鄧愛妮 羅金輝 蘇初連 酒元達 劉子記 楊衍 趙敏



摘要:【目的】研究堿性含腐植酸營養液施用對海南櫻桃番茄地酸化土壤理化環境及植株生長、果實產量和營養品質的影響,以期為堿性含腐植酸營養液在酸化土壤改良和優質櫻桃番茄生產中的應用提供參考依據。【方法】采用盆栽試驗,以酸性土壤為試驗土壤,設不追肥(CK)、追施0.30‰復合肥(0.30‰ CF)、0.30‰腐植酸營養液(0.30‰ FDG)、0.20‰腐植酸營養液(0.20‰ FDG)和0.16‰腐植酸營養液(0.16‰ FDG)共5個處理,于櫻桃番茄生育期內定期測定盆栽土壤pH,收獲期(植株移栽120 d)測定葉片SPAD值、植株株高和莖粗以及果實產量和品質,測定盆栽土壤電導率、有效養分、陽離子交換性能及酶活性等指標,并對櫻桃番茄果實品質、產量與土壤理化性質進行相關分析。【結果】在櫻桃番茄植株移栽120 d時,施用0.20‰~0.30‰腐植酸營養液的盆栽土壤pH>5.60,而施用復合肥的土壤pH<5.00;0.20‰~0.30‰腐植酸營養液處理的盆栽土壤有機質含量相比復合肥處理均提高6.8%;腐植酸營養液處理的盆栽土壤電導率均低于復合肥處理,而陽離子交換量、交換性鈣和交換性鎂含量、酸性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性高于復合肥處理。雖然腐植酸營養液處理的土壤有效氮磷鉀含量呈現不同程度降低,但根據耕層土壤有效養分含量分級指標,其仍處于高水平,可滿足櫻桃番茄生長對土壤養分的需求。施用0.20‰~0.30‰腐植酸營養液的櫻桃番茄植株株高、莖粗和生物量高于其他處理,果實產量和營養品質優于或等同于復合肥處理,其中0.30‰腐植酸營養液處理的果實產量較復合肥處理增產2.2%。相關分析結果表明,果實產量與土壤有機質含量、堿解氮含量和陽離子交換量呈顯著(P<0.05,下同)或極顯著(P<0.01,下同)正相關;品質大部分指標與土壤pH、交換性鈣含量、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性呈顯著或極顯著正相關,與土壤電導率呈顯著負相關。【結論】腐植酸營養液處理以0.20‰~0.30‰施用量效果最佳,既能改良酸化土壤,又可提高櫻桃番茄產質量。
關鍵詞: 腐植酸營養液;櫻桃番茄;酸性土壤;產量;品質
中圖分類號: S641.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼: A 文章編號:2095-1191(2021)05-1282-09
Abstract: 【Objective】In order to provide theoretical and practical basis for application of alkaline humic acid fertili-zer amendment substituting chemical fertilizer in acified soil improvement and high quality cherry tomato production,the effects of humic acid fertilizer amendment substituting chemical fertilizer on soil physical and chemical environment,cherry tomato plant growth, fruit yield and quality were studied. 【Method】Pot experiments were conducted and acid soil was as test soil. Five treatments were established:0.30‰ compound fertilizer(0.30‰ CF),0.30‰ humic acid fertilizer amendment treatment(0.30‰ FDG),0.20‰ humic acid fertilizer amendment treatment(0.20‰ FDG),and 0.16‰ humic acid fertilizer amendment treatment(0.16‰ FDG),with an unfertilized treatment as the