復合酵素和生物質炭配施對番茄生長發育和產量、品質的影響

沈奕 賞瑩瑩

摘要：以星宇201番茄為材料，通過田間試驗，研究復合酵素和生物質炭配施對番茄生長及產量、品質的影響。結果表明，施用復合酵素、生物質炭可明顯提高番茄植株的株高、莖粗、葉綠素相對含量、果實產量，番茄果實品質得到改善，與常規土壤栽培（CK）相比，生物質炭處理的番茄植株株高、莖粗有明顯提高，復合酵素處理的番茄植株葉綠素相對含量有明顯提高、果實品質有明顯改善;復合酵素和生物質炭配施既有利于番茄生長發育，又能增加產量并改善果實品質，處理效果優于復合酵素、生物質炭單獨施用。

關鍵詞：復合酵素;生物質炭;番茄;生長發育;產量;品質

中圖分類號： S641.206? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）05-0133-03

收稿日期：2017-06-20

基金項目：內蒙古自治區自然科學基金（編號：2016MS0405，2016MS0221）;內蒙古科技大學產學研合作培育基金（編號：CXY201603）。

作者簡介：沈 奕（1985—），女，浙江紹興人，碩士，助教，從事園林規劃設計、植物造景研究。E-mail：1129414677@qq.com。

番茄是我國主要的出口蔬菜，在生長發育過程中對礦質元素的吸收量較大[1]，其產量、品質與土壤肥力狀況有密切的關系。內蒙古西部地區土壤質地以細沙、粉沙為主，土壤沙化現象比較嚴重，養分含量相對較低、肥力差[2-4]，而目前國內外番茄市場競爭日趨激烈，消費者對番茄品質的要求提高，為提高番茄產量，農民多通過施加大量化學肥料來實現，這就造成番茄品質下降、環境出現污染等問題[5]。因此，生產上亟需一種肥料養分全面、肥效均衡持久且可以緩解農藥、化肥、激素性肥料對生態環境造成危害、改善土壤結構、提高肥料利用率、改善蔬菜品質的新型肥料。

復合酵素從日本引進，含有多種有益于植物生長的微生物，主要成分為光合細菌，能夠利用光能將一些色素類及維生素B群、多種氨基酸等轉化為光合菌細胞，其細胞內含有未知的生長刺激物和抗病毒物質，對農作物的發育和免疫力可產生一定的促進作用[6-9]。生物質炭是生物質在完全或部分缺氧條件及相對較低的溫度（<700 ℃）條件下，經熱解炭化形成的一種含碳量極其豐富、性質穩定的產物，本質屬于黑炭的一種[10]，穩定性及表面性狀良好，且自身含有大量農作物生長所必需的礦質元素，在全球碳生物地球化學循環、土壤改良、土壤污染物質生態修復等方面有較好的應用前景[10-13]。大量研究與實踐應用表明，施用生物質炭有利于提高土壤肥力，促進農作物生長，增加作物產量[14-16]。顧美英等研究發現，施用生物質炭能夠提高新疆灰漠土、風沙土連作棉田根際土壤養分和微生物多樣性，且對風沙土的改良效果好于灰漠土[17]。李明等研究不同秸稈生物質炭對紅壤性水稻土養分及微生物群落結構的影響時發現，水稻和玉米秸稈炭均可提高土壤的養分含量和微生物量水平，可改變土壤的微生物群落結構[18]。

當前，多對復合酵素、生物質炭分別單獨使用作為土壤改良劑進行研究，復合酵素和生物質炭配施應用于番茄種植鮮有報道。本試驗以星宇201番茄為供試作物，研究復合酵素、生物質炭對番茄生長發育及產量品質的影響，以期為復合酵素與生物質炭配施在番茄生產上的實際應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

星宇201番茄種子，市購，為當地農田使用種子。復合酵素，淡黃色細小顆粒狀，由日本大道產業株式會社生產。生物質炭，由內蒙古西北部農區收集的番茄植株秸稈制成，制作過程為：秸稈洗凈，自然風干;粉碎，過2 mm篩，置于白玉坩堝中，在GWL-1700GA型經管式電爐上500 ℃熱解3 h，加熱前通入氮氣驅盡爐內空氣形成氮氣環境;冷卻，過20目篩，儲存于干燥器中備用。

