張繼峯，王振華，張金珠，竇允清，侯裕生

（1石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院，新疆石河子 832000；2現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子 832000）

0 引言

【研究意義】番茄（Lycopersicon esculentum）原產(chǎn)于南美洲，生長(zhǎng)類(lèi)型分為有限生長(zhǎng)、半有限生長(zhǎng)和無(wú)限生長(zhǎng)型，果皮偏薄，可作為鮮果食用。加工番茄（Lycopersicon esculentumMill）的主要特點(diǎn)是矮化自封頂，一般植株高度在30—90 cm之間，花期較為集中，果實(shí)多為橢圓形，果皮厚實(shí)，耐貯藏運(yùn)輸，主要用于制作番茄醬[1]。中國(guó)目前已經(jīng)成為世界上最大的加工番茄生產(chǎn)和出口國(guó)之一，推進(jìn)加工番茄商業(yè)化已成為中國(guó)農(nóng)民增收的重要產(chǎn)業(yè)[2]，截止2014年，中國(guó)種植加工番茄的面積已經(jīng)達(dá)到2.14×107hm2[3]。新疆屬于干旱半干旱區(qū)典型的荒漠綠洲灌溉農(nóng)業(yè)，太陽(yáng)輻射量大，日照時(shí)間長(zhǎng)，降雨少蒸發(fā)大，晝夜溫差大，有效積溫高，氣候環(huán)境非常利于加工番茄營(yíng)養(yǎng)和干物質(zhì)的積累，已經(jīng)成為中國(guó)最大的加工番茄生產(chǎn)基地，加工番茄已成為新疆主要的經(jīng)濟(jì)作物之一。鹽漬化現(xiàn)在已經(jīng)成為全球糧食安全問(wèn)題最重要的威脅之一[4]，嚴(yán)重抑制了非鹽生植物甚至鹽生植物的生長(zhǎng)發(fā)育，降低了經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，嚴(yán)重阻礙了當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)綠洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展[5-6]。新疆的灌溉區(qū)有1/3的土地受到鹽漬化的危害[7]，特別的是新疆擁有著1.1×107hm2的鹽堿荒地，其中包括7.27×106hm2的過(guò)度鹽漬化的鹽堿荒地[8]，尤其是新疆當(dāng)?shù)氐慕邓畢T乏，嚴(yán)重干旱的氣候環(huán)境更加劇了土地鹽漬化的形成[9-10]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】通過(guò)前人的研究可知，鹽分會(huì)導(dǎo)致作物養(yǎng)分失衡，阻礙作物對(duì)鉀、鈣、鎂等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，最終降低作物產(chǎn)量[11]，并且會(huì)對(duì)作物會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的滲透危害，進(jìn)而造成作物嚴(yán)重的生理干旱現(xiàn)象[12-13]。由于光合作用是作物利用光能合成光合產(chǎn)物最重要的過(guò)程[14]，鹽脅迫影響作物的新陳代謝和光合能力，直接影響了作物蛋白質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)換[15]。研究還發(fā)現(xiàn)，隨著土壤中鹽分含量的增大，土壤中的氮素轉(zhuǎn)化效率會(huì)越來(lái)越低[16-17]。王麗英等[18]在施氮量與溫室黃瓜番茄產(chǎn)量的研究中發(fā)現(xiàn)，高量供氮與傳統(tǒng)供氮會(huì)造成作物根層鹽分積累，降低了黃瓜番茄的根干質(zhì)量，影響其對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收，因此選擇適宜的施氮量尤為重要。邢英英等[19]在適宜春茬番茄施氮量的研究中得出，滴灌條件下，120 kg·hm-2的施氮量番茄的氮肥利用率最大。徐坤范等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，黃瓜的品質(zhì)指標(biāo)與施氮量存在一定關(guān)系。隨著施氮量的增加，黃瓜果實(shí)中的可溶性糖和維生素C的含量逐漸降低，可滴定酸和單寧逐漸增加，對(duì)黃瓜的風(fēng)味口感造成一定影響。張鵬等[21]發(fā)現(xiàn)，在鹽漬土上種植燕麥，通過(guò)適當(dāng)降低施氮量并不會(huì)造成作物產(chǎn)量下降，同時(shí)又可以降低土壤次生鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)。因此，在鹽漬土上種植作物，合理的施氮量對(duì)作物的生長(zhǎng)及環(huán)境保護(hù)有一定的現(xiàn)實(shí)意義。PERCIVAL等[22]發(fā)現(xiàn)葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)對(duì)植物耐鹽生理和耐鹽材料的選擇非常重要，通過(guò)對(duì)作物的光合作用和葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)的研究，人們可以從微觀(guān)層次更直觀(guān)地了解作物光合系統(tǒng)中光能利用效率、吸收率和轉(zhuǎn)換率。尹海龍等[23]研究氮鹽對(duì)甜菜功能影響中發(fā)現(xiàn)，在不同程度的鹽分環(huán)境下，施氮均能提高甜菜的PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率ΦPSⅡ、光化學(xué)猝滅系數(shù)qP等熒光參數(shù)，提高了甜菜對(duì)鹽漬環(huán)境的適應(yīng)性?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】考慮到作物需要通過(guò)追施肥料以補(bǔ)償作物從土壤中帶走的養(yǎng)分，從而保證土壤的可持續(xù)利用。通常情況下，不當(dāng)?shù)氖┯玫貢?huì)限制作物的生長(zhǎng)，主要是由于過(guò)量的氮素會(huì)與作物生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要的有機(jī)化合物結(jié)合，比如蛋白質(zhì)、激素和核酸等[24]。但對(duì)一些脅迫，如熱脅迫和鹽分脅迫等，加入一定量的氮素可很好地維持作物的生長(zhǎng)發(fā)育[25-26]，適當(dāng)施氮可提高作物光合能力，增加根重和根長(zhǎng)，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量[27]。因此，本研究采用氮鹽兩因素，一是用氮素調(diào)和鹽分脅迫，探究其中的相互作用規(guī)律；二是為了保證數(shù)據(jù)結(jié)論的可靠，避免單因素造成的局限性[28-29]?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究擬通過(guò)氮鹽兩因素試驗(yàn)探尋加工番茄熒光特性在氮鹽交互情況下的變化規(guī)律，確定加工品番茄達(dá)到最優(yōu)產(chǎn)量和品質(zhì)的合理施氮范圍和土壤含鹽量區(qū)間，為擴(kuò)大新疆加工番茄種植面積和鹽堿地種植加工番茄的合理施氮提供理論依據(jù)及技術(shù)途徑。

