沼液與化肥不同比例配施對番茄產量和品質的影響

任寒碩 MuhammadAzeem 孫吉翠 張忠蘭 楊守軍

摘? ? 要：采用隨機區組設計，共6個處理，分別為CK（空白對照）、CF（有機肥基施和化肥追施）、ZF 40%+HF 60%（40%沼液+60%化肥）、ZF 60%+HF 40%（60%沼液+40%化肥）、ZF 80%+HF 20%（80%沼液+20%化肥）、ZF 100%（純沼液），研究了沼液與化肥不同比例配施對番茄產量和品質的影響。結果表明，沼液與化肥配施提高了番茄葉片葉綠素含量，其中以ZF 60% + HF 40%處理最高，且在番茄定植后的30、65和110 d分別比CF和ZF 100%處理提高了3.74%和7.52%、3.36%和21.38%、30.76%和37.22%。沼液與化肥配施提高了番茄果實中維生素C和可溶性糖含量，降低了可滴定酸含量，沼液施用量越多，對果實品質改善效果越明顯。番茄產量以ZF 60% + HF 40%處理最高，分別是CK、CF、ZF 40%+HF 60%、ZF 80%+HF 20%、ZF處理的1.58倍、1.15倍、1.08倍、1.12倍和1.21倍。ZF 80%+HF 20%和ZF100%處理果實中檢測到銅、鋅等重金屬，所有處理均未檢出抗生素。綜合分析認為，ZF 60%+HF 40%處理能明顯提高番茄產量和改善果實品質。

關鍵詞：番茄;沼液;化肥;產量;品質

中圖分類號：S641.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2020）09-034-05

Abstract： The experiment was conducted to evaluate the effect of biogas slurry combination with chemical fertilizer on the Yield and quality of tomato， based on the different proportion application. Six treatments were carried out in this experiment， which were CK （control）， CF （organic fertilizer base application and chemical fertilizer additional application）， ZF 40% +HF 60% （40% biogas slurry + 60% chemical fertilizer）， ZF 60% +HF 40% （60% biogas slurry + 40% chemical fertilizer）， ZF 80% +HF 20% （80% biogas slurry + 20% chemical fertilizer） and ZF 100% （only biogas slurry）. The results showed that the combined application of biogas slurry and chemical fertilizer could increase the chlorophyll content of tomato leaves， of which ZF 60%+HF 40% was the highest. Compared with the treatment of CF and ZF 100%， the chlorophyll content of tomato leaves of ZF 60%+HF 40% treatment increased by 3.74%， and 3.36%， 30.76% and 7.52%， 21.38% and 37.22% on 30， 65 and 110 days after planting， respectively. The combination of biogas slurry and chemical fertilizer increased the contents of vitamin C and soluble sugar in tomato fruit， but decreased the content of titratable acid， and the more amount of biogas slurry applied， the more obvious effect it had on fruit quality improvement. ZF 60% + HF 40% treatment was found the highest yield which was 1.58， 1.15， 1.08， 1.12 and 1.21 times higher than CK， CF， ZF 40% and HF 60%， ZF 80% and HF 20%， respectively. Heavy metals of copper and zinc were detected in ZF 80% + HF 20% and ZF 100% treatments， and no antibiotics detection was found in all treatments. It was concluded that ZF 60% and HF 40% treatment could significantly improve tomato yield and quality.

Key words： Tomato; Biogas slurry; Chemical fertilizer; Yield; Quality

目前我國畜禽養殖業規模化、集約化發展迅速，肉奶蛋等畜禽產品供應充足的背后是亟待解決的畜禽糞便的處理問題[1]。畜禽糞水的厭氧發酵在獲取清潔能源的同時，起到糞水無害化處理的作用，符合國家大力提倡的畜禽糞水資源化和清潔化利用的要求。

