鄧小芳 程于真 楊明霞 陳竹君 周建斌

doi：10.7606/j.issn.1004-1389.2024.07.012

https：//doi.org/10.7606/j.issn.1004-1389.2024.07.012

收稿日期：2023-06-26? 修回日期：2023-10-13

基金項(xiàng)目：山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2023TZXD028）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFD0200106）。

第一作者：鄧小芳，女，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樵O(shè)施蔬菜體系氮的去向和調(diào)控。E-mail：dxf@nwafu.edu.cn

通信作者：周建斌，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橥寥?植物系統(tǒng)氮素循環(huán)及調(diào)控。E-mail：jbzhou@nwsuaf.edu.cn

摘? 要? 研究不同栽培方式及茬口下番茄產(chǎn)量、地上部氮素吸收量和生產(chǎn)1 000 kg果實(shí)需氮量的差異，根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量給出田塊尺度理論氮素推薦量，為不同栽培條件下番茄氮肥的合理施肥提供理論依據(jù)與技術(shù)指導(dǎo)。收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)番茄氮素利用的文獻(xiàn)43篇，統(tǒng)計(jì)分析露地、設(shè)施冬春茬和設(shè)施秋冬茬栽培條件下番茄的產(chǎn)量、地上部氮素?cái)y出量和形成1 000 kg果實(shí)需氮量；根據(jù)不同產(chǎn)量水平，計(jì)算1 000 kg番茄果實(shí)需氮量的變化；用理論施氮量的方法計(jì)算不同目標(biāo)產(chǎn)量下番茄的理論施氮量。分析表明，露地、設(shè)施冬春茬和設(shè)施秋冬茬番茄的產(chǎn)量、地上部氮素?cái)y出量和形成1 000 kg果實(shí)需氮量存在明顯差異。設(shè)施冬春茬番茄的產(chǎn)量最高為98.5?? t/hm2（n=159），是露地和設(shè)施秋冬茬番茄產(chǎn)量的1.3倍。設(shè)施冬春茬地上部氮素?cái)y出量為239.3?? kg/hm2? （n=126），高于露地和設(shè)施秋冬茬。與產(chǎn)量和地上部氮素?cái)y出量不同，設(shè)施秋冬茬形成1 000 kg番茄果實(shí)的需氮量最高，為2.75 kg（n=99），設(shè)施冬春茬和露地相接近，分別為2.43 kg（n=126）和2.44 kg? （n=123）。番茄產(chǎn)量和地上部氮素?cái)y出量之間有顯著的線性相關(guān)性，番茄產(chǎn)量隨地上部氮素?cái)y出量的增加而顯著增加。番茄產(chǎn)量和地上部氮素?cái)y出量受水肥投入影響，灌溉量對(duì)番茄產(chǎn)量的影響極顯著，隨灌溉量增加產(chǎn)量先緩慢上升后下降，但灌溉量對(duì)番茄地上部無顯著影響。番茄產(chǎn)量水平在<55、55～85、85～115、? 115～145、>145?? t/hm2時(shí)，生產(chǎn)1 000 kg果實(shí)的需氮量分別為3.17、2.38、2.27、2.25和2.25 kg。番茄形成1 000 kg果實(shí)的需氮量隨著產(chǎn)量水平的增加反而呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。理論施氮量的計(jì)算簡(jiǎn)單易推廣。番茄目標(biāo)產(chǎn)量在50～150 t/hm2時(shí)，露地、設(shè)施冬春茬和設(shè)施秋冬茬番茄的理論施氮量范圍分別在182～547、183～549和206～619 kg/hm2，露地番茄和設(shè)施冬春茬番茄的理論推薦施氮量相近。不同栽培形式和岔口對(duì)番茄產(chǎn)量和氮素吸收特性均會(huì)產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞? 番茄；產(chǎn)量；地上部氮素?cái)y出量；理論施氮量

番茄（Solanum lycopersicum Mill.）是全世界栽培最為普遍的果菜之一，它不僅適應(yīng)范圍廣，產(chǎn)量高，且富含多種維生素和其他營(yíng)養(yǎng)成分，因此具有很高的營(yíng)養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值［1］。在蔬菜生產(chǎn)中，氮素對(duì)促進(jìn)其生長(zhǎng)和增產(chǎn)的效果最為顯著［2］；同時(shí)，番茄由于果實(shí)采收期長(zhǎng)、產(chǎn)量高、土壤養(yǎng)分移出量大，需要充分的氮素供給。所以，生產(chǎn)中為保證番茄產(chǎn)量菜農(nóng)往往過量施用氮肥，這不僅影響番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)，而且導(dǎo)致植株病害加劇和環(huán)境污染等一系列問題［3-4］。因此，確定合理施氮量是獲得作物高產(chǎn)、保持土壤肥力和減少施氮引起環(huán)境污染的關(guān)鍵［5］。