1 材料方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2017和2018年4—9月在現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基地暨石河子大學(xué)節(jié)水灌溉試驗(yàn)站（86°03′47″E，44°18′28″N）進(jìn)行。試驗(yàn)站地處中國(guó)準(zhǔn)噶爾盆地西南緣天山北麓中段，屬于溫帶大陸性氣候，年均日照時(shí)間達(dá)2 865 h。2017和2018年作物種植月份（5—8月）總降雨量和平均氣溫分別為81.8 mm、30.9℃和137.1 mm和30.0℃（圖1），多年平均降雨量為210 mm，＞10℃積溫為3 463.5 d·℃，＞15℃積溫為2 960.0 d·℃。

1.2 試驗(yàn)方法

圖1 2017—2018年氣象數(shù)據(jù)Fig.1 Weather data in 2017 and 2018

本研究選取新疆石河子市加工番茄的主栽品種3166為研究對(duì)象，于2017年和2018年的4—9月在石河子大學(xué)節(jié)水灌溉試驗(yàn)站開(kāi)展盆栽試驗(yàn)，試驗(yàn)用盆規(guī)格為0.60 m×0.55 m×0.45 m（盆頂高×頂部?jī)?nèi)徑×底部?jī)?nèi)徑），盆底已打孔，盆與盆之間并排布置，放于已挖好的50 cm深的試驗(yàn)用坑中。試驗(yàn)供試土樣分別取自新疆石河子市121團(tuán)場(chǎng)鹽堿地（土層平均含鹽量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.84 g·kg-1，土壤鹽化程度為鹽土，屬氯化物硫酸鹽類(lèi)）和石河子大學(xué)節(jié)水灌溉試驗(yàn)站（土層平均含鹽量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.15 g·kg-1，土壤鹽化程度為非鹽化土，類(lèi)型為壤土），經(jīng)過(guò)自然晾干、碾碎、過(guò)篩、去除碎石塊等工序，采用比重法測(cè)定土壤顆粒含量，環(huán)刀法測(cè)定土壤干容重，具體理化性質(zhì)見(jiàn)表1。將兩份供試土樣按不同比例摻混，配制為各個(gè)處理所需的鹽分梯度并均勻裝盆。

