不同種植模式下有機無機肥配施對設施番茄生長和品質的影響

Effects of organic-inorganic fertilizer application on the growth and quality of greenhouse tomato under different planting patterns

MA Jianmei'， XIAO Zibin'， JIANG Xueqin'，LIU Shiwei'，YANG Hui'， ZHANG Wenwen2， WANG Ji tao1

（1.Ningia ExtensionerviceCenter，hizuishan7536oo，Ningxia，China）

Abstract：Inordertoinvestigatethesynergisticofdiferentbio-organicfertilizerscombinedwithmineralfertilierson tomato production under diferent planting paterns，agreenhouse field experiment wasconducted to compare the efects ofdiffrentbioorganicfertilizerscombinedwithmineralfertilizersontomatogrowth，qualityyield，andsoilfertility under different planting patterns. The results showed that compared with CK， T4（ 240cm ridge spacing， vermicompost organicfertilizercombinedwith mineralfertilizer）increasedthecontentof totalphosphorus，availablepotassiumand organic materinsoil，whiledecreasedthe soil pHandthecontentofheavy metalscadmium，chromium，nickeland lead. Comparedwith conventionalplanting（CK）andother treatments，thestomatal conductanceand leaf transpirationrateof T4 tomato leaves were significantly increased. The net photosynthetic rate and intercellular CO₂ concentration of leaves weresignificantlyhigherthanthoseofCK，T1，T2andT3，buttherewasnosignificantdiferencecomparedwithT5and T6.The qualityand yieldof tomatohave both improved，withasignificant increase intotalsugarcontent，soluble solids contentandsugar-acidratio.There was nosignificantdiferenceinvitamin CcontentbetweenT4andT2，butitwassignificantly higher than other treatments.Based on comprehensive anlysis，T4 240cm ridge spacing， vermicompost organic fertilizercombinedwithmineralfertilizer）isthebestfertilizertreatmenttoachieveicreasedyieldandqualityaswellas improved soil quality of greenhouse tomato.

KeyWords：Greehouse tomato;Organiccompost;Vermicompost;Mineral fertilizer;Combinedaplicationoforganic and inorganic fertilizer

番茄是我國設施蔬菜栽培的主要作物之一，其栽培面積和產量均位居前列。統計數據顯示，全國設施蔬菜種植面積已突破266.7萬 hm² ，截至2023年，每 667m² 番茄產量達 5098.82kg^[1] 。番茄不僅味道鮮美，而且營養價值高，含有多種人體所需營養成分[2。隨著生活水平的不斷提高，人們對健康的關注也與日俱增，高品質番茄越來越受歡迎3。種植模式是影響番茄生長發育的主要因素之一，合理的種植模式能有效提質增產。傳統日光溫室番茄生產多采用雙行種植，壟距窄小，種植密度高，導致植株采光不好，而光照是決定植株光合作用的重要因素，作物長勢、產量和品質是光合作用強弱的直接體現4]。

在現代農業可持續發展中，優化肥料類型是減少或消除單一肥料投入的有效方式。有機堆肥是將農業有機廢棄物通過堆肥處理，將其中的可腐物轉化為土壤營養物質，其可作為土壤調節改良劑，提高土壤肥力，促進作物對營養物質的吸收利用[67。大量研究表明，施用有機堆肥后可增加土壤中有機質和速效磷等養分含量，提高作物產量[8-9]。

蚯蚓糞是利用蚯蚓和微生物分解有機物質而產生的一種腐熟有機肥料，具有通氣性強、排水性好、吸附力強等特點[1]。與常規有機肥相比，蚯蚓糞具有疏松、多孔的團粒結構，富含多種有益微生物、腐植質及植物生長調節物質[1，能夠提高土壤通氣性和排水性，促進有益微生物繁殖，加快土壤中氮、磷、鉀等營養物質轉化，從而提高作物對養分的吸收利用率[12-13]。楊凱等[14研究表明，配施 20%～50% 蚯蚓糞對白菜和西藍花生產具有較好的提質增產效果。吳玨等研究表明，與普通商品有機肥相比，施用蚯蚓糞的番茄產量和品質明顯改善。

