全 文 ：中国生态农业学报 2011年 3月 第 19卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2011, 19(3): 602−606


* 现代农业产业技术体系建设专项资金(Nycytx-35-gw21)、 “十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAD12B03)和农业部园艺作物遗传改
良重点开放实验室项目资助
** 通讯作者: 于贤昌(1962~), 男, 教授, 研究方向为设施蔬菜栽培生理与分子生物学。E-mail: xcyu1962@163.com
李建勇(1970~), 男, 研究生, 高级农艺师, 研究方向为设施蔬菜栽培。E-mail: lijianyong_2010@163.com
收稿日期: 2010-08-03 接受日期: 2010-12-10
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.00602
化肥施用量对有机基质栽培番茄养分吸收利用的影响*
李建勇 1 高俊杰 3 徐守国 4 史修柱 4 于贤昌 2**
(1. 济南出入境检验检疫局 济南 250014; 2. 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 北京 100081;
3. 山东省泰安市农业局 泰安 271000; 4. 泰山职业技术学院 泰安 271000)
摘 要 以番茄为试验材料, 以蛭石︰羊粪=2︰1 为基质配方, 研究了有机基质栽培条件下不同化肥施用量
对番茄氮、磷和钾吸收利用规律的影响。结果表明: 适量施用化肥可提高番茄产量, 促进番茄对氮、磷、钾养
分的吸收; 氮、磷、钾的吸收量均随施肥量的增加而增加; 基质中氮、钾的利用率均随施肥量的增加而降低, 而
磷的利用率则随化肥施用量的增加而增加; 适量施用化肥还可明显促进基质迟效养分转化为速效养分。每形
成 1 000 kg番茄果实, 植株需吸收氮 2.540 kg、磷 0.751 kg、钾 4.347 kg。确定了在有机基质栽培下番茄较
佳化肥施用量计算方法为: 化肥施用量=(1.5倍番茄目标产量需肥量－有机基质中速效养分量)/化肥中养分吸收率。
关键词 番茄 无土栽培 有机基质 氮磷钾 吸收规律 速效养分 迟效养分
中图分类号: S641.2 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)03-0602-05
Effect of chemical fertilizer dose on nutrient absorption and utilization of
tomato cultured in organic substrate
LI Jian-Yong1, GAO Jun-Jie3, XU Shou-Guo4, SHI Xiu-Zhu4, YU Xian-Chang2
(1. Jinan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Jinan 250014, China; 2. Institute of Vegetables and Flowers, Chinese
Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 3. Tai’an Municipal Bureau of Agriculture, Tai’an 271000, China;
4. Taishan Vocational Technology Institute, Tai’an 271000, China)
Abstract Tomato was cultured in an organic substrate with two parts vermiculite and one part sheep manure. The effects of differ-
ent chemical fertilizer application doses on N, P and K absorption and utilization of tomato were investigated under solar greenhouse
conditions. Based on the results, N, P and K absorption and yield of tomato were enhanced by proper fertilizer application. The
amount of N, P and K absorbed increased with the increasing chemical fertilizer dose. Also the utilization rate of N and K in organic
substrate decreased with increasing fertilizer dose. However, the utilization rate of P increased with increasing of fertilizer dose. Fur-
thermore, transformation of slow-releasing nutrients to available nutrient improved by proper fertilizer application. Under the organic
cultivation, producing 1 000 kg tomato required 2.540 kg N, 0.751 kg P, 4.347 kg K. The calculation method of optimal chemical
fertilizer dose under organic substrate culture was advanced in the study. The calculation formula was: chemical fertilizer dose = (1.5
times fertilizer dose needed for target yield − available nutrient content in organic substrate)/chemical fertilizer nutrient uptake ratio.
