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Effects of different nitrogen supply and pruning methods on the fruit yield and nitrogen nutrition of greenhouse cherry tomato

氮素供应及修剪方式对设施樱桃番茄产量及氮素营养的影响


A greenhouse experiment of cherry tomato(Lesculentum var. cerasiforme Alef) was conducted to investigate the effects of different N supply and pruning methods on fruit yield and nitrogen nutrition after decapitating. The results showed that, optimized pruning method (Po) with adequate N supply significantly increased fruit yield and individual fruit weight of cherry tomato compared with conventional pruning method (Pc). However, optimum and excessive N supply increased fruit yield by 49% and 27%, respectively, and increased individual fruit weight by 20% and 25%, respectively. Further analysis indicated that optimized pruning method could promote the proportion of dry matter accumulated in fruit and sink activity through increasing leaf N content. All these results indicated that the optimized pruning method with optimum N application rate could further improve fruit yield through adjusting the relationship of source and sink after decapitating.


全 文 :收稿日期:!""#$%"$!& 接受日期:!""’$"($")
基金项目:科技部“十一五”支撑计划项目(!""*+,-%#+"#);农业部“&.’”项目(!""*$/*")资助。
作者简介:赵宇(%&#’—),男,山西榆次人,博士研究生,主要从事园艺植物营养与施肥研究。
012:"().$’’’*!&%,345672:896:;<#’*%(!""(=%!*> ?:5。! 通讯作者 012:"%"$*!#((’!!,345672:@?91A=?6氮素供应及修剪方式对设施樱桃番茄
产量及氮素营养的影响
赵 宇%,!,任 涛!,刘新明(,李亚灵%,陈 清!!,张福锁!
(%山西农业大学园艺学院,山西太谷 "("’"%;!农业部植物营养与养分循环重点实验室,植物$土壤相互作用教育部
重点实验室,中国农业大学资源与环境学院,北京 %""%&(;(寿光市农业局土肥站,山东寿光 !*!#"")
摘要:以“千禧”樱桃番茄为试材,研究不同氮素供应水平及植株打顶后的修剪方式对樱桃番茄的果实发育、产量及
氮素营养的影响。结果表明,与传统修剪方式(D?)相比,在氮素供应充足条件下,优化修剪方式(D:)可明显提高樱