露地和設(shè)施是番茄栽培的兩種主要方式。不同栽培方式下番茄的產(chǎn)量差異顯著，Maureira等［6］采用模擬的方法得出，美國(guó)華盛頓州設(shè)施番茄產(chǎn)量是露地的6.4倍。設(shè)施栽培番茄根據(jù)栽培時(shí)間分為冬春茬和秋冬茬。Wu等［7］研究發(fā)現(xiàn)，冬春茬番茄產(chǎn)量顯著高于相同處理下秋冬茬產(chǎn)量；但Du等［8］研究發(fā)現(xiàn)，相同處理下冬春茬和秋冬茬產(chǎn)量沒有顯著差異。不同栽培條件及茬口產(chǎn)量的差異，必定會(huì)導(dǎo)致氮素吸收量的不同。

氮肥施用量的多少對(duì)番茄產(chǎn)量、品質(zhì)、氮素利用率等均有顯著影響，合理的施氮量對(duì)番茄栽培非常關(guān)鍵［9］。姜慧敏等［10］在山東壽光進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)每季設(shè)施番茄化肥氮的施用量遠(yuǎn)高于每季地上部的氮素?cái)y出量，化肥氮投入高達(dá)1 000?? kg/hm2，當(dāng)季氮肥利用率低于10%。閔炬等［11］研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)民習(xí)慣施氮量（300 kg/hm2）導(dǎo)致大棚番茄有減產(chǎn)趨勢(shì)，而減氮20%～40%不僅可以保證產(chǎn)量，還可以保證果實(shí)品質(zhì)。Sun等［12］利用EU-Rotate N模型得出設(shè)施秋冬茬番茄最佳施氮量為150 kg/hm2，冬春茬番茄為250 kg/hm2。王新等［13］對(duì)番茄地上部生物量、氮素累積的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，發(fā)現(xiàn)北疆地區(qū)加工番茄滴灌栽培的理論適宜施氮量為349～382 kg/hm2?？梢?，不同研究對(duì)番茄適宜施氮量的研究結(jié)果差異較大。

因此，確定不同區(qū)域不同類型番茄合理施氮量仍是一個(gè)值得研究的問題［14］。常用的方法包括田間試驗(yàn)法、土壤和植株測(cè)定法等，但這些方法存在工作量大、成本高等問題，不適合大面積應(yīng)用推廣，尤其對(duì)于小農(nóng)戶［15］。基于此，Ju等［16］提出了確定作物理論施氮量的方法，該方法用作物根區(qū)氮肥、土壤氮和作物吸收氮三者的數(shù)量關(guān)系來確定施氮量，根據(jù)農(nóng)田秸稈還田的生產(chǎn)實(shí)際，推導(dǎo)出推薦施氮量約等于作物地上部吸氮量。生產(chǎn)單位果實(shí)需氮量是該法確定氮肥適宜用量的關(guān)鍵，而目前關(guān)于番茄吸氮規(guī)律及生產(chǎn)單位果實(shí)需氮量雖開展了不少研究，但多為小樣本的田間小區(qū)試驗(yàn)，對(duì)于不同區(qū)域間大尺度、大樣本數(shù)量的研究缺乏系統(tǒng)報(bào)道。因此，本文旨在通過收集大量有關(guān)番茄氮素利用的文獻(xiàn)資料和田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，探明不同栽培方式及不同茬口下番茄產(chǎn)量、地上部氮素?cái)y出量和生產(chǎn)1 000 kg果實(shí)需氮量的差異，明確不同產(chǎn)量水平下1 000 kg果實(shí)需氮量的變化特征；根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量給出田塊尺度氮肥理論推薦量，以期為指導(dǎo)番茄合理施肥和提高氮肥利用效率提供理論依據(jù)與科學(xué)參考。

1? 材料與方法

1.1? 數(shù)據(jù)來源

本研究在中國(guó)知網(wǎng)和維普中文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)及Web of Science英文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行文獻(xiàn)搜集。以“番茄” “產(chǎn)量” “氮素” “氮肥吸收利用”及其組合為主要關(guān)鍵詞進(jìn)行文獻(xiàn)檢索。為了確保分析的準(zhǔn)確性，遵循以下4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)收集文獻(xiàn)進(jìn)行篩選分析：1）試驗(yàn)方式為田間試驗(yàn)；2）數(shù)據(jù)需包含產(chǎn)量、施氮量、氮素?cái)y出量、灌溉量等至少2個(gè)指標(biāo)，且有明確的標(biāo)準(zhǔn)差或者重復(fù)值，重復(fù)數(shù)≥3；3）試驗(yàn)地、試驗(yàn)作物、生產(chǎn)管理等基本信息清晰；4）不同文獻(xiàn)中的相同試驗(yàn)數(shù)據(jù)只錄入1次。

基于以上標(biāo)準(zhǔn)本文收集了43篇國(guó)內(nèi)外有關(guān)番茄氮素吸收利用的文獻(xiàn)資料。番茄品種有‘粉安娜‘布魯特斯‘金鵬 ‘農(nóng)大等多種，均為大果蔬菜番茄。將研究對(duì)象分為露地和設(shè)施（溫室、大棚）2種栽培方式，由于設(shè)施蔬菜種植制度一般為一年兩茬制，因此根據(jù)茬口不同將設(shè)施栽培番茄分為冬春茬和秋冬茬。冬春茬種植一般在l月下旬至2月上旬移栽，6月中上旬拉秧，秋冬茬種植一般在8月中旬移栽，翌年1月中旬拉秧。研究樣本包括得到產(chǎn)量數(shù)據(jù)為420個(gè)、氮肥施用量375個(gè)、灌溉量261個(gè)和植株地上部氮積累量358個(gè)。

