有機(jī)肥添加對(duì)反季番茄地上生物量分配的影響

岳學(xué)文++潘志賢++李建查++史亮濤++樊博++張雷++方海東

摘 要 為研究金沙江干熱河谷地區(qū)反季番茄對(duì)水肥的需求狀況，本研究開展2個(gè)灌水模式下不同有機(jī)肥施用量對(duì)番茄產(chǎn)量和地上生物量的影響。結(jié)果表明：在W1（實(shí)際土壤含水量的70%為下限，90%為上限）灌水模式下，有機(jī)肥的施用量為15 t/hm2時(shí)，可顯著提高番茄的單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量，而有機(jī)肥施用量最高的小區(qū)（W1M3）番茄產(chǎn)量最低：在W2（5 d灌水1次，每次2 h）灌水模式下，番茄產(chǎn)量和地上生物量隨施肥量的增加而增加，W2M3處理的番茄產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)45.71%。

關(guān)鍵詞 番茄 ；產(chǎn)量 ；生物量 ；有機(jī)肥

中圖分類號(hào) S641.2 ；S626 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.07.002

Effects of Different Organic Fertilizer on Aboveground Biomass Allocation

of Tomato in the Off-season

YUE Xuewen PAN Zhixian LI Jiancha SHI liangtao

FAN Bo ZHANG Lei FANG Haidong

（Institute of Tropical Eco-Agricultural Sciences， YAAS， YunNan， Yuanmou 651300）

Abstract In order to study the demand of tomato （Lycopersicon esculentum） for water and fertilizer in off-season in the dry-hot valley of Jinsha river， Yunnan， China， organic fertilizer was applied at different rates under two irrigation systems to analyze the effect of fertilizer application rates on the yield and aboveground biomass of tomato. The results showed that organic fertilizer applied at a rate of 15 t/ha under the irrigation system of W1 （actual soil content of 79% as minimum and 90% as maximum） improved obviously tomato yield per plant and per unit area， while the highest organic fertilizer supply（W1M3） had the lowest tomato yield. The yield of tomato and above-ground biomass increased with the organic fertilizer at a increasing rate under the irrigation system of W2 （irrigated once every 5 days， 2 h for each round of irrigation）. The tomato of treatment W2M3 yielded 45.71% higher than the control.

Keywords Lycopersicon esculentum Mill. ； yield ； biomass ； organic fertilizer

近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)田化肥施用量逐年增加。過(guò)量施肥帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題引起了廣大科研機(jī)構(gòu)、農(nóng)業(yè)行政部門的關(guān)注。研究表明，無(wú)論施用有機(jī)肥還是無(wú)機(jī)肥（化肥）都會(huì)改變土壤的理化性質(zhì)，長(zhǎng)期施用化肥對(duì)土壤的負(fù)面影響較多，諸如土壤板結(jié)、酸化、養(yǎng)分利用率下降等；而施用生物有機(jī)肥，能降低木薯地土壤容重，提高土壤孔隙度，增加土壤通氣性，提高土壤有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀含量[1-2]。有機(jī)肥施用能夠提高氮肥利用效率，減少農(nóng)田氮素的氨揮發(fā)、滲漏、徑流損失[3-4]向土壤中添加有機(jī)肥料可以顯著地提高土壤微生物生物量碳、氮的含量以及土壤酶活性[1-2]，而土壤微生物和酶是影響土壤微生態(tài)環(huán)境的重要因素，同時(shí)還是植物營(yíng)養(yǎng)元素的活性庫(kù)[2-3]。因此，向土壤中添加適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)肥，是確保農(nóng)田穩(wěn)定產(chǎn)出的重要手段之一。金沙江干熱河谷地區(qū)是我國(guó)冬早蔬菜的主產(chǎn)區(qū)，其中以番茄種植面積最大。番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）屬茄科（Solanaceae）番茄屬（Lycopersicon）植物，富含人體需要的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如有機(jī)酸、可溶性糖、維生素C等，加之其產(chǎn)量高，在金沙江干熱河谷區(qū)的水肥需要量也較其他蔬菜高[4-9]。為追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，菜地的化肥施用量是普通大田作物的數(shù)倍，開展減量施肥對(duì)番茄產(chǎn)量和施肥對(duì)土壤環(huán)境的影響研究，可為金沙江干熱河谷區(qū)冬早蔬菜種植、平衡施肥、農(nóng)業(yè)面源污染等提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)番茄品種為先正達(dá)公司生產(chǎn)的拉比。