桃番茄的产量和果实单果重。其中在适宜氮素供应水平下,樱桃番茄产量提高 .&E,平均单果重提高 !"E;在氮
素过量供应条件下,樱桃番茄产量提高 !#E,平均单果重提高 !)E。进一步分析表明,优化修剪能显著提高樱桃番
茄果实的干物质积累比例,并通过提高植株叶片中的氮含量来促进番茄源的活力,说明在适宜的氮素供应水平下,
改善打顶后的樱桃番茄的库源关系可以显著提高番茄的产量。
关键词:日光温室;樱桃番茄;优化修剪;氮素营养;产量
中图分类号:F*!)>! G #;F*"*G B! 文献标识码:, 文章编号:%""’$)")H(!""’)")$"&’!$")
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6#0 7’*(&:RW11A9:樱桃番茄(?%6,-$%1*-I \6W B ,%)06+’#)I% ,21[)因其
抗裂耐贮、糖度高、抗病性较强、采收期长等特点,已
成为规模化蔬菜生产中的主栽品种。番茄植株可以
通过调节源的活力来影响库的发育[%],实现对源库
关系的自我调节。但是,由于樱桃番茄的茎叶繁茂、
分枝能力强,在栽培过程中必须对植株进行整枝修
剪,改善光照和营养条件,调节番茄的库源关系,实
现高产。整枝技术包括打杈、打老叶、疏花、疏果等,
植物营养与肥料学报 !""’,%.()):&’!$&’*
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
D26AZ N防止架面郁蔽,保证主杆的生长和结实,在生产上及
时打去下部老龄叶片,还可改善植株下部的通风透
光条件,减少病害发生。
传统栽培管理中,番茄的源库调节主要集中在
打顶前对植株生长的调节,而打顶后植株的调节措
施仅有摘除老化、黄化叶片等传统整枝修剪方式。
!"#$"%&’([)]发现,减少番茄留果数可以明显提高单
果重,通过留果数则可调节番茄源库比例,同化产物
的运输距离并不是干物质分配的限制性因子。众所
周知,源的大小与氮素供应密切相关,在不同的氮素
供应水平下,植株源的活力随着氮素供应量的提高
而增强[*],即通过提高叶片的光合作用来促进植株
生长;而当氮素供应水平较低时,植株的光合效率
即源的活力对氮素极其敏感[+,-]。在实际生产中由
于缺乏高产栽培下的氮素调控管理技术,结果常常
出现在不同生育期氮素供应与番茄源库调节不匹配
情况,无法进一步提高蔬菜的养分利用效率。因此
有必要研究在不同氮素供应水平下源库调节方式对
提高蔬菜产量潜力作用的影响。
本试验在长期定位试验的基础上[.],选取试验
中氮素供应缺乏处理(空白处理)、适量氮素供应处
理(优化处理)和高量氮素供应处理(传统氮素管
理),探讨不同氮素供应水平下优化整枝修剪方式对
樱桃番茄的产量和氮素营养的影响,从而为高产、优
质条件下的蔬菜氮素资源管理技术体系的技术集成
提供依据。
! 材料与方法
!"! 试验设计
试验于 )//-年 )月至 )//-年 0月在山东省典
型番茄生产基地的寿光市古城街道办罗庄村进行。
试验所选用的日光温室已连续种植 .年番茄,温室
内的种植面积为 .+1/ 2 3 -1. 2。种植方式为典型
的一年两季,即 )月至 0月为冬春季,. 月至翌年 4
月为秋冬季,-月休闲。供试 /—*/ 52表层土壤的
基础理化性质为有机质 4.1* 6 7 (6、全氮 41*- 6 7 (6、
硝态氮 44) 26 7 (6、有效磷 +*- 26 7 (6、速效钾 )88
26 7 (6。
试验设:4)对照(氮素供应不足,9/)连续 -个
生长季节不施用任何有机肥(主要为鸡粪)和化学氮
肥,但由于灌溉水中硝态氮含量丰富,整个生育时期
耕层土壤(/—*/ 52)无机氮维持在 9 -: ; *0 (6 7 <2)
范围;))氮素优化处理(氮素供应适量,94)前 0个
生长季节的有机肥施用量分别为 .、44、.、44、:和 .
