增施有機肥對番茄生長、產(chǎn)量及土壤剖面硝態(tài)氮的影響

武愛蓮，焦曉燕，韓鵬遠(yuǎn)，王立革，王勁松，董二偉

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西省土壤環(huán)境與養(yǎng)分資源重點實驗室，山西太原030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所，山西大同037008；3.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心，山西太原030031）

有機肥是蔬菜生產(chǎn)中必不可少的肥源，其養(yǎng)分含量全，在保持土壤有機質(zhì)、改善土壤理化性質(zhì)、增強土壤酶活性等方面有積極作用[1-2]，但其養(yǎng)分濃度低、肥效慢。而無機肥是速效肥料，養(yǎng)分濃度高且肥效快，可快速提供作物生長所需的養(yǎng)分。因此，有機肥與無機肥配施是目前比較推崇的施肥方式。該施肥方式在提高番茄等蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)方面要優(yōu)于單施無機肥[3-4]，但在蔬菜生產(chǎn)中，盲目大量地施用有機肥也可能會對環(huán)境造成很大的污染，并且會降低蔬菜的品質(zhì)[5]。白文斌等[6]研究結(jié)果表明，菜田土壤剖面硝態(tài)氮的含量在160～200 cm土層中高達(dá)30～40 mg/kg，遠(yuǎn)高于耕層土壤硝態(tài)氮的含量。在實際生產(chǎn)中，菜農(nóng)為了實現(xiàn)蔬菜栽培的高產(chǎn)和蔬菜品質(zhì)的優(yōu)良，普遍大量施用豬糞、雞糞、牛糞等有機肥作為底肥。這種現(xiàn)象在山西省主要蔬菜生產(chǎn)基地普遍存在。本試驗選擇在山西省晉中市榆次區(qū)東陽鎮(zhèn)（山西省最大的無公害蔬菜生產(chǎn)基地之一）進行有機肥對番茄生長、產(chǎn)量及土壤硝態(tài)氮影響的研究，以此指導(dǎo)山西省蔬菜施肥以及為正確和合理利用有機肥提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗地位于山西省晉中市東陽鎮(zhèn)，年平均氣溫為9.4℃，年平均降雨量為479.6 mm。供試土壤為潮土，0～20 cm耕層土壤養(yǎng)分含量為：有機質(zhì)（OM）11.05 g/kg，全氮（N）0.819 g/kg，有效磷（P）10.8 mg/kg，速效鉀（K）190 mg/kg，硝態(tài)氮9.17 mg/kg。該區(qū)土壤容重為1.48 g/cm3。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)單施無機肥（CF）和在無機肥基礎(chǔ)上增施有機肥（CF＋M）2個處理。有機肥為豬糞，施用量為36 t/hm2，其養(yǎng)分含量全N為21.8 g/kg，全P為16.3 g/kg和全K為10.7 g/kg。每個處理4次重復(fù)。微區(qū)面積為1.1 m2，定植前將1.3 m（長）×0.7 m（寬）×1 m（高）的PVC材料做成的框埋入微區(qū)土壤，PVC框高出地表15 cm（避免外部土壤的養(yǎng)分進入微區(qū)），然后再將土回填入微區(qū)，回填時保持微區(qū)內(nèi)土壤的容重為原狀土。

供試番茄品種為天福518，于2008年5月13日定植，采用寬窄行地膜覆蓋栽培，寬行行距80 cm，窄行行距50 cm，株距35 cm，種植密度為4.4萬株/hm2，每微區(qū)移栽4株番茄苗。有機肥于定植前混入微區(qū)0～20 cm土層。生育期共施無機肥N為300 kg/hm2，P為150 kg/hm2，K為120 kg/hm2，其肥源分別為尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀。定植前將50%尿素和全部的磷鉀肥均勻撒施，7月16日和8月15日分別追施25%的尿素；追施時將尿素用純凈水溶解，在寬行開溝均勻施入并覆土，同時灌水350 m3/hm2。10月27日拉秧。

