設施黃沙栽培條件下肥料施用量對番茄生長的影響

楊世梅 張想平 唐桃霞 嚴宗山 王翠麗 陳亮

摘? ? 要：為探究在設施黃沙栽培條件下不同生物有機肥、化肥施用量及其配施對番茄生長發育及產量、品質的影響，以黃沙為栽培基質，番茄為試驗材料，設置5個不同的施肥處理。測定了不同處理下番茄的生理生化指標。結果顯示，黃沙栽培條件下只施生物有機肥時番茄株高、莖粗、根長、植株鮮質量、產量顯著低于其他處理;可溶性糖含量、可滴定酸含量、維生素C含量高于其他處理。只施化肥時，可溶性糖含量、可滴定酸含量、維生素C含量、可溶性蛋白含量低于其他處理。在化肥和有機肥配施時植株生長情況、產量均高于只施生物有機肥、化肥的處理;可溶性糖含量、可滴定酸含量、維生素C含量、可溶性蛋白含量高于只施化肥的處理，低于只施有機肥的處理;在黃沙栽培條件下有機肥和化肥搭配施用時產量、營養品質處于各處理中的較高水平，在黃沙栽培條件下能夠實現番茄優質高產。

關鍵詞：番茄;黃沙栽培;生物有機肥;生長發育;產量;品質

中圖分類號：S641.2? ?文獻標志碼：A? ?文章編號：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，我國設施蔬菜栽培迅速發展，栽培面積每年以10%左右的速度增長[1]，設施番茄是栽培最多的作物，是淡季蔬菜供應、農民增收的重要組成部分[2]。為了追求產量，增加收入，普遍存在不斷增加化肥施用量，設施內連年種植，引起了一系列問題，如土壤中化肥農藥殘留環境惡化，肥料利用率偏低[3]，土壤有害微生物富集，土傳病害發生嚴重[4]，最終導致設施蔬菜產量和品質下降[5-6]。隨著人們對食品安全問題越來越重視，提高蔬菜品質成為亟待解決的問題。

為了解決設施內這一系列問題，提高蔬菜產量、品質，農業研究者做了許多相關工作。武春成[7]向土壤中施用如溴甲苯、氯化苦等化學試劑減少土壤病原菌數量，起到了一定的作用;Zeng等[8]對土壤進行灌溉洗鹽的，達到了一定的效果。馬樂樂等[9]通過研究水肥耦合對番茄品質的影響結果顯示合理的水肥量能顯著提高番茄果實的綜合品質;楊苞梅等[10]研究發現施用有機肥對土壤及菜心產量有較大影響;董艷等[11]將小麥與蠶豆間作研究發現蠶豆枯萎病的發病率和病情指數顯著降低;小麥與黃瓜間作降低了了黃瓜枯萎病的發生[12];孫曉涵[13]通過將田菁還田研究發現顯著提高了馬鈴薯產量和品質，優化了土壤環境。前人的研究取得了一些效果，但重點都集中于如何改善土壤環境，增加土壤養分，進而提高產量和品質。筆者擬利用西北地區較豐富的黃沙作為栽培基質，黃沙中營養物質較少，溫度變化快，夏季高溫蒸棚時升溫較快，殺菌效果較好，能有效減輕土傳性病害[14]，配合施用生物有機肥、化肥，研究不同施肥量對番茄產量、品質的影響，以期從另一個角度為改善設施土壤環境、番茄品質、產量提供一定的理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗于2018年3—8月在甘肅省武威市涼州區黃羊鎮甘肅省農業工程技術研究院試驗基地的溫室內進行，該地區具有干旱少雨、日照充足、晝夜溫差大的特點，年平均降水量100 mm，年平均溫度7.7 ℃，無霜期150 d左右。選用當地廣泛種植的番茄品種‘愛吉115為試驗材料，該品種種苗由武威百利種苗有限公司提供;選用武威地區資源較多的沙漠黃沙作為栽培基質，容重為1.54 g·cm-3，田間持水量為9%，pH=7.87，有機質含量（w，下同）為3.1 g·kg-1，全氮含量為0.13 g·kg-1，堿解氮含量為19 mg·kg-1，有效磷含量為28.6 mg·kg-1，速效鉀含量為51 mg·kg-1。

1.2 試驗設計

挖50 cm深、60 cm寬栽培槽，在兩側和底面鋪隔離材料后填入黃沙。試驗設3個不同的基肥施用量處理，分別為T1、T2、T3，以施生物有機肥為CK1，以施復合肥為CK2，每個栽培槽為一個處理，每個處理3個重復，共15個栽培槽，每個栽培槽面積4.2 m2，株距40 cm，行距30 cm，每個栽培槽種植35株。

T1：施生物有機肥5 kg，復合肥200 g;

T2：施生物有機肥7.5 kg，復合肥200 g;

T3：施生物有機肥10 kg，復合肥200 g;

CK1：施生物有機肥10 kg;

