施肥对土壤钾素有效性及番茄产量品质影响的研究

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　　摘    要：近年来，我国土壤缺钾的面积不断扩大，而我国钾肥资源有限，因此，开展施肥对土壤钾素的有效性研究，充分挖掘土壤的供钾能力具有非常重要的意义。综合概述了目前国内外施肥对土壤钾素有效性以及对番茄产量品质影响的研究概况，在总结前人研究的基础上，对今后钾素营养有效性的研究提出了一些建议，同时为科学合理施肥提供依据。
　　关键词：钾素有效性;各形态钾;产量;品质
　　 钾是作物生长必需的三大营养元素之一，番茄是喜钾作物。钾直接或间接参与植物体中进行的一系列生物化学反应及主要的生长过程。土壤是番茄生长发育过程中钾素营养的主要来源，在番茄生长过程中，土壤的供钾能力与植株能否获得足够的钾来维持作物的正常生长是密切相关的;而土壤的供钾能力是土壤生态条件、土壤中各形态的钾素含量、土壤钾素的转换率及供试作物生物学特性综合作用的表现[1]。旨在综合阐述施肥对土壤钾素有效性及番茄产量品质的影响，以期为科学、合理地施肥提供理论、数据支持，为改善土壤生态环境、提高番茄产量和品质做出贡献。
　　1   施肥对土壤钾素形态及有效性的影响
　　 元素的有效性在植物学上通常是指施肥所带来的营养元素被植物吸收利用的程度。土壤钾素的有效性是由土壤中各形态钾的含量及其相对的活性决定的。研究认为速效钾的含量是评价土壤钾对当季作物的有效性的主要指标，同时，速效钾的含量，非交换性钾、矿物钾的储量和释放速率是评价土壤钾素长期有效性的重要指标[2]。
　　 一些研究表明，单施氮肥或磷肥降低了土壤速效钾含量;单施有机肥或有机肥和无机肥配施提高了土壤速效钾的含量。聂新星关于土壤钾素有效性的研究表明，施用钾肥和生物炭均能提高土壤中水溶性钾和交换性钾的含量，而且和生物炭的施用量成正相关关系。随着土壤中水溶性钾和交换性钾含量的提高，促进作物对钾素的吸收，提高土壤钾素的有效性[3]。李芳林等对黄土高原土壤施肥研究表明，长期不同施肥处理（N、P、NP、NPK）后，土壤中特殊吸附性钾和非特殊吸附性钾含量增加，而水溶性钾和非交换性钾有明显的下降，降幅分别为10.61%～48.24%、8.56%～4.91%。增施钾肥可以缓解土壤中钾素营养的消耗，增加土壤速效钾的含量[4]。杜召永关于施肥对黑土钾素供应能力的研究表明，长期单施钾肥处理土壤中全钾含量保持初始水平或略有增加，而不施钾处理土壤中全钾含量有所下降，秸秆的施用增加了土壤中全钾的含量。长期施用钾肥、有机肥和化肥配施均能增加土壤中速效钾和缓效钾的含量，提高钾素利用率[1]。谭德水在长期施钾处理试验中也得出相似结论，即与不施钾处理相比，长期施用钾肥增加了土壤中水溶性钾、特殊吸附性钾、非特殊吸附钾、 非交换性钾的含量以及各形态钾中全钾的比例[5]。
　　2   施肥对植物体全钾含量的影响
　　 植物体中钾的含量通常占植物体干物质重的3～50g/kg。钾是细胞中最丰富的阳离子，且含量相对稳定。土壤溶液中的钾离子主要通过主动吸收的方式进入根细胞，进而转移到植物体各个组织。植物根系吸收的钾素主要通过木质部导管转移到地上部分，供植物生命活动需要。也可通过韧皮部运输到根尖，供根尖生命活动和物质能量代谢的需要。
　　 劉丽平等研究指出，与不施钾处理相比，各施钾处理均显著提高了植株的钾素累积量[6]。汪顺义对甘薯的研究表明，在2种类型的土壤条件下，与不施钾处理相比，3种施钾处理均显著提高甘薯整个生长期钾素的含量;且在同一土壤类型条件下，3种施钾处理的甘薯地上部和地下部的钾素含量差异显著[7]。孙虎研究表明，通过叶面喷施钾肥可以提高烟叶的含钾量[8]。聂新星等研究表明，与CK处理相比，施加生物炭或施钾处理均能显著提高小麦根系和茎秆中的全钾含量，且随着生物炭或钾肥的增加钾素含量有提高的趋势;而小麦籽粒中的全钾含量随着生物炭或钾肥的增加而降低，同时，在玉米施肥试验中所得到的结果与小麦试验基本一致[3]。李晓明对番茄的研究表明，有机肥与氮肥或钾肥配施均有利于植物对钾素的吸收，在各施肥处理中，茎秆和叶片均在ANPK处理中吸钾量最高，分别为2.98%和3.92%;根系在AK处理（1.83%）中吸钾量最高;果实在BK处理（3.72%）中吸钾量最高;番茄各组织器官的吸钾量由高到低依次为果实、叶片、茎秆、根系[9]。
