功能肥料組合施用對設(shè)施番茄產(chǎn)量和土壤肥力影響

郝祥蕊　張德龍　張紅艷　彭衍彪　李慧

摘 ? ?要：針對目前設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的過量施用化學(xué)肥料所導(dǎo)致的作物品質(zhì)下降、土傳病害和連作障礙嚴(yán)重、土壤板結(jié)等問題，采用生物有機肥和水溶肥等功能性肥料組合，探究在減量施肥配合增施菌劑條件下對設(shè)施番茄的產(chǎn)量、品質(zhì)以及土壤的影響。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)施肥相比，功能肥料組合施用處理化學(xué)肥料施用減少41.7%，番茄產(chǎn)量提升18.5%，果實糖度提高18.9%，優(yōu)果率和果實轉(zhuǎn)色比例顯著增加;土壤容重和土壤電導(dǎo)率顯著降低而土壤有效磷含量增加，且土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)增加。綜合而言該功能肥料組合施用施肥方案可在減少化學(xué)肥料的同時提高設(shè)施番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)，并有助于改良土壤、增加農(nóng)民收入。

關(guān)鍵詞：設(shè)施番茄;減量施肥;功能性肥料;微生物菌劑;土壤改良

中圖分類號：S641.2 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.01.019

Effects of Combined Application of Functional Fertilizer on Tomato Yield and Soil Fertility in Facility

HAO Xiangrui， ZHANG Delong， ZHANG Hongyan， PENG Yanbiao， LI Hui

（Shanghai Nongle Biological Products Company Limited，Shanghai 201419，China）

Abstract：In view of the problems such as the decline of crop quality， serious soil-borne diseases and continuous cropping obstacles， and soil compaction caused by the excessive application of chemical fertilizers in the protected field production， the combination of functional fertilizers such as bio-organic fertilizer and water-soluble fertilizer was used to explore the effects of reduced fertilization combined with fungicides on the tomato yield， quality， and soil quality. The results showed that compared with the traditional fertilization， the combined application of chemical fertilizer and functional fertilizer decreased by 41.7 %， the tomato yield increased by 18.5%， the fruit sugar content increased by 18.9%， and the excellent fruit rate and fruit color conversion ratio was significantly increased. Soil bulk density and electric conductivity were significantly decreased， soil available phosphorus content increased， soil bacteria and actinomycetes increased.The combined application of functional fertilizer is benefit for reducing chemical fertilizer application， improve tomato yield， quality， soil quality and increase farmers' income.

Key words： facilities of tomatoes; reduced fertilization; functional fertilizer; microbial agent; soil improvement

在設(shè)施蔬菜種植過程中，農(nóng)戶為追求高產(chǎn)量和經(jīng)濟效益過量施用化學(xué)肥料，導(dǎo)致了土壤養(yǎng)分含量不平衡，土傳病害嚴(yán)重，作物品質(zhì)降低等一系列問題[1]。因此，合理施肥是提高作物品質(zhì)、改良土壤[2-3]及設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。目前對于作物生長過程中各種養(yǎng)分需求的理論研究已較為成熟，在設(shè)計施肥方案時應(yīng)首先考慮整個生長體系中是否存在作物生長障礙問題，如連作障礙、土傳病害、土壤板結(jié)養(yǎng)分利用率低等;其次在肥料用量和配比方面，要遵循“大配方小調(diào)整”的施肥原則[4-8]，合理調(diào)控養(yǎng)分配比;第三在選擇產(chǎn)品時，首選有機肥料，與化學(xué)肥料相比其富含作物生長所需的微量元素，追肥宜選用水溶肥，與復(fù)合肥相比用量少、見效快，更有利于水肥一體化的實施[9]。此外，要配合施用微生物菌劑，增加土壤有益微生物的數(shù)量，延緩?fù)寥赖拇紊}漬化，修復(fù)設(shè)施土壤的生態(tài)環(huán)境。最終，形成一套完整的作物全程施肥方案設(shè)計，為作物提質(zhì)增效提供理論支撐。

