有機(jī)肥替代化肥總量對日光溫室番茄生長及品質(zhì)的影響

董家僖，田秀平,通信作者，譚英愛，岳露，房恩翰，趙秋

（1.天津農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津300384；2.天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津300192）

化肥對于蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)具有明顯的增益效果，農(nóng)民希望施用化肥達(dá)到增產(chǎn)和提升蔬菜品質(zhì)，導(dǎo)致出現(xiàn)多施、偏施化肥，忽視施用有機(jī)肥情況[1]。在津京冀地區(qū)表現(xiàn)為氮、磷肥施用量過大，鉀肥和有機(jī)肥施用不足，使得土壤中氮、磷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過蔬菜需求量[2]。多余的養(yǎng)分會(huì)隨淋溶作用進(jìn)入地下水或揮發(fā)進(jìn)入大氣造成環(huán)境污染[3]。不科學(xué)的施肥方式加重了土壤次生鹽漬化和農(nóng)業(yè)面源污染，降低了土壤質(zhì)量，不利于土壤的持續(xù)循環(huán)利用及綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展[4]。根據(jù)化肥“報(bào)酬遞減率”，在一定范圍內(nèi)化肥對于蔬菜具有增益作用，超出這個(gè)范圍后，蔬菜產(chǎn)量反而會(huì)隨化肥施入量的增加而減少，蔬菜品質(zhì)也會(huì)隨之降低[5]。過量的氮會(huì)降低蔬菜中的Vc、總糖以及可溶性糖含量，增加蔬菜中硝酸鹽含量。研究表明，過量的氮可使馬鈴薯表皮易腐爛、番茄過于柔軟多汁，不利于蔬菜的貯存[6]。許多研究均證明有機(jī)肥可以提升蔬菜產(chǎn)量及品質(zhì)，同時(shí)改良土壤，提高養(yǎng)分利用率，符合我國農(nóng)業(yè)綠色、優(yōu)質(zhì)、可持續(xù)發(fā)展的需要。闞建鸞等研究表明，有機(jī)肥替代化肥對于小麥的產(chǎn)量和土壤氮的利用率有提升作用[7]。在張長春等的研究中，也證明了有機(jī)肥替代化肥對于小麥的產(chǎn)量有促進(jìn)作用且可以降低硝態(tài)氮的環(huán)境壓力[8]。由于不同地區(qū)日光溫室土壤條件差異很大，盲目有機(jī)肥替代化肥，可能造成蔬菜產(chǎn)量降低，影響菜農(nóng)利益。本試驗(yàn)在天津日光蔬菜溫室內(nèi)，研究商品有機(jī)肥替代化肥對番茄生長及品質(zhì)的影響，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶合理施肥提供科技支撐，也為我國化肥零增長探究可行方法。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)設(shè)在天津市西青區(qū)水高莊村日光溫室內(nèi)，土壤為潮土，試驗(yàn)田 0～30 cm土壤有機(jī)質(zhì)15.84 g/kg；全氮2.074 g/kg；硝態(tài)氮52.71 mg/kg；全磷（P）1.47 g/kg；有效磷（P）112.23 mg/kg；速效鉀（K）304.49 mg/kg；pH（H2O）7.45；EC 285.00μm/cm；供試蔬菜為番茄（歐凱萊），供試有機(jī)肥為恒潤（天津）生物科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的有機(jī)肥（N 1.52%、P2O50.97%、K2O 2.84%），供試化肥為尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O512%）、氯化鉀（K2O 60%）、磷酸二銨（N 18%、P2O546%），追肥為芭田復(fù)合肥（15-10-23）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

溫室面積866 m2，采用棚內(nèi)小區(qū)試驗(yàn)，每小區(qū)面積71.8 m2，試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，即CK（常規(guī)施100%化肥）、DY（有機(jī)肥替代10%化肥）、MY（有機(jī)肥替代20%化肥）和GY（有機(jī)肥替代30%化肥），每處理重復(fù)3次。按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以有機(jī)肥和化肥混施作為基肥，各處理間的追肥均為芭田復(fù)合肥，每小區(qū)追肥施用量相同。試驗(yàn)小區(qū)施肥量見表1。基肥在整地移栽前一次性施入，追肥在番茄生長過程中分5次施到土壤中，每次每小區(qū)用量1.6 kg（666.5 m2為14.81 kg）。2017年12月中旬開始育苗，2018年2月1日移栽定植。栽培方式均為傳統(tǒng)畦栽，行距50 cm，株距40 cm，每株留果4穗。

表1 試驗(yàn)化肥和有機(jī)肥用量

1.3 取樣和測定方法

番茄生長過程中，分別于2018年3月11日和4月4日上午用TYS-3N植物營養(yǎng)測定儀測定番茄中上部葉片葉綠素和氮含量，用卷尺測定番茄地上部分植株株高，番茄成熟采摘時(shí)按小區(qū)計(jì)產(chǎn)，折算666.5m2產(chǎn)量，在番茄盛果期取果實(shí)樣品，測定Vc含量、酸度、NO3-N含量，測定方法見表2。