control(CK). Soil pH was monitored regularly during planting. The leaf SPAD, plant height,stem diameter,fruit yield and quality were investigated at harvest period(transplanting 120 d), soil conductivity, effective nutrients, cation exchange properties and enzyme activity were detected, and cherry tomato quality,correlation analysis on yield,and soil physicochemical properties was conducted.? 【Result】The soil pH treated by 0.20‰-0.30‰ humic acid fertilizer amendment was >5.60 at fruit maturity stage, while soil pH treated by compound fertilizer was<5.00. Compared with unfertilized treatment(CK),0.20‰-0.30‰ humic acid fertilizer amendment increased soil organic matter by 6.8%. Humic acid fertilizer amendment decreased soil electrical conductivity when compared with the compound fertilizer treatment. In addition,soil cation exchange capacity,soil exchangeable calcium and magnesium,acid phosphatase,sucrase and polyphenol oxidase activity were higher than that treated with compound fertilizer. Although the content of available N,P and K in soil treated with humic acid fertilizer amendment were decreased to different levels,it was still at a high level according to the classification index of available nutrient content in top soil,which could meet the demand of soil nutrient for cherry tomato plant growth. The plant height,stem diameter and biomass of cherry tomato treated with 0.20‰-0.30‰ humic acid fertilizer amendment were higher than those treated with other treatments,and the nutritional quality of fruit was superior to or equal to those treated with compound fertilizer. Compared with compound fertilizer treatment,0.30‰ humic acid fertilizer amendment increased fruit yield by 2.2%. Cherry tomato fruit yield was significantly(P<0.05, the same below) or extremely(P<0.01, the same below)? positively correlated with organic matter,alkali-hydrolyzable nitrogen,and cation exchange capacity. In addition,most indexes of cherry tomato fruit quality were significantly or extremely positively correlated with soil pH,exchangeable calcium,acid phosphatase,and sucrase activities,and significantly negatively correlated with soil electrical conductivity. 