不同水肥管理對(duì)番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

王艷丹，方海東，李建查，張明忠，岳學(xué)文，張 雷，潘志賢，李 坤，史亮濤

（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，云南元謀651399；2元謀干熱河谷植物園，云南元謀651399；3云南省水利水電科學(xué)研究院，昆明650228）

0 引言

中國(guó)是世界上使用氮肥最多的國(guó)家，年施用量幾乎占全世界總用量的30%[1]。水資源短缺是世界性的問題，水資源的嚴(yán)重匱乏已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，投入最多的是水分和肥料，合理的灌水施肥不僅可以提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入[2]；而不科學(xué)的水肥管理模式往往會(huì)造成水資源浪費(fèi)及肥料利用率低下，破壞生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。雖然根系吸收水分和養(yǎng)分分別是2個(gè)獨(dú)立的過程，但是由于水分有效性影響著整個(gè)土壤微生物、物理以及植物生理過程，使得土壤水分和養(yǎng)分密切而復(fù)雜地聯(lián)系在一起[3]。水分和養(yǎng)分作為作物生長(zhǎng)發(fā)育的必要因素，對(duì)作物的生長(zhǎng)作用是既相互促進(jìn)又相互制約[2，4-8]。水分不足抑制了植物根系的生長(zhǎng)，降低了根系的吸收面積和吸收能力，木質(zhì)部液流粘滯性增大，從而降低了養(yǎng)分的吸收和運(yùn)輸[9]；而施肥能提高土壤水分利用效率和保水力，提供植株更多的有效水[10-11]。合理控制水肥用量，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中水分和養(yǎng)分的管理水平，對(duì)指導(dǎo)作物的生產(chǎn)具有重要的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義。

番茄(Solanum lycopersicum)是一種經(jīng)濟(jì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的茄果類蔬菜作物，也是設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中種植面積和產(chǎn)值最大的作物之一。番茄由于果實(shí)采收期較長(zhǎng)、產(chǎn)量高以及土壤養(yǎng)分移出量大，需要充足的養(yǎng)分供應(yīng)，生產(chǎn)中盲目增施化肥以獲得高產(chǎn)成為了一種普遍現(xiàn)象[12-13]。番茄實(shí)際生產(chǎn)中，合適的水肥用量可以促進(jìn)番茄生長(zhǎng)，從而起到增產(chǎn)的效果，如果控制不好水肥比，可能會(huì)造成番茄植株徒長(zhǎng)，大大降低番茄產(chǎn)量[14]。當(dāng)前，水肥耦合的研究主要集中于以番茄產(chǎn)量為目標(biāo)的水肥耦合研究上[14-15]，以品質(zhì)尤其是綜合品質(zhì)為目標(biāo)進(jìn)行的研究較少[2]。因此，綜合研究水、肥對(duì)番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，合理降低肥料用量和提高水分、肥料利用率，對(duì)番茄的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)、環(huán)境安全及農(nóng)民增收均具有重要意義。

干熱河谷地區(qū)水資源嚴(yán)重缺乏，地域和季節(jié)分布不均衡，嚴(yán)重制約了地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。干旱問題是制約作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的主要逆境因素之一。因此，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究，不僅能解決水資源短缺的問題，而且是保證農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本出路[9]。而水肥耦合研究一直是節(jié)水技術(shù)研究的重要方面。重視水肥結(jié)合，提高水肥對(duì)土壤肥力、作物產(chǎn)量效應(yīng)，是解決半干旱區(qū)種植業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要前提和基礎(chǔ)[16]。于亞軍等[17]認(rèn)為在建立水肥耦合效應(yīng)模型時(shí)，應(yīng)當(dāng)重視選用田間試驗(yàn)。筆者通過大田試驗(yàn)，分析探討不同水肥耦合模式對(duì)番茄的質(zhì)量和產(chǎn)量的影響，以期為元謀干熱河谷地區(qū)番茄作物的水、肥精量調(diào)控和水肥灌溉制度的優(yōu)選提供一定借鑒和參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年7—12月在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所灌溉實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行。該試驗(yàn)地位于云南省楚雄彝族自治州元謀縣(25°41′30″N，101°52′36″E)，屬于典型的南亞熱帶季風(fēng)河谷干熱氣候區(qū)，海拔為1169.0 m，年平均降雨量613.8 mm，年平均氣溫21.9℃。土壤類型為微酸性的燥紅土。