Key words Tomato, Soilless culture, Organic substrate, NPK, Absorption dynamics, Available nutrient, Slow-release nutrient
(Received Aug. 3, 2010; accepted Dec. 10, 2010)
蔬菜有机基质栽培是指采用有机物如农作物秸
秆、菇渣、畜禽粪便等经发酵或高温处理, 使有机
废弃物成为较好的有机栽培基质, 形成一个稳定并
具有缓冲作用的农业生态系统, 具有一般无土栽培
的特点。该形式大大简化了操作管理过程, 克服了
营养液型无土栽培中营养液配制及其管理的技术难
点, 改善产品品质[1−3]。然而, 目前该项技术的栽培
形式还存在基质用量过大和成本过高的问题, 难以
在生产上大规模应用。笔者研制出一种基质用量小
(约 35 m3·667m−2), 并结合施用适量化肥栽培的新形
第 3期 李建勇等: 化肥施用量对有机基质栽培番茄养分吸收利用的影响 603


式, 在不降低品质前提下提高了蔬菜产量, 明显降
低了生产成本[4]。有关有机基质栽培养分吸收规律
的研究在黄瓜、厚皮甜瓜上已有报道[5−6], 而在日光
温室主要栽培蔬菜番茄上尚缺乏研究。本试验研究
了有机基质栽培新形式下, 无机化肥施用量对日光
温室有机基质栽培番茄养分利用状况的影响, 以探索
在新型有机基质栽培方式下番茄化肥施用量及其施
用技术, 为番茄及其他蔬菜有机基质栽培的优质高
产提供理论依据和技术指标。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验在山东省泰安职业技术学院农场日光温室
进行, 采用自行研制的有机基质栽培形式。采用自
制简易有机基质栽培土槽栽培, 槽的纵切面为等腰
梯形, 上口宽 35 cm, 下口宽 25 cm, 高 25 cm, 长 5.6
m, 槽间距 1.4 m。供试基质配方为羊粪︰蛭石=1︰
2(以体积比计算), 其全氮、全磷和全钾含量分别为
2.10 g·kg−1、8.11 g·kg−1和 4.80 g·kg−1, 速效氮、速效磷
和速效钾含量分别为 0.96 g·kg−1、0.87 g·kg−1和 0.97
g·kg−1。供试番茄品种为“秀丽”, 2007年 8月 5日播种
育苗, 9月 3日定植, 次年 6月 23日拉秧。
试验设 4个处理: T1, 化肥施用量=(番茄目标产
量需肥量−有机基质中速效养分含量)/化肥中养分吸
收率; T2, 化肥施用量=(1.5 倍番茄目标产量需肥量
−有机基质中速效养分含量)/化肥中养分吸收率; T3,
化肥施用量=(2倍番茄目标产量需肥量−有机基质中速
效养分含量)/化肥中养分吸收率; T4, 不追施无机肥。
根据每生产 1 000 kg 番茄需 N 4.0 kg, P2O5
1.8 kg, K2O 4.8 kg[7], 按每 667 m2目标产量 7 500 kg
番茄, 计算出氮、磷、钾的需要量。参考前人研究
数据(化肥中氮吸收率为 60%, 磷吸收率为 30%, 钾
吸收率为 70%)[8],计算出各处理化肥施用量为 (每
667 m2的用量): T1: 41.25 kg尿素、41.36 kg硫酸钾;
T2: 95.65 kg尿素、96.92 kg硫酸钾; T3: 150 kg尿素、
152.47 kg硫酸钾。由于 4个试验处理基质配方中磷
的含量均能满足, 无需追施磷肥。
化肥分定植前、座果后和盛果期分别以基施、
冲施和冲施的形式分 3 次等量施入。每槽为 1 个小
区, 小区面积 7.84 m2, 3次重复, 小区随机排列。每小
区定植 28株, 滴灌浇水, 田间管理均按常规进行。
1.2 测定项目与方法
1.2.1 矿质养分含量测定
于拉秧时每小区分别取样 5 株番茄, 叶、根、
茎进行分样(叶包括 2次落蔓清除的老叶); 栽培过程
中统计每次收获的果实产量, 于 4月 10日结果盛期
取果实样品, 烘干、混合。鲜样用自来水冲洗 2~3
遍后 , 于鼓风干燥箱内 105 ℃杀青 10~15 min,
70~80 ℃烘干至恒重。
番茄幼苗定植前与番茄拉秧后, 分别取基质样
品, 于 70~80 ℃烘干至恒重, 用凯氏定氮法、钼锑抗
比色法和火焰光度法分别测定全氮、全磷和全钾含
量[9], 以同样方法测植物样品中的全氮、全磷和全钾
含量。以碱解扩散法、钼锑抗比色法和火焰光度法
分别测定基质中速效氮、速效磷和速效钾含量[10]。
1.2.2 养分利用率计算方法
不追施化肥的对照处理(T4)基质中全氮、全磷、
全钾的利用率计算方法: 全养分(氮、磷或钾)利用率=
植株吸收的全养分(氮、磷或钾)量/基质原有该养分
量×100%。
基质中所有速效氮、磷、钾(含施入的化肥中的
养分)的利用率计算方法: 速效养分(氮、磷或钾)利
用率=植株吸收该养分量/(基质原有速效该养分量+
化肥中的该养分量)×100%。
化肥中氮、磷、钾养分的利用率计算方法: 化
肥中养分(氮、磷或钾)的利用率＝(植株吸收的该养
分量－对照处理植株吸收的该养分量)/施入化肥的
该养分量×100%。