【Conclusion】Humic acid fertilizer amendment can be employed with 0.20‰-0.30‰ for the best benefits with regard to the improvement of acid soil pH and fruit yield and quality of cherry tomato.
Key words: humic acid fertilizer amendment; cherry tomato; acid soil; yield; quality
Foundation item: Basic Scientific Research Project for Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences(16300820 20003,1630082020009); Agricultural Technology Experiment? Demonstration and Service Support Project of Ministry of Agriculture and Rural Affairs(2019)
0 引言
【研究意義】櫻桃番茄為海南冬季果菜重要作物之一,全島種植面積已擴增至0.56萬ha(伍壯生等,2018),以露地種植為主,土壤類型主要為磚紅壤,復合(混)肥和尿素是當地種植戶常施用的肥料(辛曙麗和劉永華,2019)。由于可耕作土地復種指數高及番茄需肥量大等原因,櫻桃番茄生產中過量使用化肥,不僅造成肥料浪費(Simpson et al.,2011),在高溫高濕多雨的露地種植條件下還會加快土壤酸化和鹽漬化進程(Guo et al.,2010;金修寬,2018),制約櫻桃番茄產業可持續發展。隨著化肥、農藥雙減政策和零增長目標的提出,以其他肥料替代化肥的研究快速發展(李雙和曾憲成,2019;劉中良等,2020)。近年來,腐植酸肥料在踐行“化肥零增長”行動、配施或替代無機肥維持土壤酸堿平衡、調節土壤養分和改善土壤生產環境的功效越來越引起國內外學者的關注(孔令冉等,2019;李雙和曾憲成,2019)。因此,研究含腐植酸肥料替代化肥對番茄酸性土壤環境、番茄品質和產量的影響,可為推廣腐植酸肥料替代技術提供理論依據,同時對改善酸性土壤環境及推動番茄產業可持續發展具有重要的現實意義。【前人研究進展】腐植酸肥料是腐植酸與大量元素肥料或有機肥合成的肥料,具有增加土壤養分和陽離子吸附量、降低表土鹽分含量和維持土壤酸堿度平衡等特點(Parvan et al.,2013),可提高表層土壤養分含量(Danut? et al.,2019)及土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性(Li et al.,2019)。劉馨等(2017)研究表明腐植酸肥與有機肥配施能較好降低番茄連作土壤電導率,提高土壤pH及果實維生素C和可溶性固形物含量。鄧愛妮等(2020)進行櫻桃番茄露地酸性土壤改良試驗,結果表明腐植酸營養液配施復合肥能顯著提高露地耕層酸化土壤pH和陽離子交換量,追肥過程中不會產生植株缺素或過量的危害,可滿足植株生長對礦物質元素的需求。吳敏等(2020)研究表明,腐植酸肥與無機肥配施有利于促進酸性磚紅壤速效鉀和有機質的積累,對土壤pH影響不顯著。此外,肖瑤(2016)研究發現施加腐植酸肥后酸性黑鈣土pH有所下降。【本研究切入點】目前,已有關于含腐植酸肥料對土壤pH、養分、酶活性及果蔬品質影響的研究報道,主要集中于腐植酸肥料與無機肥(有機肥)的配施研究,而有效替代無機肥(有機肥)的研究鮮見報道;且施用腐植酸肥料后果蔬產量、品質與土壤理化環境指標關聯性缺乏相關分析。【擬解決的關鍵問題】結合海南櫻桃番茄地酸性土壤特性和櫻桃番茄需肥特點,通過盆栽試驗,采用含堿性腐植酸營養液替代化肥施用,研究其對土壤理化性質及櫻桃番茄植株生長、果實產量和營養品質的影響,分析土壤理化性質變化與櫻桃番茄產量和營養品質的相關性,為堿性含腐植酸營養液科學有效地替代化肥在酸化土壤改良和優質櫻桃番茄生產中的應用提供參考依據。
