设施黄沙栽培条件下肥料施用量对番茄生长的影响

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　　摘    要：为探究在设施黄沙栽培条件下不同生物有机肥、化肥施用量及其配施对番茄生长发育及产量、品质的影响，以黄沙为栽培基质，番茄为试验材料，设置5个不同的施肥处理。测定了不同处理下番茄的生理生化指标。结果显示，黄沙栽培条件下只施生物有机肥时番茄株高、茎粗、根长、植株鲜质量、产量显著低于其他处理;可溶性糖含量、可滴定酸含量、维生素C含量高于其他处理。只施化肥时，可溶性糖含量、可滴定酸含量、维生素C含量、可溶性蛋白含量低于其他处理。在化肥和有机肥配施时植株生长情况、产量均高于只施生物有机肥、化肥的处理;可溶性糖含量、可滴定酸含量、维生素C含量、可溶性蛋白含量高于只施化肥的处理，低于只施有机肥的处理;在黄沙栽培条件下有机肥和化肥搭配施用时产量、营养品质处于各处理中的较高水平，在黄沙栽培条件下能够实现番茄优质高产。
　　关键词：番茄;黄沙栽培;生物有机肥;生长发育;产量;品质
　　中图分类号：S641.2   文献标志码：A   文章编号：1673-2871（2020）01-024-05
　　Abstract：  In order to explore the effects of biological organic fertilizer and chemical fertilizer on growth， yield and quality of tomato under yellow sand cultivation in greenhouse， yellow sand as cultivation matrix， tomato as test material， 5 different fertilization treatments were designed. We measured plant height， stem diameter， root length， yield， fruit morphology， soluble sugar content， tickable acid content， vitamin C content， soluble protein content. The results showed that tomato plant height， stem diameter， root length， plant fresh weight and yield are significantly lower than that of other treatments， soluble sugar content， titrable acid content， vitamin C content is higher than that of other treatments，when sole biological organic fertilizer is applied under yellow sand cultivation. The soluble sugar content， titrable acid content， vitamin C content and soluble protein content are lower than that of other treatments when sole chemical fertilizer is applied. Plant growth and yield of combined chemical fertilizer and biological organic fertilizer are higher than when sole chemical fertilizer or organic fertilizer is applied. Soluble sugar content， titrable acid content， vitamin C content， soluble protein content is higher than when sole chemical fertilizer is applied， lower than when sole biological organic fertilizer is applied. The yield and nutritional quality at high level when chemical fertilizer and biological organic fertilizer are combined.