植物生長不僅依賴大量元素，也需要中、微量元素，缺乏中、微量元素同樣影響產量和品質[。而礦物質肥也稱無機肥，其富含鉀、鈣、鎂等作物生長所需的營養元素，能夠改良土壤，提高土壤保水保肥及植物抗病菌能力[。據史海莉等[報道，噴施礦物質肥對葡萄果實品質有顯著改良效果。劉自飛等[研究表明，施用礦物質肥對芹菜和生菜均有增產效果。目前來看，有機、無機肥合理配施及大行距單行種植模式對設施番茄生產的影響研究仍鮮有報道。因此，筆者以區域特色有機肥和礦物質肥為材料，研究不同種植模式下不同有機肥配施礦物質肥對番茄生長、品質、產量及土壤肥力的影響，以選出最佳施肥和種植模式，為該地區設施番茄提質增產和土壤培肥提供科學依據。

1材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2024年4—7月在寧夏回族自治區銀川市賀蘭縣金貴鎮金貴村日光溫室（溫室是三代主動蓄熱日光溫室，坐北朝南，東西方向延長，長 63m 跨度 10m ，脊高 5.3m ，后墻高 3.6m ，采用PO膜12絲覆蓋）內進行。供試土壤類型為砂壤土，耕層土壤 （0～20cm） 基本理化性質： pH 值8.34，全氮含量Π^（μ） ，下同） 1.69g?kg^-1 ，有機質含量 29.1g?kg^-1 ，堿解氮含量 230.0mg?kg^-1 ，有效磷含量 221.1mg^?kg^-1 ，速效鉀含量 677mg?kg^-1 。

供試蚯蚓糞[pH值6.0～8.0； （N+P₂O₅+K₂O 含量 3% ；水分含量 ?30% ；有機質含量 20%～22% ；有益微生物含量 ?0.2 億·g]來自寧夏萬輝生物環保科技有限公司，有機堆肥[pH值5.5～8.5； （N+P₂O₅+ K₂O）， 含量 34% ；水分含量 ≤30% ；有機質含量 40% 有益微生物含量 ?0.2 億 ?g^-1] 和礦物質肥料（碳酸鈣鎂、硅鈦肥、硫酸亞鐵、硼砂）來自中衛市豐源生物肥有限公司。

供試番茄品種為伊亞，雜交種，鮮食品種，中熟粉果，無限生長類型。種子購自海澤拉農業技術服務（北京）有限公司。

試驗共設計7個處理，每個處理設5次重復，共35壟，各處理隨機排列， T1～T6 單行種植，壟高25cm ，株距 20cm 。T1、T2、T3均采用有機堆肥+礦物質肥，肥料用量：有機堆肥 22500kg?hm^-2 ，礦物質肥（碳酸鈣鎂 750kg?hm^-2 ，硅鈦肥 30kg?hm^-2 ，硫酸亞鐵 150kg?hm^-2 ，硼砂 15kg?hm^-2） ，其中：T1壟距150cm ，壟面寬 40cm ，壟溝寬 110cm ；T2壟距200cm ，壟面寬 40cm ，壟溝寬 160cm ；T3壟距240cm ，壟面寬 40cm ，壟溝寬 200cm 。

T4、T5、T6均采用蚯蚓糞 + 礦物質肥種植，肥料用量：蚯蚓糞 1.2×10⁴t?hm^-2 ，礦物質肥（碳酸鈣鎂750kg?hm^-2 ，硅鈦肥 30kg?hm^-2 ，硫酸亞鐵 150kg?hm^-2 硼砂 15kg?hm^-2） ，其中：T4壟距 240cm ，壟面寬40cm ，壟溝寬 200cm ；T5壟距 200cm ，壟面寬40cm ，壟溝寬 160cm ；T6壟距 150cm ，壟面寬40cm ，壟溝寬 110cm 。

