高杰云 王丽英，2 严正娟 贾 伟 陈 清*

（1中国农业大学资源与环境学院，北京 100193 ；2河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北石家庄050051）

设施土壤栽培番茄配方施肥策略与指标研究

高杰云1王丽英1，2严正娟1贾 伟1陈 清1*

（1中国农业大学资源与环境学院，北京 100193 ；2河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北石家庄050051）

设施蔬菜种植茬口多，生育期和产量水平变异大，其高收益特征造成设施栽培过量施肥问题十分普遍，往往导致设施菜田土壤养分累积、土壤酸化和次生盐渍化，而频繁灌溉追肥的特点导致根层土壤有效氮变化十分剧烈，不宜在生育期内采用测土方法进行推荐施肥。本文以北方设施番茄为例，针对其施肥投入特点及作物养分吸收特征，基于已有试验和文献资料数据，提出了北方设施土壤栽培番茄配方施肥策略。主要包括：根据不同茬口番茄的目标产量确定氮磷钾养分需求总量；在控制有机肥投入数量的基础上，结合土壤养分供应分级，确定氮磷钾追肥养分数量；参考作物养分吸收和阶段需求比例，选择番茄生育期阶段追肥配方，并配合灌溉制度制定整个生育期的肥料分配方案。通过在京郊多点应用结果表明，该施肥策略与传统施肥技术相比，平均节肥（以N、P2O5、K2O计）幅度分别为42.7%、59.1%、 41.5%；平均节水幅度为21.0%；平均增产幅度为13.4%。

设施番茄；测土施肥；有机肥；追肥配方；养分吸收

我国设施蔬菜栽培面积居世界首位，其高收益的特征决定了过量施肥和灌溉现象十分普遍，造成设施菜田土壤磷、钾养分含量过高，根层土壤无机氮变化剧烈（任涛，2007），养分累积严重。以京郊为例，设施菜田氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）每季盈余分别为41～63 kg·（667 m2）-1、35 kg·（667 m2）-1、24～43 kg·（667 m2）-1（刘朋朋，2012；Yan et al.，2013），生产仍旧采用的大水漫灌措施导致硝酸盐淋洗较为严重，甚至引起溶解性P的损失（王娟，2010），但设施菜田其盐渍化程度并不十分严重，只是在冬季低温生长期间无法灌溉时易出现盐分累积（李宇虹，2013）。

过量施用有机肥也是导致上述问题的原因之一。我国设施菜田生产中粪肥施用比例超过2/3以上（刘朋朋，2012），有机肥在维持土壤有机碳方面起着非常重要的作用（任涛，2011），但过量施用粪肥可能给生态系统带来环境污染问题（曹志洪，2003）。许多研究表明：在一定范围内，提高有机肥用量对蔬菜产量和品质均有很大改善，但过量投入必将导致磷钾素过量、氮素淋洗，土壤酸化、幼苗期次生盐渍化、微生物群落失衡及环境风险（熊国华 等，2005；余海英 等，2006；曹齐卫 等，2008；孟艳玲 等，2008；Yan et al.，2013）。

土壤测试可以及时了解养分供应不足或者养分过量供应导致的生长障碍等问题，相比大田作物来说，设施蔬菜生育期内多次追肥灌溉措施影响了根层土壤无机氮水平，由于无机氮指标动态变化剧烈而导致测土方法用于氮素推荐可信度不高。而且，由于蔬菜生产对水肥一体化的需求，每5～10 d施肥1次，无法实现在每次追肥前必须测试土壤NO3-N含量，以进行调控追施（汤丽玲，2004），那么对于阶段养分总量控制和肥料配方选择的依赖性很大。因此，应根据有机肥施用和作物产量进行总量推荐和配方优化，少量多次地合理制定灌溉施肥方案（任涛，2007；王丽英，2012）。

番茄在我国种植比较普遍，截止到2012年种植面积已达97.6万hm2（中华人民共和国农业部，2012），国内外以番茄为模式作物进行养分管理方面的研究资料很多。本文结合测土配方施肥推荐策略及设施栽培生产的特殊性，基于多年已有试验数据的总结及文献资料进行汇总分析，以设施番茄为例提出果类蔬菜配方施肥策略和指标并进行应用。