1 材料與方法
1. 1 試驗地點與材料
試驗于2019年10月在中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所(儋州)蔬菜研究中心基地(東經109°29′29.57″,北緯19°29′27.38″)大棚進行。供試土壤取自該基地櫻桃番茄露地耕層土壤(0~20 cm),系典型酸性磚紅壤,土壤基本理化性質:pH 5.18、電導率(EC)29.32 mS/m、有機質(OM)11.6 g/kg、堿解氮(AN)68.20 mg/kg、有效磷(AP)71.75 mg/kg、速效鉀(AK)90.05 mg/kg。
試驗所用櫻桃番茄為千禧品種,由中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所蔬菜研究室提供。供試肥料:富帝高牌堿性含腐植酸營養液(簡稱FDG)由中國熱帶農業科學院分析測試中心提供,pH(1∶250)10,腐植酸含量6%,氮(N)、磷(P2O5)和鉀(K2O)含量分別為15%、5%和10%;水溶復合肥(簡稱CF)為上海芳甸生物科技有限公司生產,氮(N)、磷(P2O5)和鉀(K2O)含量均為20%,含少量微量元素(0.0006%~0.6%);有機肥為生物有機肥,有機質含量大于40%,有效活菌數大于0.20億/g,由海南中農東方有限公司生產。
1. 2 試驗設計
采用土培盆栽試驗,整個櫻桃番茄生育期施肥以基肥和追肥方式進行。供試土壤風干后過2 mm篩,基肥按土壤和有機肥重量比3∶1比例添加有機肥,待土壤與有機肥混勻后,每盆裝混合土7.5 kg。盆栽試驗設5個處理(表1),每處理設3次重復,共計15盆,隨機區組排列。移苗前,按照表1進行第1次追肥,每盆稱取適量復合肥(或腐植酸營養液)溶于2.00 L清水,溶解完全后澆入土壤,混勻且平衡一周。2019年11月4日,選取長勢基本一致、無病蟲害的櫻桃番茄幼苗移栽入盆中,每盆移栽2株。11月11日開始施肥處理,追肥方法見表1,每隔10 d灌根追肥1次,追肥至果實收獲期。試驗期間累計施肥13次,不同處理氮磷鉀養分投入總量見表2。盆栽試驗期間統一管理,種植期間注意澆水,保持盆栽土壤濕潤。
1. 3 測定項目及方法
櫻桃番茄植株移栽7、46、67、103和120 d時,取適量根系土壤測定pH。植株移栽120 d(果實收獲期)時,進行全株破壞性取樣:植株用于農藝性狀和生物量測試;果實用于產量測算和營養品質測定;每盆根系土壤收集2份,一份用于酶活性測試,另一份風干后研磨過篩制成10、60和100目土壤樣品,用于土壤理化指標測試(鮑士旦,2000)。
1. 3. 1 土壤樣品指標測定 pH和電導率采用電極法測定,有機質含量采用重鉻酸鉀容量法測定,堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別采用堿解擴散法、碳酸氫鈉浸提比色法和醋酸銨浸提—火焰光度計法測定,陽離子交換量(CEC)采用乙酸銨交換—凱氏定氮法測定,交換性鈣(1/2Ca2+)和交換性鎂(1/2Mg2+)采用乙酸銨交換—火焰光度計法測定;脲酶(UE)、酸性磷酸酶(ACP)、蔗糖酶(SC)、過氧化氫酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)活性測定方法參照土壤酶測定試劑盒(蘇州科銘生物技術有限公司)說明書。
1. 3. 2 植株農藝性狀、生物量和果實產量測定 采用TYS-4N便攜式植物營養儀(浙江托普云農科技股份有限公司)測定成熟葉片葉綠素SPAD值,采用卷尺和游標卡尺(上海九量五金工具有限公司)測定植株地上部株高和莖粗。每株實收測產,采收成熟度一致的櫻桃番茄果實稱重,測算果實產量;地上部莖葉桿烘干后稱重,測算植株生物量;每株選取10顆成熟度和大小均勻果實測量單果重。