供試作物為番茄，選用當(dāng)?shù)刂髟缘姆哑贩N‘拉比’。番茄以露地種植為主，栽培方式為傳統(tǒng)的畦栽，每畦2行，行距50 cm，株距40 cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究采用隨機(jī)區(qū)組裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)面積為12 m×2.5 m，分別設(shè)置3個(gè)灌溉梯度，每個(gè)灌溉梯度內(nèi)設(shè)置4個(gè)氮肥梯度試驗(yàn)，共12個(gè)試驗(yàn)處理。小區(qū)之間用塑料薄膜縱向隔開，防止處理間肥水側(cè)滲。除氮素處理和灌溉條件不同外，各小區(qū)番茄種植的除草、除蟲、農(nóng)藥噴施及常規(guī)田間管理等措施均相同。

灌溉方式采用滴灌處理，施肥方式為水肥一體化，將每個(gè)處理所需肥量準(zhǔn)確稱量后，溶于水中，通過滴灌管路直接送達(dá)番茄根系附近。3種不同灌溉梯度分別為：（1）W1，按農(nóng)戶傳統(tǒng)灌溉方式進(jìn)行灌水，在無降水條件下每隔5天灌水1次，每次灌水2 h；（2）W2，按照土壤墑情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行灌水，當(dāng)土壤含水率達(dá)田間持水率的55%時(shí)進(jìn)行灌水，灌溉上限為田持的90%；（3）W3，按照土壤墑情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行灌水，當(dāng)土壤含水率達(dá)田間持水率的70%時(shí)進(jìn)行灌水，灌溉上限為田持的90%。

在整地期施入底肥，追肥在苗期、花期和結(jié)果期按一定比例分期施入。各試驗(yàn)處理小區(qū)施用的底肥均為復(fù)合肥(N:P2O5:K2O=17:17:17)，復(fù)合肥施肥量為900 kg/hm2；追肥的氮肥均為尿素，按照尿素梯度施入，純N量按照46%進(jìn)行計(jì)算。4種不同氮肥梯度分別為：（1）N1，純氮施入總量為150 kg/hm2；（2）N2，純氮施入總量為180 kg/hm2；（3）N3，純氮施入總量為210 kg/hm2；（4）N4，純氮施入總量為240 kg/hm2。磷肥和鉀肥施用量在每個(gè)小區(qū)均相同，其中磷肥類型為KH2PO4，施P量為150 kg/hm2，鉀肥類型為K2SO4（氧化鉀含量50%），施K量為150 kg/hm2。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 番茄果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定 在第二穗番茄成熟期，分別在每個(gè)小區(qū)的前、中、后3個(gè)等距離點(diǎn)取樣，隨機(jī)選取大小和色澤基本一致的12個(gè)果實(shí)進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。番茄的亮度用感官進(jìn)行評(píng)價(jià)。用游標(biāo)卡尺量取番茄的果實(shí)縱徑、橫徑、木栓化和果梗洼大小，參照《番茄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[18]進(jìn)行測(cè)定。用測(cè)糖儀（型號(hào)PAL-1，日本ATAGO生產(chǎn)）測(cè)定可溶性糖含量，用pH試紙進(jìn)行pH值速測(cè)。

1.3.2 番茄果實(shí)產(chǎn)量的測(cè)定 2016年10月開始采摘，12月結(jié)束。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選擇4株番茄，從采收初期至采收末期，計(jì)算單株產(chǎn)量。通過累積單株產(chǎn)量，計(jì)算不同水肥條件下的番茄產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析

用SPSS 20.0對(duì)不同灌溉條件和氮肥處理下的番茄品質(zhì)、產(chǎn)量特征進(jìn)行二因素方差分析，不同處理間的多重比較采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水肥管理?xiàng)l件下番茄果實(shí)品質(zhì)的變化

