李紅波 徐海霞 張春奇

摘要：為了探索‘洛番12號在大棚內(nèi)不同氮磷鉀肥力水平條件下的需肥規(guī)律以及配套的栽培管理技術(shù)，采用“3414”二次回歸設(shè)計，以氮、磷、鉀三因素為供試因子，番茄產(chǎn)量為目標函數(shù)，對洛陽市農(nóng)林科學院新選育的番茄‘洛番12號進行施肥、產(chǎn)量關(guān)系的數(shù)學模型分析。根據(jù)建立的二次多項式模型方程獲得極高產(chǎn)量為667㎡7551.42kg，同時得出‘洛番12號最佳氮、磷、鉀需肥配比667㎡為N肥施用量19.44kg、P2O5肥施用量11.11kg、K20肥施用量31.94kg。

關(guān)鍵詞：‘洛番12號；大棚；施肥；產(chǎn)量；數(shù)學模型

番茄是重要蔬菜作物之一，保護地番茄栽培在洛陽地區(qū)已形成了一定的規(guī)模，但由于栽培品種的區(qū)域性、適宜本地區(qū)專用番茄品種不多，且大多數(shù)農(nóng)民朋友在種植過程中由于施肥的盲目性，特別是過量施用N肥現(xiàn)象嚴重。僅憑經(jīng)驗施肥，肥料用量不科學，配比不正確。在生產(chǎn)過程中過量投入肥料，導致番茄產(chǎn)量和品質(zhì)下降，肥料利用率低。當?shù)剞r(nóng)民迫切需要適宜本地區(qū)生產(chǎn)的專用番茄新品種改變當前窘態(tài)。研究不同地區(qū)日光溫室栽培蔬菜合理的施肥數(shù)量、比例等問題是當務之急。番茄產(chǎn)量水平與施肥量及配比、品種、土壤類型、肥力狀況等有關(guān)。一般認為，番茄吸收氮（N）、磷（P205）和鉀（K20）的質(zhì)量比例在1：0.5：1.30左右，可以達到番茄豐產(chǎn)、高產(chǎn)。不同學者提出了當?shù)厝展鉁厥曳训氖┓式ㄗh?！宸?2號是洛陽市農(nóng)科院最新培育的粉果、適合保護地栽培的番茄新品種，2012年通過國家審定。為了探索‘洛番12號在大棚內(nèi)不同氮磷鉀肥力水平條件下的需肥規(guī)律，以及配套的栽培管理技術(shù)。2014年在洛陽農(nóng)林科學院蔬菜試驗基地進行了氮、磷、鉀肥施用量與產(chǎn)量的關(guān)系效應研究，為‘洛番12號的實際生產(chǎn)施肥決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時也可收集整理洛陽地區(qū)番茄的栽培管理技術(shù)和科學施肥經(jīng)驗。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在洛陽市農(nóng)林科學院蔬菜大棚試驗田進行，前茬作物為黃瓜，土質(zhì)為砂壤土，pH值7.4，速效氮105.40mg·kg-1，有效磷26.00mg·kg-1，速效鉀63.00mg·kg-1。

1.2 材料

試驗番茄品種為‘洛番12號，2012年通過國家鑒定，鑒定編號：國品鑒菜2012005。試驗肥料：尿素（湖南宜化集團生產(chǎn)，總含氮量≥46.4%）；過磷酸鈣（宜都興發(fā)化工有限公司生產(chǎn)生產(chǎn)的富磷牌，有效P205≥14.0%）；硫酸鉀（湖北阿康化肥有限公司生產(chǎn)的加農(nóng)牌，含K20≥22%）。

1.3 播種育苗和田間管理

2013年12月8日播種育苗，次年2月10日分苗，3月10日定植于大棚內(nèi)，采用單干整枝，留5穗果打頂，株行距為0.4mx0.6m，每行20株，起壟地膜覆蓋栽培，整個生育期除草、灌溉、施肥、防蟲治病，管理同一般試驗田。

1.4 試驗設(shè)計及施肥方法

依據(jù)“3414”的試驗方案，設(shè)14個處理，試驗采用隨機排列，3次重復，小區(qū)面積為4.8㎡。記錄番茄整個采收期的總產(chǎn)量，小區(qū)平均產(chǎn)量。按照“3414”試驗設(shè)計平衡施肥，根據(jù)番茄生產(chǎn)中的實際需肥要求，尿素40%做基肥、開花坐果期追施20%、第1穗果實變白時追施20%、盛果期再追加20%；過磷酸鈣70%做基肥，開花坐果期追10%，第1穗果實變白時追lO%，盛果期追施10%；硫酸鉀60%做基肥，開花坐果期追施10%，第1穗果實變白時追施15%，盛果期追施15%。氮、磷、鉀施肥量見表1、表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 番茄產(chǎn)量為目標函數(shù)的建立與分析

按照“3414”設(shè)計方案的統(tǒng)計方法分析，將所測得的番茄產(chǎn)量結(jié)果，利用Excel、DPS統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析處理，得出氮、磷、鉀3種肥料用量與667㎡產(chǎn)量極大值的回歸方程。

Y=2929.89+23338.36X1+29359.33X2+14146.73X3-134718.33X1xX1-319047.9X2xX2-39320.23X3×X3+132059.25X1xX2+18403.O1X1xX3+23578.6IX2xX3（l）。