常規種植為對照（CK），壟距 150cm ，壟面寬 80cm 壟溝寬 70cm ，壟高 25cm ，雙行定植，株距 25cm ，壟上行距 40cm 。底肥為有機肥、復合肥、磷酸二銨。

1.2 植物樣品分析

1.2.1生長勢觀測番茄營養生長期，定株測定3次，分別為定植后（2024年4月7日），第一穗花開放時（2024年4月25日），第三穗花開放 50% 時（2024年5月9日），每個處理定株9株。采用標尺測株高，游標卡尺測莖粗，葉綠素儀測定葉綠素相對含量，GFS-3000光合儀測定葉片光合指標。

1.2.2果實品質測定采集番茄第3穗果，分別測定番茄品質指標，采用液相色譜儀測定維生素C含量（GB5009.86—2016），采用阿貝折光儀測定總酸（GB12456—2021第一滴定法）、總糖（GB5009.8—2016第二滴定法）、可溶性糖（NY/T1278—2007）和可溶性固形物含量（NY/T2637—2014），糖酸比 可溶性固形物含量/總酸含量。

1.2.3產量測定收獲期（2024年6月10日）從第1穗果到第5穗果，每次采摘時定株記產量，記錄番茄產量，其中，小區產量 定植株數 × 單株坐果數 x 平均單果質量；每 hm² 產量根據小區產量折算。

1.3 土壤樣品分析

在收獲期，按照不同處理采用五點法取地表 0～ 20cm 土壤樣品，將五點取的土樣均勻混合，去掉雜草和石子等雜質，自然晾干后將土壤放到干凈的密封袋中，約 500g ，袋子密封好后貼上標簽待測。

測定指標及方法：采用LRH-150F生化培養箱（堿解擴散法）測定水解氮含量，采用L6物聯智能L系列紫外分光光度計（碳酸氫鈉浸提，紫外分光光度計法）測定有效磷含量，采用M410火焰光度計（乙酸銨浸提-火焰光度法）測定速效鉀含量，采用HGK-50凱氏定氮儀（硫酸-加速劑消解凱氏蒸餾法）測定全氮含量，采用L6物聯智能L系列紫外分光光度計（氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法）測定全磷含量，采用M410火焰光度計（堿熔-火焰光度法）測定全鉀含量，采用DDS-307A電導率儀測定全鹽含量，采用PHS-3CpH計（玻璃電極法）測定pH值，采用ET-ZL1油浴鍋（油浴加熱重鉻酸鉀氧化-重量法）測定有機質含量，采用AFS-8220原子熒光光度計（濕消解法）測定重金屬砷和汞含量，采用AA-6880F/AAC原子吸收分光光度計（濕消解法）測定重金屬鎘、鉛、鉻含量。

1.4 數據處理與分析

數據計算采用MicrosoftExcel2019；數據分析采用SPSS20.0統計軟件，差異顯著性分析采用LSD 和 Duncan法。

2 結果與分析

2.1不同種植模式對土壤理化性質的影響

由表1可知，T1、T3、T4、T5、T6處理土壤全氮含量均顯著高于CK，分別較CK提高了 13.33% 、13.33%?13.33%?13.33%?6.67% ；T1～T6處理全磷含量分別較CK顯著提高了 18.18%?9.09%?18.18% 18.18% - 18.18% 、 18.18% ；T1、T2、T6全鉀含量與CK相比無顯著差異，T3、T4、T5較CK顯著降低了9.32%.7.32%.7.82%;T4 堿解氮含量最高，分別較CK、T1、T2顯著提高了 11.40%.28.73%.27.65%，T4 與T3、T5、T6相比無顯著差異；T1有效磷含量最高，較CK顯著提高了 6.72%，T3.T4.T5 分別較CK顯著降低了 14.52%.7.44%.8.19% ；速效鉀和有機質含量T4均最高，其中，速效鉀含量T4較CK、T1、T2、T3分別顯著提高了 83.28% ！ 45.61% ！48.97%.40.79% ；有機質含量T4較CK、T1、T2、T3、T6分別顯著提高了 52.23% 、 19.62% ！ 46.01% 、21.34%.9.62% pH 值T4最小，較CK顯著降低了5.11% ，與其他各處理相比無顯著差異；電導率T2、T5、T6較CK分別顯著提高了 65.51%.97.94% 、129.62% 。綜上所述，T4、T5土壤理化性質較好，土壤營養豐富，更有助于番茄植株生長。