= 7 <2)风干鸡粪,有机肥均匀撒施后翻耕,根据各生
育阶段作物氮素吸收速率和推荐的根层氮素供应
值;在综合考虑灌溉水带入氮素、土壤氮素的基础
上确定追施氮量(追施氮量 > 推荐目标值 , 根层
9?,* @9 ,灌溉水带入氮素)[.]。整个生育时期耕层
土壤无机氮维持在 9 4.- ; -* (6 7 <2)范围。其中 /-
年冬春季有机肥的施用量为风干鸡粪 . = 7 <2),在生
育期内共追肥 * 次,化学氮肥的追施量为 9 )/-
(6 7 <2);*)传统氮素处理(氮素供应过量,9)):冬春
季和秋冬季基施有机肥情况同 94 处理,根据当地
农户调查结果,果实膨大期每次追施化学氮肥 9 4)/
(6 7 <2)。追肥时期根据番茄品种特性、长势以及气
候状况确定。整个生育时期耕层土壤无机氮维持在
9 *** ; 80 (6 7 <2)范围;其中 /-年冬春季共追肥 :
次,化学氮肥的投入量为 9 :+/ (6 7 <2),共 *个氮素
供应水平各生长季氮素供应量见表 4。试验小区选
择在温室的中间位置,每个处理 *次重复,随机区组
排列,每个小区面积为 **1/ 2)。磷、钾肥用量为
A)?: *// (6 7 <2)、B)? +// (6 7 <2),其中 */C基施,
-/C追施。试验用肥料分别为尿素(9 +0C)、过磷
酸钙(A)?: 4)C)和硫酸钾(B)? :)C)。
供试樱桃番茄(!"#$%&"’(%) $DE F $"*+#,-.*)" G%"H)
品种为“千禧”,为当地主栽的樱桃番茄品种。)//0
年 4)月 4:日播种育苗,)//-年 )月 +日移栽,+月
))日开始采收,0月 4:日收获结束。采用传统的畦
栽双行种植模式,畦宽 41/ 2,畦间距 /1+ 2,株距
/1* 2,行距 /1- 2。灌溉方式为传统畦灌。樱桃番
茄的种植密度为每公顷 +:///株。在移栽后 +/ I左
右第一穗果开始膨大,在此后的一个月里一般会根
据天气 -!4/ I进行一次追肥和喷施 4次杀菌剂,
主要防治番茄叶霉病和晚疫病[.]。
另在不同氮素处理的基础上,挑选长势较为一
致的植株,每个小区各选 0株,在打顶后进行裂区处
理,即:传统修剪(A5),仅去除老化的叶片,保留叶
片数一般为 4:片左右(保留八穗果之后再打顶的樱
桃番茄平均叶片数为 ): 片,每间隔 4: I 左右摘除
植株基部的老叶和黄化叶片);优化修剪(AJ),去除
相互遮荫的叶片,保留叶片数一般为顶端果穗 :片
叶(遮荫叶片在植株打顶后第 ) I和 : I分 )次进行
摘除,每次大约 :片,从植株下部开始摘除)。
!"# 测定项目与方法
果实产量及秸秆量:每次收获时将各处理计产
植株的果实称重,计算产量;同时果实采摘完毕后,
测定番茄地上部秸秆量。
*.8:期 赵宇,等:氮素供应及修剪方式对设施樱桃番茄产量及氮素营养的影响
土壤 !"#$ %!含量:每次追肥前按照 $& ’(土层
间隔采集 &—)& ’(的土样,每个小区采集 $ 钻,混
匀,装入封口袋内密封,迅速带回室内,过 * ((筛,
混匀后,称取 +& , 左右新鲜土样于铝盒中,在 -&*.
下烘干 -+ /,测定土壤含水量;同时称取 -+0&& ,新
鲜土样于 +&& (1 塑料瓶中,加入 &0&- (23 4 1 5653+
溶液 -&& (1,振荡 - /后过滤,采用硝酸盐试纸条—
反射仪方法速测 !"#$ %!浓度,并计算根层土壤硝态
氮含量,进行氮素追施调控。
表 ! "##$!"##%各季有机肥及化学氮肥投入量(& ’( ) *+")!)
,-./0 ! & 1-20 345/6734( 5*35’04 +-4610(89)-47 5*0+35-/
:0123/3;01(8<)76134( 2*0 (1=>34( ?0-?=4 :1=+ "##$ 2= "##%
生育时期
7829:;, <=6<2;
鸡粪氮素
! >82( 5?
