化肥減量條件下配施有機肥對設施番茄產量和品質的影響

劉長旭，張靜，張云霞，李絮花

(山東農業大學資源與環境學院/土肥資源高效利用國家工程實驗室，山東 泰安 271018)

番茄作為主要蔬菜之一，在我國蔬菜生產中占有不可或缺的地位。但近年來因市場需求和農戶種植習慣，設施番茄過量施肥現象比較普遍，造成番茄產量降低[1]。化肥的過量施用會破壞土壤結構，使土壤內有效元素失衡、保水保肥能力下降，進而導致附近水體的污染[2]。

有研究表明，有機肥配施化肥可以改善番茄品質，提高番茄產量和土壤酶活性[3-6]。有機肥對土壤氮、磷、鉀不僅具有活化作用,還能穩定氮、磷、鉀養分對作物的供應，提高土壤有機質，降低根系土壤的pH值，提高根系土壤微生物的多樣性[7-11]。有機肥雖養分豐富，肥效長，但養分含量低，不足以滿足作物的需求；相比而言化肥雖養分單一，但養分含量高，肥效快。有機肥配施化肥既能滿足作物對養分的需求，又能將化肥的養分吸收保蓄，提高化肥利用率的同時減輕對土壤的污染[12-14]。本試驗采用田間試驗法研究在化肥減量20%的基礎上施用有機肥對設施番茄產量、品質及土壤養分含量的影響，以期為化肥減量有機肥替代及其適宜的有機肥用量提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在山東省菏澤市鄆城縣程屯鎮霍樓村(35°40′25″N，115°56′45″E)日光溫室內進行。供試番茄品種為“凱德冬冠”，種苗由七彩種苗公司提供。供試肥料：普通氮磷鉀復合肥(15%-15%-15%)、尿素(N 46%)、過磷酸鈣(P2O516%)、硫酸鉀(K2O 51%)；有機肥為腐熟雞糞。供試有機肥和設施土壤基本理化性質分別見表1和表2。

表1 有機肥養分狀況(以濕基計)

表2 0～20 cm土層基本理化性質

1.2 試驗設計及方法

試驗設置5個處理，即T1：化肥處理，為當地優化施肥量；T2：化肥減量20%，不施有機肥；T3：化肥減量20%+3 t/hm2有機肥；T4：化肥減量20%+6 t/hm2有機肥；T5：化肥減量20%+9 t/hm2有機肥。

當地優化施肥666.7m2純養分用量為103 kg(N+P2O5+K2O=40+15+48)。T1處理為100 kg氮磷鉀復合肥基施，尿素54.4 kg、硫酸鉀64.7 kg作追肥分4次分別于12月18日、1月30日、3月6日、4月8日隨灌溉沖施，每次用量一致；T2處理為80 kg氮磷鉀復合肥基施；T3、T4、T5處理有機肥及80 kg氮磷鉀復合肥作為基肥，尿素43.5 kg 與硫酸鉀51.8 kg作追肥分4次于12月18日、1月30日、3月6日、4月8日分別隨澆水沖施，每次用量一致。小區面積2.6 m×8 m =20.8 m2。隨機區組排列，重復3次。

番茄于2018年11月14日移栽定植，種植密度為48 090株/hm2。12月6日溫室覆膜，2019年4月9日開始采摘計產，5月26日計產結束，共采摘19次。試驗期間，除追肥外各小區其他田間管理措施相同。

1.3 樣品采集與測定

于種植前后分別取0～20 cm土層土樣，去除植物殘體等雜物后風干，研磨過篩備用。番茄成熟后按小區計產，盛果期每處理每重復分別采摘5個大小均勻、著色一致的果實進行品質測定。

土壤pH值用pH計測定；有機質采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法分析測定；全氮采用凱氏定氮法測定；速效氮采用堿解擴撒法測定；有效磷采用鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用火焰光度法測定。番茄果實可溶性糖采用蒽酮法測定；VC采用氯酚靛酚滴定法測定；可滴定酸采用滴定法測定。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel軟件對試驗數據進行整理，LSD法進行差異顯著性檢驗(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 化肥減量條件下有機肥對番茄產量的影響

優化施肥基礎上減量20%，總養分投入量降低，番茄產量并未降低，與優化施肥相當(表3)。但在化肥減量20%基礎上增施3～9 t/hm2有機肥，番茄產量平均提高6.48%，且隨有機肥及總養分投入量的增加番茄產量的變化不顯著。其中，T4處理的養分投入量與優化施肥相當，但番茄產量顯著提高，666.7m2為7 252.6 kg,肥料偏生產力最高，達88.02 kg/kg。表明有機肥替代一部分化肥可有效提高番茄產量。

表3 不同處理的養分施用量與產量

2.2 化肥減量條件下有機肥對番茄果實品質的影響

優化施肥減量20%，番茄果實的可溶性糖、VC含量顯著提高，可滴定酸含量顯著降低(表4)，表明化肥減量對改善番茄品質和風味具有良好作用。優化施肥減量20%基礎上施用有機肥，T3、T5果實可溶性糖和VC含量顯著提高，其中VC含量隨著有機肥用量的增加逐漸提高；番茄果實可滴定酸含量隨著有機肥用量增加呈降低趨勢。表明有機肥對改善果實品質有良好作用。

2.3 化肥減量條件下有機肥對土壤養分供應能力的影響

由表5看出，番茄生長中、后期，與優化施肥處理比較，優化施肥減量20%處理并未導致土壤速效氮含量顯著降低；在此基礎上施用3～9 t/hm2有機肥能顯著提高土壤速效氮含量，且隨有機肥用量的增加而增加。這可能是有機肥增加土壤氮素或促進土壤全氮向速效氮轉化所致。

表4 不同施肥處理的果實品質指標

與優化施肥處理比較，番茄生長中期化肥減量20%土壤有效磷含量顯著降低，表明其對土壤磷素供應有一定影響；而化肥減量20%基礎上施用有機肥3～9 t/hm2能顯著提高土壤有效磷含量，且隨用量增加而增加，表明有機肥對提高土壤的供磷水平具有良好作用。

與優化施肥處理比較，化肥減量20%處理土壤速效鉀含量并未降低，二者基本相當；番茄生長中期，化肥減量20%基礎上施用有機肥3～6 t/hm2土壤速效鉀含量顯著提高，并且也表現出隨用量增加而增加趨勢，生長后期有機肥用量提高至9 t/hm2時，土壤速效鉀含量顯著提高，表明有機肥對提高土壤鉀素肥力也具有良好作用。

表5 不同施肥處理的土壤有效養分含量 (mg/kg)

3 討論與結論

姜玲玲等[15]通過Meta分析發現，有機無機肥配施可以提高番茄產量及品質；楊巖等[16]的研究發現，與習慣施肥相比，過量施用有機肥番茄果實品質并沒有得到改善。本試驗結果表明，化肥減量20%基礎上施用有機肥可提高果實VC和可溶性糖含量，降低果實可滴定酸含量，改善番茄品質；有機肥的施用還提高了番茄產量。本研究也發現，施有機肥還明顯改善番茄生長中、后期土壤養分供應狀況，提高土壤速效氮磷鉀含量，且隨著用量增加土壤養分供應能力呈增加趨勢。

本研究結果表明，優化施肥基礎上化肥減量20%，番茄產量、果實品質沒有降低，表現為化肥減量不減產；化肥減量20%對番茄生長中、后期土壤有效養分含量基本無顯著影響。因此，在當地優化施肥條件下實現化肥減量20%是可行的。