表1不同處理對土壤理化性質的影響

Table1Effects of different treatmentsonphysicaland chemical properties of soil

注：同列數據后不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。下同。 Note：Different lowercase letters in the same column indicate significant diference atO.O5 level.The same below.

2.2不同種植模式對土壤重金屬含量的影響

由表2可知，T4土壤重金屬鎘、鉻、鎳、鉛含量最低，其中，鎘含量T4較CK、T1、T2、T3分別顯著降低了 14.29%?7.69%?20.0%?7.69%?T4 與T5、T6無顯著差異；鉻含量T4較CK、T1、T2、T3、T5、T6分別顯著降低了 25.82%?25.41%?28.19%?30.77%，22.41%.25.41% ；鎳含量T4較CK、T1、T2、T3分別顯著降低了 11.62%?12.16%?12.27%?12.27%，T4 與T5、T6相比無顯著差異；鉛含量T4較CK、T6分別顯著降低了 6.43%?6.89% . T4 與T1、T2、T3、T5相比無顯著差異；汞含量T5最低，T5較CK、T3分別顯著降低了 19.92%，12.30% ，T5與T1、T2、T4、T6相比無顯著差異；砷含量T4最低，但與其他處理間無顯著差異。綜上所述，T4土壤重金屬含量較低，更有利于番茄植株生長和品質提升。

2.3不同種植模式對番茄葉片光合特性的影響

Table2 Effectsofdifferenttreatmentsonheavymetalcontentinsoil

表2不同處理對土壤重金屬含量的影響

由表3可知，番茄葉片凈光合速率T4顯著高于CK、T1、T2、T3，分別顯著提高了 59.13% 、22.13%，23.94%，39.74%，T4 與T5、T6相比無顯著差異；葉片氣孔導度T4顯著高于CK和其他處理，分別較CK、T1、T2、T3、T5、T6顯著提高了 44.23% 、78.26%?73.41%?44.23%?20.84%?40.36% ；葉片胞間CO₂ 濃度T4顯著高于CK、T1、T2、T3，分別顯著提高了 84.12%?61.75%?68.36%?51.99%，T4 與T5、T6無顯著差異；葉片蒸騰速率T4顯著高于CK和其他處理，分別較CK、T1、T2、T3、T5、T6顯著提高了78.38% 、 60.98% 、 60.98% 、 40.43% 、 22.22% 、37.50% 。由此可見，T4處理更有助于促進番茄葉片光合吸收。

表3不同處理對番茄葉片光合特性的影響

Table3 Effectsof different treatments on photosynthetic characteristicsoftomatoleaves

2.4不同種植模式對番茄植株生長勢的影響

由表4可知，番茄株高在定植期和始花期均為T6最高，T3次之，其中，定植期株高T3、T6分別較CK顯著提高了 17.29%.17.76% ，其他各處理與CK相比無顯著差異，其他各處理間也無顯著差異；始花期株高T3、T6分別較CK顯著提高了 13.49% 、18.00% ，T4、T5分別較CK顯著提高了 10.34% 、12.89% 。第三穗花開放 50% 時，T3株高最高，較CK、T1、T2分別顯著提高了 6.02%.7.69%.6.48% 。番茄莖粗3個時期各處理與CK相比均無顯著差異，各處理間相比也均無顯著差異。葉綠素相對含量定植期和第3穗花開放 50% 時，各處理與CK相比均無顯著差異，各處理間相比均無顯著差異，始花期T2葉綠素相對含量最高，分別較CK和T4顯著提高了 19.04%.16.64% 。