5@投入量 ! 86A=
!- !+
+&&B冬春 C:;D # EF8D +G& $+H HI&
+&&B秋冬 JKAD # C:;D $G& -G& I+&
+&&*冬春 C:;D # EF8D $-G -+I G$&
+&&*秋冬 JKAD # C:;D +*H +&- I+&
+&&G冬春 C:;D # EF8D -G+ -$H G&&
+&&G秋冬 JKAD # C:;D $-- +&I G&&
+&&I冬春 C:;D # EF8D -*B +-- *B&
-)数据来自任涛(+&&I)L6A6 >82( M=;(+&&I)
植株地上部含氮量:按照不同的穗位分别整理
收集叶片和果实,用自来水冲洗干净,于 -&*.杀青
$& (:;后,在 I&.条件下烘干,称重。干样粉碎后过
&0* (( 筛,在阴凉干燥处密封保存,用浓 N+E"B #
N+"+联合消煮,凯氏定氮法测定植株全氮含量。
试验数据用 OP5O1或 EJE软件中 J!"QJ法进
行分析。
" 结果与分析
"@! 樱桃番茄的产量
由图 -看出,在氮素供应充足的基础上进行优
化修剪可以显著提高番茄的产量。在氮素供应适量
时优化修剪技术的增幅为 B)R,而氮素过量供应时
增幅仅为 +IR。而在氮素供应不足的条件下,植株
打顶后对樱桃番茄分别进行优化修剪与传统修剪措
施对果实产量没有显著性影响。
"@" 樱桃番茄的产量、成熟果实数累积和平均单果
重变化
与传统修剪相比,在氮素供应不足的条件下,采
取优化修剪技术对番茄产量累积过程影响较小,通
图 ! "##%年冬春季不同处理樱桃番茄产量
<3(A! <1632 B30/7 =: (1004*=6?0 5*011B 2=+-2= -? -::05207 .B
73::01042 210-2+042? 76134( >34201C?D134( (1=>34(
?0-?=4 34 "##%
[注(!2A=):不同氮供应水平下不同字母表示差异达 *R显著水平,
下同 D L:>>=8=;A 3=AA=8< :; A/= <6(= ! 86A= (=6; <:,;:>:’6;A 6A *R 3=S=3 D
T/= <6(= U=329D]
过对平均单果重和成熟果实数的累积分析表明,产
量构成要素(平均单果重、成熟果个数)之间都没有
显著差异(图 +)。而在氮素适量供应的条件下采用
优化的修剪方式,产量累积差异出现在生育期的
-G- V后,并且两者间差异逐渐增大,造成此差异的
主要原因来自平均单果重和成熟果实数累积(图
+)。在氮素过量供应的条件下,优化修剪方式与传
统修剪相比,产量累积差异的主要原因来自于平均
单果重,而成熟果实数累积并没有显著性差异。
在氮素供应不足的条件下,采用优化修剪技术
并没有显著提高整株果实的平均单果重。而在氮素
充足供应的条件下,从整个生育时期的观察中可以
看出,修剪后 -& V,即生育期的 -G- V平均单果重呈
现显著性差异,平均单果重随着处理后的生育进程
逐步提高。其中氮素适量供应条件下,平均单果重
的增幅达 +&R;而氮素过量供应增幅达 +*R。
"@E 樱桃番茄的干物质分配及叶片氮素含量比较
表 +看出,与传统修剪相比,在氮素供应不足条
件下,优化修剪并没有提高樱桃番茄总的干物质积
累,但由于叶片的去除提高了分配到果实中的干物
质比例。而在氮素适量供应的条件下,果实干物质
总量得到显著提高,从而提高了总干物质量以及分
配到果实中的干物质比例。对于氮素的过量供应,
优化修剪在显著提高果实中干物质积累的同时也提
高了分配到茎叶中的干物质量,进而促进了植株总
的干物质的累积,但是果实中干物质的分配比例并
没有得到显著提高。
BH) 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 -B卷
图 ! 不同氮素供应条件下修剪方式对产量构成因素的影响
"#$%! &’’()*+ ,’ -#’’(.(/* 0.1/#/$ 2(*3,-+ ,/ 4#(5- ),20,/(/*+ 1/-(. -#’’(.(/* 6 7005#)7*#,/ .7*(+
表 ! 樱桃番茄植株地上部茎、叶和果实之间干物质分配
8795( ! 8,*75 -.4 :(#$3* ,’ )3(..4 *,27*, 07.*#*#,/#/$ #/ +*(2+,5(7;(+ 7/- ’.1#*+
