有機(jī)生態(tài)肥對日光溫室土壤有機(jī)質(zhì)和番茄的影響

毛濤 王勤禮 趙蕊 閆芳 李文偉 趙霞

摘要：在張掖市甘州區(qū)日光溫室內(nèi)進(jìn)行了施用有機(jī)生態(tài)肥對日光溫室土壤有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳及番茄生產(chǎn)影響的試驗(yàn)。結(jié)果表明，在純養(yǎng)分投入量相等的條件下，施用有機(jī)生態(tài)肥22.50 t/hm2與當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥（施尿素860 kg/hm2+磷酸二銨1 410 kg/hm2+硫酸鉀620 kg /hm2+ 硫酸鋅80 kg/hm2+ 硼酸 60 kg/hm2+鉬酸銨20 kg/hm2）相比較，土壤有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳和有機(jī)碳密度分別增加27.69%、27.72%和7.79%。番茄單果重、單株果重和折合產(chǎn)量分別增加7.07%、5.69%和7.21%;產(chǎn)值、施肥利潤和肥料投資效率分別增加7.16%、34.33%和9.62%。說明合理施用有機(jī)生態(tài)肥，可明顯提高土壤有機(jī)質(zhì)和番茄生產(chǎn)效益。在張掖市日光溫室番茄生產(chǎn)中，有機(jī)生態(tài)肥（自制畜禽糞便組合肥、自制番茄專用肥和自制生物增效肥按風(fēng)干重比0.866 7 ∶ 0.120 0 ∶ 0.013 3混合攪拌均勻，含有機(jī)質(zhì)22.92%、N 3.48%、P2O5 2.90%、K2O 1.41%、Zn 0.06%、B 0.02%、Mo 0.04%，有效活菌數(shù)0.20億/g）施肥量為22.50 t/hm2時(shí)，番茄折合產(chǎn)量為106.03 t/hm2，分別較純養(yǎng)分投入量相等的當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理、不施任何肥料處理（CK）增產(chǎn)7.21%、38.13%，為有機(jī)生態(tài)肥的最佳施肥量。

關(guān)鍵詞：有機(jī)生態(tài)肥;番茄;日光溫室;土壤;有機(jī)質(zhì);產(chǎn)量;經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號：S641.2;S147.2? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ?文章編號：1001-1463（2020）09-0013-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.09.005

Abstract：In this experiment， 10 wheat varieties（Strains） with better planting performance in longzhong semi-arid area were selected for the analysis of yield， WUE and drought-resistance index and some agronomic traits in recent years.The drought-resistance of each variety（Strains） and the optimum planting area? with the above mentioned indexes were evaluated. With the increase of irrigation amount， the plant height of all tested wheat varieties（Strains） increased. The lodging area of wheat varieties longzhong no. 4 and longzhong no.1 reached 32.6% and 40.7%， repectively， and the yield of zhongmai 175 reached 5 531.0 kg/hm2 under the T3 treatment. The varieties with third level for drought resistance index including longzhong no.5， CA13012 and 200833-3 and 200917-2. According to the comprehensive analysis for yield， WUE， drought-resistant index and lodging area， the varieties（Strains） suitable for planting in the area with rainfall of 350～550 mm including longzhong no.4， longzhong no.5， CA12003， longyu no.10， 200707-2-2.The varieties （Strains） suitable for planting in the region with rainfall of 350～650 mm are：CA13012， 200833-3， 200917-2.The variety wheat zhongmai 175 should be planted for the area with rainfall in 450～650 mm.