2.5不同種植模式對番茄品質的影響

由表5可知，番茄總糖含量各處理均高于CK，其中T4最高，T4較CK、T1、T2、T3、T5、T6分別顯著提高了 48.27%.38.23%.27.02%.27.02%.6.09% 025.33% ；可溶性固形物含量T6與CK無顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T4最高，分別較CK、T1、T2、T3、T5、T6顯著提高了 20.113% ！ 12.19% 、11.27%.12.19%.8.60%.19.52% ；可溶性糖含量各處理均顯著高于CK，其中T3最高，分別較CK、T1、T2、T4、T5、T6顯著提高了 38.57%?6.02%?6.94% ，22.51%.9.79%.22.92% ；糖酸比各處理（除T6外）均顯著高于CK，其中，T4分別較CK、T1、T2、T3、T5、T6顯著提高了 19.17% 、 8.94% 、 8.19% 、 14.03% 、5.67%.19.17% ，T6與CK相比無顯著差異；總酸含量T3最高，分別較CK、T1、T2、T4、T5、T6顯著提高了 2.82%?4.68%?4.47%?1.75%?4.53%?1.75%， T4、T6與CK之間均無顯著差異；維生素C含量T4最高，分別較CK、T1、T3、T5、T6顯著提高了27.40%.27.89%.8.86%.2.82%.16.28%，T2 與T4無顯著差異，T1與CK無顯著差異。由此可見，T4有利于提高番茄品質。

Table4 Effectsof different treatmentsonthe growth potential of tomatoplants

表5不同處理對番茄品質的影響

表4不同處理對番茄植株生長勢的影響

Table5Effectsofdifferenttreatmentsontomatoquality

2.6不同種植模式對番茄產量的影響

由圖1可知，T4番茄果實平均單果質量和總產量均最高。其中，平均單果質量顯著高于CK和其他處理，分別較CK、T1、T2、T3、T5、T6顯著提高了31.97%?15.41%?25.66%?19.86%?27.26%?26.48% 總產量分別較CK、T1、T2、T6顯著提高了 24.88% 、21.11%，20.28%，21.73% T3、T5與T4之間均無顯著差異。由此可見，T4更有利于提高番茄產量。

圖1不同處理對番茄產量的影響

Fig.1Effectsof different treatment on tomato yield

3 討論與結論

3.1大行距栽培能提質增產

行距和株距決定栽培密度，栽培密度是決定設施蔬菜栽培產量高低的重要因素。在本研究中，240cm 壟距、單行種植模式有效促進了番茄提質增產。這可能與栽培定植密度降低、光照面積增大、增強光合作用、提高光照利用率有關[2。有研究表明，栽培密度過高會降低植株光合效率，而番茄品質受栽培密度影響較大，隨著栽培株數增加，番茄果實中可溶性固形物、番茄紅素及維生素C含量受到負面影響，其中維生素C含量下降最為明顯[2]。而在本研究中，T4番茄果實總糖含量、可溶性固形物含量、糖酸比均顯著高于CK和各處理。