1.2? 數(shù)據(jù)提取

如果文獻(xiàn)中含有樣本數(shù)、均值及標(biāo)準(zhǔn)差，則直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的提?。蝗绻墨I(xiàn)中不直接含有標(biāo)準(zhǔn)差，但處理有多個(gè)重復(fù)時(shí)，則提取數(shù)據(jù)之后，計(jì)算出均值和標(biāo)準(zhǔn)差。文獻(xiàn)中如果只有圖，沒有表，則使用 GetData 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)提取。

1.3? 理論施氮量的計(jì)算

巨曉棠［14］認(rèn)為在長(zhǎng)期秸稈還田的情況下，在確定了百千克收獲物需氮量（N100，kg）后，推薦施氮量（Nfert，kg/hm2）是目標(biāo)產(chǎn)量（Y，kg/hm2）的唯一函數(shù)，即理論施氮量Nfert≈Y/100×N100。但是番茄一般很少直接進(jìn)行秸稈還田，因此，番茄的理論推薦量應(yīng)等于上述結(jié)果加上扣除果實(shí)之外的地上部氮素?cái)y出量。綜合各種文獻(xiàn)報(bào)道及筆者試驗(yàn)結(jié)果［8］，扣除果實(shí)之外的地上部氮素?cái)y出量約占地上部總氮素?cái)y出量的50%，即可得出番茄的理論施氮量Nfert≈Y/1 000×N1 000＋Y1 000×N1 000×50%≈Y/1 000×N1 000（1+50%），其中N1 000為形成1 000 kg番茄果實(shí)的需氮量。

1.4? 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Office Excel 2016 軟件進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理和圖表制作，SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncans檢驗(yàn)（α=0.05）進(jìn)行多重比較。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 番茄產(chǎn)量和氮素吸收量

由表1可知，大田試驗(yàn)條件下番茄平均產(chǎn)量為84.9 t/hm2（n=420），但不同栽培條件下番茄產(chǎn)量差異較大。設(shè)施冬春茬番茄產(chǎn)量最高為? 98.48 t/hm2（n=159），是露地和設(shè)施秋冬茬番茄產(chǎn)量的1.3倍。露地和設(shè)施秋冬茬的番茄產(chǎn)量接近，分別是75.39? t/hm2（n=123）和77.3?? t/hm2? （n=138）。不同栽培條件下番茄的地上部氮素?cái)y出量同樣也存在差異，平均地上部氮素?cái)y出量為198.55 kg/hm2（n=358），其中設(shè)冬春茬的地上部氮素?cái)y出量最高為239.25 kg/hm2? （n=126），露地最低為172.73 kg/hm2（n=123），相差? 66.52 kg/hm2。與產(chǎn)量和地上部氮素?cái)y出量不同的是，設(shè)施秋冬茬形成1 000 kg番茄果實(shí)的需氮量最高，為2.75 kg（n=99），設(shè)施冬春茬和露地相接近，分別為2.43 kg（n=126）和2.44 kg（n=123），較設(shè)施秋冬茬低。設(shè)施秋冬茬形成1 000 kg果實(shí)所需的氮素量是露地和設(shè)施冬春茬的? 1.1倍。綜上可知，設(shè)施冬春茬的番茄產(chǎn)量和地上部氮素?cái)y出量較露地和設(shè)施秋冬茬高，設(shè)施冬春茬形成1 000 kg番茄果實(shí)高于設(shè)施冬春茬和露地。

2.2? 番茄產(chǎn)量與地上部氮素?cái)y出量的關(guān)系

對(duì)地上部氮素?cái)y出量和番茄產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析，由圖1可知，番茄產(chǎn)量隨地上部氮素?cái)y出量的增加而增加，呈顯著的線性關(guān)系。番茄產(chǎn)量和地上部氮素?cái)y出量的相關(guān)性系數(shù)分別為0.799、0.36和0.677，均達(dá)極顯著水平?？傮w樣點(diǎn)的相關(guān)函數(shù)表達(dá)式為y =0.314x + 20.989（x表示地上部氮素?cái)y出量，y為產(chǎn)量），R2為0.619，達(dá)到極顯著水平（P<0.01）。

2.3? 水肥投入與番茄產(chǎn)量、地上部氮素?cái)y出量的關(guān)系

分別以氮肥施用量和灌溉量作為自變量，以產(chǎn)量和番茄地上部氮素?cái)y出量作為因變量，分析其相關(guān)性。發(fā)現(xiàn)氮肥施用量和灌溉量對(duì)番茄產(chǎn)量的影響均達(dá)極顯著水平（P<0.01）；氮肥施用量對(duì)番茄地上部氮素?cái)y出量的影響達(dá)極顯著水平（P<0.01），但灌溉量對(duì)其無顯著影響。