1 施肥策略

设施番茄具有多次收获和多次追肥的特点，由于茬口不同，冬春茬、秋冬茬和越冬长茬的养分吸收规律和对养分供应的要求完全不同，因此施肥推荐需要采用“总量控制，分期调控”的策略。在“分期调控”基础上，可采用常规的土壤测试和地力分级方法决定土壤供肥有效性差异。对于设施菜田而言，通过基施粪肥的养分基本能够满足作物前期养分需求。结合作物后期水肥管理频繁的特点，化肥主要通过后期追施水溶性肥料补充。

有机肥推荐：美国一般采用土壤测试磷指标（P-based）来控制有机肥施用，而欧盟则控制周年粪肥用量不超过N 170 kg·hm-2的施用量，我国迄今为止尚无类似限制粪肥施用的政策。因此不考虑环境控制的限制，有机肥按照保证蔬菜最佳生长来推荐数量。

氮素推荐：根据不同茬口番茄目标产量，确定氮素需求总量，以氮素供应目标值表示不同来源的氮素供应量。对于氮素供应而言，除化学氮肥之外，其他氮素来源的养分（如有机氮矿化、灌溉水等）都应视为有效氮素供应的来源。由于氮素在整个作物生育期内对作物生长发育都十分关键，因此其分配应按照作物阶段需求进行。总的追肥推荐数量一般采用如下计算公式：

追肥氮素推荐=氮素供应目标值-土壤氮素矿化量-有机肥提供的氮素-灌溉水中的有效氮素（Fink ＆Scharpf，1993；张晓晟，2002） 公式（1）

磷钾素推荐：磷钾的推荐依据土壤肥力分级和作物养分带走量的“衡量监控”方法（陈清和张福锁，2007），由于粪肥中磷素供应比例远远超过蔬菜带走的磷素比例，因此设施菜田土壤磷素过量累积严重，盲目过量施用高钾复合肥导致钾素的过量累积。设施老菜田土壤磷钾素肥力较高，按照“衡量监控”的原则无需推荐，但是由于作物幼苗期需磷较多，且在低温及盐渍化等逆境条件下对土壤磷素供应依赖性更大，因此推荐按照作物需求量的1/6进行苗期灌根，或采用高磷水溶肥在第1穗果前追施。由于作物生长后期需钾较多，钾素可采用作物带走量的0.5～1.5倍在后期供应。在土壤磷钾素低、中、高肥力水平下，分别按照作物磷钾带走量的1.5、1.0、0.5倍进行推荐施用，在一定程度上该倍数可根据作物需要进行调整。

中微量元素推荐：中微量元素的施用依据“因缺矫正”原则，针对菜田不同中微量元素缺乏程度和时期，可通过基施、叶面喷施或水溶肥追施进行矫正。

根据每个阶段施肥的推荐数量选择合适的配方肥追肥推荐时期需结合作物灌溉制度进行。具体见图1。

图1 设施番茄测土配方施肥技术思路

2 推荐指标

2.1 目标产量及养分需求量

北方地区典型设施土壤栽培条件下，不同种植方式及茬口番茄的目标产量及养分需求量见表1。

2.2 有机肥推荐数量

根据文献和实践经验，设施新菜田可施用8～10 t·（667 m2）-1粗杂有机肥，或者4～5 t·（667 m2）-1的粪肥；老菜田在施用3～4 t·（667 m2）-1粪肥的基础上，混合施用1～2 t·（667 m2）-1秸秆来改善地力（贾小红 等，2007），越冬长茬应适当增加1～2 t·（667 m2）-1粪肥。不同条件下的有机肥矿化特点不同，差异较大，总结文献发现，在作物生长期内，有机肥中氮素每7 d净矿化平均速率为3.4 kg·hm-2（贾伟 等，2013），而一般粪肥中磷钾的有效性为80%～100%（鲁如坤 等，1996）。由于粪肥的氮磷钾养分含量不同，一般以2～5 t·（667 m2）-1为有机肥推荐量时，相应粪肥施用量及磷钾养分带入量见表2，在后期化肥追施推荐中应考虑到这个因素。

表1 不同栽培方式下设施番茄目标产量及养分需求

2.3 追肥指标

2.3.1 氮素推荐 根据田间试验结果及文献数据分析，确定了不同产量水平下设施番茄氮素目标供应值，在考虑有机肥养分供应的情况下，确定追施氮素推荐量（表3）。

2.3.2 磷钾素推荐指标 一般而言，新菜田的土壤磷钾水平为Olsen-P＜30 mg·kg-1，NH4OAc-K＜100 mg·kg-1，经过多年培肥后，老菜田的积累值上升。资料总结发现，当设施老菜田Olsen-P＞150mg·kg-1，NH4OAc-K＞200 mg·kg-1，已达过量水平（刘朋朋，2012）。设施番茄土壤磷钾肥力分级及化肥磷钾素推荐施用量如表4所示，但实际生产中的施用量远远高于表4的推荐值。