Key words：Winter wheat;Drought-resistance index;WUE;Yield

甘肅省張掖市地處河西走廊中段、祁連山北麓，是典型的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。區(qū)內(nèi)日照充足，晝夜溫差大，灌溉條件便利，土壤肥力水平相對較高，生產(chǎn)的蔬菜品種多產(chǎn)量高。截至2018年，全市各類蔬菜種植面積達(dá)到 5.59萬hm2[1 ]。經(jīng)調(diào)查，張掖市日光溫室種植的番茄折合產(chǎn)量為105～110 t/hm2，氮磷鉀純養(yǎng)分投入量為1.74 t/hm2，而有機(jī)肥氮磷鉀純養(yǎng)分投入量僅為0.31 t/hm2。長期施用化肥導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，有機(jī)質(zhì)含量低，可溶性鹽分積累，土壤酶活性降低，生產(chǎn)的蔬菜品質(zhì)差 [2 - 6 ]。近年來，有關(guān)有機(jī)肥料對作物產(chǎn)量和品質(zhì)影響已有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，而針對有機(jī)生態(tài)肥對溫室土壤主要性質(zhì)和番茄品質(zhì)及效益影響的研究未見文獻(xiàn)報(bào)道。我們以區(qū)域日光溫室番茄為突破口，選擇自主研發(fā)的畜禽糞便組合肥、番茄專用肥和生物增效肥為原料，采用正交試驗(yàn)方法篩選出有機(jī)生態(tài)肥最佳配方，并對該配方有機(jī)生態(tài)肥在番茄生產(chǎn)中進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，旨在用有機(jī)生態(tài)肥替代部分化肥，為保障蔬菜安全生產(chǎn)，減少化肥施用量，改善蔬菜品質(zhì)提供技術(shù)支撐。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年在甘肅省張掖市甘州區(qū)沙井鎮(zhèn)沙井村日光溫室進(jìn)行。當(dāng)?shù)睾０? ? ?1 451 m，100° 15′ 56″ E，39° 39′ 01″ N，年均降水量116 mm，年均蒸發(fā)量1 850 mm，年均氣溫7.50 ℃，年日照時(shí)數(shù)3 246 h，無霜期160 d。試驗(yàn)地土壤類型為灌漠土[7 ]，土壤質(zhì)地為壤質(zhì)，結(jié)構(gòu)為塊狀。0～20 cm耕作層土壤含有機(jī)質(zhì)20.15 g/kg、有機(jī)碳11.69 g/kg、 堿解氮66.31 mg/kg、速效磷9.56 mg/kg、速效鉀142.36 mg/kg、有效硼0.42 mg/kg、有效錳9.43 mg/kg、有效銅1.12 mg/kg、有效鋅0.48 mg/kg、有效鐵7.64 mg/kg、有效鉬0.13 mg/kg，pH 8.08，CEC為18.56 cmol/kg，可溶性鹽含量為2.22 g/kg，容重為1.46 g/cm3、總孔隙度為44.91%、大于0.25 mm團(tuán)聚體為30.37%。前茬黃瓜。

1.2? ?供試材料

供試肥料有尿素（含N 46%，由中化化肥有限公司生產(chǎn)并提供）、磷酸二銨（含N 18%、P2O5 46%，由云南云天化國際化工股份有限公司生產(chǎn)并提供）、硫酸鉀（含K2O 50%，由國投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司生產(chǎn)并提供）、硫酸鋅（含Zn 23%，鄭州圣丹利化工產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)并提供）、硼酸（含B 17.50%，鄭州圣丹利化工產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)并提供）、鉬酸銨（含Mo 54.30%，鄭州圣丹利化工產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)并提供）、腐熟牛糞（含有機(jī)質(zhì)24.31%、有機(jī)碳14.10%、N 0.35%、P2O5 0.15%、K2O? 0.31%，由張掖市耕地質(zhì)量建設(shè)管理站提供）、腐熟羊糞（含有機(jī)質(zhì)31.40%、有機(jī)碳18.21%、N 0.65%、P2O5? 0.47%、K2O? 0.23%，由張掖市耕地質(zhì)量建設(shè)管理站提供）、腐熟雞糞（含有機(jī)質(zhì)26.09%、有機(jī)碳15.13%、N 1.20%、P2O5? 0.40%、K2O? 0.71%，由張掖市耕地質(zhì)量建設(shè)管理站提供）、生物菌肥（含有機(jī)質(zhì)4.12%、N 2.50%、P2O5? 3.50%、枯草芽孢桿菌2.50億/g，由張掖市耕地質(zhì)量建設(shè)管理站提供）、農(nóng)用氨基酸（含氨基酸54.85%、有機(jī)質(zhì)59.45%、有機(jī)碳34.48%、N 17.89%、P2O5? 1.05%、K2O? 2.12%，由張掖市耕地質(zhì)量建設(shè)管理站提供）、螺旋藻渣（含氨基酸3.60%、蛋白質(zhì)4.51%，由張掖市耕地質(zhì)量建設(shè)管理站提供）。指示番茄品種為FA-1890，由以色列海澤拉種子公司提供。