試驗(yàn)地位于金沙江干熱河谷的典型地區(qū)——云南省元謀縣，氣候干燥炎熱，全年平均氣溫21.7℃，≥10℃年積溫7 786℃[6]，全年基本無(wú)霜，良好的光熱資源和氣候環(huán)境，造就了元謀冬早蔬菜之鄉(xiāng)的美譽(yù)。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

番茄種植密度為3.12萬(wàn)株/hm2，灌水方式為滴灌。設(shè)置以下2種灌水模式：（1）W1，以當(dāng)?shù)剞r(nóng)民灌水習(xí)慣為依據(jù)，即在無(wú)有效降水的條件下，每隔5 d灌水1次，每次灌水2 h，采用北京東方潤(rùn)澤生態(tài)科技股份有限公司生產(chǎn)的智墑·云享版實(shí)時(shí)檢測(cè)土壤水分；（2）W2，以土壤墑情監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行灌水。當(dāng)土壤含水率達(dá)田間持水量的70%時(shí)進(jìn)行灌水，灌溉上限為田間持水量的90%。

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)有機(jī)肥施肥梯度，有機(jī)肥為腐熟的養(yǎng)分，分別為：（1） M0（CK），不施有機(jī)肥；（2） M1處理，7.5 t/hm2；（3） M2處理，15 t/hm2；（3） M3處理，22.5 t/hm2（表1）。并根據(jù)番茄長(zhǎng)勢(shì)，在整個(gè)生長(zhǎng)季分別施用磷酸一銨25 kg，拉菲莊園9.7 kg，硫酸鉀27.1 kg，兩氮一芯62.5 kg，施肥面積為0.13 hm2。化肥施用時(shí)間和數(shù)量均一致，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積為2.5 m×3 m，每個(gè)處理3次重復(fù)。在最后1次番茄采收結(jié)束后，取整株番茄的枝條、莖、葉分別單獨(dú)裝袋，采用烘干法測(cè)定番茄地上生物量，番茄產(chǎn)量則以鮮重計(jì)算，在每次番茄成熟時(shí)，采成熟的番茄稱重計(jì)量。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析與處理

數(shù)據(jù)處理在SPSS軟件中進(jìn)行，采用LSD法進(jìn)行齊性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

不同灌水方式和有機(jī)肥施用量均未改變番茄（拉比）的果實(shí)形狀，均為橢圓形果實(shí)。在W1灌水模式下，有機(jī)肥對(duì)番茄葉片生物量的影響顯著，在2種灌水模式下，番茄葉片生物量隨著有機(jī)肥施用量的增加而增加。W1灌水處理的小區(qū)中，W1M2處理的番茄單位面積產(chǎn)量和單株產(chǎn)量最高，分別比不施有機(jī)肥的W1M0提高4.52 t/hm2和最高144.53 g/株。而W1M3的單位面積產(chǎn)量和單株產(chǎn)量則為最低，甚至低于不施有機(jī)肥的處理W1M0，其單位面積產(chǎn)量和單株產(chǎn)量分別比W1M0低15.18 t/hm2和486.34 g/株。這表明，在W1灌水模式下，有機(jī)肥的施用量為15 t/hm2時(shí)，可顯著提高番茄的單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量；而當(dāng)有機(jī)肥施用量為22.5 t/hm2（M3）時(shí)，W1M3的番茄單位面積產(chǎn)量和單株產(chǎn)量以及單果重都顯著降低，W1M3的單產(chǎn)僅為W2M3的61.37%（表2）。在W1灌水模式下，采用M1和M2的有機(jī)肥施用量，番茄的單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加，M2施肥模式的成本較高，經(jīng)濟(jì)效益不如M1，但差異并不顯著。