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，W1的灌溉定額為4222.95 m3/hm2，W2的灌溉定額為3771.98 m3/hm2，W3的灌溉定額為3224.23 m3/hm2。在W1灌溉條件下，N3施肥量的番茄果橫徑顯著大于N1組(P＜0.05)，其余品質(zhì)特征氮肥處理間沒有顯著性差異（P＞0.05，表1）。在W2灌溉條件下，N1施氮量產(chǎn)出的番茄果梗洼顯著大于增氮組N2、N3、N4(P＜0.05)，其余品質(zhì)特征氮肥處理間沒有顯著性差異（P＞0.05，表1）。在W3灌溉條件下，氮肥施用量的增加對(duì)番茄亮度、果實(shí)橫縱徑的商品屬性以及木栓化程度、糖度等風(fēng)味特征均未產(chǎn)生顯著的影響（P＞0.05，表1）。

在相同的氮素施用水平下，灌水量的變化不同程度地影響了番茄的品質(zhì)。N1施氮條件下，隨灌水量的增加番茄的亮度顯著增加(P＜0.05)，因此為提高番茄的亮度，應(yīng)當(dāng)避免低水低肥的使用；N1W2模式下產(chǎn)出的番茄的木栓化程度最?。≒＜0.05，表1）。N2施氮條件下，W2灌溉條件下的番茄果縱徑顯著大于W1和W3模式（P＜0.05，表1）。N3施氮條件下，傳統(tǒng)灌溉模式的番茄果橫徑顯著大于節(jié)水模式W2(P＜0.05)，與節(jié)水模式W3間差異不顯著(P＞0.05)；番茄可溶性糖含量隨灌水量的減少而增加(P＜0.05，表1)。N4施氮條件下，不同灌溉條件未對(duì)番茄的品質(zhì)產(chǎn)生顯著性影響（P＞0.05，表1）。

不同灌溉條件對(duì)番茄果實(shí)亮度和可溶性糖含量產(chǎn)生顯著影響(P＜0.05)，氮肥梯度和水肥交互作用均未對(duì)番茄果實(shí)商品屬性及風(fēng)味特征性狀產(chǎn)生顯著影響（P＞0.05，表2）。為提高番茄的外觀和口感，主要進(jìn)行水分因子的調(diào)控，由表1可知中等的灌水條件對(duì)番茄的品質(zhì)更有利。

2.2 不同水肥管理?xiàng)l件下番茄果實(shí)產(chǎn)量的變化

2.2.1 番茄初次單株產(chǎn)量的變化 在傳統(tǒng)高水灌溉模式W1下，不同氮肥施用量顯著影響番茄的成熟個(gè)數(shù)、成熟比例和成熟單果重(P＜0.05)，高水高肥W1N4模式下番茄成熟個(gè)數(shù)和比例較少，但更有利于產(chǎn)出大果（表3）。在中水灌溉W2模式下，增加氮肥施用量反而減少番茄初次成熟的果實(shí)數(shù)（P＜0.05，表3）。低灌W3條件下，避免低水低氮水平組合，此時(shí)產(chǎn)出的番茄單果最小，造成單株產(chǎn)量（成熟總重）較低（表3）。

表1 不同水肥條件對(duì)番茄果實(shí)性狀的影響

表2 灌溉條件×氮肥添加二因素對(duì)番茄質(zhì)量性狀影響的顯著性檢驗(yàn)（F值）

表3 不同水肥條件對(duì)番茄初次單株產(chǎn)量的影響

N1氮素水平時(shí)，W2灌水量的果實(shí)數(shù)、成熟個(gè)數(shù)、成熟總重和單果重均顯著大于W1和W3灌水模式（P＜0.05，表3）。N2氮素水平時(shí)，除了單果重差異不顯著外(P＞0.05)，其余單株產(chǎn)量指標(biāo)均是W2大于W1，大于W3（P＜0.05，表3）。N3和N4氮素水平時(shí)，W2灌溉梯度下的番茄果實(shí)數(shù)、成熟個(gè)數(shù)和成熟總重大于W3，大于W1(P＜0.05)，成熟比例和成熟單果重在不同灌水措施間差異不顯著（P＞0.05，表3）。