本研究在設(shè)施番茄傳統(tǒng)施肥的基礎(chǔ)上，綜合考慮當(dāng)?shù)赝寥罓顩r、番茄養(yǎng)分需求、肥料種類與用量、施用時期及灌溉等條件，制定了一套改良施肥方案，探究其對設(shè)施番茄的產(chǎn)量、品質(zhì)以及土壤的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗時間和地點

2020年1—6月于山東壽光蔬菜產(chǎn)業(yè)集團馬店基地設(shè)施大棚內(nèi)開展改良施肥方案田間試驗。

1.2 供試作物及品種

供試作物為番茄，試驗品種為粉果7523。該品種植株生長旺盛，連續(xù)坐果能力強，單果質(zhì)量200～250 g，果型美觀，整穗果均勻一致，優(yōu)果率高，采收均勻、穩(wěn)定性好。

1.3 供試土壤

供試土壤為棕壤，土壤理化性狀：全氮0.19 g·kg-1、有效磷408 mg·kg-1、速效鉀607 mg·kg-1、有機質(zhì)25.0 g·kg-1、pH7.2、電導(dǎo)率0.29 mS·cm-1、容重1.62 g·cm-3。

1.4 供試肥料

所用功能肥料均由上海農(nóng)樂生物制品股份有限公司提供，具體肥料產(chǎn)品信息如下。

生物有機肥：有效活菌數(shù)≥0.2×108 個·g-1，有機質(zhì)≥40%;N+P2O5+K2O=6.0%，總氮（N）≥2%，磷（P2O5）≥2%，鉀（K2O）≥2%。

土壤調(diào)理劑：硅≥9.0%，鈣≥20.0%，鎂≥2.0%，pH值8.0～11.0。

水溶肥1號N∶P2O5∶K2O=20∶20∶20，水溶肥2號N∶P2O5∶K2O=15∶5∶30，水溶肥3號N∶P2O5∶K2O=5∶20∶40。

微生物菌劑：解淀粉芽孢桿菌≥2×109個·g-1，規(guī)格為4 L·桶-1。

傳統(tǒng)施肥肥料市面采購，具體肥料產(chǎn)品信息：腐熟雞糞，有機質(zhì)64.7%;氮磷鉀（N+P2O5+K2O）≥10.8%，磷酸二銨（18-46-0），復(fù)合肥1號N∶P2O5∶K2O=22∶7∶11，復(fù)合肥2號N∶P2O5∶K2O=12∶11∶18。

1.5 試驗設(shè)計

試驗在日光溫室內(nèi)進(jìn)行，2020年1月22日移栽定植（苗齡20～25 d，秧苗3～4片葉時為定植適期）。栽培方式為傳統(tǒng)畦栽，畦寬1.2 m，畦長8 m，株距40 cm。采用小區(qū)試驗，每個小區(qū)90 m2，共設(shè)置2個處理，每個處理3個重復(fù)，隨機區(qū)組排列。傳統(tǒng)施肥處理（CK）和功能肥料組合施用（T）處理的具體施肥情況見表1。

1.6 項目測定

1.6.1 作物采樣及指標(biāo)測定 轉(zhuǎn)色情況：定植90 d后測定處理與對照的果實轉(zhuǎn)色情況，通過定株、定果位測定其轉(zhuǎn)色時間，每個處理自北向南選取第5，10，15株的第一穗果進(jìn)行統(tǒng)計10 d之內(nèi)的轉(zhuǎn)色果實個數(shù)，每個處理重復(fù)測定3次;單果質(zhì)量：采收階段測定果實的商品性，每個處理自北向南選取第5，10，15株整株果實測定其果實單果質(zhì)量，每個處理重復(fù)測定3次，單果質(zhì)量<200 g屬小果，200 g<單果質(zhì)量<270 g屬中果（優(yōu)果），單果質(zhì)量>270 g屬大果;產(chǎn)量：實測每次采收的各處理果實產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計產(chǎn)量;糖度：采收后利用便攜式糖度儀測定果實糖度。

1.6.2 土壤采樣與指標(biāo)測定 土壤基本理化性狀和微生物含量：采收完成后測定土壤容重、pH、有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、EC值等土壤基本理化性狀[10]，及土壤總菌數(shù)[11]、病原菌數(shù)[12]等微生物含量。