1. 3. 3 果實品質指標測定 選取成熟度一致的櫻桃番茄果實,每盆采集1份果實樣品,每份樣品重量不少于500 g,每份樣品單獨制樣,洗凈后取果肉部分制成勻漿,冷凍存放待測。櫻桃番茄果實可溶性固形物含量用PAL-1數顯折射儀(日本ATAGO愛拓公司)測定,蛋白質含量采用凱氏定氮法測定(GB 5009.5—2016),維生素C(VC)含量采用2,6-二氯靛酚滴定法(GB 5009.86—2016)測定,可滴定酸和可溶性糖含量分別采用指示劑滴定法(GB/T 12456—2008)和3,5-二硝基水楊酸比色法(NY/T 2742—2015)測定,番茄紅素含量采用高效液相色譜法(NY/T 1651—2008)測定,果實樣品中鉀(K)、鈣(Ca)、鈉(Na)、鎂(Mg)、銅(Cu)、錳(Mn)、鋅(Zn)和鐵(Fe)含量采用硝酸濕式消解—等離子體發射光譜法(GB 5009.268—2016)測定。
1. 4 統計分析
采用Excel 2016對試驗數據進行計算、處理和作圖,用SPSS 16.0進行比較和數據差異顯著性檢驗。
2 結果與分析
2. 1 腐植酸營養液對土壤pH的影響
櫻桃番茄植株移栽7、46、67、103和120 d后盆栽根系土壤pH變化情況見圖1。植株移栽第7 d時,土壤pH由5.18提高至5.32~5.61;移栽7~120 d,不同施肥處理的盆栽土壤pH呈現不同的變化趨勢,不追肥(CK)和追施0.16‰~0.30‰ FDG的土壤pH變化幅度小,趨于平穩,而追施0.30‰ CF的土壤pH變化幅度大且呈降低趨勢。移栽120 d(收獲期)時,CK、0.30‰ CF、0.30‰ FDG、0.20‰ FDG和0.16‰ FDG處理的土壤pH分別為5.34、4.88、5.64、5.63和5.56;與CK相比,0.30‰ CF處理土壤pH降低0.46,0.30‰ FDG、0.20‰ FDG和0.16‰ FDG處理土壤pH分別增加0.30、0.29和0.22;不追肥、追施復合肥和追施營養液處理的土壤pH差異達顯著水平(P<0.05,下同)。
2. 2 腐植酸營養液對土壤養分的影響
土壤有效養分是櫻桃番茄直接利用的養分,其含量高低代表不同處理土壤的生產能力。從表3可看出,與CK相比,追肥增加了櫻桃番茄土壤中有機質含量,施肥有利于土壤有機質的積累。0.20‰~0.30‰ FDG處理土壤有機質含量最高,其次是0.16‰ FDG和0.30‰ CF處理;0.16‰~0.30‰ FDG處理與0.30‰ CF處理的土壤有機質含量差異達顯著水平,其中,0.20‰~0.30‰ FDG處理土壤有機質含量較0.30‰ CF處理均提高6.8%。表明單施0.16‰~0.30‰ FDG較0.30‰ CF提高櫻桃番茄盆栽酸性土壤有機質含量效果顯著。0.16‰~0.30‰ FDG處理的土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量均低于0.30‰ CF處理,高于CK,差異達顯著水平。
2. 3 腐植酸營養液對土壤電導率和陽離子交換性能的影響
由表4可知,櫻桃番茄植株移栽120 d后,所有處理土壤電導率由大到小排序為0.30‰ CF>CK>0.16‰ FDG>0.20‰ FDG>0.30‰ FDG,其中施用腐植酸營養液對盆栽土壤電導率降低效果顯著。0.16‰~0.30‰ FDG處理的陽離子交換量和交換性鈣、交換性鎂含量較0.30‰ CF處理分別增加0.7%~6.0%、28.1%~37.0%和11.1%~27.8%,其中對交換性鈣含量的提升效果達顯著水平。此外,0.30‰ CF處理的土壤交換性鈣含量低于CK,顯著降低10.4%,可能是土壤pH降低導致鈣離子活性降低(Zhao et al.,2014)。
2. 4 腐植酸營養液對土壤酶活性的影響
由表5可知,櫻桃番茄植株移栽120 d后,0.16‰~0.30‰ FDG處理土壤酸性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性高于0.30‰ CF處理和CK,差異均達顯著水平;0.16‰ FDG處理土壤脲酶、過氧化氫酶和蔗糖酶活性最大,分別為485、880和5.00 U/g;以0.20‰ FDG處理土壤酸性磷酸酶活性最大,為0.66 U/g;隨著腐植酸營養液施用量增加,土壤多酚氧化酶活性增加,較復合肥處理提高6.3%~28.6%,且差異達顯著水平。
2. 5 腐植酸營養液對櫻桃番茄植株農藝性狀、生物量和果實產量的影響
由表6可知,施用0.20‰~0.30‰ FDG的櫻桃番茄植株株高和莖粗高于其他處理,其中施用0.30‰ FDG的櫻桃番茄植株株高、莖粗和葉片SPAD值最高,較0.30‰ CF處理分別提高3.4%、4.8%和0.8%。
