平衡Nitrogen apparent balance( kg/hm2)20162017均值Mean20162017均值MeanUrea44.4142.30 43.36 -1.52 13.65 6.07 P-Urea48.7248.83 48.78 -7.56 1.26 -3.15 H-Urea54.6651.50 53.08 -23.97 -7.06 -15.52 Zn-Urea50.1649.48 49.82 -11.95 -4.57 -8.26 Urea+Zn47.4843.43 45.46 -4.89 10.15 2.63 LC-Urea52.8247.41 50.12 -19.56 -0.36 -9.96

2.6 不同新型尿素品種對加工番茄效益的影響

研究表明，肥料成本等于肥料用量乘以肥料價(jià)格，由于各處理磷、鉀肥相同，因此，肥料成本的差異是由尿素品種造成的。各處理的肥料成本為Urea+Zn>LC-Urea>H-Urea>Zn-Urea>P-Urea>Urea>CK，產(chǎn)投比為CK>P-Urea>H-Urea>Zn-Urea>Urea>Urea+Zn>LC-Urea，施氮處理的效益都大于CK處理，其中H-Urea處理效益最高，2年平均效益比CK處理增加11 025 元/hm2。Urea處理效益最低，2年的平均效益比CK處理僅增加7 106元/hm2，其他新型尿素效益在介兩者之間，同時(shí)Zn-Urea處理效益高于Urea +Zn處理。表5

表5 2016、2017年加工番茄肥料效益(元/hm2)
Table 5 The fertilizer benefit on Processing tomato in 2016 and 2017(yuan/hm2)

處理 Treatment產(chǎn)值 Output value肥料成本Fertilizer cost效益Benfit 20162017均值 Mean20162017均值 Mean20162017均值Mean產(chǎn)投比Input-output ratioCK29 427 31 669 30 548 1 701 1 701 1 701 27 725 29 967 28 846 17.95 Urea35 045 41 921 38 483 2 477 2 477 2 477 32 568 39 444 36 006 15.53 P-Urea37 574 45 557 41 566 2 529 2 529 2 529 35 045 43 028 39 037 16.44 H-Urea38 285 46 687 42 486 2 614 2 614 2 614 35 670 44 073 39 871 16.25 Zn-Urea36 890 44 624 40 757 2 590 2 590 2 590 34 300 42 033 38 166 15.73 Urea+Zn35 849 42 995 39 422 2 807 2 807 2 807 33 042 40 188 36 615 15.23 LC-Urea37 780 44 479 41 129 2 701 2 701 2 701 35 079 41 777 38 428 14.04

注：加工番茄0.4元/kg，普通尿素為1.5元/kg，聚能網(wǎng)尿素為1.6元/kg，腐植酸尿素為1.75元/kg，含鋅尿素為1.6元/kg，控失尿素為1.8元/kg，重過磷酸鈣為2.2元/kg，硫酸鉀4.1元/kg，硫酸鋅為 30元/kg。效益僅為加工番茄產(chǎn)值減去肥料成本

Note:Price of processing tomato 0.4 yuan/kg, urea 1.5 yuan/kg, loss control urea 1.8 yuan/kg, polyaspartic acid urea 1.6 yuan/kg, humic acid urea 1.75 yuan/kg , zinc urea 1.6 yuan/kg, triple superphosphate 2.2 yuan/kg, potassium sulphate 4.1 yuan/kg, zinc sulfate 30 yuan/kg.Benefit is the output value of Processing tomato minus fertilizer costs

3 討 論

目前為了提高氮肥利用率，減少氮素?fù)p失國內(nèi)外已經(jīng)研制出多種新型增效尿素，但不同新型尿素對不同作物增效作用也不同。陳迪文等[12]研究表明，施用不同類型尿素(聚能網(wǎng)尿素、腐殖酸尿素、控失尿素、含鋅尿素)均有利于甘蔗產(chǎn)量提高，其中是腐植酸尿素、聚能網(wǎng)尿素效果最好，增產(chǎn)幅度分別為18.4%和 12.1%。張愛華等[15]研究表明，新型尿素(聚能網(wǎng)尿素、腐殖酸尿素、控失尿素、含鋅尿素)均可促進(jìn)玉米養(yǎng)分吸收利用，提高氮肥利用率、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益，其中控失尿素效果最好，與普通尿素相比，增產(chǎn)18.16%，增收2 975元/hm2，而且省時(shí)省力。研究表明，2016 和 2017 年新型尿素處理的加工番茄產(chǎn)量比普通尿素處理增加5.26%～11.37%，其中腐殖酸尿素增產(chǎn)效果最好，比普通尿素相比，兩年分別增產(chǎn)7.22%和11.37%。同時(shí)，普通尿素加鋅有利于加工番茄氮素吸收，提高了產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益，但與含鋅尿素之間沒有顯著差異。2016年新型尿素處理的氮肥利用率比普通尿素處理提高 4 個(gè)百分點(diǎn)以上，而2017 年新型尿素處理的普通尿素處理提高 5 個(gè)百分點(diǎn)以上，2017 年新型尿素的氮肥的利用率增加的百分點(diǎn)高于 2016 年，這也可能與新型尿素兩年累積效應(yīng)有關(guān)。在加工番茄生產(chǎn)中往往盲目增加氮肥用量，不僅造成氮肥資源的浪費(fèi)，降低氮肥的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也增大了土壤硝酸鹽淋溶的風(fēng)險(xiǎn)[21]。研究中不施氮肥的土壤氮素處于虧缺狀態(tài)，從維持土壤地力考慮，種植加工番茄應(yīng)施用適量的氮肥。當(dāng)施用 N 240 kg/hm2時(shí)，加工番茄普通尿素處理的氮素投入量大于作物移走量，土壤氮庫兩年平均處于盈余狀態(tài)，表明氮肥施用過量，而新型尿素都促進(jìn)加工番茄氮素吸收量，土壤氮庫兩年平均均處于虧缺狀態(tài)。從氮肥效益來看，腐殖酸尿素>聚能網(wǎng)尿素>控失尿素>含鋅尿素>普通尿素+鋅>普通尿素。這可能是施用腐殖酸尿素不僅抑制脲酶活性，延緩了尿素的水解，同時(shí)分解后的NH4+吸收到其結(jié)構(gòu)中，降低了NH3的揮發(fā)[22]，還腐殖酸在石灰性土壤中減少土壤對磷的固定并促進(jìn)作物根部對磷的吸收[23]，促進(jìn)了加工番茄的養(yǎng)分吸收，提高了產(chǎn)量。

4 結(jié) 論

4.1 與普通尿素相比，新型尿素的增加加工番茄產(chǎn)量5.26%～11.37%、地上部干物質(zhì)量增加1.85%～19.26%，其中腐殖酸尿素比普通尿素顯著增加了加工番茄的干物質(zhì)量和產(chǎn)量，兩年平均分別增加17.95%和10.31%。

4.2 與普通尿素相比，新型尿素顯著增加加工番茄的氮素吸收量，氮肥利用平均提高4個(gè)百分點(diǎn)以上，其中腐殖酸尿素氮肥利用率提高了9.72個(gè)百分點(diǎn)。

4.3 與普通尿素相比，施用新型尿素增加加工番茄的效益，其中腐殖酸尿素收益最高，增收2 975元/hm2。