從表3不同灌水和有機(jī)肥施肥量的番茄果實(shí)形態(tài)數(shù)據(jù)可以看出，在W2灌水模式下，有機(jī)肥的施用量可以顯著增加番茄的單位面積產(chǎn)量、單株產(chǎn)量以及單果重。與不施有機(jī)肥的處理W2M0相比，W2M3單產(chǎn)比W2M0增加了44.77 t/hm2，增產(chǎn)46.27%；單果重增加了20.64 g，增重16.27%。W2M3處理的葉、莖生物量、單果重、單株產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)量均顯著高于W2M0。可以看出，番茄對(duì)有機(jī)肥的需求旺盛，在水源充足的情況下，增加有機(jī)肥的施用量，可顯著增加番茄的單位面積產(chǎn)量、單果重以及商品果的比例。

W2M0和W2M1的單位面積產(chǎn)量和單株產(chǎn)量均低于W1M0和W1M1，表明W1M1的水肥耦合優(yōu)于W2M1，常規(guī)的灌水模式不宜投入過(guò)多的有機(jī)肥，在該灌水模式下，有機(jī)肥的施用量為15 t/hm2時(shí)，對(duì)干熱河谷地區(qū)反季番茄的增產(chǎn)較為有利。在W2灌水模式下，土壤水分的供應(yīng)充足，有機(jī)肥的量對(duì)番茄增產(chǎn)有顯著影響，W2M3和W2M2的單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量顯著高于W2M1和W2M0。在M0和M1兩個(gè)施肥梯度下，W1的灌水方式比W2更有利于提高反季番茄的單位面積產(chǎn)量和單株產(chǎn)量。而在M2、M3的2個(gè)施肥梯度下，則是W2灌水模式下的番茄經(jīng)濟(jì)效益要好于W1?？偟恼f(shuō)來(lái)，W2M3處理的番茄經(jīng)濟(jì)效益最佳，W1M3的最差（表4）。

3 討論

滴灌施肥不僅可以減少水肥的浪費(fèi)，還可以提高作物產(chǎn)量[8]，與低灌水下限相比，中灌水下限和高灌水下限處理均可以顯著增加番茄的株高、葉面積、干物質(zhì)量和產(chǎn)量[9]。在本研究中，剔除自然降雨，W1灌水處理的年灌水量422 mm，W2的灌水量為377 mm，W2M2和W2M3的番茄產(chǎn)量及地上干物質(zhì)質(zhì)量均高于W1M2和W1M3，而W1M0和W1M1的番茄產(chǎn)量則分別高于W2M0和W2M1。由此可以看出，在干熱河谷地區(qū)，高水高肥并不一定帶來(lái)番茄的增產(chǎn)，若水肥施用不當(dāng)，反會(huì)使番茄產(chǎn)量顯著降低，如W1M0的產(chǎn)量顯著高于W1M3。傳統(tǒng)的灌水方式不能完全滿足作物對(duì)水分的需求規(guī)律，由于土壤水分的變異較大，會(huì)影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收，不能完全發(fā)揮有機(jī)肥、化肥對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)效果，甚至導(dǎo)致作物減產(chǎn)。在W1M3處理中，就存在水資源利用不合理，在灌水后2 d時(shí)間內(nèi)，水分供給充足，甚至?xí)欣速M(fèi)，而在灌水后的第4天，這時(shí)的土壤含水量顯著過(guò)低，就會(huì)成為影響番茄對(duì)養(yǎng)分的吸收關(guān)鍵因子。高亞軍等[10]對(duì)玉米的研究表明，不論供肥量多少， 各生育時(shí)期的土壤水分狀況對(duì)最終玉米籽粒產(chǎn)量都有顯著或極顯著的影響。在本研究中，尚未開展土壤水分與有機(jī)肥（羊糞）是否對(duì)番茄的生長(zhǎng)產(chǎn)生毒害效應(yīng)的研究，也未開展灌水頻率、灌水量與有機(jī)肥施用量之間的關(guān)系研究，以致未能闡釋W(xué)1M3處理中，番茄產(chǎn)量、莖葉生物量、單株產(chǎn)量均最低。而上述未能闡釋的科學(xué)問(wèn)題也將是未來(lái)幾年內(nèi)的研究重點(diǎn)。在干旱半干旱地區(qū)，合理施肥不僅是增產(chǎn)的需要，更是抗旱保收的需要[11-15]，當(dāng)施肥不足、或階段性水分供應(yīng)不足時(shí)，就會(huì)對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響。由于當(dāng)前我國(guó)農(nóng)田土壤普遍存在過(guò)量施肥的情況，化肥的登記利用率約35%[5]。在本試驗(yàn)中也存在上季余留在土壤中的養(yǎng)分影響試驗(yàn)結(jié)果，如在W1灌水模式中，不施有機(jī)肥的W1M0的經(jīng)濟(jì)效益最佳。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅興錄，岑 忠，謝和霞，等. 生物有機(jī)肥對(duì)土壤理化、生物性狀和木薯生長(zhǎng)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，17（1）：167-173.