表1 土壤的基本理化性質(zhì)（0—40 cm土層均值）Table 1 Soil physical and chemical properties (0-40 cm average value)

土壤鹽分梯度根據(jù)羅家雄[30]的土壤鹽堿分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在2017年設(shè)計(jì)了4種含鹽量梯度：1.5、4.0、7.0、10.0 g·kg-1（分別為：常土，輕度、中度和重度鹽堿土），經(jīng)過(guò)一年試驗(yàn)研究，得知10.0 g·kg-1的土壤含鹽量對(duì)加工番茄的生長(zhǎng)生理指標(biāo)及產(chǎn)量品質(zhì)都有嚴(yán)重的抑制現(xiàn)象，極不利于加工番茄的種植，同時(shí)得出4.0 g·kg-1的處理與對(duì)照組相比各指標(biāo)無(wú)顯著差異，為了確定適宜加工番茄種植的土壤含鹽量范圍，所以在2018年試驗(yàn)設(shè)計(jì)中去除了10.0 g·kg-1的含鹽量處理，加入了5.0 g·kg-1的處理；2017年氮素共設(shè)4個(gè)處理，以當(dāng)?shù)胤N子培育機(jī)構(gòu)的農(nóng)藝要求，推薦131 kg·hm-2為對(duì)照組（記為N3），通過(guò)一年的試驗(yàn)研究得知在低氮處理下加工番茄對(duì)不同的土壤含鹽量的響應(yīng)存在差異，所以在2018年試驗(yàn)設(shè)計(jì)中增加不施氮處理，以進(jìn)一步分析確定加工番茄對(duì)低氮處理的響應(yīng)情況。

每盆種植加工番茄3株，株距30 cm，每盆均覆膜。試驗(yàn)用肥料分別為尿素（N：46.4%），磷酸一銨（P2O5：60.5%，N：12.0%）和氯化鉀（K2O：57.0%）。施肥量參照Z(yǔ)HANG等[31]，結(jié)合當(dāng)?shù)胤N子培育機(jī)構(gòu)的農(nóng)藝推薦，在整個(gè)生育期設(shè)計(jì)4個(gè)尿素水平，分別為：375 kg·hm-2（N：174 kg·hm-2）、300 kg·hm-2（N：139 kg·hm-2）、225 kg·hm-2（N：104 kg·hm-2）和150 kg·hm-2（N：69 kg·hm-2），磷酸一銨和氯化鉀均225 kg·hm-2（其中磷酸一銨中N：27 kg·hm-2），即本試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)氮素水平N1：201 kg·hm-2，N2：166 kg·hm-2，N3：131 kg·hm-2和N4：96 kg·hm-2（后換算為單盆施氮量以便精確控制及數(shù)據(jù)分析，以下分析數(shù)據(jù)均和以單盆施氮量為依據(jù)）。灌水量根據(jù)HANSON等[32]試驗(yàn)設(shè)計(jì)的灌溉量并結(jié)合石河子市當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)踐，定為：全生育期450 mm，使用醫(yī)用輸液管模擬滴頭以精確控制每桶水量，滴頭流量1.8 L·h-1，灌溉用水礦化度為0.78 g·h-1。全生育期灌水9次，施肥8次，肥隨水入，病蟲(chóng)害防治等其他農(nóng)藝措施與大田一致。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表2和表3。