CK2：復合肥200 g。

試驗所用有機底肥為山東土秀才生物科技有限公司生產的“底肥動力王—土秀才”，肥料中有效活菌數≥2億·g-1、有機質≥50%;復合肥為湖北洋豐集團生產的“洋豐”牌復合肥，總養分≥45%。追肥施用黃腐酸鉀，pH值為6，有機質含量486.22 g·kg-1，全氮含量21.2 g·kg-1，全磷含量8.6 g·kg-1 ，全鉀含量15.82 g·kg-1，有效活菌數2.1×108個·g-1，通過滴灌設施滴入，所有處理用量一致，每個栽培槽整個生育期用量為2.5 kg。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 生長指標的測定 株高、莖粗、生物量、根長在番茄拉秧時測定，株高用卷尺測定，莖粗用游標卡尺測定，根長用直尺測定，拉秧時每個處理從距離溫室前屋面1.5 m位置開始連續取10株，用電子稱測量植株地上部分和地下部分的鮮質量。

1.3.2 番茄品質的測定 番茄品質在第三穗果成熟時采摘第三穗成熟度一致的果實測定。可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，還原型維生素C含量采用鉬藍比色法測定，可溶性蛋白采用李合生的考馬斯亮藍G-250測定法，可滴定酸測定采用Na（OH）滴定法測定[15-17]。

1.4 數據分析

試驗數據采用Excel 2003、SPSS 17.0進行數據計算和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同生物有機肥施用量對番茄植株生長發育的影響

2.1.1 對番茄株高、莖粗、根長的影響 由表1可知，在黃沙栽培條件下化肥施用量相同增加生物有機肥施用量可以促進株高、莖粗、根長的增加。不同施肥量處理株高由高到低依次為T3、T2、T1、CK2、CK1，有機肥和化肥配施的處理間株高依次是T3處理株高最高，T2其次，T1處理最小，但方差分析結果顯示各處理間差異不顯著;T1、T2、T3、CK2處理株高顯著高于只施有機肥的CK1處理，只施化肥的CK2處理株高較CK1處理高22.5 cm。莖粗、根長各處理的變化趨勢和株高一致，T1、T2、T3、CK2處理莖粗、根長顯著大于CK1處理;表1結果也顯示CK1處理株高、莖粗、根長顯著低于其他處理。表明在黃沙栽培條件下有機肥和化肥配施能促進植株和根部的生長，但在只施有機肥的植株較有機肥、化肥配施和只施化肥的處理生長慢。

2.1.2 對番茄地上部分、地下部分生長的影響 由表2可知，不同施肥處理對植株地上部分和地下部分的生物量積累存在一定的影響，各處理間生物量依次為T3>T2>T1>CK2>CK1，T1、T2、T3處理植株鮮質量顯著高于CK1處理，但T1、T2、T3處理間差異不顯著，CK2處理植株鮮質量顯著高于CK1處理，植株鮮質量最重的T3處理較CK1處理鮮質量大2.18倍;各處理間根冠比大小依次為CK1>T3>T1>T2>CK2，CK1處理根冠比顯著大于其他處理，分別較T3、T2、T1、CK2大0.56%、1.05%、0.98%、1.13%。CK1處理植株鮮質量最小，根冠比最大，這可能是在黃沙栽培條件下只施有機肥對地下部分的影響大于地上部分。

2.2 不同生物有機肥施用量對番茄果實性狀、產量的影響

2.2.1 對果實性狀的影響 表3顯示，不同有機肥施用量處理對番茄果實縱橫徑影響存在顯著差異，各處理果實縱徑、橫徑均表現為T3>T2>T1>CK2>CK1;化肥施用量相同的條件下隨著有機肥施用量增加果實越大，T3處理果實最大，只施用有機肥CK1處理果實最小，T3處理番茄果實縱徑、橫徑較CK1處理分別大18.06、9.97 mm。果形指數CK1處理最大，與CK2處理存在顯著差異，但與T1、T2、T3處理間無顯著差異。

2.2.2 對果實產量的影響 由表4可知，在同樣的的化肥施用量條件下，隨著有機肥使用量的增加，番茄單果質量越大，產量越高，不同處理單果質量、株產、小區產量、667 m2產量的變化趨勢一致，大小依次為T3>T2>T1>CK2>CK1;只施有機肥未施化肥的CK1處理單果質量、株產、小區產量、667 m2產量顯著低于其他處理低，單果質量分別較其他處理小48.71～72.65 g，株產較其他處理小0.97～1.45 kg，小區產量較其他處理少34.1～51.07 kg，667 m2產量較其他處理低2 707.68～4 055.13 kg。