　　3   施肥对番茄产量和品质的影响
　　 在农业生产中主要通过科学合理地施肥提高番茄的产量以及调节番茄果实中可溶性糖、有机酸、维生素C等含量来改善番茄的品质。
　　 研究表明，无机肥和有机肥的合理配施可以有效地提供番茄生长所需的养分，对番茄产量的提高、口感和品质的改善具有重要的作用[10]。 姬景红等研究表明，氮肥与磷钾肥的合理配施， 可以获得优质高产的番茄[11]。阎献芳等研究表明， 栽培在中等肥力条件下的番茄，与不施钾处理相比， 施钾处理可使番茄增产20.35%～30.06%[12]。李吉进研究指出， 在合理施肥条件下，有机肥单施或有机肥与无机肥配施可显著提高番茄的产量[13]。杨小燕对番茄的研究表明，较不施钾处理相比，施钾处理条件下的番茄平均增产15.71%，表明在氮素充足的条件下，施钾促进了氮素的吸收，提高了氮肥的利用率[14]。赵明等认为，在氮肥施用相同的条件下，有机肥与无机肥的配施提高了番茄的产量[15]。
　　 番茄果实中可溶性糖、有机酸、维生素C等的含量以及糖酸比是衡量番茄品质的重要指标。研究表明，在施用化肥的基础上配施有机肥，可提高番茄果实中可溶性糖及维生素C的含量;其中施用高量生物肥和优化配方施肥处理可溶性糖和维生素C含量最高[16]。李晓明研究指出，有机肥单施或有机肥与无机肥配施处理的可溶性糖、维生素C含量及果实糖酸比高于无机肥处理[9]。韩晓玲研究指出，生物有机无机复混肥处理与对照相比，使番茄果实中可溶性糖、有机酸、维生素C、糖酸比分别提高23.2%、15.6%、15.1%、12.6%;与氮磷钾无机复混肥处理相比，分别增加 18.2%、8.3%、13.2%、9.1%，说明生物有机无机复混肥可以有效改善果实品质和果实风味[17]。 　　 钾素在植物体生理代谢过程中发挥着重要作用，可有效地提高果实品质，改善果实风味，被称为“品质元素”[18]。施用钾肥可以提高番茄果实可溶性糖、维生素C、可溶性固形物的含量，改善番茄的风味和营养价值[19]。糖酸比是评价番茄口味的重要指标，研究表明，随着氮肥的增加，果实糖酸比随之降低[20]。韦海忠等对番茄的研究指出，随着施钾量的增加，番茄果实糖含量提高，酸含量降低，糖酸比随之提高[21]。
　　4   建议与展望
　　 尽管前人在钾素有效性研究方面做了大量详实的工作，但是大多数研究集中在某个作物的某个方面， 并且研究背景迥异，因而对于钾素的作用机理和钾素发挥作用的条件还是缺乏系统全面的认识。近年来在中国北方保护地蔬菜生产迅速发展，而在生产中钾肥的用量却远未受到重视，缺钾已经或正在成为保护地蔬菜产量和品质的主要限制因子。为了合理地施用钾肥，不仅要求对钾素有效性的作用机理有个正确而全面的认识，如钾素是如何对蔬菜的产量、品质产生影响的，如何看待众说纷纭的钾素的“奢侈吸收”问题，钾素发挥作用需要哪些条件，钾素和其它营养元素之间的互作关系怎样等，同时对适宜的氮钾比例的确定，蔬菜生理和土壤钾素的诊断指标以及如何对保护地蔬菜进行合理的钾素施肥等应用技术问题也应有个比较系统的研究。（收稿：2019-07-10）
　　参考文献：
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　　作者简介：任如冰（1990-），男，山西闻喜人，硕士研究生，园艺作物栽培方向。
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