番茄產(chǎn)量隨施氮量的增加，呈現(xiàn)出先緩慢上升后再下降的趨勢(shì)（圖2），由此可知，在一定范圍內(nèi)增施氮肥有利于促進(jìn)果實(shí)增產(chǎn)，但其施用量過高或過低均會(huì)導(dǎo)致負(fù)效應(yīng)。番茄產(chǎn)量隨灌溉量的變化與氮肥施用量有類似的規(guī)律，這表明過度干旱或過度灌溉都會(huì)導(dǎo)致番茄產(chǎn)量下降。番茄地上部氮素?cái)y出量隨施氮量的增加，呈開口向下的拋物線形狀（圖3）。因此，在一定范圍內(nèi)氮肥的增施能促進(jìn)作物對(duì)氮素的吸收利用，但施用量過高同樣也會(huì)降低地上部對(duì)氮素的吸收。

2.4? 番茄氮素吸收特征及其產(chǎn)量效應(yīng)

將番茄產(chǎn)量分為<55、55～85、85～115、? 115～145和>145 t/hm2 5個(gè)水平組，進(jìn)一步研究形成1 000 kg果實(shí)需氮量與番茄產(chǎn)量水平的關(guān)系。5個(gè)番茄產(chǎn)量組由低到高的平均產(chǎn)量分別是35.3 t/hm2（n=89）、70.5 t/hm2（n=93）、102.1?? t/hm2（n=85）、127.2?? t/hm2（n=70）? 和>152.1 t/hm2（n=11）。

露地番茄在5個(gè)產(chǎn)量水平分組下，生產(chǎn)1 000 kg番茄的需氮量從低至高依次為2.94（n=48）、2.14（n=30）、2.05（n=16）、2.15（n=25）和2.22 kg（n=4）；設(shè)施冬春茬番茄生產(chǎn)1 000 kg果實(shí)的需氮量依次為3.96（n=5）、2.53（n=35）、2.33? （n=45）、2.30（n=35）和2.20 kg（n=6）；設(shè)施秋冬茬番茄分別為3.41（n=36）、2.44（n=28）、? 2.31（n=24）、2.34（n=10）和2.63 kg（n=1）（圖4）。綜上可知，5個(gè)番茄產(chǎn)量分組由低到高形成? 1 000 kg果實(shí)需氮量分別為3.17、2.38、2.27、? 2.25和2.25 kg。因此，番茄需氮量隨產(chǎn)量水平的提高呈逐漸遞減趨勢(shì)。

2.5? 番茄的理論施氮量

根據(jù)本試驗(yàn)上述研究結(jié)果，露地、設(shè)施冬春茬和設(shè)施秋冬茬番茄形成1 000 kg果實(shí)需氮量平均為2.43 kg、2.44 kg和2.75 kg。根據(jù)番茄的理論施氮量算式，可以求出不同栽培條件下不同目標(biāo)產(chǎn)量的理論施氮量（表2）。由表2可知，番茄目標(biāo)產(chǎn)量在50～150 t/hm2時(shí)，露地、設(shè)施冬春茬和設(shè)施秋冬茬番茄的理論施氮量為182～547 kg/hm2、183～549 kg/hm2和206～619??? kg/hm2，露地番茄和設(shè)施冬春茬番茄的理論推薦施氮量相近。

3? 討? 論

不同栽培模式會(huì)顯著影響作物的產(chǎn)量。石會(huì)娟等［17］研究表明，河北省設(shè)施番茄產(chǎn)量是露地番茄產(chǎn)量的1.4倍。本研究中，設(shè)施番茄的平均產(chǎn)量為87.9 t/hm2，是露地番茄產(chǎn)量的1.2倍。因此，從番茄產(chǎn)量來看，設(shè)施栽培模式優(yōu)于露地栽培。相比露地栽培，設(shè)施栽培模式擁有更適宜作物生長(zhǎng)的不同于大田的小氣候環(huán)境［18-19］，且配套設(shè)施更好。種植茬口對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量和地上部氮

素?cái)y出量的影響存在差異。趙云霞等［20］選取9個(gè)番茄品種進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)施冬春茬番茄產(chǎn)量為秋冬茬的1.1倍～1.8倍；高方勝等［21］也研究表明，設(shè)施冬春茬的番茄單株產(chǎn)量為1.22 kg，較設(shè)施秋冬茬提高40.23%，且冬春茬番茄的全株氮素吸收積累量和吸收速率顯著高于秋冬茬。本研究結(jié)果類似，番茄平均產(chǎn)量和地上部氮素?cái)y出量設(shè)施冬春茬分別是設(shè)施秋冬茬的1.27倍和? 1.34倍。但Du等［8］研究發(fā)現(xiàn)，日光溫室冬春茬和秋冬茬番茄產(chǎn)量無顯著差異。因?yàn)楸狙芯渴占舜罅繑?shù)據(jù)，所以在絕大多數(shù)情況下，設(shè)施冬春茬的產(chǎn)量要高于秋冬茬。冬春茬番茄所處的溫度和光照條件較好，栽培期間外界氣溫和日平均光照強(qiáng)度不斷上升，適宜番茄生長(zhǎng)；而秋冬茬番茄所處的溫度和光照條件的變化與冬春茬變化相反，后期果實(shí)的膨大受到影響，最終影響產(chǎn)量。