2.3 不同生物有機肥施用量對番茄果實營養品質的影響

由表5數據可知，有機肥不同施用量對番茄營養品質有不同程度的影響。在化肥施用量相同的條件下，可溶性糖含量隨著有機肥施用量增加而變大，只施有機肥未施化肥的CK1處理可溶性糖含量高于其他處理，只施化肥的CK2處理顯著低于其他處理，CK1處理可溶性糖含量較CK2處理高1.25%;可滴定酸含量的變化趨勢與可溶性糖含量變化趨勢相同CK1>T3>T2>T1>CK2，CK1處理顯著高于其他處理，CK2處理含量最低。可溶性蛋白質含量在化肥施用量相同的條件下隨著有機肥施用量的增加而有變大的趨勢，但不同處理條件對可溶性蛋白質含量變化影響不顯著，在CK1處理條件下可溶性蛋白質含量小于T3、T2，大于T1、CK2，可溶性蛋白質含量在本試驗條件下未表現出明顯的規律性。從表5還可以看出化肥和有機肥的施用量對維生素C含量有較大影響，CK1處理維生素C含量顯著高于其他處理，隨著有機肥施用量的增加維生素C含量大小依次為CK1>T3>T2>T1>CK2，CK1處理維生素C含量較CK2處理高6.07 mg·kg-1。

2.4 不同處理對番茄營養綜合品質的影響

參照劉建輝等[18]對番茄綜合品質評價的方法，根據表6中的分級標準對表5中每個處理營養指標所對應的指數值進行分級評價，將各處理的各項指數值累加得出不同品種的營養綜合評價指數。營養品質綜合評價結果如表7所示，綜合評價指數越高表明該品種的營養品質越好，不同處理的綜合指數大小依次為CK1>T3>T2>T1>CK2。CK1處理的綜合評價指數最高，CK2最小，只施有機肥CK1處理綜合營養品質最好，只施化肥CK2處理綜合營養品質最差。

3 討 論

3.1 不同生物有機肥施用量對番茄植株生長發育的影響

本研究結果顯示，在黃沙栽培條件下有機肥和化肥配施時番茄株高、莖粗、生物量顯著高于只施有機肥或只施化肥的處理，孔躍[19]研究表明有機肥和化肥配施能促進番茄的生長，這與本試驗研究結果基本一致。土壤質地影響作物根系的形態分布及時空變化，并且影響作物對養分的吸收與利用[20]，本研究結果表明，在黃沙栽培條件下只施有機肥（CK1）時植株鮮質量最小，根冠比最大，在黃沙栽培條件下只施有機肥對地下部分的影響大于地上部分，這可能是因為沙土類質地的土壤顆粒間孔隙度大，通氣性強，透水力好，有機質分解速度快，養分供應快[21]。因此，在本試驗條件下有機肥和化肥配施時，黃沙栽培可以實現番茄植株的正常生長。

3.2 不同生物有機肥施用量對番茄產量的影響

土壤的不同質地影響土壤的肥力狀況進而影響植物生長[21]。有研究表明不同的土壤，施相同的肥料，其蔬菜產量不同;相同的土壤，施不同的肥料，蔬菜所吸收的養分來自土壤和肥料的養分比例也不同[22]。本研究結果顯示，在黃沙栽培條件下施相同的化肥，隨著有機肥施用量的增加，可以提高番茄產量，這與孔躍等對番茄和小白菜的研究結果基本一致[19]。然而，不同學者研究結果也存在一定的爭議，孫雅杰等[23]研究表明，施用有機肥在一定程度上保證番茄產量，但是施用有機肥、化肥或有機肥和化肥配施對產量影響不顯著，而本研究結果顯示在只施化肥、有機肥或有機肥和化肥配施時產量存在顯著差異，這可能是黃沙養分含量少，蓄肥能力差[21]，在黃沙栽培條件下作物的生長更依賴肥料，所以在肥料施用合理的條件下番茄黃沙栽培也能實現高產。

3.3 不同生物有機肥施用量對番茄果實營養品質的影響

沙土養分含量少，蓄肥能力差[21]，有機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機質含量，進而影響蔬菜的品質[24]。本研究結果顯示，在黃沙栽培條件下只施用有機肥、化肥或有機肥和化肥配施時對番茄可溶性蛋白質含量、可滴定酸含量的影響不顯著;只施化肥的番茄果實可溶性糖含量顯著低于只施有機肥或有機肥和化肥配施的的處理，只施有機肥的番茄果實可溶性糖含量最高;在只施有機肥時番茄維生素C含量顯著高于只施化肥或有機肥和化肥配施的處理。這與孔躍[19]施用生物有機肥的番茄中的還原糖含量高于其他處理研究結果一致。李恕艷等[25]也認為，施用有機肥可以提高番茄可溶性總糖、維生素C和可溶性固形物含量，改善番茄口感。土壤含水量水分也會影響番茄品質，適當降低土壤含水量可提高番茄果實中維生素C、可溶性糖、有機酸等含量[9]，黃沙保水能力弱，土壤溫度變化快，容易干旱[21]，也會對番茄品質造成一定的影響。

本研究結果顯示，在黃沙栽培條件下，生物有機肥、化肥的施用量和不同的配施方法影響番茄的植株生長發育、產量和品質，在只施生物有機肥時植株生長較弱，番茄營養品質最高，但產量較低;只施化肥時營養品質最差;在化肥和有機肥配施時植株生長情況、產量、營養品質均處于較高水平，番茄綜合營養品質處于較高水平、且產量最高，說明在黃沙栽培條件下能夠實現番茄優質高產，但理論還有待進一步提升。

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