1.3 測(cè)試項(xiàng)目及方法

1.3.1 葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定 于2017和2018年5—8月，分別在每個(gè)生育期選取已標(biāo)記的單株功能葉（第三枝從上往下數(shù)第三羽狀復(fù)葉的中部裂葉），采用PAM-2500便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x及2030-B葉夾（Walz，Germany）測(cè)量其葉綠素?zé)晒鈪?shù)。為使作物進(jìn)行完全的暗適應(yīng)，選擇在太陽(yáng)未升起前測(cè)量葉片在暗適應(yīng)下PSⅡ反應(yīng)中心處于完全開(kāi)放時(shí)的最小熒光產(chǎn)量（F0），隨后給一個(gè)強(qiáng)閃光（1 200 μmol·m-2·s-1，脈沖時(shí)間0.8 s）測(cè)得最大熒光產(chǎn)量（Fm），進(jìn)入白天測(cè)量前，先手動(dòng)輸入葉片相應(yīng)的Fm和F0，然后在光適應(yīng)狀態(tài)下測(cè)定穩(wěn)定熒光（F’）、光下最大熒光產(chǎn)量（Fm’）和最小熒光產(chǎn)量（F0’），計(jì)算PSⅡ最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、PSⅡ潛在活性（Fv/F0）、光化學(xué)猝滅系數(shù)（qP）、非光化學(xué)猝滅系數(shù)（NPQ）、實(shí)際光化學(xué)效率（ΦPSⅡ）、非光化學(xué)淬滅的量子產(chǎn)量Y（NO）等熒光參數(shù)[33]。

1.3.2 鮮果產(chǎn)量和品質(zhì) 加工番茄在進(jìn)入成熟期后，每7 d人工采收一次，每次采收時(shí)，產(chǎn)量指標(biāo)包括單盆總產(chǎn)量和單株重。

品質(zhì)指標(biāo)包括4個(gè)指標(biāo)?？扇苄怨绦挝铮河檬殖终凵鋬x（RHBO-90）測(cè)定[34]；Vc含量用分光光度計(jì)法測(cè)定[34]；可溶性糖采用直接滴定法（Lane-Eynon法）[35]；有機(jī)酸用酸堿滴定法測(cè)定[34]；根據(jù)可溶性糖和有機(jī)酸含量計(jì)算出糖酸比。

表2 2017—2018年灌水施肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 2 Irrigation and fertilizer design of 2017-2018

表3 土壤含鹽量梯度設(shè)計(jì)Table 3 Soil salt content gradient design

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

采用IBM SPSS Statistics 22進(jìn)行兩因素方差分析（Two-way ANOVA），采用Duncan模型進(jìn)行事后多重比較，以檢驗(yàn)不同處理間差異的顯著性，當(dāng)P≤0.05時(shí)，則認(rèn)為處理間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著差異，運(yùn)用歸一化法將產(chǎn)量和部分品質(zhì)數(shù)據(jù)影射到0—1范圍內(nèi)進(jìn)行處理。歸一化轉(zhuǎn)換函數(shù)如下：

式中，x*為函數(shù)所得值，min為樣本數(shù)據(jù)最小值，max為樣本數(shù)據(jù)最大值。

2 結(jié)果

2.1 加工番茄的熒光參數(shù)對(duì)施氮量和土壤含鹽量的響應(yīng)