對方程（1）進行分析，可得F值=24.08F0.01=9.18），相關(guān)系數(shù)R=0.99，決定系數(shù)RR=0.98，因為番茄產(chǎn)量與氮、磷、鉀施肥量之間存在極顯著的回歸關(guān)系，所以獲得番茄施肥水平效應函數(shù)能夠反映模擬本次番茄試驗的實際生產(chǎn)情況，應用番茄產(chǎn)量數(shù)學模型得出極大產(chǎn)量施肥指標：最高指標番茄產(chǎn)量Y=7551.42時，氮、磷、鉀配比為N=0.14，P2O5=0.08，K20=0.23。折合667㎡肥料用量：N施用量19.44kg、P2Os施用量11.11kg、k2O施用量31.94kg時，得667㎡極大產(chǎn)量7551.42kg（表2）。

不同氮、磷、鉀配比水平對本品種番茄產(chǎn)量的影響較大，在實際生產(chǎn)中，以往農(nóng)戶普遍采用的肥料種類和施肥量只是根據(jù)經(jīng)驗和估計來推測的，重視氮肥，輕鉀磷肥，過量施肥，這樣容易造成肥料利用的無效浪費，也會影響番茄的最大產(chǎn)量；一味多施氮肥，還易引起植株生長異常，降低果實品質(zhì)和產(chǎn)量。

2.2 氮、磷、鉀各因子效應分析

由于氮、磷、鉀三因素對番茄產(chǎn)量的效應受二次回歸系數(shù)的影響，因此要具體明確氮、磷、鉀各因子對產(chǎn)量影響的主次關(guān)系，還應求出各因子施肥水平變化對番茄產(chǎn)量的單個效應值，其大小可直接反映出單個因子對番茄產(chǎn)量目標函數(shù)影響的大小。

氮、磷、鉀施肥水平代碼值與番茄產(chǎn)量的關(guān)系回歸方程：

Y=2929.89+1633.68X1+1174.37X1+1556.14X3-660.11X1xX1-510.47X2×X2-475.77X3×X3+369.76X1xX2+141.70X1xX3+103.74X2xX3（2）.

將番茄產(chǎn)量與代碼值的二次多項式方程采用降維法，分別將氮、磷、鉀其中2個變數(shù)同定在0水平，進行降維分解，可得到3個以其中一個施肥要素為決策變量的偏回歸方程：

氮施肥水平與產(chǎn)量關(guān)系方程：Y1=2929.89+1633.68X1-660.11XixX1 （3）；

磷施肥水平與產(chǎn)量關(guān)系方程：Y=2929.89+1174.37X2-510.47X2xX2 （4）：

鉀施肥水平與產(chǎn)量關(guān)系方程：Y3=2929.89+1 556.14X3-475.77X3，xX3（5）。

根據(jù)以上3個方程式，作出N、P、K施肥水平與番茄產(chǎn)量的拋物線圖（圖1）。

由圖l可知，在一定施肥水平取值范圍內(nèi)，施用氮、磷、鉀肥能有效增加番茄產(chǎn)量，氮、磷、鉀三因子對番茄產(chǎn)量的主次影響為K>N>P；在超過一定取值范圍后，過度施氮、磷、鉀肥均會使番茄產(chǎn)量降低，據(jù)調(diào)查，菜農(nóng)往往過量施用氮肥，而忽略了鉀、磷肥的施用。番茄屬于喜鉀植物，對養(yǎng)分的需求，以鉀最高，氮次之，磷最低。在番茄生產(chǎn)中應當根據(jù)當?shù)氐膶嶋H肥力，合理平衡施肥，避免單一肥料過多施肥用，以免造成肥料浪費、番茄減產(chǎn)等問題。

3 討論與結(jié)論

由于在生產(chǎn)實踐中需要考慮的因素較多，如溫度、濕度、土壤類型、施肥時機、設(shè)施類型等都有可能影響番茄對氮、磷、鉀的吸收，同時氮磷鉀三因素的兩兩互作效應比較復雜，也可能影響番茄對肥料的吸收利用，所以在今后的試驗中將進一步深入研究施肥時機和互作效應，使研究結(jié)果對‘洛番12號番茄合理施肥提供更科學的依據(jù)。

在同一施肥水平條件下，氮、磷、鉀三因素對番茄產(chǎn)量的主次影響為鉀>氮>磷，這與張盛林等所研究的不同氮、磷、鉀配方施肥對番茄椒產(chǎn)量的影響順序為氮肥>磷肥>鉀肥有出入，可能與作物本身對肥料的吸收利用不同。本試驗對番茄平衡施肥，受試驗田原始肥效影響較大，可能會與該番茄品種的實際需肥量有差別，但只要注意在一定的施肥范圍內(nèi)，注意氮、磷、鉀的配比適宜，可以保證‘洛番12號的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

肥料配比施肥對番茄產(chǎn)量影響較大，在正常施肥水平下，番茄產(chǎn)量與氮、磷、鉀三因子水平成正相關(guān)，‘洛番12號最佳肥料質(zhì)量配比N：P2O3：K2O為2：1：3左右，這與陳倫壽等、馬國瑞的研究結(jié)果相似。在早春大棚番茄生產(chǎn)過程中，據(jù)此對‘洛番12號進行平衡配比施肥，可提高‘洛番12號的產(chǎn)量。