施肥和灌溉是限制作物增產(chǎn)的兩大重要因子［22］，同時(shí)二者存在明顯的交互效應(yīng)［23］，適宜的水分條件會(huì)增強(qiáng)養(yǎng)分的質(zhì)流和擴(kuò)散，保障土壤養(yǎng)分離子向作物根系的遷移，施肥反過來又會(huì)影響作物對(duì)水分的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和利用［24］。李建明等［25］研究發(fā)現(xiàn)番茄產(chǎn)量隨施肥和水分的變化均呈開口向下的拋物線形狀，這說明過度干旱或過度滯水均會(huì)加劇作物的減產(chǎn)，同樣在一定范圍內(nèi)增加施肥量有利于產(chǎn)量的提高，但施肥量太少或太多同樣均會(huì)造成減產(chǎn)。這與本研究結(jié)果一致。養(yǎng)分吸收是干物質(zhì)形成和累積的基礎(chǔ)，干物質(zhì)和養(yǎng)分累積是產(chǎn)量形成的前提［26］，本研究顯示，氮素?cái)y出量與產(chǎn)量之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系；番茄地上部氮素?cái)y出量受施氮量的顯著影響，在一定范圍內(nèi)植株地上部氮素?cái)y出量隨施氮量的增大而增大，持續(xù)增大反而降低地上部氮素?cái)y出量。

已有諸多研究資料表明，每形成1 000 kg的番茄果實(shí)，地上部氮素吸收量為1.38～2.93 kg［27-29］。本研究表明，番茄形成1 000 kg果實(shí)所需氮量隨產(chǎn)量水平的提高逐漸下降，平均為2.52 kg，產(chǎn)量在<55、55～85、85～115、115～145和>145 t/hm2時(shí)，形成1 000 kg 果實(shí)的氮吸收量分別為3.17 kg（n=89）、2.38 kg（n=93）、2.27 kg（n=85）、2.25 kg（n=70）和2.25 kg（n=11），這與黃倩楠等［30］研究小麥需氮量隨產(chǎn)量變化的規(guī)律類似。隨著番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，果實(shí)吸氮量隨產(chǎn)量增加而增加，但到果實(shí)膨大期后莖和葉中的部分氮發(fā)生轉(zhuǎn)移，供應(yīng)番茄果實(shí)的生長(zhǎng)［31］，故產(chǎn)量的增加幅度大于地上部吸氮量的增加幅度，導(dǎo)致需氮量降低。露地、設(shè)施冬春茬和設(shè)施秋冬茬番茄形成1 000 kg果實(shí)的需氮量分別為2.44、2.43 和2.75 kg。這是因?yàn)椴煌耘嗄Ｊ胶筒缈诘臏囟?、水分、土壤等環(huán)境條件和田間管理技術(shù)不同，導(dǎo)致其存在差異。這說明在番茄實(shí)際生產(chǎn)中，適宜施氮量的確定要考慮產(chǎn)量、土壤養(yǎng)分和農(nóng)藝措施等綜合因素。

目前對(duì)番茄最佳施氮量的研究大部分是通過設(shè)置氮素梯度試驗(yàn)，這對(duì)中國(guó)小農(nóng)戶經(jīng)營(yíng)而言，操作復(fù)雜且成本較高，實(shí)用性差。所以作物理論施氮量的方法較簡(jiǎn)單易于接受，只需基層推廣人員將簡(jiǎn)單的算式和系數(shù)告訴農(nóng)戶，農(nóng)戶通過口算就能得知自己田塊的氮肥施用量，因?yàn)檗r(nóng)戶對(duì)自己田塊的目標(biāo)產(chǎn)量是相當(dāng)清楚的［14］。王新等［13］根據(jù)Quad-ratic模型得出，北疆地區(qū)露地加工番茄理論產(chǎn)量在114～120 t/hm2時(shí)，理論適宜施氮量在349～382 kg/hm2；本研究應(yīng)用理論施氮量，露地番茄目標(biāo)產(chǎn)量在110～120 t/hm2時(shí)，相應(yīng)理論推薦施氮量在401～431 kg/hm2?？梢钥闯龈哂赒uad-ratic模型所得的施氮量，這可能是因?yàn)镼uad-ratic 模型未考慮土壤本底氮的消耗。但遠(yuǎn)低于農(nóng)戶習(xí)慣施氮量，所以理論施氮量方法是值得推薦的簡(jiǎn)單易行的方法。

4? 結(jié)? 論

通過文獻(xiàn)搜集與數(shù)據(jù)分析得到冬春茬的設(shè)施栽培模式番茄產(chǎn)量最高，設(shè)施秋茬和露地番茄產(chǎn)量較設(shè)施冬春茬低，但其兩者之間產(chǎn)量相近。露地、設(shè)施冬春茬和設(shè)施秋冬茬番茄形成1 000 kg果實(shí)需氮量分別為2.44、2.43、2.75 kg。番茄目標(biāo)產(chǎn)量在50～150 t/hm2時(shí)，露地、設(shè)施冬春茬和設(shè)施秋冬茬番茄的理論施氮量分別為182～547、183～549和206～619 kg/hm2。在番茄生產(chǎn)實(shí)踐中，理論施氮量是一種可推薦的簡(jiǎn)單易行的方法。根據(jù)不同栽培模式和目標(biāo)產(chǎn)量，可很快的算出合理施氮量，最終實(shí)現(xiàn)氮肥的合理施用。

參考文獻(xiàn)? Reference：

［1］

TOOR R K，SAVAGE G P，HEEB A.Influence of different types of fertilizers on the major antioxidant components of tomatoes［J］.Journal of Food Composition and Analysis，2006，19（1）：20-27.