圖2和圖3反映的是2017和2018年加工番茄熒光參數(shù)在氮素和土壤含鹽量共同作用下的變化規(guī)律。PSⅡ的最大光化學(xué)效率Fv/Fm主要受測(cè)量?jī)x器影響，本身的光化學(xué)效率變化不大，一片健康的葉片經(jīng)過(guò)正規(guī)的熒光檢測(cè)儀器充分的暗適應(yīng)后，F(xiàn)v/Fm值大約在0.8左右。通過(guò)2017和2018年的數(shù)據(jù)圖可以看出Fv/Fm各處理數(shù)值差距不大，但總體還是苗期最小，膨大期最大。通過(guò)實(shí)際光化學(xué)效率ΦPSⅡ和非光化學(xué)猝滅系數(shù)NPQ的3D圖能更好地闡明Fv/Fm的規(guī)律。2017和2018年ΦPSⅡ和NPQ的變化規(guī)律非常明顯，兩年變化基本一致，全生育期變化也是苗期最小，膨大期最大，成熟期也較小。隨著土壤鹽分含量的增大，各處理的數(shù)值顯著降低，鹽分主導(dǎo)程度大于氮素。在低鹽處理（CK和S1），N2處理數(shù)值最大，以2017年8月15日為例，ΦPSⅡ和NPQ的最大值分別為0.780和0.974，較最小值N3CK分別高了16.15%和9.44%；在中高鹽處理（S2、S3和SS3），N4處理數(shù)值最大，N1和N3處理數(shù)值均較小，以2017年8月15日為例，N4S2處理的兩個(gè)指標(biāo)最大，分別為0.591和0.853，較最小值的N1S2分別提高了84.94%和90.15%，2018年的SS2（5 g·kg-1）處理與SS3處理變化情況基本一致。在土壤含鹽量為低鹽情況下，中等偏高的施氮量有利于Fv/Fm、ΦPSⅡ和NPQ的提高，促進(jìn)加工番茄光合能力，而在中等偏高的土壤含鹽量情況下，低氮處理可以達(dá)到彌補(bǔ)過(guò)高的鹽分帶來(lái)的脅迫危害，雖然無(wú)法達(dá)到低鹽情況下的最優(yōu)值，但是差距在縮小，以2017年8月15日ΦPSⅡ值為例，N4S2處理較N2S1處理低了20.77%，同時(shí)N4S2處理遠(yuǎn)高于正常施氮的N3S2處理，效果還是比較明顯的。

圖2 2017年施氮量和土壤含鹽量對(duì)加工番茄熒光參數(shù)的影響Fig.2 Effects of nitrogen application rate and soil salinity on the fluorescence parameters of processed tomato in 2017

圖3 2018年施氮量和土壤含鹽量對(duì)加工番茄熒光參數(shù)的影響及熒光參數(shù)間的相互關(guān)系Fig.3 Effects of nitrogen application rate and soil salinity on the fluorescence parameters of processed tomato in 2018 and the correlations of the fluorescence parameters

2017和2018兩年的非光化學(xué)淬滅的量子產(chǎn)量Y（NO）的變化趨勢(shì)與其他指標(biāo)不同。在土壤低鹽區(qū)，苗期的Y（NO）最大，隨著生育時(shí)期的推進(jìn)，Y（NO）數(shù)值逐漸變小，但變化趨勢(shì)不大；在中高鹽區(qū)，Y（NO）隨著生育時(shí)期推進(jìn)逐漸增大，鹽脅迫反而促進(jìn)了Y（NO）的增長(zhǎng)，數(shù)值在土壤鹽分最大值處達(dá)到最大。在低鹽區(qū)，對(duì)照處理N3在數(shù)值上較其他處理最大，在中高鹽區(qū)，高氮處理N1和對(duì)照處理N3數(shù)值都較大，2018年的試驗(yàn)規(guī)律與2017年一致。通過(guò)圖3的熒光參數(shù)間的相關(guān)性可以得知，F(xiàn)v/Fm與ΦPSⅡ和NPQ呈線(xiàn)性正相關(guān)（R2=0.95和0.97），F(xiàn)v/Fm與Y（NO）呈線(xiàn)性負(fù)相關(guān)（R2=0.90），與試驗(yàn)得出規(guī)律一致。

2.2 加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)對(duì)氮素及土壤含鹽量的響應(yīng)