总养分利用率的计算方法: 总养分(氮、磷或钾)
利用率＝植株吸收该养分总量/(基质中该养分总量+
施入化肥中该养分量]×100%。
1.2.3 基质迟效养分转化释放为速效养分的计算
基质迟效养分(氮、磷或钾)含量=基质中该养分
总含量－基质中该养分的速效形式含量。养分(氮、
磷或钾)释放量=定植前基质中迟效养分量－栽培后
基质中迟效养分量。基质养分(氮、磷或钾)释放率=
基质养分(氮、磷或钾)释放量/栽培前基质速效养分量。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理的番茄产量和植株氮、磷、钾含量
由表 1 可知, 番茄产量基本随化肥施用量增加
而增加, T2和 T3处理产量最高, 均极显著高于其他
2个处理; 且 T2高于 T3处理, 但差异不显著。可见
合理施用化肥能明显提高番茄产量, 以 T2处理施用
量较为适宜且经济。番茄根、茎、叶中氮、磷和钾
的含量也随化肥施用量增加呈现不同程度的增加趋
势, 说明合理施用化肥, 可以改善番茄植株的营养
条件, 为其高产优质提供养分保证。
2.2 形成单位产量番茄果实的养分吸收量及吸收
比率
2.2.1 养分吸收量
由表 2可以看出, 每形成 1 000 kg番茄果实, 植
604 中国生态农业学报 2011 第 19卷


表 1 不同化肥施用量对有机基质栽培番茄产量和叶、果、根部氮、磷、钾含量的影响
Table 1 Effects of different fertilizer application doses on fruit yield and N, P and K contents in leaves, fruits,
stems and roots of tomato cultured in organic substrate
叶 Leaf
[g·kg−1(DW)]
果 Fruit
[g·kg−1(DW)]
根 Root
[g·kg−1(DW)]
茎 Stem
[g·kg−1(DW)] 处理
Treatment
N P K N P K N P K N P K
果实产量
Fruit yield
(kg·667m−2)
T1 1.28bAB 0.50bB 1.85bcA 2.29bB 0.56abAB 3.42cB 8.71bcB 3.20bB 11.16aAB 7.56bA 2.75bB 26.50abA 7 715.3bBc
T2 1.30bAB 0.51bB 2.05abA 2.97aA 0.58aA 3.56bAB 9.17bAB 4.28aA 11.50aA 8.90aA 3.64aA 27.50aA 8 853.9aA
T3 1.38aA 0.69aA 2.14aA 2.51aA 0.57aAB 3.72Aa 10.41aA 4.55aA 11.00aAB 9.05aA 3.29aAB 27.50abA 8 630.0aA
T4 1.22bB 0.45bB 1.76cA 2.06bB 0.54bB 3.42cB 8.06cB 2.68cC 9.85bB 7.50bA 2.54bB 25.00bA 7 053.1cC
T1: 化肥施用量=(番茄目标产量需肥量−有机基质中速效养分含量)/化肥中养分吸收率; T2: 化肥施用量=(1.5 倍番茄目标产量需肥量−有
机基质中速效养分含量)/化肥中养分吸收率; T3: 化肥施用量=(2 倍番茄目标产量需肥量−有机基质中速效养分含量)/化肥中养分吸收率; T4:
不追施无机肥。同列不同大、小写字母表示处理间差异极显著(P<0.01)和显著(P<0.05), 下同。T1: Chemical fertilizer dose = (fertilizer dose needed
for target yield − available nutrient content in organic substrate)/chemical fertilizer nutrient uptake ratio. T2: Chemical fertilizer dose=(1.5 times
fertilizer dose needed for target yield − available nutrient content in organic substrate)/chemical fertilizer nutrient uptake ratio. T3: Chemical fertilizer
dose=(2 times fertilizer dose needed for target yield − available nutrient content in organic substrate)/chemical fertilizer nutrient uptake ratio. T4: No
inorganic fertilizer. Different capital and small letters in the same column indicated significant difference at 0.01 and 0.05 levels. The same below.