灌溉管理會(huì)對(duì)番茄初次形成產(chǎn)量時(shí)果實(shí)總個(gè)數(shù)、成熟個(gè)數(shù)、成熟總重造成極顯著影響(P＜0.01)，氮肥添加顯著影響成熟比例和成熟單果重（P＜0.05，表4）。說明水分條件主要控制番茄的果實(shí)數(shù)、成熟個(gè)數(shù)和產(chǎn)量，而氮肥條件主要控制番茄的果實(shí)大小。這在生產(chǎn)實(shí)踐中非常具有指導(dǎo)意義，農(nóng)戶想要獲得更高的產(chǎn)量就需要精準(zhǔn)控制灌溉量，想要獲得更大的番茄果實(shí)就要精準(zhǔn)控制化肥施用量。灌溉管理×氮肥添加間的交互作用仍然對(duì)番茄初次形成產(chǎn)量特征不產(chǎn)生顯著影響（P＞0.05，表4）。

由表3可以看出，中水灌溉W2措施下的番茄果實(shí)總數(shù)、成熟個(gè)數(shù)最多，番茄的單果大小比較均勻，單果重約為142.07 g，其產(chǎn)量均比較高；在W2灌水下，增加施氮量并未增加番茄的大小和初產(chǎn)量，反而降低了番茄的果實(shí)數(shù)，因此N1施氮量即可實(shí)現(xiàn)較好的番茄產(chǎn)量。雖然水肥耦合作用沒有產(chǎn)生顯著效果，但是綜合考慮水分和肥料2個(gè)因素，W2N1是最佳的水肥組合。

2.2.2 番茄總產(chǎn)量的變化 W1灌溉條件下在不同氮素添加間番茄的第三次產(chǎn)量產(chǎn)生顯著差異(P＜0.05)，在高水灌溉條件下應(yīng)當(dāng)避免W1N3組合的出現(xiàn)，其總產(chǎn)量最低（表5）。W2灌溉條件下不同氮素添加對(duì)番茄的各次產(chǎn)量和總產(chǎn)量均沒有產(chǎn)生顯著性影響（P＞0.05，表5）。W3灌溉條件下不同氮肥施用量會(huì)對(duì)番茄第一次產(chǎn)量和總產(chǎn)量有顯著影響（P＜0.05，表5）。相較而言，W2灌溉條件下番茄的分次產(chǎn)量和總產(chǎn)量均較高（表5），說明相對(duì)適中的灌溉量能夠增加番茄的產(chǎn)量，這對(duì)番茄生產(chǎn)管理是實(shí)用的；但是在中水灌溉的條件下，增加氮肥的施用量并沒有造成番茄分次產(chǎn)量和總產(chǎn)量的差異（P＞0.05，表5），考慮食品安全性和生態(tài)環(huán)保性，應(yīng)當(dāng)選擇低氮量進(jìn)行施肥。因此W2N1組合對(duì)提高番茄產(chǎn)量最有效。

表4 灌溉條件×氮肥添加二因素對(duì)番茄初次單株產(chǎn)量影響的顯著性檢驗(yàn)（F值）

在相同的氮素添加條件下，比較不同灌溉條件間的番茄產(chǎn)量差異（表5）發(fā)現(xiàn)，在N1水平，W2灌水的初次產(chǎn)量顯著高于W1和W3(P＜0.05)；在N2水平，W2灌水的初次產(chǎn)量和總產(chǎn)量均顯著高于W1和W3(P＜0.05)；在N3和N4水平，番茄節(jié)水灌溉組的初次產(chǎn)量、第三次產(chǎn)量和總產(chǎn)量均大于傳統(tǒng)灌溉(P＜0.05)。因此在較低施氮量，不同灌水量主要影響番茄的第一次產(chǎn)量，進(jìn)而影響番茄總產(chǎn)量；而在較高施氮量時(shí)，不同灌溉量通過影響番茄第一、第三次產(chǎn)量造成總產(chǎn)量的差異。這種差異說明在番茄種植后期增施氮肥一定程度上可以增加采收末期的產(chǎn)量。

從番茄的采收初期至采收末期的累積產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)（表5）看出，W1灌溉條件在采收中期產(chǎn)量最高，W2灌溉條件番茄在各時(shí)期的采收數(shù)量相當(dāng)，維持在33.17 t/hm2左右，W3灌溉條件主要在采收末期產(chǎn)量最高。說明不同土壤水分含量會(huì)對(duì)番茄生產(chǎn)的時(shí)期造成影響，干燥及較濕的土壤環(huán)境會(huì)導(dǎo)致番茄生產(chǎn)有一個(gè)主產(chǎn)期，并且主產(chǎn)期時(shí)間靠后；而相對(duì)適中的灌溉量能使番茄產(chǎn)量在每一個(gè)時(shí)期都保持均衡的水平，使總產(chǎn)量有較大提升。