腐植酸營養液與復合肥處理間的櫻桃番茄單果重無顯著差異(P>0.05,下同)。與0.30‰ CF相比,0.20‰~0.30‰ FDG處理的植株生物量表現為增加,增幅分別為0.5%和7.5%,其中0.30‰ FDG處理達顯著水平。追肥處理至果實收獲期,與CK相比,所有追肥處理(0.30‰ CF和0.16‰~0.30‰ FDG處理)均能顯著提高櫻桃番茄單株果實產量,增產率分別為79.1%、62.6%、74.7%和83.1%,以0.30‰ FDG處理的應用效果最佳。0.30‰ FDG處理櫻桃番茄單株果實產量較0.30‰ CF處理產量提高2.2%;0.20‰ FDG處理單株果實產量較0.30‰ CF處理略微減產,減產率為2.5%,但差異不顯著。綜合考慮表6中各處理農藝性狀、單株生物量和果實產量指標值,以0.30‰ FDG處理效果最佳。
2. 6 腐植酸營養液對櫻桃番茄果實品質的影響
由表7可知,0.16‰~0.30‰ FDG處理的櫻桃番茄果實可溶性固形物、維生素C、Ca、Fe、Na、K、Mg、Cu、Zn和Mn含量均高于0.30‰ CF處理;果實可溶性固形物、維生素C、蛋白質和Fe含量及糖酸比隨腐植酸營養液施用量的增加而增加,說明增加腐植酸營養液施用量對上述營養品質積累具有正效應。0.20‰~0.30‰ FDG處理的櫻桃番茄果實維生素C、蛋白質、Ca、Fe、Na、Mg、Cu、Zn和Mn含量及糖酸比均顯著高于0.30‰ CF處理,0.30‰ FDG處理的果實番茄紅素含量也顯著高于0.30‰ CF處理;0.30‰ CF處理的果實Ca、Na、K、Mg、Cu、Zn和Mn含量低于CK,其中Ca、Cu和Mn含量與CK達顯著差異水平。
2. 7 櫻桃番茄果實品質、產量與土壤理化性質的相關分析結果
選取腐植酸營養液處理后顯著優于CK和復合肥處理的櫻桃番茄果實營養指標(VC、Ca、Fe、Na、Mg和Mn)、果實產量與土壤理化指標(pH、OM、AN、AP、AK、EC、CEC、1/2Ca2+、1/2Mg2+和酶活性)進行相關分析,結果(表8)表明,上述土壤理化指標與櫻桃番茄果實VC、Ca、Fe、Na、Mg和Mn指標以及果實產量存在210個相關關系,其中32個相關系數達顯著水平,18個相關系數達極顯著水平(P<0.01,下同)。櫻桃番茄果實中Vc含量與土壤有機質(OM)、陽離子交換量(CEC)和交換性鎂(1/2Mg2+)含量呈顯著或極顯著正相關;果實中Ca含量除了與土壤電導率(EC)呈顯著負相關外,與土壤pH、交換性鈣(1/2Ca2+)含量、酸性磷酸酶(ACP)活性和蔗糖酶(SC)活性呈顯著或極顯著正相關;果實中Fe含量與土壤交換性鎂含量和多酚氧化酶(PPO)活性呈顯著正相關,而果實中Na含量與土壤中交換性鈣含量、酸性磷酸酶活性和蔗糖酶活性呈顯著正相關;果實中Mg和Mn含量均與土壤pH、交換性鈣含量、酸性磷酸酶活性和蔗糖酶活性呈顯著或極顯著正相關,與土壤電導率呈顯著負相關;果實產量與土壤有機質、堿解氮(AN)含量和陽離子交換量呈顯著或極顯著正相關。此外,相關分析結果還觀察到2個主要的相關組,二者之間有著許多內在聯系。第一組為土壤理化性質參數之間的顯著或極顯著相關性(正負相關):土壤電導率與pH、交換性鈣含量、酸性磷酸酶活性和蔗糖酶活性呈顯著負相關;土壤pH與交換性鈣含量、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性之間,有機質含量與陽離子交換量、交換性鎂含量之間以及土壤堿解氮含量與有效磷、速效鉀含量之間均呈顯著或極顯著正相關。第二組為果實不同元素之間的顯著或極顯著相關性(正相關):果實VC與Fe元素之間,Ca與Na、Mg、Mn元素之間,Na與Mg、Mn元素之間以及Mg與Mn元素之間均存在顯著或極顯著相關性。
3 討論