测定项目
!"#$
%& %’ %(
传统修剪 )* 优化修剪 )+ 传统修剪 )* 优化修剪 )+ 传统修剪 )* 优化修剪 )+
保留叶片干重 ,+-./01 -#23#4(1 5 6-20") 7(89 ::8( 7’8; :;8& ;<8’ ;=8=
去掉叶片干重 >#23#4 ?#$+3#.(1 5 6-20") =8@ :;89 <89 :&8& <8& :&8;
茎干重 A"#$4(1 5 6-20") ;<87 7:89 ;989 7&8< 798= 9:8’
果实干重 B?C/"4(1 5 6-20") =78< * <=8’ D 9(8: . ’&98= 2 ==8: * ’’’8< 2
总干物质 E+"2-(1 5 6-20") ’<@89 (’<8= ’=’8: ((:8< (&;8; (@;8:
果实占总干物质比例(F)
)?+6+?"/+0 +G G?C/"4 /0 4H++" ;:8@ D 7:8& 2 ;&8& D 778< 2 ;:8( D ;98= 2D
注(%+"#):同行数据后不同字母表示处理间差异显著(>AI检验,! J &8&7)K2-C#4 G+--+L#. DM ./GG#?#0" -#""#?4 /0 "H# 42$# ?+L $#20 4/10/G/*20" 2"
! J &8&7 -#3#- N
图 :看出,优化修剪后保留叶片中的全氮含量
要显著高于传统修剪下保留叶片的全氮含量。表明
优化修剪后高产原因来自保留叶片的高养分含量导
致的源的高活性,而源的高活性维持了源库的平衡,
同时大大减少了无谓的养分消耗。
< 讨论
对于茄果类蔬菜而言,由于在植株生长过程中
营养生长和生殖生长并进,只有恰当的调节源库比
例才能获得优质和高产。从本试验的结果看,在植
株打顶后大量去叶进行优化修剪,以保留植株顶端
两穗果位的 7!@片叶为准,提高果实中的干物质分
7=<7期 赵宇,等:氮素供应及修剪方式对设施樱桃番茄产量及氮素营养的影响
图 ! 不同处理保留叶片含氮量的比较
"#$%! &’()*+#,’- ’. /’/*0 1 #- /23 2’04#-$ 03*53, *, *..36/34
78 4#..3+3-/ /+3*/(3-/,
配比率,减少叶片中的养分消耗和干物质分配,从而
在一定程度提高番茄的产量。此结果与肖深根
等[!"]的结果一致。倪纪恒等[!!]在研究番茄叶面积
和干物质生产中看出,叶片相互遮荫,多余的叶片不
仅对光合作用的贡献不大,反而增加了作物的呼吸
消耗,导致干物质生产随叶面积指数增加而降低。
但本试验保留的叶片数已经远远低于其他试验要
求,并且与传统研究中番茄三源一库即 #片叶片供
应 !穗果穗的理论相矛盾,仍需要进一步研究。
本试验结果表明,在土壤氮素供应不足的条件
下,采取不同的植株调整技术可以提高果实中的干
物质分配率,但由于提高的干物质分配率主要来源
于去除叶片的干物质减少,所以并没有对植株的总
产量产生影响。而在氮素适量供应的条件下,果实
干物质分配率随着产量的提高而显著增加;当氮素
供应过量时,虽然提高了番茄的产量,但由于秸秆增
加导致植株的干物质总量显著增加,最终使果实中
的干物质分配率与传统源库技术相比基本维持不
变,这与张国红等[!$]的研究结果相符。对不同处理
的叶片氮素分析看出,优化修剪可以显著提高叶片
中的氮含量。刘贤赵等[!#]也认为,番茄在任何生育
期植株氮素总是优先分配给叶片,说明及时地减少
叶片数,在氮素供应相同的状况下,可以减少叶片对
氮素的积累,改善植株的营养状况,提高经济产量。
本试验所采用的叶片修剪方式的核心是在合理
密植的基础上充分利用光合作用和减少无谓的养分
消耗;同时在保持充足的氮素供应的基础上更好的
发挥优化修剪的作用。虽然本试验仅仅是在樱桃番
茄上的初步试验,但通过在山东寿光广泛的田间调
查表明,此技术可能会在大部分高棵茄果类蔬菜中
适用,但仍需进一步验证。
参 考 文 献:
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LSB 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !C卷