表5 不同水肥條件對(duì)番茄總產(chǎn)量的影響 t/hm2

灌溉條件對(duì)番茄第一次、第三次產(chǎn)量和總產(chǎn)量均造成極顯著影響(P＜0.01)，施肥梯度對(duì)番茄的第三次產(chǎn)量造成顯著影響(P＜0.05)，灌溉管理×氮肥添加間的交互作用未對(duì)番茄初次形成產(chǎn)量特征產(chǎn)生顯著影響（P＞0.05，表6）。灌溉條件主要調(diào)控番茄的初次、第三次產(chǎn)量，進(jìn)而顯著影響番茄的總產(chǎn)量；而施肥梯度主要對(duì)番茄的第三次產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)控。在番茄實(shí)際生產(chǎn)中，初次采收前期應(yīng)當(dāng)合理調(diào)控水分管理，優(yōu)選中水灌溉模式，采收后期適當(dāng)增加施肥量一定程度上可以增加第三次產(chǎn)量，最終獲得高產(chǎn)。

表6 灌溉條件×氮肥添加二因素對(duì)番茄總產(chǎn)量影響的顯著性檢驗(yàn)（F值）

3 討論

3.1 不同灌溉條件、不同氮肥處理對(duì)番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

干熱河谷氣候條件下，W1、W2和W33種灌溉條件形成由高到低的灌水梯度，不同灌溉條件對(duì)番茄的商品屬性、風(fēng)味特征等產(chǎn)生不同程度的影響（表1）。本研究中，灌水量增加可以提高番茄的亮度（表1），灌溉定額最高的傳統(tǒng)灌溉方式，可有效提高番茄光澤度，導(dǎo)致番茄果實(shí)更鮮艷，進(jìn)而提高其商品屬性；但傳統(tǒng)灌溉方式產(chǎn)出的番茄可溶性糖含量少。綜合考慮各品質(zhì)指標(biāo)的變化，在傳統(tǒng)模式下適當(dāng)減少灌溉量，選擇中等灌水條件，番茄的亮度和可溶性糖含量適中，品質(zhì)較好。不同水分條件對(duì)番茄初次形成產(chǎn)量時(shí)的果實(shí)數(shù)、成熟果實(shí)數(shù)和初產(chǎn)量影響顯著（表4），土壤含水率為田持的55%～90%產(chǎn)出相對(duì)較多的果實(shí)個(gè)數(shù)及成熟個(gè)數(shù)（表3），研究表明在一定時(shí)期適度的水分虧缺有助于提高作物產(chǎn)量和水分利用效率[19-21]。并且從番茄的生產(chǎn)時(shí)期看，相對(duì)適中的灌溉量在每一個(gè)采摘時(shí)期產(chǎn)量均衡，最終使得總產(chǎn)量最高（表5），總體經(jīng)濟(jì)效益增加。因此，元謀干熱河谷種植番茄可以在傳統(tǒng)灌溉方式加以改進(jìn)，適當(dāng)減少灌水量，當(dāng)土壤含水率達(dá)田間持水率的55%～90%時(shí)進(jìn)行灌溉。

不同氮肥梯度未對(duì)番茄的品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響（表2），但對(duì)番茄初產(chǎn)的單果重有顯著影響（表4）。在水分充足的傳統(tǒng)灌溉方式中，增加氮肥施用量，番茄果實(shí)大小明顯增加，但是產(chǎn)量不高；中等灌水量產(chǎn)出的番茄大小比較均勻，單果重大于140 g（表3）。中等灌水量在保持土壤含水量為田持的55%～90%的條件下，增加氮肥施用量，并沒有造成單果大小的差異（表3），因此從農(nóng)業(yè)種植減肥減藥政策的執(zhí)行角度看，施用較低的150 kg/hm2氮肥，就可以保證番茄單果大小處于中等水平，產(chǎn)量較高。