　　Key words：  Tomato; Yellow sand cultivation; Biological organic fertilizer; Growth and development; Yield; Quality
　　近年來，我国设施蔬菜栽培迅速发展，栽培面积每年以10%左右的速度增长[1]，设施番茄是栽培最多的作物，是淡季蔬菜供应、农民增收的重要组成部分[2]。为了追求产量，增加收入，普遍存在不断增加化肥施用量，设施内连年种植，引起了一系列问题，如土壤中化肥农药残留环境恶化，肥料利用率偏低[3]，土壤有害微生物富集，土传病害发生严重[4]，最终导致设施蔬菜产量和品质下降[5-6]。随着人们对食品安全问题越来越重视，提高蔬菜品质成为亟待解决的问题。
　　 为了解决设施内这一系列问题，提高蔬菜产量、品质，农业研究者做了许多相关工作。武春成[7]向土壤中施用如溴甲苯、氯化苦等化学试剂减少土壤病原菌数量，起到了一定的作用;Zeng等[8]对土壤进行灌溉洗盐的，达到了一定的效果。马乐乐等[9]通过研究水肥耦合对番茄品质的影响结果显示合理的水肥量能显著提高番茄果实的综合品质;杨苞梅等[10]研究发现施用有机肥对土壤及菜心产量有较大影响;董艳等[11]将小麦与蚕豆间作研究发现蚕豆枯萎病的发病率和病情指数显著降低;小麦与黄瓜间作降低了了黄瓜枯萎病的发生[12];孙晓涵[13]通过将田菁还田研究发现显著提高了马铃薯产量和品质，优化了土壤环境。前人的研究取得了一些效果，但重点都集中于如何改善土壤环境，增加土壤养分，进而提高产量和品质。笔者拟利用西北地区较丰富的黄沙作为栽培基质，黄沙中营养物质较少，温度变化快，夏季高温蒸棚时升温较快，杀菌效果较好，能有效减轻土传性病害[14]，配合施用生物有机肥、化肥，研究不同施肥量对番茄产量、品质的影响，以期从另一个角度为改善设施土壤环境、番茄品质、产量提供一定的理论依据。 　　1 材料和方法
　　1.1 材料
　　试验于2018年3—8月在甘肃省武威市凉州区黄羊镇甘肃省农业工程技术研究院试验基地的温室内进行，该地区具有干旱少雨、日照充足、昼夜温差大的特点，年平均降水量100 mm，年平均温度7.7 ℃，无霜期150 d左右。选用当地广泛种植的番茄品种‘爱吉115’为试验材料，该品种种苗由武威百利种苗有限公司提供;選用武威地区资源较多的沙漠黄沙作为栽培基质，容重为1.54 g·cm-3，田间持水量为9%，pH=7.87，有机质含量（w，下同）为3.1 g·kg-1，全氮含量为0.13 g·kg-1，碱解氮含量为19 mg·kg-1，有效磷含量为28.6 mg·kg-1，速效钾含量为51 mg·kg-1。
　　1.2 试验设计
　　挖50 cm深、60 cm宽栽培槽，在两侧和底面铺隔离材料后填入黄沙。试验设3个不同的基肥施用量处理，分别为T1、T2、T3，以施生物有机肥为CK1，以施复合肥为CK2，每个栽培槽为一个处理，每个处理3个重复，共15个栽培槽，每个栽培槽面积4.2 m2，株距40 cm，行距30 cm，每个栽培槽种植35株。
　　T1：施生物有机肥5 kg，复合肥200 g;
　　T2：施生物有机肥7.5 kg，复合肥200 g;
　　T3：施生物有机肥10 kg，复合肥200 g;
　　CK1：施生物有机肥10 kg;
　　CK2：复合肥200 g。
　　试验所用有机底肥为山东土秀才生物科技有限公司生产的“底肥动力王—土秀才”，肥料中有效活菌数≥2亿·g-1、有机质≥50%;复合肥为湖北洋丰集团生产的“洋丰”牌复合肥，总养分≥45%。追肥施用黄腐酸钾，pH值为6，有机质含量486.22 g·kg-1，全氮含量21.2 g·kg-1，全磷含量8.6 g·kg-1 ，全钾含量15.82 g·kg-1，有效活菌数2.1×108个·g-1，通过滴灌设施滴入，所有处理用量一致，每个栽培槽整个生育期用量为2.5 kg。
　　1.3 测定指标及方法
