沼液滴灌對番茄產(chǎn)量、品質和土壤理化性狀的影響

隋好林 陳曉峰 秦娜 王國輝 徐康銘 艾鵬

摘要：本試驗研究了沼液滴灌對日光溫室番茄產(chǎn)量、品質和土壤理化性狀的影響。結果表明，沼液滴灌可以明顯改善土壤理化性狀，提高日光溫室番茄產(chǎn)量和品質。與常規(guī)化肥處理相比，666.7㎡沼液用量為14000kg的滴灌處理土壤pH值提高了7.47%，土壤堿解氮、速效磷、速效鉀、有機質的含量分別提高了25.4%、13.4%、49.6%、30.7%；土壤放線菌和真菌數(shù)量分別增加了72.4%和61.6%，土壤細菌數(shù)量則減少了l8.4%；番茄單果重增加了18.1% ，666.7㎡番茄產(chǎn)量提高了20.7%；番茄可溶性糖、可滴定酸、Vc含量均增加，果實硬度和生食品質提高，硝酸鹽含量降低。由此得出，本試驗條件下，日光溫室番茄生產(chǎn)666.7㎡沼液用量在12000-14000kg比較適宜。

關鍵詞：沼液；滴灌；番茄；產(chǎn)量和品質；土壤性狀

中圖分類號：S641.201

文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2016）02-0080-05

近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的加快，對農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展以及農(nóng)業(yè)廢棄物的利用要求也越來越高。大量的農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便由于得不到合理處理，成為農(nóng)業(yè)污染的重要來源。因此，沼氣池建設也成為推廣生態(tài)模式的一項新技術，在將農(nóng)村的固體廢棄物利用的同時，解決了農(nóng)村環(huán)境污染問題。同時，沼氣池產(chǎn)生的沼液含有大量的微量元素和多種微生物和酶類，可有效抑制土壤病原菌繁殖，從而降低土傳病害發(fā)生，改善土壤理化性狀，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。由于沼液具有容易被吸收的特點，在蔬菜栽培中的應用越來越廣泛。研究表明，適宜濃度的沼液充當有機肥可以提高蔬菜產(chǎn)量、改善品質。

當前，由于沼液的無堵塞化過濾難題，給沼液在滴灌中的大規(guī)模應用帶來較大困難。將沼液中的養(yǎng)分通過滴灌系統(tǒng)實現(xiàn)廢棄物的循環(huán)利用目前還鮮有報道。本試驗嘗試采用三級過濾相關工藝對沼液進行過濾，達到120目滴灌要求。通過不同沼液滴灌用量的番茄試驗，以番茄產(chǎn)量、品質和土壤基本特性等為評價對象，評估沼液滴灌對土壤環(huán)境質量的影響，從而確定番茄生產(chǎn)的沼液滴灌適宜施用量，為因地制宜地指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2013～2014年在煙臺市牟平區(qū)日光溫室內(nèi)進行。試驗地土壤為砂質壤土，0～20cm土層基本理化性狀見表1。

試驗番茄品種為金棚一號。供試肥料為沼肥和化肥兩種。沼肥是以豬糞便和部分農(nóng)作物秸稈為發(fā)酵基料，且產(chǎn)氣3個月以上的沼液，沼液除鹽防堵的預處理參考薛瑞祥等的方法，沼液具體養(yǎng)分狀況見表1。試驗用化肥為尿素（N46%）和硫酸鉀（K₂O50%）。

1.2 試驗設計

試驗共設6個施肥處理（見表2），隨機區(qū)組排列，重復3次。小區(qū)面積7.2㎡（1.2m×6m），各處理間隔1.2m，四周設保護行。

1.3 主要栽培管理措施

番茄植株3月20日定植，7月8日收畢，生長期共110天。采用常規(guī)方法整地作壟，壟高20cm，壟寬0.8m，間距40cm，番茄666.7㎡定植密度為2400株，株距50cm，行距60cm，每株留果4穗。整地時施人豬糞做基肥，666.7㎡用量4000kg；化肥和沼液作為追肥，在番茄移栽成活后，根據(jù)番茄生長特性，按照表2各處理用量結合清水滴灌追施，共進行4次。除施肥處理不同外，其它管理措施一致，并在同一天完成。

1.4 項目測定

1.4.1 沼液各指標測定沼液在每次施肥之前采集，后放人養(yǎng)殖場的冰箱中保存，并在返回實驗室后按照文獻中的方法對其各項指標盡快測定。

1.4.2 土壤理化及生物性狀測定基礎土樣在施人基肥前采集，采取多點分布原則，取樣深度為0～20cm，充分混合后采用四分法保留1kg左右，貼好標簽帶回實驗室備用。番茄收獲后采集各試驗小區(qū)的土樣作為施肥處理后的樣品備用。土壤微生物活菌采用平板計數(shù)法測定。所有土樣按照樣品處理規(guī)程風干、磨細、過篩后，分別進行土壤基本理化性狀測定。pH值測定采用5：1水土比浸提，用MettlerToledoMP120 pH計測定；有機質采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法；全氮采用半微量凱氏定氮-蒸餾法；堿解氮采用堿解擴散-滴定法；有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀采用1mol/L乙酸銨浸提-火焰分光光度計法。