表 2 不同化肥施用量对形成单位产量番茄果实养分吸收量及吸收比率的影响
Table 2 Effects of different fertilizer application doses on nutrition uptake amount per unit yield and
nutrition uptake ratio of tomato fruit
果实吸收养分量 Nutrient uptake amount [g·kg−1(fruit)] 处理
Treatment N P K
氮、磷、钾吸收比率
Nutrient uptake ratio (N︰P︰K)
T1 2.317cC 0.679cC 4.025cC 1︰0.293︰1.737
T2 2.540bB 0.751bB 4.347bB 1︰0.296︰1.712
T3 2.706aA 0.846aA 4.621aA 1︰0.313︰1.708

株需从基质中吸收氮、磷、钾养分量均随施肥量的
增加而增大, 处理间差异达极显著水平。化肥施用
量最多的 T3处理养分吸收量最大, 说明在养分供应
充足条件下 , 施肥越多养分转移到营养器官中越
多。产量较高的 T2处理, 每形成 1 000 kg番茄果实,
植株需从基质中吸收营养元素的量为: 氮 2.54 kg, 磷
0.75 kg(折 P2O5 1.72 kg), 钾 4.35 kg(折 K2O 5.24 kg)。
2.2.2 养分吸收比率
由表 2 还可看出, 不同化肥施用量情况下, 番
茄对氮、磷、钾吸收比率差异明显, 随着氮、钾肥
施用量的增加, 钾的吸收比例逐渐降低, 而磷的吸
收比例逐渐增加。在产量较高的 T2中, 氮、磷、钾
的吸收比率为 1︰0.296︰1.712 (N︰P2O5︰K2O=1︰
0.677︰2.063)。
2.3 不同施肥处理对养分利用率的影响
2.3.1 对照基质中全氮、全磷、全钾及速效氮、速
效磷、速效钾的利用率
T4 为对照处理, 其植株吸收的养分量可以衡量
出其他 3 个处理中基质本身全氮、全磷和全钾及速
效氮、速效磷和速效钾养分的供应及利用情况。由
表 3 可知番茄拉秧后对照基质中各养分的含量均较
基质中原有养分含量明显降低, 基质中全氮、全磷
和全钾的利用率分别为 37.43%、2.71%、30.54%, 速
效氮、速效磷和速效钾的养分利用率分别为 82.09%、
21.32%、140.90%。番茄由基质中吸收的氮和磷低于
基质中原有速效养分含量, 而钾的吸收量则高于基
质中原有速效养分量(表 3)。一方面说明在番茄生长
过程中, 基质的缓效钾可以大量转化为速效钾, 另
一方面也说明追施钾肥的重要性。
2.3.2 不同施肥处理对总养分利用率的影响
不同施肥处理对有机基质栽培番茄氮、磷和钾
总养分利用率有明显影响。试验结果表明(表 4), 随
化肥施用量的增加, 除对照处理外, 氮和钾的总养
分利用率均显著降低, 而磷的总养分利用率随化肥
施用量的增加而增大。说明追施氮和钾肥促进了植
株对磷的吸收 , 而在基质中氮和钾水平较高的条
表 3 对照处理(T4)中有机基质养分含量在栽培前后的变化
Table 3 Changes of nutrient contents between pre- and post-cultivation in CK (T4) treatment
项目 Item N P K 速效氮
Available N
速效磷
Available P
速效钾
Available K
栽培前基质养分含量 Nutrient content in substrate before cultivation (g·kg−1) 2.10aA 8.11aA 4.80aA 0.96aA 0.87aA 0.97aA
栽培后基质养分含量 Nutrient content in substrate after cultivation (g·kg−1) 1.48bB 6.94bB 2.10 0.76bB 0.48bB 0.54bB