1.2 試驗設置

試驗于2016年3—10月在內蒙古自治區西部薩拉齊農田大棚內進行，共設置4個處理，分別為常規土壤栽培（CK），土壤總氮、有機碳含量分別為0.64、5.80 g/kg，有效磷、速效鉀含量分別為23.07、228.17 mg/kg，蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶活性分別為0.54 mg/（kg·d）、0.056 mg/（g·h）、0.80 mL/g，陽離子交換量（CEC）為0.82 cmol/kg，pH值為 8.01;施加復合酵素，按20 g/kg比例施加到表層土壤中，耕翻均勻;施加生物質炭，按20 g/kg比例施加到表層土壤中，耕翻翻勻;復合酵素和生物質炭配施（混合物），將復合酵素、生物質炭按質量比1 ∶ 1混勻，將混合物按20 g/kg比例施加到表層土壤中，耕翻均勻。2016年5月20日開始施用，每 30 d 施加1次，共施用4次。試驗采用完全隨機設計，小區面積10 m2，每處理重復3次。2016年3月1日播種育苗，2016年4月20日將土地翻勻整平，大水漫灌;選擇長勢一致的番茄苗，按行距35 cm、株距30 cm進行定植，后5～7 d內控制灌水，其后視植株大小和天氣情況進行灌溉。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 番茄植株生長發育狀況 在番茄整個生長發育過程中，分別于2016年4月20日、6月1日、7月15日、8月18日、9月20日采用卷尺測量番茄株高即根莖部到生長點的實際高度，采用游標卡尺測量莖粗即第4張真葉處直徑，采用CCM-200型葉綠素儀測定葉綠素相對含量。

1.3.2 番茄果實產量及品質 自番茄定植后記錄開花期、坐果期、始收期、盛果期等，收獲時測定掛果數、株產量、小區產量、單果質量等。盛果期時，從各小區選取第3穗果具有代表性、已完熟的番茄果實3個，采用四分法破碎，分別采用2，6-二氯靛酚滴定法、蒽酮比色法、酸堿滴定法、烘干法測定維生素C、可溶性糖、有機酸（蘋果酸）含量及含水量[19]，重復3次，計算糖酸比。

1.4 數據處理與統計分析

采用Excel 2003、SPSS 18.0軟件對試驗數據進行統計和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對番茄生長發育的影響

2.1.1 對番茄植株株高的影響 由圖1可知，2016年4月20日定植時，施加復合酵素、生物質炭、復合酵素與生物質炭配施（混合物）及常規土壤栽培（CK）的番茄植株平均株高分別為23.0、23.5、23.5、23.0 cm，相互間差異不顯著（P>0.05）;7月15日后，施加復合酵素、生物質炭、混合物的番茄植株平均株高顯著高于對照（P<0.05），其中施用混合物對番茄株高的增加效果最為明顯，其次是生物質炭;9月20日時，施用復合酵素和生物質炭混合物的番茄植株相對最高，較CK增加27.02%。

2.1.2 對番茄植株莖粗的影響 由圖2可知，2016年4月20日定植時，施加復合酵素、生物質炭、混合物及常規土壤栽培（CK）的番茄植株平均莖粗分別為3.02、3.03、3.05、3.00 mm，相互間差異不顯著（P>0.05）;隨著番茄植株的生長，各處理的番茄植株生長加快，施用復合酵素、生物質炭、混合物處理的番茄植株莖粗6月1日時分別比常規土壤栽培（CK）增加0.30、0.30、0.40 mm，8月18日時分別增加0.64、0.67、0.77 mm，均顯著高于CK，且復合酵素和生物質炭混合處理效果最明顯; 9月20日時， 施用復合酵素和生物質炭混

合物的番茄植株莖粗相對最大。

2.1.3 對番茄葉片葉綠素相對含量的影響 葉綠素是與光合作用有關的重要色素，在光合作用的光吸收中起核心作用[20]。由圖3可知，隨著番茄的生長發育，各處理番茄葉片的葉綠素相對含量整體呈增加趨勢，增加幅度高低大致為混合物>復合酵素>生物質炭>CK;番茄葉片中葉綠素相對含量平均值與對照相比差異顯著，其中以復合酵素、生物質炭混合物處理提高幅度最大，較CK（常規土壤栽培）平均增加 19.94%，其次是復合酵素單獨處理，較CK（常規土壤栽培）平均增加14.49%。

