施肥對土壤鉀素有效性及番茄產(chǎn)量品質(zhì)影響的研究

任如冰，聶茹霞，陳小文，魏 平，高莉平

（北京中農(nóng)富通園藝有限公司，北京海淀 100083）

鉀是作物生長必需的三大營養(yǎng)元素之一,番茄是喜鉀作物。鉀直接或間接參與植物體中進(jìn)行的一系列生物化學(xué)反應(yīng)及主要的生長過程。土壤是番茄生長發(fā)育過程中鉀素營養(yǎng)的主要來源，在番茄生長過程中，土壤的供鉀能力與植株能否獲得足夠的鉀來維持作物的正常生長是密切相關(guān)的；而土壤的供鉀能力是土壤生態(tài)條件、土壤中各形態(tài)的鉀素含量、土壤鉀素的轉(zhuǎn)換率及供試作物生物學(xué)特性綜合作用的表現(xiàn)[1]。旨在綜合闡述施肥對土壤鉀素有效性及番茄產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以期為科學(xué)、合理地施肥提供理論、數(shù)據(jù)支持，為改善土壤生態(tài)環(huán)境、提高番茄產(chǎn)量和品質(zhì)做出貢獻(xiàn)。

1 施肥對土壤鉀素形態(tài)及有效性的影響

元素的有效性在植物學(xué)上通常是指施肥所帶來的營養(yǎng)元素被植物吸收利用的程度。土壤鉀素的有效性是由土壤中各形態(tài)鉀的含量及其相對的活性決定的。研究認(rèn)為速效鉀的含量是評價(jià)土壤鉀對當(dāng)季作物的有效性的主要指標(biāo)，同時(shí)，速效鉀的含量，非交換性鉀、礦物鉀的儲量和釋放速率是評價(jià)土壤鉀素長期有效性的重要指標(biāo)[2]。

一些研究表明，單施氮肥或磷肥降低了土壤速效鉀含量；單施有機(jī)肥或有機(jī)肥和無機(jī)肥配施提高了土壤速效鉀的含量。聶新星關(guān)于土壤鉀素有效性的研究表明，施用鉀肥和生物炭均能提高土壤中水溶性鉀和交換性鉀的含量，而且和生物炭的施用量成正相關(guān)關(guān)系。隨著土壤中水溶性鉀和交換性鉀含量的提高，促進(jìn)作物對鉀素的吸收，提高土壤鉀素的有效性[3]。李芳林等對黃土高原土壤施肥研究表明，長期不同施肥處理（N、P、NP、NPK）后，土壤中特殊吸附性鉀和非特殊吸附性鉀含量增加，而水溶性鉀和非交換性鉀有明顯的下降，降幅分別為10.61%～48.24%、8.56%～4.91%。增施鉀肥可以緩解土壤中鉀素營養(yǎng)的消耗，增加土壤速效鉀的含量[4]。杜召永關(guān)于施肥對黑土鉀素供應(yīng)能力的研究表明，長期單施鉀肥處理土壤中全鉀含量保持初始水平或略有增加，而不施鉀處理土壤中全鉀含量有所下降，秸稈的施用增加了土壤中全鉀的含量。長期施用鉀肥、有機(jī)肥和化肥配施均能增加土壤中速效鉀和緩效鉀的含量，提高鉀素利用率[1]。譚德水在長期施鉀處理試驗(yàn)中也得出相似結(jié)論，即與不施鉀處理相比，長期施用鉀肥增加了土壤中水溶性鉀、特殊吸附性鉀、非特殊吸附鉀、非交換性鉀的含量以及各形態(tài)鉀中全鉀的比例[5]。

2 施肥對植物體全鉀含量的影響

植物體中鉀的含量通常占植物體干物質(zhì)重的3～50g/kg。鉀是細(xì)胞中最豐富的陽離子，且含量相對穩(wěn)定。土壤溶液中的鉀離子主要通過主動吸收的方式進(jìn)入根細(xì)胞，進(jìn)而轉(zhuǎn)移到植物體各個組織。植物根系吸收的鉀素主要通過木質(zhì)部導(dǎo)管轉(zhuǎn)移到地上部分，供植物生命活動需要。也可通過韌皮部運(yùn)輸?shù)礁?，供根尖生命活動和物質(zhì)能量代謝的需要。

劉麗平等研究指出，與不施鉀處理相比，各施鉀處理均顯著提高了植株的鉀素累積量[6]。汪順義對甘薯的研究表明，在2 種類型的土壤條件下，與不施鉀處理相比，3 種施鉀處理均顯著提高甘薯整個生長期鉀素的含量；且在同一土壤類型條件下，3 種施鉀處理的甘薯地上部和地下部的鉀素含量差異顯著[7]。孫虎研究表明，通過葉面噴施鉀肥可以提高煙葉的含鉀量[8]。聶新星等研究表明，與CK 處理相比，施加生物炭或施鉀處理均能顯著提高小麥根系和莖稈中的全鉀含量，且隨著生物炭或鉀肥的增加鉀素含量有提高的趨勢；而小麥籽粒中的全鉀含量隨著生物炭或鉀肥的增加而降低，同時(shí)，在玉米施肥試驗(yàn)中所得到的結(jié)果與小麥試驗(yàn)基本一致[3]。李曉明對番茄的研究表明，有機(jī)肥與氮肥或鉀肥配施均有利于植物對鉀素的吸收，在各施肥處理中，莖稈和葉片均在ANPK 處理中吸鉀量最高，分別為2.98%和3.92%；根系在AK 處理（1.83%）中吸鉀量最高；果實(shí)在BK 處理（3.72%）中吸鉀量最高；番茄各組織器官的吸鉀量由高到低依次為果實(shí)、葉片、莖稈、根系[9]。