1.4.3 番茄產(chǎn)量與品質測定 番茄果實成熟后適時采收，單獨計產(chǎn)，采收結束合并統(tǒng)計小區(qū)總產(chǎn)量。在采收盛期，選取成熟度一致的番茄做分析樣品。收獲時，每小區(qū)隨機取2株，用于養(yǎng)分含量的測定。果實硬度采用GY-1型硬度計測定；可溶性糖采用3，5-二硝基水楊酸分光光度法測定；可滴定酸采用電位滴定法測定；Vc采用2，6-二氯靛酚滴定法測定；硝酸鹽采用紫外分光光度法測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS Statistics 17.0與Microsoft Excel2010對數(shù)據(jù)進行處理和統(tǒng)計分析，并進行LSD差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對土壤理化性狀的影響

2.1.1 對土壤pH值的影響 番茄種植前后土壤pH值變化情況如圖1所示。與種植前的土壤pH值（6.64）相比，番茄收獲后，處理I和Ⅱ的土壤pH值略有下降，其它施肥處理均有不同程度的提高。表明隨著沼液施用量的增加，土壤pH值呈逐漸上升趨勢，且在處理Ⅵ達到峰值，pH值為7.05，比處理I提高7.47%。處理Ⅳ、V、Ⅵ與處理I、Ⅱ的土壤pH值存在顯著差異。說明單施化肥和沼液施用量較少會導致土壤pH值下降，施用一定量的沼液能提高土壤pH值，從而有效防止土壤酸化。

2.1.2 對土壤養(yǎng)分含量的影響 由表3看出，不同施肥處理間土壤全氮含量存在顯著差異，各沼液處理的土壤全氮含量均顯著高于常規(guī)化肥處理。處理I～Ⅲ的土壤全氮含量均低于種植前的2.38g/kg，下降最多的是處理I，比種植前下降了8. 4%，其余各處理的土壤全氮含量均較種植前有不同程度的提高，處理V的土壤全氮含量最高，為2.51g/kg。

與番茄種植前相比，處理I～Ⅲ的土壤堿解氮含量均下降，低于種植前的183mg/kg，但處理I～Ⅲ之間差異不顯著，而處理Ⅳ～Ⅵ的土壤堿解氮含量有不同程度的提高，且處理V、Ⅵ與常規(guī)化肥處理I差異顯著。其中處理Ⅵ最高，達223.4mg/kg，比處理I高25.4%。這說明施用適量沼液能有效提高土壤堿解氮含量。

與番茄種植前相比，處理I、Ⅱ的土壤速效磷含量均下降，低于種植前的53.7mg/kg，但兩處理間差異不顯著，而處理Ⅲ～Ⅵ有不同程度的提高，并且與常規(guī)化肥處理I差異顯著。其中處理Ⅵ最高，土壤速效磷含量達57.33mg/kg，比處理I高出13.4%。這說明施用適量沼液能顯著提高土壤速效磷含量，從而提供番茄生長所需營養(yǎng)元素。

與番茄種植前相比，處理I～Ⅳ的土壤速效鉀含量均下降，低于種植前的129.8mg/kg，處理I～Ⅲ之間差異不顯著，而處理V、Ⅵ有不同程度的提高。處理Ⅳ～Ⅵ的土壤速效鉀含量顯著高于處理I，其中處理Ⅵ土壤速效鉀含量最高，達142.63mg/kg，比處理I高49.6%。這說明施用適量的沼液比常規(guī)化肥更利于土壤速效鉀的保持，有助于補給番茄生長對鉀素的消耗。

與番茄種植前相比，處理I、Ⅱ的土壤有機質含量均下降，低于種植前的19.70g/kg，且兩處理間差異不顯著，而處理Ⅲ～Ⅵ有不同程度的提高，并且與常規(guī)化肥處理I差異顯著。其中有機質含量最高的是處理Ⅵ，達23.23mg/kg，比處理I高30.7%，這說明施用適量沼液能顯著提高土壤有機質含量。

2.1.3 對土壤微生物數(shù)量的影響 由表4看出，與常規(guī)施用化肥處理I相比，處理Ⅱ～Ⅵ的細菌數(shù)量顯著減少，其中處理V細菌數(shù)量最低，比處理I減少約19%，其次是處理Ⅵ，比處理I減少18.4%。說明沼液能夠對土壤中的細菌產(chǎn)生抑制作用，原因可能是沼肥發(fā)酵已將有機物分解，沼肥施人土壤后沒有更多的有機物質供細菌利用。

土壤放線菌和真菌數(shù)量與土壤細菌的變化趨勢不同，與常規(guī)化肥處理I相比，處理Ⅱ～Ⅵ的土壤放線菌和真菌數(shù)量顯著增加，其中處理Ⅵ的數(shù)量最多，比處理1分別增加了72.4%和61.6%。原因可能是施用沼液對土壤酸度有影響。