本研究盆栽試驗所用土壤系典型強酸性磚紅壤,pH低于5.50,而櫻桃番茄適宜的土壤pH為5.60~6.70(譚宏圖,2018)。本研究結果表明,腐植酸營養液處理對土壤pH和有機質均有提升作用,土壤pH提高0.22~0.30,0.20‰~0.30‰腐植酸營養液處理相比復合肥處理的土壤有機質含量提高了6.8%,說明合理施用腐植酸營養液有利于提升肥力可持續性。無機肥已被證實長期施用會使土壤酸化,且隨著施氮量的增加pH降低越顯著(金修寬,2018)。本研究中腐植酸營養液處理對土壤酸化有明顯的緩解作用,腐植酸營養液具有較強堿性(pH為10),對于緩解土壤的自酸過程、提高原土壤pH的增加幅度可能起到重要作用;同時,腐植酸自身含有酚羥基、醇羥基、羧基等多種官能團的大分子芳香化合物,其作為營養液施入土壤后引入外源大分子有機物質含量,進而增加土壤有機質含量(陳士更等,2019)。腐植酸營養液處理的土壤速效養分含量低于復合肥處理,推測原因為營養液處理的土壤pH升高及其氮磷鉀投入量低于復合肥,使得腐植酸營養液處理的土壤氮磷鉀含量較復合肥處理降低(梅旭陽等,2016;胡敏等,2017;邱全敏等,2020)。雖然施用腐植酸營養液提高土壤速效養分較復合肥緩慢,但其土壤堿解氮含量大于150 mg/kg、有效磷含量大于20 mg/kg和速效鉀含量大于150 mg/kg,土壤速效養分均處于較高水平(張慎舉和卓開榮,2015),可滿足櫻桃番茄短期生長需求。在長期耕作前提下,單施腐植酸營養液改良和培肥酸化土壤需進一步評估其氮磷鉀供應水平。
本研究結果顯示,腐植酸營養液的施用不會產生鹽分表聚現象,有效促進盆栽土壤陽離子交換量、交換性鈣和交換性鎂的積累;土壤交換性鈣與pH、陽離子交換量和交換性鎂與有機質呈顯著或極顯著正相關。綜合來看,可能是腐植酸營養液提高盆栽酸性土壤pH和有機質含量的過程促進了土壤礦化過程中發生有機陰離子脫羧基化,并釋放出鈣、鎂等堿性物質(Hue,2011),且腐植酸具有多種活性官能團,可提高土壤陽離子交換能力(段佳麗等,2015),使得土壤培肥和保肥性能增強。此外,土壤酶活性作為土壤新陳代謝重要的肥力指標(張慎舉和卓開榮,2015),其中磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶分別與土壤中有機磷分解轉化、糖類水解和有毒酚類物質氧化過程密切相關。本研究中腐植酸營養液處理的土壤酸性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性大于復合肥處理。腐植酸營養液處理的土壤脲酶和過氧化氫酶活性略低于復合肥處理,與賀婧等(2009)的研究結果一致,說明腐植酸對脲酶和過氧化氫酶有所抑制,有效減緩尿素釋放和分解的速度,提高氮肥利用率。本研究中盆栽土壤酸性磷酸酶和蔗糖酶活性與pH、交換性鈣呈顯著或極顯著正相關,與電導率呈顯著負相關,但土壤酶活性與土壤養分含量相關性不顯著,與宋震震等(2014)的研究結果存在差異。因此,本研究中土壤酶活性與土壤養分含量的相關性有待進一步研究。
腐植酸含有細胞激肽酶類等生物刺激素,能促進植物細胞生長,從而促進植株生長(Rady and Rehman,2016)、增加作物產量和改善果實品質(陳士更等,2019)。本研究中,與不追肥處理相比,追肥處理的櫻桃番茄單株產量顯著增加,其中0.30‰腐植酸營養液處理較復合肥處理增產2.2%。施用0.20‰~0.30‰腐植酸營養液的櫻桃番茄植株獲得較優的株高、莖粗、葉片SPAD值和植株生物量,且果實營養品質優于或等同于復合肥處理,可能與盆栽土壤物理性質得到有效改善有較大關系。通過相關性分析發現,櫻桃番茄單株產量與土壤有機質、堿解氮含量和陽離子交換量呈顯著或極顯著正相關;果實鈣、鎂和錳元素的積累與土壤pH、交換性鈣含量及酸性磷酸酶和蔗糖酶活性,果實鐵元素的積累與土壤交換性鎂含量和多酚氧化酶活性,以及果實中鈉元素的積累與土壤交換性鈣含量、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性均存在顯著或極顯著正相關性;然而,果實鈣、鎂和錳元素的積累與土壤電導率有顯著負相關性。果實維生素C含量的積累與土壤有機質、交換性鎂含量和陽離子交換量呈顯著或極顯著正相關。相關分析結果表明櫻桃番茄果實中每種營養元素的吸收也受到其他元素不同程度的影響,因此,在施肥中合理科學施肥補充營養元素尤為重要。
4 結論
在盆栽試驗條件下,腐植酸營養液替代復合肥可提高土壤pH、有機質、陽離子交換量、交換性鈣和交換性鎂含量,增加土壤酶活性,降低土壤電導率;與施用復合肥相比,施用腐植酸營養液降低了盆栽土壤氮磷鉀有效含量,但上述養分指標含量仍處于高水平,收獲時植株生物量、單株產量和果實營養品質優于或等同于復合肥處理。綜合考慮,在本研究條件下,0.20‰~0.30‰腐植酸營養液施用量效果最佳,既能改良酸化土壤,又可提高櫻桃番茄產量和品質。
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(責任編輯 羅 麗)