3 施肥對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要通過科學(xué)合理地施肥提高番茄的產(chǎn)量以及調(diào)節(jié)番茄果實(shí)中可溶性糖、有機(jī)酸、維生素C 等含量來改善番茄的品質(zhì)。

研究表明，無機(jī)肥和有機(jī)肥的合理配施可以有效地提供番茄生長所需的養(yǎng)分，對番茄產(chǎn)量的提高、口感和品質(zhì)的改善具有重要的作用[10]。姬景紅等研究表明，氮肥與磷鉀肥的合理配施，可以獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的番茄[11]。閻獻(xiàn)芳等研究表明，栽培在中等肥力條件下的番茄，與不施鉀處理相比，施鉀處理可使番茄增產(chǎn)20.35%～30.06%[12]。李吉進(jìn)研究指出，在合理施肥條件下，有機(jī)肥單施或有機(jī)肥與無機(jī)肥配施可顯著提高番茄的產(chǎn)量[13]。楊小燕對番茄的研究表明，較不施鉀處理相比，施鉀處理?xiàng)l件下的番茄平均增產(chǎn)15.71%，表明在氮素充足的條件下，施鉀促進(jìn)了氮素的吸收，提高了氮肥的利用率[14]。趙明等認(rèn)為，在氮肥施用相同的條件下，有機(jī)肥與無機(jī)肥的配施提高了番茄的產(chǎn)量[15]。

番茄果實(shí)中可溶性糖、有機(jī)酸、維生素C 等的含量以及糖酸比是衡量番茄品質(zhì)的重要指標(biāo)。研究表明，在施用化肥的基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥，可提高番茄果實(shí)中可溶性糖及維生素C 的含量；其中施用高量生物肥和優(yōu)化配方施肥處理可溶性糖和維生素C 含量最高[16]。李曉明研究指出，有機(jī)肥單施或有機(jī)肥與無機(jī)肥配施處理的可溶性糖、維生素C 含量及果實(shí)糖酸比高于無機(jī)肥處理[9]。韓曉玲研究指出，生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理與對照相比，使番茄果實(shí)中可溶性糖、有機(jī)酸、維生素C、糖酸比分別提高23.2%、15.6%、15.1%、12.6%；與氮磷鉀無機(jī)復(fù)混肥處理相比，分別增加18.2%、8.3%、13.2%、9.1%，說明生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥可以有效改善果實(shí)品質(zhì)和果實(shí)風(fēng)味[17]。

鉀素在植物體生理代謝過程中發(fā)揮著重要作用，可有效地提高果實(shí)品質(zhì)，改善果實(shí)風(fēng)味，被稱為“品質(zhì)元素”[18]。施用鉀肥可以提高番茄果實(shí)可溶性糖、維生素C、可溶性固形物的含量，改善番茄的風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值[19]。糖酸比是評價(jià)番茄口味的重要指標(biāo)，研究表明，隨著氮肥的增加，果實(shí)糖酸比隨之降低[20]。韋海忠等對番茄的研究指出，隨著施鉀量的增加，番茄果實(shí)糖含量提高，酸含量降低，糖酸比隨之提高[21]。

4 建議與展望

盡管前人在鉀素有效性研究方面做了大量詳實(shí)的工作，但是大多數(shù)研究集中在某個作物的某個方面，并且研究背景迥異，因而對于鉀素的作用機(jī)理和鉀素發(fā)揮作用的條件還是缺乏系統(tǒng)全面的認(rèn)識。近年來在中國北方保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)迅速發(fā)展，而在生產(chǎn)中鉀肥的用量卻遠(yuǎn)未受到重視，缺鉀已經(jīng)或正在成為保護(hù)地蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的主要限制因子。為了合理地施用鉀肥，不僅要求對鉀素有效性的作用機(jī)理有個正確而全面的認(rèn)識，如鉀素是如何對蔬菜的產(chǎn)量、品質(zhì)產(chǎn)生影響的，如何看待眾說紛紜的鉀素的“奢侈吸收”問題，鉀素發(fā)揮作用需要哪些條件，鉀素和其它營養(yǎng)元素之間的互作關(guān)系怎樣等，同時(shí)對適宜的氮鉀比例的確定，蔬菜生理和土壤鉀素的診斷指標(biāo)以及如何對保護(hù)地蔬菜進(jìn)行合理的鉀素施肥等應(yīng)用技術(shù)問題也應(yīng)有個比較系統(tǒng)的研究。