表2 不同种类有机肥推荐量及所带入的磷钾养分量

表3 不同栽培方式下设施番茄追施氮素推荐量

2.3.3 中微量元素推荐 中微量元素的补充来源于土壤和肥料，从作物需求、有机肥常年施用及土壤供应的角度来说蔬菜缺乏铁（Fe）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）的现象并不常见（王丽英 等，2012）。由于栽培中的过量灌溉导致钙、镁淋洗及元素间的“拮抗”效应，易造成养分缺乏等问题，番茄对钙（Ca）、镁（Mg）、硼（B）元素均较敏感，缺钙易导致脐腐病，缺镁易形成叶肉黄化斑，缺硼易导致宽带式叶缘黄化症（孙茜，2005），因此应重点补充钙、镁、硼（Kanzirsk ＆ Vancheva，2003；孟利芬 等，2010）。按照“因缺补缺”的原则，建议在配方肥中添加一定量中微量元素随水追施或选择单一肥料叶面喷施或基施，如硫酸镁、硝酸钙、氯化钙、硫酸锌、硼酸、硫酸铜等，或吸收效果较好的螯合态微肥。钙肥从花朵形成开始以叶面喷施方式补充，每次间隔15 d，生育期喷施4次，也可在基肥时与有机肥结合土施一定量的钙肥；硼素补充可基施1.0～1.5 kg·（667 m2）-1的硼砂或在花蕾期、花期和幼果期叶面喷施硼肥2～3次；镁素补充可在开花期到果实膨大前叶面喷施镁肥2～3次，也可基施2～3 kg·（667 m2）-1的硫酸镁。

表4 设施番茄土壤磷钾肥力分级及化肥磷钾素推荐施用量（P2O5/ K2O）

2.4 追肥配方的选择与施用

2.4.1 配方选择 生产上常用N、P2O5、K2O百分含量总和为50%以上的水溶性肥料作追肥施用。根据番茄氮磷钾养分需求比例，充分考虑菜田土壤肥力状况、有机肥施用水平、中微量元素缺乏等因素，依据元素之间的协同及拮抗作用，提出适合设施番茄施用的16-20-14+TE（添加的中微量元素镁、硼）、22-4-24+TE、20-5-25+TE等水溶肥配方。在施用大量有机肥的情况下，减少配方中磷的比例，若土壤肥力较差，可在苗期追施高磷的配方肥；一般在大量元素的基础上添加一定量的中微量元素如Mg、B等；冬春茬/越冬长茬温度较低时，后期可适当增加配方中磷的比例。考虑到磷钾可能过量施用的特殊性，在生产上多考虑“以氮定磷钾”的原则进行推荐。

2.4.2 灌溉施肥 设施番茄的养分需求规律符合“S”型曲线特征，即在苗期的养分需求量很小，进入结果期后养分需求急剧增加，到结果后期又逐渐降低。根据这个特点，确定了番茄不同生育期灌溉施肥次数及氮素分配比例（表5）。

现以京郊典型肥力土壤试验点为例，目标产量为25 t·（667 m2）-1的越冬长季节设施番茄栽培体系下的水肥推荐方案如表6所示。 定植时一般采取大水漫灌或者滴灌的形式，灌溉量控制在30～40 m3·（667 m2）-1；定植7 d左右及时浇水，促进缓苗，滴灌一般为10～16 m3·（667 m2）-1，沟灌一般为18～25 m3·（667 m2）-1；果实开始膨大时进行灌水追肥，根据天气状况，适度控水蹲苗。

2011～2012年在北京郊区分别对有代表性的13个设施菜田（包括春茬、秋茬、越冬长茬设施番茄）进行田间施肥推荐对比试验，其中有7个试验点节肥效果显著，平均节肥（以N、P2O5、K2O计）幅度分别为42.7%、59.1%、 41.5%；11个试验点节水幅度为10.5%～35.9%，平均节水21.0%；11个试验点表现出不同程度的增产，占总试验点数的84.6%，增产幅度为2.8%～33.9%，平均增产13.4%，节肥增产效果较为显著。