沼液作為厭氧發酵殘留物，其所含養分的經濟價值和不合理使用造成的環境污染是不容忽視的[2-3]。沼液不僅含有豐富的氮磷鉀等大量營養元素和鋅等微量營養元素，而且含有多種氨基酸、活性酶[4]。沼液所含有的營養元素基本上是以速效養分形式存在的，養分可利用率高，是多元的速效復合肥料，能迅速被農作物吸收利用[5]。沼液施用提高植株生理活性、增強植株長勢效果明顯，增加番茄主莖分枝數、主莖花序數、單果質量，與空白對照相比，沼液施用量越多，番茄產量提高越明顯[6-7]。魏荔等[8]研究認為，沼液施用使番茄果實硝酸鹽含量、總酸含量降低，維生素C含量、可溶性固形物含量和糖/酸比值均提高。王靖荃等[9]研究也表明，沼液配施化肥用于番茄生產中，果實中維生素C、總糖含量均顯著提高，酸度顯著降低。沼液雖然能促進作物的生長，但是不合理的施用方式，不僅降低作物的產量和品質，而且還能對土壤的生態環境產生危害。研究表明，沼液施用存在重金屬超標污染和農產品質量的安全隱患，雖然沼液施用引起重金屬污染的風險較小，但仍需合理管控Cd、As等可能引起土壤環境和農產品的污染問題[10-12]。因此，筆者以番茄為試材，探討沼液與化肥不同比例的配施對番茄產量和品質的影響，以期為沼液的資源化利用提供可借鑒技術。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗始于2018年5月，試驗地點為中國農業大學煙臺研究院試驗基地。試驗地土壤為棕壤土，其堿解氮、有效磷、有效鉀質量分數分別為57.87、23.37和78.45 mg·kg-1，有機質質量分數為0.73%，pH值為6.39，土壤中重金屬鉛、砷、汞、鉻、鎳均未檢出，銅、鋅、鎘質量分數分別為7.588、35.748、0.029 mg·kg-1，土霉素、金霉素、四環素、強力霉素均未檢出。試驗材料為一年生番茄（Lycopersicon escu-lentum Mill.），品種為‘歐迪，由壽光友賢種業有限公司提供，為國外引進長貨架大紅品種，無限生長型，果實微扁圓形，單果質量250 g左右。試驗所用沼液由山東某沼氣公司提供，其全氮、全磷、全鉀質量分數分別為0.59%、0.02%和0.37%，pH值為7.50，重金屬鉛、砷、汞、鉻、鎳、銅、鋅、鎘質量分數分別為0.054、0.27、0.004 3、0.24、0.063、2.6、25.5、0.003 6 mg·kg-1，土霉素、金霉素、四環素、強力霉素均未檢出。

1.2 試驗設計

試驗采用完全隨機區組設計，共6個處理，3次重復。分別為CK（空白對照）、CF（有機肥基施和化肥追施）、ZF 40%+HF 60%（40%沼液+60%化肥）、ZF 60%+HF 40%（60%沼液+40%化肥）、ZF 80%+HF 20%（80%沼液+20%化肥）、ZF 100%（純沼液）。每個小區內種植番茄2行，共20株，目標產量為45 000 kg·hm-2。肥料總施入量N-P2O5-K2O：202.5-103-271 kg·hm-2，基肥占總養分的25%，30、65、110 d追肥分別占總養分的15%、25%、35%。沼液用量以氮含量進行折算，所缺磷、鉀養分以化肥補齊。基肥與追肥情況詳見表1和表2。

1.3 樣品采集與測定方法

在番茄苗定植后的30、65、110 d，分別測量各處理番茄的株高，同時采集各處理的成熟葉片用于葉綠素含量的測定。在番茄轉色期至完熟期，每個處理隨機選取5株，調查每株的結果數，并隨機選取10個果實稱質量后計算單果質量，然后用于果實品質、重金屬和抗生素含量的測定。葉綠素含量測定采用丙酮提取法，可溶性固形物含量測定采用手持折光儀法，果實維生素C含量測定采用2，6-二氯靛酚滴定法，果實總酸含量測定采用氫氧化鈉滴定法;土壤中Cu、Zn、Cd、Cr、Pb、Ni含量測定采用原子吸收分光光度法[13]。土壤中As、Hg含量測定分別采用二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法和氫化物發生-原子吸收分光光度法[14-15]。土霉素、四環素、金霉素、強力霉素含量檢測采用高效液相色譜法[16]。番茄產量采用如下公式進行計算：

番茄單位面積產量=單位面積株數×單株結果數×平均單果質量×縮值系數（0.9）。

1.4 數據統計分析

試驗數據采用Excel 2013和SPSS 17.0進行統計分析，采用最小顯著差異法（LSD法）分析差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 沼液與化肥不同比例配施對番茄不同生長期葉片葉綠素含量的影響

在番茄的生長周期中，葉片葉綠素含量始終以ZF 60%+HF 40%處理最高，CK處理最低。在定植后30、65和110 d，ZF 60%+HF 40%處理的葉綠素含量分別比CF和ZF 100%處理顯著提高了3.74%、3.36%、30.76%和7.52%、21.38%、37.22%。由表3可以看出，各處理葉片葉綠素含量的最高值均出現在定植后110 d，最低值均出現在定植后65 d。其中，定植后110 d的CK、CF、ZF 40%+HF 60%、ZF 60%+HF 40%、ZF 80%+HF 20%、ZF 100%處理的葉片葉綠素含量分別比定植后65 d上升了101.42%、132.21%、180.13%、193.77%、195.53%、159.87%。