表4表明，加工番茄的鮮果產(chǎn)量總體趨勢(shì)是隨著土壤含鹽量的增大而減少的，鹽分越高，減產(chǎn)越嚴(yán)重，以正常施氮處理（N3）為例，2017年S1、S2和S3較CK處理分別增產(chǎn)1.30%、-60.17%和-61.90%，2018年S1、SS2和SS3較CK處理分別增產(chǎn)1.57%、-18.04%和-14.51%；由于存在氮素的交互作用，加工番茄產(chǎn)量并不是完全適用“鹽高產(chǎn)低”的規(guī)律。通過(guò)表4數(shù)據(jù)分析可知，在低鹽處理（CK和S1），兩年均是N2處理達(dá)到最高產(chǎn)量，N0、N1、N3和N4三者間無(wú)顯著性差異（P＞0.05），說(shuō)明并不是氮素水平越高，越有利于提高加工番茄產(chǎn)量；相比于低鹽處理，高鹽處理（S2、SS2、S3、SS3）對(duì)不同氮素水平下加工番茄鮮果產(chǎn)量的響應(yīng)更成為復(fù)雜：在高鹽條件下，加工番茄的鮮果產(chǎn)量在低氮處理（N4）要高于其他施氮處理，在高氮的N1處理產(chǎn)量最低，以2017年N4S3處理為例，其較N1S3、N2S3和N3S3產(chǎn)量分別提高了87.62%、74.34%和123.86%，2018年的N4SS3處理較N0、N1、N2和N3產(chǎn)量分別提高了13.95%、44.97%、31.02%和12.39%，但N0SS3處理的產(chǎn)量并未高于N4SS3處理的，說(shuō)明在低氮條件下，加工番茄的產(chǎn)量并不是一味的降低，過(guò)高的土壤含鹽量可能對(duì)加工番茄生長(zhǎng)所缺的氮素起到了一定的補(bǔ)充作用，進(jìn)而提高了加工番茄的產(chǎn)量，但這并不是意味著在土壤含鹽量較高的土地大量的減少氮素的施用可以促進(jìn)加工番茄的生長(zhǎng)，如果氮素施用量過(guò)少甚至不施氮素，加工番茄的產(chǎn)量也并不會(huì)高于施用一定氮素的產(chǎn)量，要想保證加工番茄的高產(chǎn)，最好還是在土壤處于低鹽區(qū)種植。

由表4可知，可溶性固形物、VC、可溶性糖、可滴定酸和糖酸比在不同氮素水平，相同土壤含鹽量水平下，數(shù)值間基本無(wú)顯著性差異（P＞0.05），這些品質(zhì)指標(biāo)受鹽分影響程度較大：可溶性固形物、VC和可溶性糖隨著土壤含鹽量的增大呈先增大后減小的趨勢(shì)，2018年由于去除了10 g·kg-1的土壤含鹽量，以上3個(gè)指標(biāo)呈逐漸增大趨勢(shì)，最大值基本都出現(xiàn)在S2和SS2處理處；可滴定酸兩年都隨著土壤含鹽量的增大而增大，通過(guò)可溶性糖和可滴定酸的計(jì)算可知，糖酸比在不同施氮水平下低鹽處理較高鹽處理更高，最大值基本都出現(xiàn)在S1處理，以2017年N2S1為例，分別高于N2CK、N2S2和N2S3處理6.19%、17.04%和101.11%，2018年N2S1較其他3個(gè)處理分別提高了3.10%、4.19%和32.29%，說(shuō)明土壤含鹽量越高，糖酸比越低，加工番茄風(fēng)味越差。通過(guò)雙因素方差分析可知，氮素對(duì)加工番茄品質(zhì)沒(méi)有土壤鹽分影響顯著，但對(duì)單一因素進(jìn)行主效應(yīng)分析可知N和S對(duì)加工番茄的品質(zhì)均有極顯著的影響（P＜0.01），二者交互情況下對(duì)加工番茄的品質(zhì)并沒(méi)有達(dá)到顯著影響（P＞0.05）。

2.3 加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)最優(yōu)區(qū)間的確定

可溶性固形物是可溶性糖、有機(jī)酸和果膠等多個(gè)品質(zhì)指標(biāo)共同表現(xiàn)的結(jié)果，它是決定番茄果實(shí)風(fēng)味的一個(gè)重要指標(biāo)[36-37]，提高可溶性固形物和可滴定酸的含量可以改善番茄的風(fēng)味[38]，糖酸比是由可溶性糖和可滴定酸綜合反映的一個(gè)果實(shí)風(fēng)味指標(biāo)，許多研究人員對(duì)番茄質(zhì)量進(jìn)行研究，強(qiáng)調(diào)了果實(shí)風(fēng)味在番茄質(zhì)量中的重要性[39-44]。所以作者在分析產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)時(shí)選擇了可溶性固形物和糖酸比兩個(gè)重要的番茄風(fēng)味指標(biāo)。由于鮮果產(chǎn)量、可溶性固形物和糖酸比難以同時(shí)達(dá)到最大值，且三者具有不同的量綱，無(wú)法進(jìn)行直接分析比較，所以作者先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了歸一化處理，再進(jìn)行分析研究，以確定施氮量和土壤含鹽量與加工番茄鮮果產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系（圖4），最終尋找出可以使得加工番茄鮮果產(chǎn)量、可溶性固形物和糖酸比均能達(dá)到的最優(yōu)的施氮量和土壤含鹽量區(qū)間（圖5）。