1.3 測定項目與方法

番茄生育期分別調(diào)查各處理植株株高、莖粗、果層數(shù)，收獲時各微區(qū)內(nèi)的番茄分別測量產(chǎn)量，拉秧時各微區(qū)植株按根、莖、葉、果分開采收。拉秧后用土鉆采集微區(qū)內(nèi)0～200 cm的土樣，每20 cm為一層，樣品帶回實驗室以備分析測定其理化性狀。土壤有機質(zhì)采用H2SO4-K2Cr2O7外加熱法測定；全氮采用凱式定氮法測定；有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用1 mol/LNH4OAc浸提，火焰光度法測定；硝態(tài)氮采用2.0 mol/L KCl浸提，三通道流動比色儀測定。

番茄植株樣于105℃下殺青30 min，65℃烘干測干物質(zhì)量；番茄植株樣經(jīng)HNO3-HClO4消煮后測其養(yǎng)分含量，全N采用凱氏定氮法測定，全P采用釩鉬黃比色法測定，全K采用火焰光度法測定；盛果期時測定番茄品質(zhì)，Vc含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定，總酸度采用中和滴定法測定，白利糖采用旋光儀測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用MINITAB 14和Microsoft Excel 2003對試驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析和圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 增施有機肥對番茄生長的影響

在番茄的不同生育期調(diào)查了單施無機肥及增施有機肥對其株高和莖粗的影響（圖1）。

由圖1可知，定植后1～29 d，CF＋M處理的番茄株高顯著高于CF處理（P＜0.05）；定植后29～168 d，CF＋M處理的株高略高于CF處理，但2個處理之間差異不顯著（P＞0.05）。番茄植株莖粗在定植后1～29 d，CF＋M處理高于CF處理，但未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）；定植后29～41 d，CF＋M處理顯著高于CF處理（P＜0.05）；定植后41～102 d（調(diào)查結(jié)束），CF＋M處理的莖粗都高于CF處理，但未達(dá)到顯著差異（P＞0.05）。說明在施用無機肥的基礎(chǔ)上，增施有機肥對番茄生育前期植株的生長具有一定的促進作用，但到中后期則效果不明顯。

2.2 增施有機肥對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

從圖2可以看出，CF處理的番茄比CF＋M處理早10 d左右采摘，但CF＋M處理的產(chǎn)量在第3次采摘時就高于CF處理，且以后每次采摘其產(chǎn)量均高于CF處理。整個生育期CF處理的產(chǎn)量為88.8 t/hm2，CF＋M處理為102.7 t/hm2。說明增施有機肥可能會引起番茄成熟時間推遲，但是比單施無機肥處理增產(chǎn)15.7%。

表1結(jié)果表明，與CF處理相比，CF＋M處理能夠提高番茄白利糖、總酸度、糖酸比，能顯著提高番茄的Vc含量（P＜0.05），通過品嘗普遍認(rèn)為，CF＋M處理的番茄口感較CF處理好。由于番茄不容易富集硝酸鹽[7]，這2個處理所測得的硝酸鹽含量都很低，對安全生產(chǎn)沒有構(gòu)成影響。葉利勇等[8]通過對大白菜施用不同配比的有機無機肥的研究結(jié)果表明，隨著有機肥施用量的增加，大白菜硝酸鹽含量呈下降趨勢。

表1 單施無機肥和增施有機肥對番茄品質(zhì)的影響

2.3 增施有機肥對番茄干物質(zhì)量、氮含量、氮素累積量的影響

圖3結(jié)果表明，CF，CF＋M處理的干物質(zhì)量在番茄果、葉、莖、根的分配較一致，果實所占比例最大，其次是葉、莖，根所占的比例最小，CF和CF＋M處理番茄的果、葉、莖、根占整個植株的比例分別為46.77%和48.03%，36.17%和37.22%，14.32%和14.39%，1.48%和1.62%，CF＋M處理的各部位干物質(zhì)量均略高于CF處理，但均未達(dá)到顯著水平（P＞0.05），番茄植株干物質(zhì)總量分別為12.15，14.03 t/hm2。