1.3? ?試驗(yàn)方法

1.3.1? ? 有機(jī)生態(tài)肥配制? ? 選擇畜禽糞便組合肥、番茄專用肥和生物增效肥3種原料，每種原料設(shè)計(jì)3個水平施肥量，按正交表L9（34）配制篩選有機(jī)生態(tài)肥最佳配方[8 ]。將自制畜禽糞便組合肥（腐熟牛糞、腐熟羊糞和腐熟雞糞按風(fēng)干質(zhì)量比0.50∶0.38∶0.12混合配制而成，含有機(jī)質(zhì)25.74%，有機(jī)碳14.93%，N 0.59%，P2O5 0.43%，K2O 0.35%）、自制番茄專用肥（尿素、磷酸二銨、硫酸鉀、硫酸鋅、硼酸和鉬酸銨按風(fēng)干質(zhì)量比0.334 5∶0.445 0∶0.180 6∶0.022 2∶0.011 1∶0.006 6混合配制而成，含N 20.70%、P2O5 9.03%、K2O? 0.51%、Zn 0.20%、B 0.36%、Mo 0.33%）和自制生物增效肥（生物菌肥、農(nóng)用氨基酸和螺旋藻渣按風(fēng)干質(zhì)量比0.496 2∶0.364 5∶0.139 3混合配制而成，含有機(jī)質(zhì)22.20%、有機(jī)碳12.88%、N 6.66%、P2O5? 0.37%、K2O? 0.74%、氨基酸20.35%、蛋白質(zhì)0.51%）按風(fēng)干重量比為0.866 7∶0.120 0∶0.013 3混合攪拌均勻得到自制有機(jī)生態(tài)肥，其含有機(jī)質(zhì)22.92%、N 3.48%、P2O5 2.90%、K2O 1.41%、Zn 0.06%、B 0.02%、Mo 0.04%，有效活菌數(shù)0.20億/g。

1.3.2? ? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)? ? 試驗(yàn)共設(shè)3個處理，處理1為不施肥（CK）;處理2為當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥，即尿素860 kg/hm2+磷酸二銨1 410 kg/hm2+硫酸鉀620 kg/hm2+ 硫酸鋅80 kg/ hm2+ 硼酸 60 kg/hm2+鉬酸銨20 kg/hm2;處理3，施與當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥純養(yǎng)分投入量相等的自制有機(jī)生態(tài)肥22.50 t/hm2。習(xí)慣施肥處理在番茄定植前將磷酸二銨、硫酸鉀、硫酸鋅、硼酸和鉬酸銨分別按試驗(yàn)設(shè)計(jì)用量撒入小區(qū)后起壟，番茄第1果穗乒乓球大小時(shí)結(jié)合灌水追施尿素300 kg/hm2，番茄第2果穗乒乓球大小時(shí)結(jié)合灌水追施尿素560 kg/hm2，追施方法為穴施。自制有機(jī)生態(tài)肥處理在番茄定植前分別按試驗(yàn)設(shè)計(jì)用量將自制有機(jī)生態(tài)肥撒入小區(qū)后起壟。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積24 m2，小區(qū)四周筑埂。施肥后按壟高35 cm、壟距60 cm的規(guī)格起壟覆膜，在每個栽培壟上各安裝1條薄壁滴灌帶，滴頭間距35 cm，流量2.40 L/h，每個支管單元壓力控制為0.12 Mpa。于2019年5月30日選擇株高20～22 cm的番茄壯苗按株行距35 cm×60 cm定植，定植深度10 cm，每壟定植2行，每小區(qū)定植3壟。定植后前7 d，室溫保持26～28 ℃;定植7 d后，白天室溫控制為22～26 ℃，夜間室溫控制為10～12 ℃。分別在番茄定植后、開花期、第1果穗乒乓球大小時(shí)、第2果穗乒乓球大小時(shí)、第3果穗乒乓球大小時(shí)和收獲前各滴灌1次，每次灌水量相同，全生育期灌水量為120 m3/hm2。番茄收獲時(shí)每小區(qū)選擇 3行，每行采集5株，共采集15株，分別測定株高、莖粗、地上部分鮮重、單果重和單株果重。每個小區(qū)每次采收分別計(jì)產(chǎn)，統(tǒng)計(jì)小區(qū)每次的合計(jì)產(chǎn)量并計(jì)算折合產(chǎn)量，對產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.4? ?測定項(xiàng)目與方法