养分利用率 Nutrient utilization rate (%) 37.43 2.71 30.54 82.09 21.32 140.90
第 3期 李建勇等: 化肥施用量对有机基质栽培番茄养分吸收利用的影响 605


表 4 不同化肥施用量对有机基质和化肥
中养分利用率的影响
Table 4 Effects of different fertilizer application doses on
utilization rates of nutrition in organic substrate and
chemical fertilizer %
有机基质 Organic substrate 化肥 Chemical fertilizer处理
Treatment N P K N K
T1 28.90bB 3.32cA 43.76bB 13.72bB 24.76bAB
T2 26.53cB 4.22bA 40.16bB 16.42aA 27.69aA
T3 21.27dC 4.63aA 33.03cC 11.81cC 19.58cB
T4 37.43aA 2.71dB 50.48aA — —

件下, 追施氮和钾肥, 反而降低了氮和钾的养分利
用率。
2.3.3 不同施肥处理对化肥养分利用率的影响
施肥处理番茄产量明显高于不施肥对照 (T4),
其增产效应由化肥引起, 据此可以计算出化肥中养
分的利用情况(表 4)。由表 4可知, 化肥养分利用率
均以 T2处理最高, T3处理最低, 处理间差异显著。
可见适量追施化肥可以提高肥料中的养分利用率 ,
过量施肥则降低肥料养分利用率。
2.4 不同施肥处理对基质养分变化的影响
2.4.1 栽培前后基质残留速效养分含量的变化
由表 5 可以看出, 栽培后有机基质中残留的速
效养分(氮、磷、钾)含量均较栽培前原有的速效养分
(氮、磷、钾)含量(含施入的化肥养分)明显降低。但
栽培后有机基质中残留的速效养分含量基本随化肥
施用量增加而增大。钾以 T3处理含量为最高, 氮和
磷以 T2最高, 但 T2与 T3处理之间无显著差异。另

表 5 不同化肥施用量对栽培前后有机基质
速效养分含量的影响
Table 5 Effects of different fertilizer application doses on
available nutrition contents in organic substrate before
and after cultivation g·kg−1(DW)
栽培后 After cultivation 栽培前 Before cultivation处理
Treatment N P K N P K
T1 1.50bB 0.81bA 0.69bB 2.19 1.16 2.17
T2 1.93aA 0.86aA 0.77aA 3.64 1.16 3.62
T3 1.89aA 0.85abA 0.80aA 5.10 1.16 4.79
T4 0.71cC 0.54cB 0.62bC 1.08 1.16 1.09
外, 栽培后 T2 与 T3 处理有机基质中残留的速效氮
含量明显高于对照(T4)栽培前有机基质的含氮量 ,
且残留的速效磷和速效钾含量也较高。说明栽培后
的有机基质具有进一步利用的价值。
2.4.2 基质迟效养分向速效养分的转化释放量
在番茄栽培过程中, 基质中的迟效养分能不断
转化为速效养分。由表 6 可知, 施用化肥可明显促
进基质中迟效养分向速效养分的转化和释放, 并且
氮、磷和钾的释放量随化肥施用量的增加而明显增
加, 以不施化肥的对照(T4)处理释放量最低, 但化
肥施用量增加到一定程度, 氮、磷和钾的释放量不
再增加, 以 T2处理的化肥施用量对基质迟效养分转
化为速效养分的促进作用最为明显。
3 讨论
大幅度减少蔬菜有机基质栽培的基质用量, 结合
施用适量化肥, 降低生产成本, 既维持了有机基质栽
培产品品质好的优势, 又能够提高产量和效益[11−13]。
这一技术完全克服了基质用量大、生产成本高的缺