圖4是對(duì)兩年的產(chǎn)量、可溶性固形物和糖酸比進(jìn)行歸一化處理后，繪制的指標(biāo)與施氮量和土壤含鹽量之間的等值線(xiàn)圖。圖4中所有數(shù)據(jù)均是在[0,1]區(qū)間，0最差，1最優(yōu)，通過(guò)將每年的3幅圖進(jìn)行依次套疊，得到圖5。圖5中隱去了較差的數(shù)據(jù)點(diǎn)，保留了相對(duì)較優(yōu)的數(shù)據(jù)，由于對(duì)等值線(xiàn)圖進(jìn)行了相互套疊，較優(yōu)指標(biāo)間會(huì)存在三者互為相交的點(diǎn)，點(diǎn)和線(xiàn)所圍成的三角區(qū)域就是加工番茄產(chǎn)量、可溶性固形物和糖酸比均達(dá)到最優(yōu)值時(shí)的施氮量和土壤含鹽量的最合理區(qū)間。2017年得出的最優(yōu)區(qū)間為N：2.33—2.84 g/盆，S：4.82—5.58 g·kg-1，2018年的最優(yōu)區(qū)間為N：1.44—4.62 g/盆，S：3.57—4.69 g·kg-1，結(jié)合兩年所得區(qū)間范圍，最終確定達(dá)到相對(duì)最優(yōu)產(chǎn)量和最優(yōu)品質(zhì)的合理施氮量和土壤含鹽量范圍為N：2.33—2.84 g/盆，即N：98.12—119.60 kg·hm-2，S：3.57—5.58 g·kg-1。

表4 不同處理加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的變化情況Table 4 Changes in yield and quality of tomato treated with different treatments

圖4 2017—2018年加工番茄產(chǎn)量、可溶性固形物和糖酸比歸一化相對(duì)值Fig.4 The relative value of processed tomato yield, soluble solids and sugar to acid ratio in 2017-2018

圖5 基于相對(duì)最優(yōu)產(chǎn)和品質(zhì)的合理施氮和土壤含鹽量區(qū)間Fig.5 Rational nitrogen application and soil salt content interval based on relative optimal yield and quality

3 討論

在氮素和土壤鹽分共同作用下，加工番茄的葉綠素?zé)晒鈪?shù)及產(chǎn)量等多種指標(biāo)均存在復(fù)雜的變化規(guī)律。在同等氮素水平下，鹽分對(duì)加工番茄的熒光參數(shù)與產(chǎn)量指標(biāo)的促進(jìn)作用依次為S1處理＞CK處理＞S2（SS2）處理＞S3（SS3）處理，鹽分含量較低的S1處理對(duì)加工番茄各指標(biāo)的影響與對(duì)照組間無(wú)顯著差異，而當(dāng)土壤鹽分開(kāi)始增大，鹽分對(duì)加工番茄的影響逐漸明顯，尤其是在土壤鹽分含量達(dá)到10.0 g·kg-1時(shí)，加工番茄各指標(biāo)的抑制效果最為顯著，這與曾文治等[45]關(guān)于葵花的氮鹽交互研究的規(guī)律基本一致，楊鳳軍等[46]在研究番茄幼苗的試驗(yàn)過(guò)程中也有類(lèi)似的發(fā)現(xiàn)。在低鹽區(qū)中等偏高的N2處理對(duì)加工番茄熒光參數(shù)與產(chǎn)量指標(biāo)的促進(jìn)作用較其他處理最大，在中高鹽區(qū)低氮處理N4對(duì)加工番茄熒光參數(shù)與產(chǎn)量指標(biāo)的促進(jìn)作用較其他處理最大（與對(duì)照組差距最?。?，這是因?yàn)樵邴}漬化土地上過(guò)量的施用氮素會(huì)對(duì)作物的品質(zhì)、產(chǎn)量造成不利的影響[47]。