綜合考慮上述灌溉方式和氮肥施用量，在金沙江干熱河谷種植番茄，W2N1是最佳的水肥組合，即“保持土壤含水量為田持55%～90%的灌溉方式+150 kg/hm2施氮量”組合。此種條件下番茄品質(zhì)方面，在保證番茄的亮度和甜度的同時(shí)，還有利于減少木栓化的形成；對(duì)產(chǎn)量而言，可以產(chǎn)出較多的果實(shí)個(gè)數(shù)及成熟個(gè)數(shù)，形成的單果大小適中，并且在每一個(gè)生產(chǎn)時(shí)期的產(chǎn)量相當(dāng)，從而相應(yīng)地提高番茄初次產(chǎn)量和總產(chǎn)量。從不同采摘時(shí)期看，灌溉條件在初次和第三次產(chǎn)量發(fā)揮作用，氮肥在第三次產(chǎn)量時(shí)發(fā)揮作用（表6）。因此，在番茄采摘初期，農(nóng)戶更應(yīng)該注意合理調(diào)控灌溉量，優(yōu)選中水灌溉，可以增加番茄的果實(shí)數(shù)和成熟個(gè)數(shù)，提高番茄總產(chǎn)量；在番茄采摘后期，控制水分的同時(shí)，適當(dāng)增加追肥量對(duì)產(chǎn)量的提升有一定幫助。

3.2 水肥耦合作用對(duì)番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

關(guān)于水肥耦合對(duì)植物品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，前人研究較多，但未有定論。有研究認(rèn)為高肥高水耦合處理可以提高植物的品質(zhì)和產(chǎn)量[22-24]；也有研究者認(rèn)為，中肥中水才是理想的水肥耦合處理模式。因此，在農(nóng)業(yè)實(shí)踐中，只有合理的水肥耦合模式，才能真正發(fā)揮水肥耦合的協(xié)同作用，既提高水肥利用率，又保證作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)[25]。本研究中的灌溉條件×氮肥添加產(chǎn)生的交互作用對(duì)番茄的品質(zhì)（表2）和產(chǎn)量（表4和表6）均無顯著性影響(P＞0.05)，即水肥無耦合效應(yīng)。研究表明，當(dāng)相對(duì)含水量達(dá)80%時(shí)，肥水交互作用屬于順序加和性類型(sequentalially additive type，SA)[26]，此時(shí)水肥2個(gè)或2個(gè)以上體系的作用既沒有相互促進(jìn)，也沒有抑制，簡(jiǎn)單地等于各自體系效應(yīng)之和[25]。此外，王新等[27]認(rèn)為水肥耦合存在閾值反應(yīng)，高于閾值增產(chǎn)作用不大，而低于閾值增加水肥投入增產(chǎn)效果明顯，推測(cè)本研究中的水肥耦合效應(yīng)高于了此閾值。

雖然氮和水之間交互效應(yīng)不顯著，但是從表2、表4和表6不難看出，水分和肥料對(duì)番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量影響有很大的差別，水分灌溉管理對(duì)番茄果實(shí)的品質(zhì)特征和產(chǎn)量影響較大，起到主導(dǎo)作用，而氮肥的作用較小。這與杜清潔等[2]和陳碧華等[28]的研究結(jié)果一致，水分對(duì)番茄產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大于肥料，因?yàn)橹参飳?duì)養(yǎng)分的吸收、運(yùn)輸和利用都依賴于土壤水分，土壤的水分狀況在很大程度上決定著肥料的合理用量[29]，適當(dāng)多一些的水分可使元素向根表遷移加快吸收。因此，在水肥相互配合施用的過程中，要適當(dāng)發(fā)揮水分的增產(chǎn)作用，促進(jìn)水分將肥料直接輸送到作物的根部。本試驗(yàn)是在露天進(jìn)行的灌溉試驗(yàn)，受降雨量和蒸發(fā)量影響較大，研究表明降雨量低于200 mm時(shí)，作物的生物量主要受水分供應(yīng)的限制，降雨量在200～400 mm范圍內(nèi)，作物的生物量主要受氮素供應(yīng)的限制[30]。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，番茄種植全期的降雨總量為333.70 mm，而干熱河谷地區(qū)蒸發(fā)量長(zhǎng)期大于降雨量，通過徑流進(jìn)入土壤的水分大大減少，因此更易受到水分供應(yīng)的影響。氮素對(duì)番茄的品質(zhì)沒有顯著影響（表2），對(duì)番茄的果實(shí)大?。ū?）和采收后期產(chǎn)量（表6）有一定影響，長(zhǎng)期以來國(guó)內(nèi)番茄傳統(tǒng)生產(chǎn)模式有過量施肥的現(xiàn)象[31]，推測(cè)是本區(qū)域番茄生產(chǎn)存在氮肥使用過量的情況。每年有大量化肥施入土壤，土壤中氮富余，所以施入不同氮肥后處理間差異不太顯著，這也可能是造成水肥耦合效應(yīng)不顯著的原因。