3.2蚯蚓糞配施礦物質肥能改善土壤質量

前人研究表明，施用蚯蚓糞可改善土壤質量[22]。在堿性土壤中施用蚯蚓糞后土壤pH值較CK顯著降低了 5.34% ，這可能與蚯蚓糞具有較大的酸堿緩沖容量有關。施用蚯蚓糞后土壤有機質含量T4較CK、T1、T2、T3、T6分別顯著提高了 52.23%～19.62%?46.01%?21.34%?9.62% ，這與Cui等[23]試驗結果基本一致。有研究表明，蚯蚓糞養分全面并富含腐植酸，施入后不僅增加土壤有機質含量，而且能促進礦物分解和養分釋放，增加土壤氮、磷、鉀等養分含量[24-6]。T4速效鉀含量較CK、T1、T2、T3分別顯著提高了83.28% 、 45.61% ！ 48.97% 、 40.79% ，這與趙成雷等[的研究成果基本一致。可能與蚯蚓糞中含有大量鉀元素有關。同時，這可能也與配施礦物質肥有關，礦物質肥富含鉀、鈣、鎂等植物生長所需的營養元素，能夠改善土壤質量，但堿解氮、有效磷含量各處理差異并不明顯，這可能另有他因，還需進一步探究。綜合來看，蚯蚓糞配施礦物質肥緩解了土壤堿化，增加了土壤有機質含量，提高了土壤養分含量。

蚯蚓糞配施礦物質肥以T4土壤重金屬鎘、鉻、鎳及鉛含量均最低，這可能是由于蚯蚓糞具有較強的吸附能力，可以增加土壤透氣性并增強土壤保水能力，從而吸附土壤中的重金屬[28]。且蚯蚓糞中含有大量養分及植物生長調節物質，有助于調節微生物群落結構[13]，重金屬在微生物群落作用下被土壤中有機、無機膠體富集和沉淀，從而降低土壤重金屬含量[29]。

3.3蚯蚓糞配施礦物質肥能增產提質

施用蚯蚓糞可明顯提高番茄葉片光合參數值，以T4效果最明顯，可能是由于蚯蚓糞施入土壤后，促進了土壤氮素的增加，進而使得葉片光合參數值升高，這與張彭良等研究結果相一致。在本研究中，產量以T4效果最好，說明蚯蚓糞配施礦物質肥有良好的增產作用，這與趙成雷等2的研究結果基本一致。一方面可能是因為蚯蚓糞中含有大量養分及植物生長調節物質，可通過增加微生物數量和增強活性來改善根際土壤微生物環境和調節植株生理狀態，促進植株生長和干物質積累[13]；另一方面可能是由于蚯蚓糞可增加番茄果實、葉片和根系中氮、磷、鉀的累積量，降低葉片和根系中脯氨酸和可溶性蛋白含量，提高番茄光合能力并促進更多碳水化合物從葉片向果實轉運[31]。同時，也與劉自飛等[的研究結果一致，其研究結果表明，施用礦物質肥的芹菜和生菜均有增產效果。原因可能是礦物質肥富含農作物生長所需的營養元素，能夠改良土壤，提高土壤保水保肥能力及植物的抗病能力[]，進而促進植株生長，提高產量。

蚯蚓糞配施礦物質肥能顯著改善番茄果實品質，以T4品質最佳，T4番茄果實總糖、可溶性固形物、維生素C含量及糖酸比均顯著高于CK和其他處理，一方面是因為蚯蚓糞中富含谷氨酸、甘氨酸、天門冬氨酸等必需氨基酸，可通過作物根部參與到可溶性糖代謝過程，從而促進作物果實可溶性固形物含量提升32；另一方面，蚯蚓糞中鈣、錳、鐵和鋅等微量元素含量較高，微量元素可以提高蔬菜果實中維生素C和糖分含量，并降低有機酸含量，從而改善蔬菜品質[13，27.32]。與此同時，也可能與配施礦物質肥有關，李子雙等[33研究結果表明，礦物質肥對白菜、芹菜等的可溶性固形物含量提升有促進作用，李經洽等[34試驗表明，礦物質肥能提高梨果實中維生素C含量和還原糖含量，降低果實總酸含量，改善果實品質。

綜上，大行距 240cm 、單行種植，可明顯增大番茄植株光照面積，增強光合作用，提高光照利用率，促進植株生長；且采用蚯蚓糞配施礦物質肥，能有效改善土壤質量，提升番茄品質，增加番茄產量，進而有助促進農民增收。

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