［2］ELIA A，CONVERSA G.Agronomic and physiological responses of a tomato crop to nitrogen input［J］.European Journal of Agronomy，2012，40：64-74.

［3］李天來，楊麗娟.作物連作障礙的克服——難解的問題［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，49（5）：916-918.

LI T L，YANG L J.Overcoming continuous cropping obstacles—The difficult problem［J］.Scientia Agricultura Sinica，2016，49（5）：916-918.

［4］高峻嶺，宋朝玉，王玉軍，等.施肥對(duì)青島市設(shè)施蔬菜產(chǎn)量、凈產(chǎn)值及土壤環(huán)境的影響［J］.中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，? 19（6）：1261-1267.

GAO J L，SONG ZH Y，WANG Y J，et al.Effect of fertilization on yield，net income and soil environment in Qingdao protected vegetable production systems［J］.Chinese Journal of Eco-Agriculture，2011，19（6）：1261-1267.

［5］巨曉棠.氮肥有效率的概念及意義—兼論對(duì)傳統(tǒng)氮肥利用率的理解誤區(qū)［J］.土壤學(xué)報(bào)，2014，51（5）：921-933.

JU X T.The concept and meanings of nitrogen fertilizer?? availability ratio ― Discussing misunderstanding of traditional nitrogen use efficiency［J］.Acta Pedologica Sinica，2014，51（5）：921-933.

［6］MAUREIRA F，RAJAGOPALAN K，STOCKLE C O.? Evaluating tomato production in open-field and high-tech greenhouse systems［J］.Journal of Cleaner Production，2022（337）：130459.

［7］WU Y，YAN S C，F(xiàn)AN J L，et al.Combined application of soluble organic and chemical fertilizers in drip fertigation improves nitrogen use efficiency and enhances tomato yield and quality［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2020，100（15）：5422-5433.

［8］DU Y D，ZHANG Q，CUI B J，et al.Aerated irrigation improves tomato yield and nitrogen use efficiency while reducing nitrogen application rate［J］.Agricultural Water Management，2020，235：1-11.https：//doi.org/10.16/j.agwat.2020.106152.

［9］寇長(zhǎng)林，駱曉聲，巨曉棠.優(yōu)化施氮對(duì)設(shè)施番茄土壤硝態(tài)氮?dú)埩艏巴寥赖胶獾挠绊懀跩］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2021，27（5）：837-848.

KOU CH L，LUO X SH，JU X T.Effects of optimal nitrogen fertilization on N balance and nitrate-N accumulation in greenhouse tomato fields［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2021，27（5）：837-848.

［10］? 姜慧敏，張建峰，楊俊誠(chéng)，等.施氮模式對(duì)番茄氮素吸收利用及土壤硝態(tài)氮累積的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，28（12）：2623-2630.

JIANG H M，ZHANG J F，YANG J CH，et al.Effects of models of N application on greenhouse tomato N uptake，utilization and soil NO3--N?? accumulation［J］.Journal of Agro-Environment Science，2009，28（12）：2623-2630.

［11］閔 ?炬，施衛(wèi)明.不同施氮量對(duì)太湖地區(qū)大棚蔬菜產(chǎn)量、氮肥利用率及品質(zhì)的影響［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2009，15（1）：151-157.

MIN J，SHI W M.Effects of different N rates on the yield，N use efficiency and fruit quality of vegetables cultivated in plastic greenhouse in Taihu lake region［J］.Plant Nutrition and Fertilizer Science，2009，15（1）：151-157.

［12］SUN Y，HU K L，F(xiàn)AN Z B，et al.Simulating the fate of nitrogen and optimizing water and nitrogen management of greenhouse tomato in North China using the EU-Rotate N model［J］.Agricultural Water Management，2013，128：72-84.

［13］王? 新，馬富裕，刁? 明，等.不同施氮水平下加工番茄植株生長(zhǎng)和氮素積累與利用率的動(dòng)態(tài)模擬［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，25（4）：1043-1050.

WANG X，MA F Y，DIAO M，et al.Dynamics simulation on plant growth，N accumulation and utilization of processing tomato at different N fertilization rates［J］.Chinese Journal of Applied Ecology，2014，25（4）：1043-1050.

［14］巨曉棠.理論施氮量的改進(jìn)及驗(yàn)證—兼論確定作物氮肥推薦量的方法［J］.土壤學(xué)報(bào)，2015，52（2）：249-261.

JU X T.Improvement and validation of theoretical N rate （TNR）—Discussing the methods for N Fertilizer recommendation［J］.Acta Pedologica Sinica，2015，52（2）：249-261.