[2] 田小明，李俊華，王 成，等. 連續(xù)3年施用生物有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分、微生物生物量及酶活性的影響[J]. 土壤，2014，46（3）：481-488.

[3] Klemedtsson L， Berg P， Clarholm M， et al. Microbial nitrogen transformations in the root environment of barley[J]. Soil Biology & Biochemistry， 1987， 19（5）： 551-558.

[4] 陳 貴，趙國(guó)華，張紅梅，等. 長(zhǎng)期施用有機(jī)肥對(duì)水稻產(chǎn)量和氮磷養(yǎng)分利用效率的影響[J]. 中國(guó)土壤與肥料，2017（1）：92-97.

[5] 朱兆良. 中國(guó)土壤氮素研究[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2008，45（8）：778-783.

[6] 柴宗新，范建容. 金沙江干熱河谷植被恢復(fù)的思考[J]. 山地學(xué)報(bào)，2001，19（4）：381-384.

[7] 潘志賢，岳學(xué)文，李建查，等. 云南金沙江干熱河谷發(fā)展火龍果的優(yōu)勢(shì)及前景[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，37（1）：35-38.

[8] 邢英英，張富倉(cāng)，張 燕，等. 滴灌施肥水肥耦合對(duì)溫室番茄產(chǎn)量、品質(zhì)和水氮利用的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，48（4）：713-726.

[9] 袁宇霞，張富倉(cāng)，張 燕，等. 滴灌施肥灌水下限和施肥量對(duì)溫室番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量和生理特性的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2013，31（1）：76-83.

[10] 高亞軍，李生秀，田霄鴻，等. 不同供肥條件下水分分配對(duì)旱地玉米產(chǎn)量的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2006，32（3）：415-422.

[11] 何傳龍，馬友華，于紅梅，等. 減量施肥對(duì)保護(hù)地土壤養(yǎng)分淋失及番茄產(chǎn)量的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010，16（4）：846-851.

[12] 黨廷輝，郭勝利，郝明德. 黃土旱塬長(zhǎng)期施肥下硝態(tài)氮深層累積的定量研究[J]. 水土保持研究，2003，10（1）：58-60.

[13] 樊兆博，劉美菊，張曉曼，等. 滴灌施肥對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量和氮素表觀平衡的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2011，17（4）：970-976.

[14] 李吉進(jìn)，宋東濤，鄒國(guó)元，等. 不同有機(jī)肥料對(duì)番茄生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，24（10）：300-305.

[15] 何 翠，劉曉宇，侯偉娜，等. 無(wú)機(jī)肥配施有機(jī)肥對(duì)黃淮地區(qū)越冬茬番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，47（6）：677-682.