從土壤微生物總數(shù)的變化來看，與常規(guī)化肥處理相比，施用沼液增加了土壤微生物總數(shù)。由于沼液中含有較多的碳水化合物及N、P、K等多種營養(yǎng)物質，因而比化肥更能激化微生物的繁育，提高土壤微生物活性。

2.2 不同施肥處理對番茄產(chǎn)量和品質的影響

2.2.1 對番茄產(chǎn)量的影響 由表5看出，不同施肥處理對番茄單株結果數(shù)無顯著影響。從番茄平均單果重來看，處理Ⅱ和Ⅲ分別比常規(guī)化肥處理I下降10.6%和6.2%，處理Ⅳ、V、Ⅵ分別比處理I增加7.1%、10.6%和18.1%，處理I與處理Ⅱ～V的番茄平均單果重差異木顯著，與處理Ⅵ差異顯著。這說明高沼液施用量對提高番茄單果重效果明顯。

由表5看出，施用沼液的處理Ⅱ和Ⅲ番茄平均產(chǎn)量分別比常規(guī)化肥處理I下降14.1%和7.4%，處理Ⅳ～Ⅵ的番茄平均產(chǎn)量分別比處理I提高7.9%、11.2%和20.7%，處理I與處理Ⅲ～V差異不顯著，與處理Ⅵ差異顯著。較高沼液施用量的處理Ⅳ、V和常規(guī)化肥處理I的產(chǎn)量相近，說明不管是施用沼液還是施用化肥均可提高產(chǎn)量，當666.7㎡沼液施用量在12000kg以上時，番茄能獲得較高產(chǎn)量。

2.2.2 對番茄品質的影響 由表6看出，各試驗處理的番茄果實硬度、可溶性總糖含量、可滴定酸含量、Vc含量、硝酸鹽含量均存在顯著差異。與常規(guī)化肥處理I相比，處理Ⅱ、Ⅲ的番茄可溶性總糖、可滴定酸含量均降低，而處理Ⅳ、V、Ⅵ的含量均顯著增加，這說明高沼液施用量對提高番茄可溶性總糖、可滴定酸含量效果明顯，但處理Ⅳ、V、Ⅵ的番茄糖酸比均比常規(guī)化肥處理I低。樂素菊等認為番茄果實風味主要取決于可溶性糖和可滴定酸的絕對含量，與糖酸比關系不大，說明高沼液施用量能使番茄酸甜可口，提高番茄的生食品質。

與常規(guī)化肥處理I相比，沼液處理Ⅱ和Ⅲ的番茄VC含量差異不顯著，處理Ⅳ、V、Ⅵ的番茄Vc含量顯著提高，其中處理Ⅵ的含量最高，比處理I提高了37.1%，其次是處理V。這說明高沼液施用量對提高番茄Vc含量效果明顯。

不同用量的沼液處理均可降低番茄果實硝酸鹽含量，除處理Ⅱ外，其他沼液處理的番茄硝酸鹽含量均比處理I顯著降低，其中處理Ⅵ硝酸鹽含量最低，比處理I降低了38.5%。這說明沼液處理與常規(guī)化肥處理相比，能夠在一定程度上降低番茄的硝酸鹽含量。

沼液處理可不同程度地提高番茄果實硬度，其中處理Ⅱ、Ⅲ與處理I的差異不顯著，而處理Ⅳ、V、Ⅵ與處理I差異顯著，處理Ⅵ的提高幅度最大，比處理I的番茄果實硬度高38.6%。

3 結論與討論

適量施用沼液有利于提高土壤肥力，改善土壤理化性狀。本試驗結果表明，沼液的施用對土壤各養(yǎng)分含量的影響程度不同，沼液施用量較少時，沼液中的N、P、K含量比例并未達到番茄生長所需的比例；當用量較高時，其所帶入的N、P、K量可能比較適中，不但能使番茄在生長過程中合理利用各種土壤養(yǎng)分而增加產(chǎn)量和改善品質，而且能減少氮素養(yǎng)分的流失和提高土壤養(yǎng)分利用率。與常規(guī)化肥處理相比，666.7㎡沼液用量為14000kg的滴灌處理土壤pH值提高了7.47%，堿解氮、速效磷、速效鉀、有機質含量分別提高了25.4%、13.4%、49.6%和30.7%；土壤放線菌和真菌數(shù)量分別增加了72.4%和61.6%，土壤細菌數(shù)量則減少了18.4%。施用沼液番茄單果重增加了18.1% ，666.7㎡產(chǎn)量提高了20.7%；番茄可溶性糖、可滴定酸、Vc含量均增加，果實硬度和生食品質提高，硝酸鹽含量降低。

隨著沼液施用量的增加，土壤營養(yǎng)得到改善，土壤微生物總量不斷提高，番茄產(chǎn)量和營養(yǎng)品質也呈現(xiàn)不斷提高的趨勢。結合與常規(guī)化肥處理的比較，日光溫室番茄滴灌沼液666.7㎡施用量以12000～14000kg較適宜。