表2 葉片生理及成熟果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測定方法

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

利用Microsoft Excle（Office 2003）作圖，DPS軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥替代化肥對番茄株高的影響

從圖1看出，番茄株高在不同施肥處理之間差異不顯著，說明有機(jī)肥替代化肥對番茄株高沒有顯著影響。

圖1 不同施肥處理對番茄株高的影響

2.2 有機(jī)肥替代傳統(tǒng)化肥對番茄生理指標(biāo)的影響

從圖2和圖3看出，番茄葉片含氮量和葉綠素含量在不同施肥處理之間排列順序均為 GY＞MY＞CK＞DY，說明對番茄葉片含氮量和葉綠素含量的影響，均為有機(jī)肥替代 30%化肥處理高于其他3種處理。但是2種指標(biāo)的2次測定結(jié)果在不同施肥處理之間差異均不顯著。

圖2 不同施肥處理對番茄葉片葉綠素含量的影響

圖3 不同施肥處理對番茄葉片含氮量的影響

2.3 有機(jī)肥替代化肥對番茄品質(zhì)的影響

從表3看出，不同施肥處理番茄果實(shí)的Vc含量變化范圍在100.41～104.44 mg/kg之間，有機(jī)肥替代30%化肥處理的番茄Vc含量最高，但4種處理間差異不顯著；不同施肥處理番茄果實(shí) NO3-N含量排列順序是CK＞DY＞MY＞GY，常規(guī)施肥處理的番茄NO3-N含量最高，有機(jī)肥替代30%化肥處理的番茄NO3-N含量最低，且NO3-N含量隨有機(jī)肥替代量的增加而減少，其中，CK和 DY處理極顯著高于MY和GY處理，而CK和 DY處理之間、MY和 GY處理之間差異不顯著，說明有機(jī)肥替代20%化肥處理和有機(jī)肥替代30%化肥處理對降低番茄果實(shí)硝酸鹽含量有顯著影響；不同施肥處理番茄果實(shí)有機(jī)酸含量排列順序同硝酸鹽含量排列順序一致，其中，CK和 DY處理顯著高于MY和 GY處理，而CK和 DY處理之間、MY和GY處理之間差異不顯著，說明有機(jī)肥替代20%化肥處理和有機(jī)肥替代 30%化肥處理可顯著降低番茄果實(shí)有機(jī)酸含量。

表3 不同施肥處理番茄品質(zhì)的差異

2.4 有機(jī)肥替代化肥對番茄產(chǎn)量的影響

不同施肥處理的番茄產(chǎn)量在 5 243.87～5 961.22 mg/kg之間，其中，GY處理后的番茄產(chǎn)量最高，比對照增產(chǎn)13.68%，其次為MY處理，比對照增產(chǎn)12.34%，再次是DY處理，僅比對照增產(chǎn)0.71%，CK處理的產(chǎn)量最低。GY和 MY處理極顯著高于CK和 DY處理，GY和MY處理之間，CK和DY處理之間差異均不顯著。說明隨著有機(jī)肥替代化肥量的增加，可顯著提高番茄的產(chǎn)量。

表4 不同施肥處理香茄產(chǎn)量的差異

3 討論與結(jié)論

有機(jī)肥有利于番茄葉片氮素和葉綠素的產(chǎn)生和積累，對提高凈光合速率、增強(qiáng)光合作用有一定的作用。Vc是人體必需的微量營養(yǎng)物質(zhì)之一，對番茄的風(fēng)味品質(zhì)有很大影響[9]，硝酸鹽作為衡量蔬菜衛(wèi)生品質(zhì)的重要指標(biāo)近年來被廣泛重視，Eichholzer等[10]發(fā)現(xiàn)了人體攝入的硝酸鹽80%來自于蔬菜，同時(shí)還提出人類如果攝入大量的 N-亞硝基化合物會(huì)增加鼻咽癌和食道癌的風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，過量施用氮肥不僅不會(huì)增加蔬菜產(chǎn)量，還會(huì)導(dǎo)致蔬菜中硝酸鹽積累增加[11]，氮肥的用量與設(shè)施番茄的硝酸鹽含量有正相關(guān)性，減少施氮量是降低作物體內(nèi)硝酸鹽含量的有效措施[12]。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同有機(jī)肥替代化肥與常規(guī)施肥之間番茄株高差異不顯著，有機(jī)肥替代化肥有利于番茄葉片氮和葉綠素含量積累。有機(jī)肥替代化肥的番茄NO3-N含量及有機(jī)酸含量低于常規(guī)施肥處理，Vc含量和產(chǎn)量高于常規(guī)施肥。在不同有機(jī)肥替代化肥處理中，有機(jī)肥替代30%化肥處理在葉片氮含量、葉綠素含量、Vc含量、產(chǎn)量上均高于有機(jī)肥替代20%和10%化肥處理，有機(jī)肥替代20%化肥處理又高于替代10%處理，NO3-N含量及有機(jī)酸含量低于有機(jī)肥替代20%和10%化肥處理，有機(jī)肥替代20%化肥處理又低于替代10%處理，高量有機(jī)肥替代化肥有利于番茄生長，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。