　　1.3.1 生长指标的测定 株高、茎粗、生物量、根长在番茄拉秧时测定，株高用卷尺测定，茎粗用游标卡尺测定，根长用直尺测定，拉秧时每个处理从距离温室前屋面1.5 m位置开始连续取10株，用电子称测量植株地上部分和地下部分的鲜质量。
　　1.3.2 番茄品质的测定 番茄品质在第三穗果成熟时采摘第三穗成熟度一致的果实测定。可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，还原型维生素C含量采用钼蓝比色法测定，可溶性蛋白采用李合生的考马斯亮蓝G-250测定法，可滴定酸测定采用Na（OH）滴定法测定[15-17]。
　　1.4 数据分析
　　试验数据采用Excel 2003、SPSS 17.0进行数据计算和统计分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同生物有机肥施用量对番茄植株生长发育的影响
　　2.1.1 对番茄株高、茎粗、根长的影响 由表1可知，在黄沙栽培条件下化肥施用量相同增加生物有机肥施用量可以促进株高、茎粗、根长的增加。不同施肥量处理株高由高到低依次为T3、T2、T1、CK2、CK1，有机肥和化肥配施的处理间株高依次是T3处理株高最高，T2其次，T1处理最小，但方差分析结果显示各处理间差异不显著;T1、T2、T3、CK2处理株高显著高于只施有机肥的CK1处理，只施化肥的CK2处理株高较CK1处理高22.5 cm。茎粗、根长各处理的变化趋势和株高一致，T1、T2、T3、CK2处理茎粗、根长显著大于CK1处理;表1结果也显示CK1处理株高、茎粗、根长显著低于其他处理。表明在黄沙栽培条件下有机肥和化肥配施能促进植株和根部的生长，但在只施有机肥的植株较有机肥、化肥配施和只施化肥的处理生长慢。
　　2.1.2 对番茄地上部分、地下部分生长的影响 由表2可知，不同施肥处理对植株地上部分和地下部分的生物量积累存在一定的影响，各处理间生物量依次为T3>T2>T1>CK2>CK1，T1、T2、T3处理植株鲜质量显著高于CK1处理，但T1、T2、T3处理间差异不显著，CK2处理植株鲜质量显著高于CK1处理，植株鲜质量最重的T3处理较CK1处理鲜质量大2.18倍;各处理间根冠比大小依次为CK1>T3>T1>T2>CK2，CK1处理根冠比显著大于其他处理，分别较T3、T2、T1、CK2大0.56%、1.05%、0.98%、1.13%。CK1处理植株鲜质量最小，根冠比最大，这可能是在黄沙栽培条件下只施有机肥对地下部分的影响大于地上部分。
　　2.2 不同生物有机肥施用量对番茄果实性状、产量的影响
　　2.2.1 对果实性状的影响 表3显示，不同有机肥施用量处理对番茄果实纵横径影响存在显著差异，各处理果实纵径、横径均表现为T3>T2>T1>CK2>CK1;化肥施用量相同的条件下随着有机肥施用量增加果实越大，T3处理果实最大，只施用有机肥CK1处理果实最小，T3处理番茄果实纵径、横径较CK1处理分别大18.06、9.97 mm。果形指数CK1处理最大，与CK2处理存在显著差异，但与T1、T2、T3处理间无显著差异。
　　2.2.2 对果实产量的影响 由表4可知，在同样的的化肥施用量条件下，随着有机肥使用量的增加，番茄单果质量越大，产量越高，不同处理单果质量、株产、小区产量、667 m2产量的变化趋势一致，大小依次为T3>T2>T1>CK2>CK1;只施有机肥未施化肥的CK1处理单果质量、株产、小区产量、667 m2产量显著低于其他处理低，单果质量分别较其他处理小48.71～72.65 g，株产较其他处理小0.97～1.45 kg，小区产量较其他处理少34.1～51.07 kg，667 m2产量较其他处理低2 707.68～4 055.13 kg。 　　2.3 不同生物有机肥施用量对番茄果实营养品质的影响
　　由表5数据可知，有机肥不同施用量对番茄营养品质有不同程度的影响。在化肥施用量相同的条件下，可溶性糖含量随着有机肥施用量增加而变大，只施有机肥未施化肥的CK1处理可溶性糖含量高于其他处理，只施化肥的CK2处理显著低于其他处理，CK1处理可溶性糖含量较CK2处理高1.25%;可滴定酸含量的变化趋势与可溶性糖含量变化趋势相同CK1>T3>T2>T1>CK2，CK1处理显著高于其他处理，CK2处理含量最低。可溶性蛋白质含量在化肥施用量相同的条件下随着有机肥施用量的增加而有变大的趋势，但不同处理条件对可溶性蛋白质含量变化影响不显著，在CK1处理条件下可溶性蛋白质含量小于T3、T2，大于T1、CK2，可溶性蛋白质含量在本试验条件下未表现出明显的规律性。从表5还可以看出化肥和有机肥的施用量对维生素C含量有较大影响，CK1处理维生素C含量显著高于其他处理，随着有机肥施用量的增加维生素C含量大小依次为CK1>T3>T2>T1>CK2，CK1处理维生素C含量较CK2处理高6.07 mg·kg-1。