2.2 沼液與化肥不同比例配施對番茄不同生長期株高的影響

由表4可以看出，在番茄的生長周期中，番茄平均株高始終以ZF 60%+HF 40%處理最高，CK處理最低。在定植后30 d，沼肥與化肥配施處理與其他處理間平均株高差異顯著;定植后65 d和110 d，CK處理與其他施肥處理間平均株高差異顯著。在定植后的30、65和110 d，ZF 60%+HF 40%處理的平均株高分別比CF、ZF100%處理提高了9.69%、7.33%、4.09%和14.70%、9.03%、8.30%。其中，ZF 100%處理番茄平均株高低于CF處理和沼液與化肥配施的3個處理，而沼液與化肥配施的3個處理平均株高又高于CF處理。在定植后30、65和110 d，CF處理的平均株高分別比ZF 100%處理提高了4.58%、1.58%、4.04%。

2.3 沼液與化肥不同比例配施對番茄產量和品質的影響

由表5可以看出，不同處理果實中維生素C和可溶性糖含量均以ZF 100%處理最高，CK處理最低。統計分析表明，ZF 60%+HF 40%、ZF 80%+HF 20%、ZF 100%處理間可溶性糖含量無顯著差異。ZF 60%+HF 40%處理的維生素C和可溶性糖含量分別是CK、CF處理的2.78倍、1.31倍和1.45倍、1.09倍。果實中可滴定酸含量以CF處理最高、CK處理次之，ZF 100%處理最低。果實產量以ZF 60%+HF 40%處理最高，分別是CK、CF、ZF 40%+HF 60%、ZF 80%+HF 20%、ZF 100%處理的1.58倍、1.15倍、1.08倍、1.12倍、1.21倍。

2.4 沼液與化肥不同比例配施對番茄果實中重金屬含量的影響

從表6可以看出，所有處理果實中Pb、As、Hg、Cd均為未檢出。僅ZF 100%處理檢出Cr、Ni，質量分數分別為0.024和0.012 mg·kg-1。ZF 80%+HF 20% 和ZF 100%處理均檢出Cu、Zn，隨沼液施用量的增加，果實中重金屬Cu、Zn含量均有上升趨勢。

2.5 沼液與化肥不同比例配施對番茄果實中抗生素含量的影響

3 討論與結論

葉片葉綠素含量反映了植物體內營養狀況，葉綠素在植物光合作用的反應中吸收光能并參與原初反應。植物葉片中葉綠素含量直接決定著光合作用的效率 [17-18]。本研究結果表明，ZF 60%+HF 40%處理的葉片葉綠素含量始終高于其他處理，而純沼液施用處理葉片葉綠素含量低于常規施肥處理或沼液與化肥配施處理，這說明沼液與化肥合理配施能提高葉片葉綠素含量，一方面因為沼液是優質的液體有機肥，與無機化肥配合施用具有相互促進的效果，改善了土壤結構，使土壤通透性和養分含量增加[19-20];另一方面，沼液中含有葉綠素組分的Ca、Mg、Cu、Fe、Zn等礦質元素，在葉綠素的生物合成中有催化作用或其他間接作用[17]。ZF 60%+HF 40%處理在提高葉片葉綠素含量和提高葉片光合效率的同時，為株高的增加提供了充足的光合產物，這與李軼與董曉濤等[21-22]研究結果相一致。

沼液中含有豐富的氨基酸、腐殖質、有機小分子物質及生物活性物質，對作物品質的改善起到關鍵作用。在施入氮、磷、鉀總養分相同的前提下，沼液與化肥配施明顯降低了西紅柿的可滴定酸含量，提高了維生素C和可溶性糖含量[23]。沼液可以提高土壤陽離子交換能力，利于土壤團聚體的形成，改善土壤保肥保水能力，促進根系對養分的吸收，使產量明顯高于常規施肥和純化肥處理[24]。ZF 60%+HF 40%處理的番茄產量最高和果實品質最優，可能是因為沼液和化肥的合理配施比例，既保證了番茄生長對大量養分元素的需求，又為品質的改善提供了中微量元素和其他的活性物質。

進入土壤的重金屬不能被微生物所降解，且會在農作物體內富集，不僅影響作物正常生長發育，還可能危害人體健康[25-26]。本試驗結果表明，ZF 80%+HF 20%與ZF 100%處理果實中均檢測到Cu、Zn，且含量隨沼液施用量的增加而升高。根據中華人民共和國國家標準《GB 2762—2012食品中污染物限量》，番茄果實中重金屬含量均未超標。沼液和供試土壤中均未檢出四環素、金霉素、土霉素、強力霉素，番茄果實中亦無抗生素檢出。

沼液與化肥配施能提高番茄產量和改善果實品質，具有常規施肥和單施沼液無法比擬的優勢。60%的沼液與40%的化肥配施顯著增加葉片葉綠素含量，促進番茄生長，提高番茄果實中維生素C和可溶性糖含量，且無重金屬和抗生素污染風險。

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