番茄拉秧后，在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)按對角線布置5個采樣點(diǎn)，采集0～20 cm耕作層土樣2 kg，用四分法留1 kg，風(fēng)干過1 mm篩，采用重鉻酸鉀法測定土壤有機(jī)質(zhì)。有機(jī)碳按公式（有機(jī)碳=有機(jī)質(zhì)測定值÷1.724）求得，莖粗測定采用游標(biāo)卡尺法。地上部分干重測定：60 ℃下殺青1 h，105 ℃烘至恒重。增產(chǎn)值按公式（增產(chǎn)值=增產(chǎn)量×產(chǎn)品市場銷售價(jià)格）求得;施肥成本按公式（施肥成本=肥料施肥量×肥料市場銷售價(jià)格）求得;施肥利潤按公式（施肥利潤=增產(chǎn)值-施肥成本）求得;肥料投資效率按公式（肥料投資效率=施肥利潤÷施肥成本）求得。

土壤有機(jī)碳密度（kg/m2）= 土壤有機(jī)碳含量（g/kg）×土壤密度（g/cm3）×采樣深度（cm）×0.01[9 ]

1.5? ?數(shù)據(jù)分析方法

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同處理對日光溫室土壤有機(jī)質(zhì)及有機(jī)碳的影響

番茄拉秧后不同處理的土壤有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳和有機(jī)碳密度由大到小的順序依次為處理3、處理2、處理1（CK）。處理3較處理2的有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳分別增加23.29%和23.30%（P < 0.01），有機(jī)碳密度增加5.56% （P < 0.05）;處理3較CK的有機(jī)質(zhì)和有機(jī)碳分別增加27.69%和27.72%（P < 0.01），有機(jī)碳密度增加7.79%（P < 0.05）;處理2較CK有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳和有機(jī)碳密度增加3.57%、3.59%和2.08%（P > 0.05）。由此可以看出，施用有機(jī)生態(tài)肥可顯著增加日光溫室土壤有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳和有機(jī)碳密度，而當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥則無顯著變化。

2.2? ?不同處理對番茄農(nóng)藝性狀的影響

從表1可以看出，株高以處理3最高，為196 cm，較處理2增加4.81%（P > 0.05），較CK增加33.33%（P < 0.01）;處理2次之，為187 cm，較CK增加27.21%（P < 0.01）。莖粗以處理3最粗，為2.23 cm，較處理2增加12.63%（P < 0.01），較CK增加26.71%（P < 0.01）;處理2次之，為1.98 cm，較CK增加12.50%（P < 0.01）。地上部分鮮重以處理3最高，為3.05 kg/株，較處理2增加8.16 %（P < 0.05），較CK增加26.56%（P < 0.01）;處理2次之，為2.82 kg/株，較CK增加17.01%（P < 0.01）。地上部分干重以處理3最高，為1.07 kg/株，較處理2增加8.08%（P < 0.05），較CK增加27.38%（P < 0.01）;處理2次之，為0.99 kg/株，較CK增加17.86%（P < 0.01）。

2.3? ?不同處理對番茄經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表2可以看出，單果重以處理3最高，為196.05 g，較處理2增加7.07%（P<0.05），較CK增加24.95%（P < 0.01）;處理2次之，為183.11 g，較CK增加16.71%（P < 0.01）。單株果重以處理3最高，為2.23 kg，較處理2增加5.69%（P < 0.05），較CK增加30.41%（P < 0.01）;處理2次之，為2.11 kg，較CK增加23.39%（P < 0.01）。