圖4結(jié)果表明，CF處理果實和莖中的氮含量稍高于CF＋M處理，但葉和根中的氮含量稍低于CF＋M處理，但都未達(dá)到顯著水平（P＞0.05），說明2個施肥處理對番茄果實、葉片、莖、根的氮含量沒有顯著影響。

圖5表明，CF＋M處理番茄果、葉、莖、根的氮素累積量均高于CF處理，但都未達(dá)到顯著水平（P＞0.05），說明增施有機肥對番茄的氮素累積量沒有顯著影響。

2.4 施用有機肥對番茄收獲后土壤剖面硝態(tài)氮含量的影響

圖6結(jié)果表明，相比基礎(chǔ)土樣的硝態(tài)氮含量，CF處理在0～140 cm土層中的硝態(tài)氮含量都有所提高，而CF+M處理主要增加了0～60 cm土層中的硝態(tài)氮含量，并且高于CF處理同層次土壤中的硝態(tài)氮含量。這是由于在施入常量無機肥的基礎(chǔ)上再增施有機肥，使得施氮（N）的總量增加，超過了作物的需求量，則導(dǎo)致多余的氮素殘留在土壤中，因而增加了土壤中硝態(tài)氮的含量。該結(jié)果說明，在相同的施肥灌溉條件下，單施無機肥處理硝態(tài)氮的淋洗現(xiàn)象較嚴(yán)重，而增施有機肥雖然提高了土壤中的硝態(tài)氮含量，但是并沒有造成嚴(yán)重的淋洗現(xiàn)象。

3 結(jié)論與討論

增施有機肥對番茄的生長發(fā)育有顯著的促進作用，特別是生育前期效果更明顯，但番茄的成熟時間略晚于單施無機肥。這可能是由于有機肥剛施入土壤時，其本身含有C，N等營養(yǎng)元素，可為番茄前期的生長提供充足的養(yǎng)分，而在生育后期，由于有機肥需在土壤中經(jīng)過一段時間的礦化才能為番茄生長提供無機養(yǎng)分，且在礦化過程中有可能固定一部分無機氮肥，所以，后期效果不如前期明顯。唐玉霞等[9]研究表明，有機無機肥配合施用時，土壤微生物的固氮能力明顯增強。增施有機肥還可提高植株的干物質(zhì)量、氮素累積量及番茄品質(zhì)，且番茄的Vc含量顯著高于單施無機肥，同時增施有機肥還可使番茄增產(chǎn)15.7%左右。這與黃建琴等[10-12]的研究結(jié)果相一致。

增施有機肥處理在0～60 cm土層中硝態(tài)氮含量高于單施無機肥處理，但在60～200 cm土層中的硝態(tài)氮含量低于單施無機肥，可見，單施無機肥處理對地下水污染的威脅較大。有機肥對土壤中硝態(tài)氮的影響一直是人們關(guān)注的焦點，并且存在不同的看法。劉春增等[13]研究表明，施用有機肥后，40 cm以上土層中硝態(tài)氮明顯積累，40 cm以下各層中硝態(tài)氮分布相對比較均勻，硝態(tài)氮在土壤中的分布大致呈漏斗狀。劉方春等[14]研究表明，適量施用有機肥可協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力，促進氮素的吸收，增加反硝化作用，降低硝態(tài)氮在土壤中累積。而袁新民等[15]研究表明，隨著有機肥用量的增加，0～400 cm土層中硝態(tài)氮的累積明顯增加。Chang等[16]研究也表明，在灌溉土壤上，連續(xù)施用有機肥會造成土壤中硝態(tài)氮的累積。本試驗結(jié)果顯示，增施有機肥在當(dāng)季可增加根層土壤中硝態(tài)氮的含量，但是下層土壤中的硝態(tài)氮含量要低于單施化肥處理，說明增施有機肥在當(dāng)季沒有構(gòu)成下層土壤硝態(tài)氮的大量累積。

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