　　2.4 不同处理对番茄营养综合品质的影响
　　参照刘建辉等[18]对番茄综合品质评价的方法，根据表6中的分级标准对表5中每个处理营养指标所对应的指数值进行分级评价，将各处理的各项指数值累加得出不同品種的营养综合评价指数。营养品质综合评价结果如表7所示，综合评价指数越高表明该品种的营养品质越好，不同处理的综合指数大小依次为CK1>T3>T2>T1>CK2。CK1处理的综合评价指数最高，CK2最小，只施有机肥CK1处理综合营养品质最好，只施化肥CK2处理综合营养品质最差。
　　3 讨 论
　　3.1 不同生物有机肥施用量对番茄植株生长发育的影响
　　本研究结果显示，在黄沙栽培条件下有机肥和化肥配施时番茄株高、茎粗、生物量显著高于只施有机肥或只施化肥的处理，孔跃[19]研究表明有机肥和化肥配施能促进番茄的生长，这与本试验研究结果基本一致。土壤质地影响作物根系的形态分布及时空变化，并且影响作物对养分的吸收与利用[20]，本研究结果表明，在黄沙栽培条件下只施有机肥（CK1）时植株鲜质量最小，根冠比最大，在黄沙栽培条件下只施有机肥对地下部分的影响大于地上部分，这可能是因为沙土类质地的土壤颗粒间孔隙度大，通气性强，透水力好，有机质分解速度快，养分供应快[21]。因此，在本试验条件下有机肥和化肥配施时，黄沙栽培可以实现番茄植株的正常生长。
　　3.2 不同生物有机肥施用量对番茄产量的影响
　　土壤的不同质地影响土壤的肥力状况进而影响植物生长[21]。有研究表明不同的土壤，施相同的肥料，其蔬菜产量不同;相同的土壤，施不同的肥料，蔬菜所吸收的养分来自土壤和肥料的养分比例也不同[22]。本研究结果显示，在黄沙栽培条件下施相同的化肥，随着有机肥施用量的增加，可以提高番茄产量，这与孔跃等对番茄和小白菜的研究结果基本一致[19]。然而，不同学者研究结果也存在一定的争议，孙雅杰等[23]研究表明，施用有机肥在一定程度上保证番茄产量，但是施用有机肥、化肥或有机肥和化肥配施对产量影响不显著，而本研究结果显示在只施化肥、有机肥或有机肥和化肥配施时产量存在显著差异，这可能是黄沙养分含量少，蓄肥能力差[21]，在黄沙栽培条件下作物的生长更依赖肥料，所以在肥料施用合理的条件下番茄黄沙栽培也能实现高产。
　　3.3 不同生物有机肥施用量对番茄果实营养品质的影响
　　沙土养分含量少，蓄肥能力差[21]，有机肥含有大量的氮源和碳源，施用后在一定程度上提高土壤的微生物活性和有机质含量，进而影响蔬菜的品质[24]。本研究结果显示，在黄沙栽培条件下只施用有机肥、化肥或有机肥和化肥配施时对番茄可溶性蛋白质含量、可滴定酸含量的影响不显著;只施化肥的番茄果实可溶性糖含量显著低于只施有机肥或有机肥和化肥配施的的处理，只施有机肥的番茄果实可溶性糖含量最高;在只施有机肥时番茄维生素C含量显著高于只施化肥或有机肥和化肥配施的处理。这与孔跃[19]施用生物有机肥的番茄中的还原糖含量高于其他处理研究结果一致。李恕艳等[25]也认为，施用有机肥可以提高番茄可溶性总糖、维生素C和可溶性固形物含量，改善番茄口感。土壤含水量水分也会影响番茄品质，适当降低土壤含水量可提高番茄果实中维生素C、可溶性糖、有机酸等含量[9]，黄沙保水能力弱，土壤温度变化快，容易干旱[21]，也会对番茄品质造成一定的影响。
　　本研究结果显示，在黄沙栽培条件下，生物有机肥、化肥的施用量和不同的配施方法影响番茄的植株生长发育、产量和品质，在只施生物有机肥时植株生长较弱，番茄营养品质最高，但产量较低;只施化肥时营养品质最差;在化肥和有机肥配施时植株生长情况、产量、营养品质均处于较高水平，番茄综合营养品质处于较高水平、且产量最高，说明在黄沙栽培条件下能够实现番茄优质高产，但理论还有待进一步提升。
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