2.4? ?不同處理對番茄產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，不同處理番茄的折合產(chǎn)量由大到小的順序依次為處理3、處理2、處理1（CK）。以處理3折合產(chǎn)量最高，為106.03 t/hm2，分別較處理2、處理1（CK）增產(chǎn)7.21%（P < 0.05）、38.13%（P < 0.01）;處理2次之，折合產(chǎn)量為98.90 t/hm2，較處理1（CK）增產(chǎn)28.84%（P < 0.01）;處理1（CK）折合產(chǎn)量最低，為76.76 t/hm2?？梢娛┯糜袡C(jī)生態(tài)肥較當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥增產(chǎn)顯著，較對照增產(chǎn)極顯著，當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥較對照增產(chǎn)極顯著。

2.5? ?不同處理對番茄經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表3可知，不同處理番茄的經(jīng)濟(jì)效益由大到小的順序依次為處理3、處理2、處理1（CK）。處理3較對照增加產(chǎn)值7.02萬元/ hm2，增加施肥成本1.19萬元/hm2，增加利潤5.83萬元/hm2，肥料投資效率為4.90;處理2較對照增加產(chǎn)值5.32萬元/ hm2，增加施肥成本0.97萬元/hm2，增加施肥利潤4.35萬元/hm2，肥料投資效率為4.47。處理3與處理2相比較，產(chǎn)值、施肥成本、施肥利潤和肥料投資效率分別增加7.16%、22.68%、34.33%和9.62%?？梢?，施用有機(jī)生態(tài)肥明顯提高了產(chǎn)值、利潤和肥料投資效率。

3? ?結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在純養(yǎng)分投入量相等的條件下，施用有機(jī)生態(tài)肥（自制畜禽糞便組合肥、自制番茄專用肥和自制生物增效肥按風(fēng)干重量比為0.866 7∶0.120 0∶0.013 3混合攪拌均勻，含有機(jī)質(zhì)22.92%、N 3.48%、P2O5 2.90%、K2O 1.41%、Zn 0.06%、B 0.02%、Mo 0.04%，有效活菌數(shù)0.20億/g）22.50 t/hm2處理與當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理（施尿素860 kg/ hm2+磷酸二銨1 410 kg/hm2+硫酸鉀620 kg / hm2+ 硫酸鋅80 kg /hm2+ 硼酸 60 kg /hm2+鉬酸銨20 kg /hm2）相比較，土壤有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳和有機(jī)碳密度分別增加27.69%、27.72%和7.79%，番茄單果重、單株果重和折合產(chǎn)量分別提高7.07%、5.69%和7.21%，產(chǎn)值、施肥利潤和肥料投資效率分別增加7.16%、34.33%和9.62%。說明合理施用有機(jī)生態(tài)肥，可顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳和有機(jī)碳密度，對番茄株高增加不顯著;可顯著增加莖粗、地上部分鮮重、地上部分干重、單果重、單株果重和折合產(chǎn)量，同時(shí)明顯提高了產(chǎn)值、施肥利潤和肥料投資效率?？梢?，本試驗(yàn)條件下，在張掖市日光溫室番茄生產(chǎn)中，上述有機(jī)生態(tài)肥最佳施量為22.50 t/hm2，此時(shí)番茄折合產(chǎn)量為106.03 t/hm2，分別較當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理、不施任何肥料處理（CK）增產(chǎn)7.21%、38.13%。

施用有機(jī)生態(tài)肥可顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，而當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥的土壤有機(jī)質(zhì)無顯著變化，究其原因是有機(jī)生態(tài)肥將大量的有機(jī)質(zhì)帶入土壤。畜禽糞便肥中的有機(jī)碳是土壤微生物生命活動能量物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)的直接來源，土壤微生物直接參與畜禽糞便肥有機(jī)質(zhì)的分解，對土壤中有機(jī)態(tài)養(yǎng)分和難溶性養(yǎng)分的分解和轉(zhuǎn)化起著重要的作用[10 ]。施用有機(jī)生態(tài)肥可顯著提高番茄單果重、單株果重和產(chǎn)量，究其原因，其有效地解決了土壤養(yǎng)分比例失衡的問題，促進(jìn)了番茄的生長發(fā)育，提高了產(chǎn)量，改善了品質(zhì)。

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（本文責(zé)編：鄭立龍）