2.2 不同處理對番茄產量及品質的影響

2.2.1 對番茄物候期的影響 物候期是動植物生長、發育、活動等規律與生物變化對節候的反應，而正在產生這種反應的時期叫物候期[21]。環境對動植物生長、發育的影響是一個極其復雜的過程，物候期既可以作為環境因素影響的指標，也可以用來評價環境因素對動植物影響的總體效果[22]。由表1可知，復合酵素和生物質炭混合物、復合酵素、生物質炭處理的番茄，其開花期比常規土壤栽培（CK）分別提早7、5、2 d，坐果期分別提早11、5、3 d，始收期分別提早8、6、4 d，盛果期分別提早12、8、8 d，其中混合物處理的番茄開花期、坐果期、始收期、盛果期相對最早，其次是復合酵素、生物質炭處理。因此，復合酵素、生物質炭及其配施均能促進番茄的生長發育進程，使番茄物候期提前，這有利于提高經濟效益。

2.2.2 對番茄果實品質的影響 由表2可知，復合酵素、生物質炭及其混合物均能提高番茄果實的維生素C、可溶性糖、有機酸含量，復合酵素和生物質炭配施處理的效果相對最佳，其次為生物質炭處理;與常規土壤栽培（CK）相比，復合酵素和生物質炭混合物、生物質炭、復合酵素處理的番茄其維生素C含量分別提高88.59%、78.15%、70.17%，可溶性糖含量分

別提高10.35%、7.60%、4.35%，有機酸含量分別提高 71.15%、59.80%、59.35%;不同處理對番茄果實的含水量影響不顯著（P>0.05），而果實糖酸比有顯著降低（P<0.05）。

2.2.3 對番茄果實產量的影響 由表3可知，與常規土壤栽培（CK）相比，復合酵素和生物質炭混合物、生物質炭、復合酵素處理的番茄掛果數、小區產量、平均單果質量、單株產量均有所增加，其中以復合酵素和生物質炭配施的處理效果相對最佳，說明復合酵素和生物質炭的混合施加對增加果實質量有一定的促進作用;復合酵素和生物質炭配施處理的番茄其掛果數比CK處理平均多2個/株、單果質量增幅4.80%、單株產量增產31.06%。

3 結論與討論

本研究結果表明，與單獨施加生物質炭、常規土壤栽培（CK）相比，施加復合酵素可促進番茄植株發育、提高番茄果實產量、品質及葉片中葉綠素相對含量，番茄果實的維生素C、可溶性糖、有機酸含量提高，物候期提前;復合酵素和生物質炭配施可顯著促進番茄植株的生長，提高番茄果實產量（P<0.05），明顯改善番茄果實品質，與常規土壤栽培（CK）相比，番茄維生素C、可溶性糖、有機酸含量分別提高 88.59%、10.35%、71.15%，掛果數比CK平均多2個/株，單果質量比CK增加4.80%，單株產量比CK增產31.06%。

復合酵素和生物質炭配施可實現農業廢棄物的循環利用，凈化人類生態環境，提高資源有效利用率，具有較高的利用價值，若大量應用于農業生產，可降低化肥的使用量，減少因生產化肥而消耗的大量能源，還可避免因大量施用化肥造成的環境污染，經濟效益、生態效益成效明顯。

參考文獻：

[1]梁 靜，王麗英，陳 清，等. 我國設施番茄氮肥施用量現狀及其利用率、產量影響和地力貢獻率分析評價[J]. 中國蔬菜，2015，1（10）：16-21.

[2]黃昕琦，李恩貴，張景慧，等. 內蒙古西部自然植被土壤碳庫及其影響因素[J]. 干旱區資源與環境，2016，30（8）：165-171.

[3]霍林桃，馮佃臣，王 晶，等. 內蒙古西部地區典型土壤理化性質的測定[J]. 安徽農業科學，2008，36（34）：15076-15077.