盲目增施化肥以獲得高產(chǎn)是農(nóng)作系統(tǒng)普遍存在的現(xiàn)象，綠色環(huán)保理念對(duì)以元謀為代表的熱區(qū)特色農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)提出了更高的“減肥減藥”要求，在保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，減少化肥施用量是實(shí)現(xiàn)熱區(qū)綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要措施。元謀縣是著名的“冬早蔬菜之鄉(xiāng)”，2015年全縣累計(jì)發(fā)展冬早蔬菜種植1.18萬hm2，外銷蔬菜首次突破10億元[32]。元謀是半干旱區(qū)，降雨量較少，農(nóng)作物用水主要來源于灌溉；化肥是一項(xiàng)重要的農(nóng)業(yè)投入品和資源依賴品，在元謀縣化肥的使用成本約占農(nóng)業(yè)投入品總成本的40%，降低化肥用量，提高肥料的利用率，可以起到節(jié)本增效、農(nóng)戶增收的作用。因此，建議在元謀干熱河谷地區(qū)選擇“保持土壤含水量為田持55%～90%的灌溉方式+150 kg/hm2施氮量”的水肥管理方式，在保證番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量的同時(shí)，還節(jié)約了農(nóng)業(yè)用水，減少了氮肥使用量。但是，在控氮過程中，其他磷鉀等元素均在添加，而各種養(yǎng)分之間存在協(xié)同作用對(duì)質(zhì)量和產(chǎn)量影響的機(jī)制尚不明確，本研究不能區(qū)分氮素對(duì)番茄質(zhì)量和產(chǎn)量的直接作用和氮素與其他養(yǎng)分之間協(xié)同作用對(duì)番茄質(zhì)量和產(chǎn)量的間接作用。水肥耦合是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)制，產(chǎn)量和質(zhì)量是物種對(duì)環(huán)境條件、水肥耦合等多種農(nóng)作措施綜合因素的反映，因此進(jìn)一步設(shè)計(jì)控制、半控制試驗(yàn)，對(duì)水肥耦合條件下番茄產(chǎn)量和質(zhì)量影響機(jī)制進(jìn)行研究，提高干熱區(qū)特色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的精準(zhǔn)施肥管理能力，是未來熱區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的努力方向。

4 結(jié)論

（1）在傳統(tǒng)模式下適當(dāng)減少灌溉量，選擇中等灌水條件，控制土壤含水率為田持的55%～90%，番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量最佳。

（2）增施氮肥并沒有顯著增加番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量，低施氮量(150 kg/hm2)即可保證番茄具有較好的品質(zhì)和產(chǎn)量。

（3）W2N1是元謀干熱河谷番茄種植的最佳水肥組合，在保證番茄的亮度和甜度的同時(shí)，有利于減少木栓化的形成；產(chǎn)出的果實(shí)數(shù)和成熟果實(shí)數(shù)較多，單果大小適中，而且每一個(gè)生產(chǎn)時(shí)期的產(chǎn)量均衡，從而提高了總產(chǎn)量。

（4）水肥的交互效應(yīng)對(duì)番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量未產(chǎn)生明顯影響(P＞0.05)，但是水分對(duì)番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響大于氮肥。

（5）在番茄實(shí)際生產(chǎn)中，初次采收前期應(yīng)當(dāng)合理調(diào)控水分因子，可以增加番茄果實(shí)數(shù)和成熟個(gè)數(shù)，提高初產(chǎn)量，分施低肥但在采收后期應(yīng)適當(dāng)增加施氮量，可以增加第三次產(chǎn)量。