岳學(xué)文 潘志賢 鮑忠祥 李建查 李 坤 方海東③

(1云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所/元謀干熱河谷植物園 云南元謀651300;2云南省楚雄彝族自治州祿豐縣園林管理所 云南祿豐651200)

化肥的過量施用不僅造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，也不利于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的提高［1-2］。目前，過量施用化肥，特別是過量施用氮肥的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，而過量的氮素在土壤中發(fā)生硝化和反硝化作用，形成的氮氧化物會(huì)破壞臭氧層。而且過量施氮還會(huì)造成土壤板結(jié)、有機(jī)質(zhì)下降、土壤酸化及農(nóng)田面源污染等一系列不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的問題。因此，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)健康發(fā)展，首先需防止或者減少過度施肥和盲目施肥，鼓勵(lì)農(nóng)民通過綠肥、農(nóng)家肥、生物有機(jī)肥與化肥配施，培肥地力。連續(xù)施用有機(jī)肥，可不同程度提高土壤養(yǎng)分、酶活性和微生物量［3-4］；長期化肥配施有機(jī)肥能顯著提高稻田土壤活性及有機(jī)碳、氮含量［5］；控釋肥+化肥能顯著提高土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性［6］；微生物發(fā)酵有機(jī)肥可以顯著提高番茄產(chǎn)量，顯著降低番茄的硝酸鹽含量，增加VC、還原性糖、番茄紅素、可溶性固形物含量［7］。氮肥是影響作物產(chǎn)量的重要肥力因子，候迷紅等［8］研究認(rèn)為，甜蕎麥干物質(zhì)積累量隨施氮量的增加呈先增后降趨勢(shì)，氮含量在蕎麥各器官中的分配為葉＞籽粒＞莖；韓彥龍等［9］研究結(jié)果表明，影響紅蕓豆產(chǎn)量的限制因子為氮＞鉀＞磷，各器官氮累積量依次為豆粒＞葉片＞莖＞莢皮＞根；氮素雖是作物生長的關(guān)鍵營養(yǎng)元素，但影響作物對(duì)氮素吸收的因素較為復(fù)雜，因而氮在植物器官中的累計(jì)表現(xiàn)出較大的差異。

番茄的養(yǎng)分累積與分配特征直接反映了整個(gè)生育期營養(yǎng)需求的動(dòng)態(tài)規(guī)律［10］，因此，研究番茄養(yǎng)分積累與分配特征是合理施肥、提高番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的前提。目前，前人對(duì)金沙江干熱河谷越冬番茄水肥管理的研究較少，本研究將闡釋有機(jī)肥在干熱河谷不同有機(jī)肥處理對(duì)番茄生物量分配的影響，以期為該地區(qū)農(nóng)田有機(jī)肥施用方式、施用量等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

番茄品種：先正達(dá)公司生產(chǎn)的拉比，種植密度為31 200株/hm2。試驗(yàn)地：金沙江干熱河谷典型地區(qū)——云南省元謀縣，該地區(qū)全年基本無霜，年均氣溫21.7℃，≥10℃的年積溫為7 786℃。有機(jī)肥：云南中電新能源有限公司生產(chǎn)的高腐殖酸生物有機(jī)肥，腐殖酸≥30%，有機(jī)質(zhì)≥55%。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)水平，分別為不施有機(jī)肥處理：對(duì)照（CK）；施有機(jī)肥處理1：7 500 kg/h（M1）；處理2：15000kg/h（M2）；處理3：22500kg/h（M3）。

采用北京東方潤澤生態(tài)科技股份有限公司生產(chǎn)的智墑?云享版實(shí)時(shí)檢測土壤水分。當(dāng)土壤含水率達(dá)田間持水量的70%時(shí)進(jìn)行灌水，灌溉上限為田間持水量的90%。番茄成熟時(shí)，取番茄全株，測定其根、莖葉鮮重，并將鮮活的根、莖葉置于120℃烘箱烘烤48 h，室溫下測定生物量。番茄根系、莖葉全氮檢測采用凱氏法；番茄根系、莖葉全磷檢測采用硫酸聯(lián)合消解，鉬蘭比色法；番茄根系、莖葉全鉀檢測采用三酸（KClO4-HCl-HNO3） 消解，火焰光度計(jì)法；

根系、莖葉的養(yǎng)分累積量＝干重（莖葉、根）×養(yǎng)分含量（莖葉、根）；

氮、磷養(yǎng)分利用生理利用率＝生物量/養(yǎng)分貯量［11］。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，LSD法進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，Excel 2010作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)番茄生物量分配的影響

由圖1和表1可以看出，有機(jī)肥對(duì)番茄根系生物量的分配差異不顯著，但CK的根系生物量與全株生物量的比例最大（43.84%），M2最小（35.99%）。M1的番茄根系生物量最大，M3的根系生物量最小，M1、M2分別比M3高35.70%、36.03%。莖葉生物量為M1、M2最高，M3最低，M1、M2分別比M3高29.20%、49.03%。全株生物量為M2最高，M3最低。CK的番根冠比最高，M2最低。