点, 具有较大的应用和推广价值[5]。确定适宜的化肥
用量是该项技术成功应用的关键 , 化肥用量过小 ,
则达不到预期产量; 反之, 则增加生产成本并影响
环境和产品质量。本试验中, T2和 T3处理的番茄产
量均超过了预期设计的目标产量(7 500 kg), 且两者
之间无显著差异。由此可见, T2 处理的化肥用量是
本项技术推荐的化肥施用量 , 其具体计算方法为 :
(1.5 倍番茄目标产量养分吸收量－基质速效养分含
有量)/化肥养分吸收率 , 在此施用量条件下能够维
持番茄生长和发育所需要的良好营养条件, 有利于
获得高产和优质产品。
施用适量化肥可以促进基质中的迟效养分转化
释放为速效养分[6]。本试验的 T2 处理, 由基质转化
释放的速效氮、速效磷和速效钾分别是基质原有速
效养分的 1.04倍、1.04倍和 0.92倍, 而不施化肥的
对照处理 (T4)仅是有机基质原有速效养分的 0.57
倍、0.40倍和 0.45倍。这一方面说明有机基质在番

表 6 不同化肥施用量对基质中迟效养分向速效养分转化释放量的影响
Table 6 Effects of different fertilizer application doses on transformation from slow-releasing nutrients
to available nutrient in substrates
基质氮、磷、钾释放量
Releasing amount of N, P, K in substrates [g·kg−1(DW)]
基质氮、磷、钾释放率
Releasing ratio of N, P, K in substrate 处理
Treatment
N P K N P K
T1 0.85aA 0.78aA 0.27aA 0.79aA 0.68aA 0.54aA
T2 1.12bB 1.21bB 0.35bB 1.04bB 1.04bB 0.92bB
T3 1.08bB 1.20bB 0.32aA 1.00bB 1.03bB 0.63aA
T4 0.62cC 0.47cC 0.23cC 0.57cC 0.40cC 0.45cC
606 中国生态农业学报 2011 第 19卷


茄栽培过程中基质养分供应的重要性; 另一方面也
说明合理施用化肥不仅可直接提供番茄生长所需要
的养分, 而且还诱导或促进了基质迟效养分向速效
养分的转化和释放。
上述推荐的化肥施用量计算方法中, 其化肥利
用率和番茄单位产量的养分吸收量等参数的合理确
定是非常重要的。本试验的 T2处理中, 施入的氮、
钾化肥的养分利用率仅分别为 16.42%和 27.68%, 远
低于试验设计预期的 60%, 出现差异的主要原因是
试验设计中未考虑基质迟效养分向速效养分的转化
和释放这一因素。在不同栽培条件下(如水分、温度、
作物等), 有机基质养分的转化和释放是一个相当复
杂的问题, 其释放量是一个变数且不易直接测得[14]。
如果考虑基质养分的转化因素而降低化肥用量, 就
会因化肥用量过小而不能充分发挥化肥诱导有机基
质迟效养分向速效养分的转化和释放作用 , 因此 ,
上述计算化肥施用量的方法中, 化肥养分吸收率还
应按预先设计的 60%计算。但是, 番茄目标产量的
养分吸收量应有所调整, 本试验番茄产量最高的 T2
处理, 每生产 1 000 kg番茄果实需要吸收N 2.54 kg、
P2O5 1.72 kg和 K2O 5.24 kg的结果, 与高贤彪等[7]
研究结果的 N 4.0 kg、P2O5 1.8 kg和 K2O 4.8 kg有一
定差异, 后者的 N︰K2O 吸收比例明显过高, 因此
本研究结果中的数据较适宜。
番茄栽培完毕后, 有机基质中还残留有较高含
量的速效氮、速效磷和速效钾。对其进行消毒和配
方的调整, 还能够实现残留有机基质再利用, 进一
步降低番茄有机基质栽培的成本。
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