［15］YIN Y L，ZHAO R F，YANG Y，et al.A steady-state N balance approach for sustainable smallholder farming.EU-Rotate N model［J］.PNAS，2021，118（39）：e2106576118.

［16］JU X T，CHRISTIE P.Calculation of theoretical nitrogen rate for simple nitrogen recommendations in intensive cropping systems：a? case study on the North China Plain［J］.Field Crops Research，2011，124：450-458.

［17］石會(huì)娟，王? 哲.河北省露地及設(shè)施西紅柿生產(chǎn)收益研究［J］.農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2016，27（16）：37-38.

SHI H J，WANG ZH.Study on the income of tomato production in open land and facilities in Hebei Province［J］.Rural Economy and Technology，2016，27（16）：37-38.

［18］蔡祖聰.我國(guó)設(shè)施栽培養(yǎng)分管理中待解的科學(xué)和技術(shù)問題［J］.土壤學(xué)報(bào)，2019，56（1）：36-43.

CAI Z C.Scientific and technological issues of nutrient management under greenhouse cultivation in China［J］.Acta Pedologica Sinica，2019，56（1）：36-43.

［19］姜玲玲，劉? 靜，趙同科，等.有機(jī)無機(jī)配施對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)影響的Meta分析［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2019，? 25（4）：601-610.

JIANG L L，LIU J，ZHAO T K，et al.Meta-analysis of combinative application of organic and inorganic fertilizers on effect of yield and qualities of tomato［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2019，25（4）：601-610.

［20］趙云霞，利繼東，崔靜英，等.栽培季節(jié)對(duì)不同品系番茄生長(zhǎng)和產(chǎn)量構(gòu)成的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（2） ：38-40.

ZHAO Y X，LI J D，CUI J Y，et al.Effect of cultivation season on different strains tomato growth and yield components［J］.Journal of Anhui Agricultural Sciences，2016，44（2）：38-40.

［21］高方勝，徐? 坤.土壤水分對(duì)不同季節(jié)番茄產(chǎn)量及氮磷鉀吸收分配特性的影響［J］.核農(nóng)學(xué)報(bào)，2014，28（9）：1722-1727.

GAO F SH，XU K.Effect of soil water content on yield，absorption and distribution of N，P and K in tomato with different cultivation seasons［J］.Journal of Nuclear Agricultural Sciences，2014，28（9）：1722-1727.

［22］LING H，LV H F，BATCHELOR W D，et al.Simulating nitrate and DON leaching to optimize water and N management practices for greenhouse vegetable production systems［J］.Agricultural Water Management，2020，241：1-11.http：//doi：10.1016/j.agwat.2020.106377.

［23］BADR M A，ABOUHUSSEIN S D，ELTOHAMY W A.Tomato yield，nitrogen uptake and water use efficiency as affected by planting geometry and level of nitrogen in an arid region［J］.Agricultural Water Management，2016，169：90-97.

［24］袁宇霞，張富倉(cāng)，張? 燕，等.滴灌施肥灌水下限和施肥量對(duì)溫室番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量和生理特性的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2013，31（1）：76-83.

YUAN Y X，ZHANG F C，ZHANG Y，et al.Effects of irrigation threshold and fertilization on growth，yield and physiological properties of fertigated tomato in greenhouse［J］.Agricultural Research in the Arid Areas，2013，? 31（1）：76-83.

［25］李建明，潘銅華，王玲慧，等.水肥耦合對(duì)番茄光合、產(chǎn)量及水分利用效率的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（10）：82-90.

LI J M，PAN T H，WANG L H，et al.Effects of water-fertilizer coupling on tomato photosynthesis，yield and water use efficiency［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2014，30（10）：82-90.

［26］邢英英，張富倉(cāng)，張? 燕，等.滴灌施肥水肥耦合對(duì)溫室番茄產(chǎn)量、品質(zhì)和水氮利用的影響［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，48（4）：713-726.

XING Y Y，ZHANG F C，ZHANG Y，et al.Effects of water-fertilizer coupling on tomato photosynthesis，yield and water use efficiency［J］.Scientia Agricultura Sinica，2015，48（4）：713-726.

［27］賀會(huì)強(qiáng).日光溫室冬春茬番茄施肥指標(biāo)的研究［D］.陜西楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2012.

HE H Q.Studies on fertilization index for tomato cultivation in solar-greenhouse under spring growing season［D］.Yangling Shaanxi： Northwest A&F University，2012.

［28］朱? 娜.番茄測(cè)土配方施肥技術(shù)探討［D］.江蘇揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2014.

ZHU N.Research of the formula fertilization by soil testing on tomato［D］.Yangzhou Jiangsu：Yangzhou University，2014.

［29］吳建繁，王運(yùn)華，賀建德，等.京郊保護(hù)地番茄氮磷鉀肥料效應(yīng)及其吸收分配規(guī)律［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2000，? 6（4）：409-416.

WU J F，WANG Y H，HE J D，et al.Study on the effect，absorption and distribution of NPK on tomato in greenhouse of Beijing suburbs［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2000，6（4）：409-416.