表5 设施番茄不同生育期灌溉施肥分施次数及氮素分配比例1）

表6 越冬长季节设施番茄栽培体系下水肥推荐方案（以50%水溶肥为例推荐）

3 结语

由于蔬菜茬口多，生育期及产量变异大等特点，推荐施肥采用有机无机配施的“有机肥+水溶肥”模式。在明确蔬菜目标产量、养分需求量和土壤肥力水平的前提下，在控制有机肥投入数量的基础上，氮素推荐依据“氮素目标值总量控制、生育期少量多次施用”，磷、钾素依据“衡量监控”进行推荐。参考作物氮磷钾养分吸收配比和阶段需求比例，确定追肥配方，并配合灌溉制度制定整个生育期的肥料分配方案。通过对所建立的设施番茄配方施肥指标在京郊地区的应用，基本实现了肥料用量、种类和时期的控制，满足了蔬菜多次施肥和水肥一体化的需求，克服了以往每次追肥前必须依赖测试土壤NO3-N的繁琐程序，而且统筹考虑了有机肥及水溶性肥料的选择与施用。因此，本文所建立的设施番茄配方施肥推荐策略及指标适用于京郊地区，但在实际应用时，应依据番茄设施类型、栽培茬口和灌溉方式进行适当调整，以最大程度地发挥该施肥推荐指标的效果。

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本刊常用计量单位表示法

1. 时间：用a（年）、d（天）、h（小时）、min（分）、s（秒）表示。

2. 面积：用km2（平方千米）、hm2（公顷）、m2（平方米）、cm2（平方厘米）表示，不用亩，可暂用667 m2代替。

3. 质量（原为重量）：用g（克）、kg（千克）、t（吨）表示。

4. 浓度：可用%表示质量分数和体积分数。质量浓度用kg·L-1（千克每升）、g·L-1（克每升）、mg·L-1（毫克每升）、μg·L-1（微克每升）表示。ppm并非单位符号，不能使用，可根据具体情况改写成质量分数mg·kg-1、体积分数μL·L-1或质量浓度mg ·L-1，数值保持不变。

5. 组合单位：

① 组合单位中不能插入其他信息，如“VC含量25 mg/100 g鲜重”，应为“VC含量250 mg·kg-1（鲜样质量）”；“施肥量140 kg N/hm2”应为“施N肥量140 kg·hm-2”。

② 组合单位书写错误，如“mg/kg·d”，应写为“mg·kg-1·d-1”。

Studies on Fertilization Strategy and Related Indexes for Tomato Facility Soil Cultivation

GAO Jie-yun1, WANG Li-ying1,2,YAN Zheng-juan1, JIA Wei1, CHEN Qing1*

（1CollegeofResourcesandEnvironmentalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193,China;2Instituteof AgriculturalResourceandEnvironment,HebeiAcademyofAgriculturalandForestrySciences,Shijiazhuang,050051Hebei，China）

Due to diverse facility vegetable planting seasons, growth periods and yield levels, its high income character has resulted in excessive fertilization in facility cultivation, which has led to soil nutrient over accumulaion, soil acidification, and secondary salinization．Very high ariation of soil available nitrogen content in rootzone limited the use of soil mineral nitrogen testing and nitrogen recommendation during the whole growing period．Taking greenhouse tomato（Lycopersicon esculentum Mill.） in northern China as an example and based on the data from our experiments and published literatures, this paper provides strategy of specific formula for fertilization in soil-bound greenhouse tomato, according to fertilization and nutrient uptake characteristics, including determining the total nutrient requirements of different seasons’ tomato by target yield; determining the chemical fertilizers（ N, Pand K） quantities based on optimum rate of organic manure and soil nutrient levels; selecting special fertilizer formulas for tomato in different growth periods based on the characteristics of nutrient uptake and fertilization schedule in the whole growth period of tomato, which was matched into irrigation schedule．The two-year demonstration results of the recommended strategy and related index in Beijing suburbs showed that the inputs of N, P2O and K2O fertilizer, and water were saved by 42.7%, 59.1%, 41.5% and 21.0%, respectively as compared with the conventional practices, while the tomato yields increased by 13.4% on average with recommended fertilization strategies.

Greenhouse tomato；Formula fertilization；Organic manure；Special fertilizer formula；Nutrient uptake

高杰云，女，硕士研究生，专业方向：蔬菜养分管理，E-mail: jieyunluck@sina.com

*通讯作者（Corresponding author）：陈清，男，博士生导师，教授，专业方向：经济作物养分管理与土壤质量，E-mail: qchen@cau.edu.cn

2013-09-27；接受日期：2013-12-06

现代农业产业技术体系北京市果类蔬菜创新团队项目，公益性行业（农业）科研专项（201103003）