圖1 不同施肥處理對(duì)番茄生物量分配比例的影響

表1 不同施肥對(duì)番茄生物量及根冠比的影響

2.2 不同施肥處理對(duì)番茄養(yǎng)分分配的影響

由表2可知，根系氮含量低于莖葉氮含量。根系氮含量以M2最高，其次為CK，二者之間差異不顯著。M3的根系氮含量顯著低于M2和CK。莖葉的氮含量以M1最高，M3次之，CK的莖葉氮含量顯著低于M1，而施肥處理（M1、M2、M3）的莖葉氮含量均高于未施肥處理（CK）的氮含量。根系與莖葉氮累積量差異最大的為M3，相差5.05倍，差異最小的為CK，相差3.4倍。由于氮磷鉀的積累量與生物量直接關(guān)聯(lián)，因此，根系生物量較高的CK、M1、M2，其氮累積量也較高；莖葉生物量較高的M1和M2，其莖葉氮積累量也較高。

由表3可知，根系中磷含量以M1最高，M3最低，二者之間差異顯著，M1與M2無顯著差異。莖葉磷含量則是M3最高，M2最低，二者之間差異顯著。總體看來，番茄地上部分（莖葉）的氮、磷含量均高于根系，

由表4可知，M1的根系鉀含量最高，M2最低，兩者間差異顯著。CK與M1、M3差異顯著。施肥和未施肥處理的番茄莖葉鉀含量差異均不顯著。M1、M3的根系鉀含量高于莖葉。根系鉀累積量以M1最高，顯著高于M2和M3，莖葉鉀累積量以M2最高，但施肥與未施肥處理間差異不顯著。

表2 不同有機(jī)肥處理對(duì)番茄磷含量及分配的影響

表3 不同施肥處理對(duì)番茄磷含量及分配的影響

表4 不同施肥處理對(duì)番茄鉀含量及分配的影響

2.3 不同施肥處理對(duì)番茄氮、磷、鉀生理利用率的影響

由圖2可知，M2的磷生理利用率最高。這可能是由于試驗(yàn)地土壤磷含量較低，適量增施有機(jī)肥可明顯改善土壤的微生物功能，進(jìn)而提高土壤中磷生理利用率。M1和M2的磷生理利用率顯著高于M3，而CK、M1、M2三者間的磷生理利用率無顯著差異。CK的氮生理利用率最高，顯著高于M1，其次為M2。M1、M2、M3三者間氮生理利用率無顯著差異。鉀生理利用率為M3＞M2＞M1＞CK，但四者間差異不顯著。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

合理施用氮肥可以調(diào)節(jié)氮、磷、鉀在主要器官中的分配比例，從而提高養(yǎng)分利用率［12］。本研究中，與未施用有機(jī)肥相比，施用有機(jī)肥提高了根系和莖葉的氮含量和氮累積量，而氮利用效率則是CK處理的最高，M1、M2、M3三者氮生理利用率無顯著差異。這與前人對(duì)小麥的研究結(jié)論基本一致：隨著施氮量增加，小麥植株的氮素養(yǎng)分利用效率無顯著變化［13］。而隨著有機(jī)肥施用量的增加，磷的生理利用率呈先增加后降低的趨勢(shì)，M3的磷生理利用率顯著低于M1和M2，而氮生理利用率也低于CK，這與長期大量施用有機(jī)肥不利于提高水稻對(duì)氮磷的生理利用率的結(jié)論相一致［11］。施用有機(jī)肥可提高番茄的鉀生理利用率，M1、M2和M3的鉀生理利用率均高于CK，這與聶?。?4］的研究結(jié)論相一致。

施用生物有機(jī)肥可以增加玉米的地上部生物量［15］。本研究中，M1、M2的莖葉生物量和全株生物量均高于未施肥處理的CK，施肥量最高的M3，根系與莖葉生物量均低于CK，這可能是由于施用有機(jī)肥，會(huì)降低番茄對(duì)氮磷的利用效率，從而降低生物量；且施用有機(jī)肥能提高土壤的全氮和有效氮［16］，在番茄生長中后期，有機(jī)肥中的緩效肥開始釋放氮磷鉀，加上配施的化肥，使得有機(jī)肥施用量最高的M3，可能造成土壤氮濃度過高，形成毒害作用。

高菊生［17］的研究表明：氮素對(duì)莖葉生長的促進(jìn)作用往往大于根系，促使根冠比隨施氮量的增加而降低。當(dāng)?shù)厝狈r(shí)，植物會(huì)將更多的光合產(chǎn)物分配到根系以提高根系對(duì)氮素的吸收能力，若地下部分受限制，植物就會(huì)分配給根系相對(duì)較多的生物量，若地上部分受限制，植物就會(huì)分配給嫩枝相對(duì)較多的生物量［18］。因此，本研究中，施有機(jī)肥處理的根冠比均小于未施肥的CK。

圖2 不同施肥處理對(duì)番茄氮、磷、鉀利用效率的影響

3.2 結(jié)論

未施有機(jī)肥處理（CK）的番茄根冠比最高，其根系分配的生物量占比最高（43.84%），而M2的根系生物量占比最低（35.99%）。與施有機(jī)肥處理相比，CK處理的番茄生物量分配受到養(yǎng)分限制。全株生物量以M2最高，M3最低，說明隨著有機(jī)肥施用量的增加，生物量逐漸增加，但過多施用有機(jī)肥，反而會(huì)降低生物量積累和分配。此外，根系的氮磷含量、積累量均低于莖葉。