加工番茄的鮮果產(chǎn)量總體是隨著土壤含鹽量的增大而減小的[48]，CAMPOS等[49]在研究加工番茄產(chǎn)量時(shí)也得出類(lèi)似結(jié)論。但由于存在氮素的交互作用，并不是所有處理的番茄產(chǎn)量都呈現(xiàn)“鹽高產(chǎn)低”的規(guī)律。在以CK和S1處理為代表的低鹽條件下，加工番茄基本都在中等偏高的氮素水平下（N2）達(dá)到最大產(chǎn)量，而在高鹽處理?xiàng)l件下，低氮（N4）處理的產(chǎn)量要高于其他施氮處理，由于不施氮的產(chǎn)量并未高于較少量施氮的處理，也就是說(shuō)，當(dāng)種植區(qū)土壤鹽漬化程度偏低，適當(dāng)增加氮素施用量可以促進(jìn)加工番茄的生長(zhǎng)；若鹽漬化程度偏高，可以通過(guò)減少氮素施用量以保證加工番茄的生長(zhǎng)，最大程度的趨近正常水平。

本研究中可溶性固形物、VC、可溶性糖和可滴定酸是隨著土壤含鹽量的增大逐漸增大，在其他的研究中也有類(lèi)似的規(guī)律[50-54]?？偪扇苄怨绦挝锖颗c可滴定酸隨著鹽度的增加呈線(xiàn)性增大的規(guī)律與CORNISH[55]、PETERSEN等[56]和TUZEL等[57]的研究結(jié)論基本一致，CAMPOS等[49]在研究加工番茄品質(zhì)時(shí)也得出土壤鹽分會(huì)使產(chǎn)量降低，但可溶性固形物和可滴定酸含量卻增加的類(lèi)似結(jié)論。但本研究發(fā)現(xiàn)，可溶性固形物、VC、可溶性糖并不是隨鹽分含量的增加而一直增加的，當(dāng)鹽分含量達(dá)到過(guò)高的水平時(shí)（10 g·kg-1），這3個(gè)指標(biāo)開(kāi)始降低，在中等偏高的鹽分水平（7 g·kg-1）處達(dá)到最大值。糖酸比是可溶性糖和有機(jī)酸的綜合反映指標(biāo)，最高的糖酸比基本都出現(xiàn)在低鹽（4 g·kg-1）處理，土壤的鹽分含量還是最重要的品質(zhì)影響因素。通過(guò)將加工番茄的鮮果產(chǎn)量和最重要的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行歸一化和等值線(xiàn)圖的套疊，進(jìn)而得出能使加工番茄達(dá)到最優(yōu)的鮮果產(chǎn)量、最高的可溶性固形物和糖酸比的最合理的施氮量和土壤含鹽量區(qū)間。

4 結(jié)論

在氮素和土壤鹽分共同作用下，加工番茄的葉綠素?zé)晒鈪?shù)及產(chǎn)量受土壤鹽分的主導(dǎo)作用較氮素強(qiáng)，在不同的土壤含鹽量水平下，氮素對(duì)加工番茄的影響規(guī)律不盡相同。可溶性固形物、VC、可溶性糖和可滴定酸都是隨著土壤含鹽量的增大逐漸增大。在低鹽區(qū)中等偏高的施氮處理（166 kg·hm-2）對(duì)加工番茄生理與產(chǎn)量指標(biāo)的促進(jìn)作用最大；在中高鹽區(qū)低氮處理（96 kg·hm-2）對(duì)加工番茄生理與產(chǎn)量指標(biāo)的促進(jìn)作用最大，使產(chǎn)量最大化。加工番茄達(dá)到最優(yōu)的鮮果產(chǎn)量、最高的可溶性固形物和糖酸比的最合理施氮量和土壤含鹽量區(qū)間為N：98.12—119.60 kg·hm-2，S：3.57—5.58 g·kg-1。