［30］黃倩楠，王朝輝，黃婷苗，等.中國(guó)主要麥區(qū)農(nóng)戶小麥氮磷鉀養(yǎng)分需求與產(chǎn)量的關(guān)系［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，? 51（14）：2722-2734.

HUANG Q N，WANG ZH? H，HUANG T M，et al.Relationships of N，P and K requirement to wheat grain yield of farmers in major wheat production regions of China［J］.Scientia Agricultura Sinica，2018，51（14）：2722-2734.

［31］齊紅巖，李天來，郭? 泳，等.日光溫室番茄長(zhǎng)季節(jié)栽培條件下植株?duì)I養(yǎng)元素吸收特性的研究［J］.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，31（1）：64-67.

QI H Y，LI T L，GUO Y，et al.Nutrients absorption properties of tomato in long-season cultivation in solar greenhouse［J］.Journal of Shenyang Agricultural University，2000，31（1）：64-67.

Nitrogen? Uptake and Theoretical Nitrogen Application Rate of Tomato under Different Cultivation Conditions

DENG Xiaofang，CHENG Yuzhen，YANG Mingxia，CHEN Zhujun and ZHOU Jianbin

（College of Natural Resources and Environment，Northwest A&F University/Key Laboratory of Plant Nutrition and

Agro-Environment in Northwest China，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Yangling Shaanxi? 712100，China）

Abstract? This study? investigated variations in tomato yield，aboveground nitrogen （N） uptake，and N requirement for producing 1? 000 kg of fruit under different cultivation methods and stubble.Furthermore，this study aimed to provide theoretical N recommendations at the field scale， guided by? the target yield.The results of this study will contribute to the development of a theoretical framework，and provide technical recommendations for the optimal fertilization of tomatoes under diverse cultivation conditions.A comprehensive review of 43 domestic and international literature sources on N utilization was conducted.The compiled data covered various cultivation scenarios，including open-field culture，greenhouse cultivation during the winter-spring，and autumn-winter seasons.A statistical analysis was performed to assess tomato plant yield，aboveground N uptake，and nitrogen requirements for 1? 000 kg of tomato fruit.The change in the N requirement for 1 000 kg of tomato fruit at different yield levels was calculated.The theoretical N rate method was used to calculate the theoretical N application rate for tomatoes under different target yields.The highest yield of tomato in greenhouse cultivation during winter-spring reached 98.5 t/hm2 （n=159），which was 1.3 times higher than that in open field and greenhouse cultivation during autumn-winter.The aboveground nitrogen uptake of the winter-spring stubble was 239.3 kg/hm2 （n=126），which was higher than that of the open-field and the autumn-winter stubble.The highest N requirement for producing 1 000 kg of tomato fruit was 2.75 kg in greenhouse cultivation during autumn-winter.The winter-spring stubble of the greenhouse cultivation were close to that of? open field，with requirement?? of 2.43 kg and 2.44 kg，respectively，both of which were lower than the autumn-winter stubble of the greenhouse cultivation.Aboveground N uptake increased significantly with increasing tomato yields，and a significant linear relationship was observed between them.The application of water and fertilizer affected tomato yield and aboveground N uptake.The study found a strong relationship between irrigation volume and tomato yield.As the quantity of irrigation increased，tomato yield first showed a gradual increase，followed by a decline.However，the?? amount of irrigation did not significantly affect the aboveground nitrogen uptake.The N requirement for 1? 000 kg of tomato fruit decreased with the increase of yield level，being 3.17，2.38，? 2.27，? 2.25 and 2.25 kg for tomato yields <55，55-85，85-115，115-145，>145 t/hm2，respectively.The calculation of the theoretical N application was easily generalized.For? target tomato yield between?? 50-150?? t/hm2，the theoretical N application rates for open field tomato，greenhouse cultivation during winter-spring tomato，and greenhouse cultivation during autumn-winter tomatoes ranged from 182-547，? 183-549 to 206-619 kg/hm2，respectively.The theoretical recommended N application rates for open field tomatoes and greenhouse cultivation during winter-spring tomatoes were found to be similar.The yield and N uptake characteristics of tomatoes were affected by different cultivation forms and planting seasons.Considering the target yield of tomato and the N requirement for 1 000 kg of fruit under different cultivation，it becomes possible to calculate the nitrogen content necessary for producing 1 000 kg of fruit.This calculation helps determine the appropriate nitrogen fertilizer application rate for tomatoes under different cultivation conditions，thereby offering valuable guidance for optimizing nitrogen fertilizer utilization? in tomato cultivation.

Key words? Tomato; Yield; Aboveground N uptake; Theoretical nitrogen? rate

Received ??2023-06-26??? Returned? 2023-10-13

Foundation item? the Key R&D Program of Shandong Prince（No.2023TZXD028）; the National Key R&D Program of China （No.2017YFD0200106）.

First author? DENG Xiaofang，female，associate professor，master supervisor.Research area：nitrogen destination and control in vegetable system.E-mail：dxf@nwafu.edu.cn

Corresponding?? author? ZHOU Jianbin，male，professor，doctoral supervisor.Research area：utilization and management of nutrient resources.E-mail：jbzhou@nwsuaf.edu.cn

（責(zé)任編輯：史亞歌? Responsible editor：SHI Yage）