1.7 數(shù)據(jù)分析

采用 Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以“均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用DPS 7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用最小顯著極差法（LSD）進(jìn)行差異顯著性檢驗（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 功能肥料組合處理對番茄產(chǎn)量累積的影響

由圖1可以看出，從5月1日開始采收到6月2日采收結(jié)束，除5月5日采收傳統(tǒng)處理（CK）多于功能肥料組合施用處理（T）外，其他采收期傳統(tǒng)處理（CK）均少于功能肥料組合施用處理（T）;且在采收巔峰期（5月21—28日）功能肥料組合施用處理（T）單日采收產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)對照處理（CK），其最大值出現(xiàn)在5月24日，較傳統(tǒng)處理（CK）高出56.7%（6.375 t·hm-2），表明功能肥料組合施用處理（T）能夠提高單日果實采收產(chǎn)量，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的。

2.2 功能肥料組合處理對番茄品質(zhì)的影響

由表2可以看出，功能肥料組合施用處理（T）的果實轉(zhuǎn)色比例是傳統(tǒng)施肥處理（CK）的2.1倍，這表明通過改良施肥方案，顯著提高了一穗果的果實轉(zhuǎn)色比例，使番茄可以提前上市;與傳統(tǒng)施肥處理（CK）相比，功能肥料組合施用處理（T）小果數(shù)量減少，中果數(shù)量增加，大果數(shù)量基本保持不變，優(yōu)果率顯著提高11.4個百分點，這說明改良施肥方案的實施，能夠在保證小果減少、不增加大果數(shù)量的同時增加了中果數(shù)量，顯著地提高了番茄的優(yōu)果率;與傳統(tǒng)施肥處理（CK）相比，功能肥料組合施用處理（T）的果實糖度顯著提高了18.9%，這表明改良施肥方案有利于提高果實糖度，對于果實品質(zhì)的提升有較大作用。

2.3 功能肥料組合施用處理對土壤性狀的影響

由表3可以看出，與基礎(chǔ)土壤相比，種植一茬番茄后兩種處理的土壤全氮、速效鉀及傳統(tǒng)施肥處理（CK）的有效磷含量顯著降低，兩種處理的有機質(zhì)含量、pH值、EC值及功能肥料組合施用處理（T）的有效磷含量變化不顯著，傳統(tǒng)處理的容重變化不顯著但功能肥料組合施用處理的容量顯著降低。與傳統(tǒng)施肥處理（CK）相比，功能肥料組合施用處理（T）的有效磷含量顯著增加，這表明功能肥料組合施用處理（T）可以很好地活化土壤磷素，提高磷素的利用效率;土壤EC值和土壤容重顯著降低，表明有機養(yǎng)分及菌肥的投入增加了土壤緩沖性能，同時改善土壤透氣性更有利于作物根系呼吸，從而提高了作物對養(yǎng)分的吸收。

2.4 功能肥料組合施用處理對土壤微生物群落的影響

由表4可以看出，與傳統(tǒng)施肥處理（CK）相比，功能肥料組合施用處理（T）能夠顯著提高土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量，對土壤真菌的數(shù)量影響不顯著。土壤中細(xì)菌和放線菌數(shù)量的增加，意味著土壤中有益微生物的增加，對土傳病原菌的生長起到一定的抑制效果。

2.5 功能肥料組合施用處理對養(yǎng)分投入的影響

由表5可以看出，功能肥料組合施用處理（T）在氮磷鉀養(yǎng)分投入上均少于傳統(tǒng)施肥處理（CK），氮素（N）投入上減少283.5 kg·hm-2肥料投入減少54.5%，磷素（P2O5）投入上減少171 kg·hm-2肥料投入減少26.6%，鉀素（K2O）投入上減少151.5 kg·hm-2，肥料投入減少52.3%，氮磷鉀總量上投入減少606 kg·hm-2，肥料投入減少41.7%。在純肥料投入上功能肥料組合施用處理（T）遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)施肥處理（CK），達(dá)到了合理減量施肥的目的。

2.6 功能肥料組合施用處理對經(jīng)濟效益的影響

由表6可以看出，功能肥料組合施用處理（T）果實產(chǎn)量提升了18.5%;肥料成本較傳統(tǒng)施肥處理（CK）增加了50.9%（8 400元·hm-2），但是產(chǎn)值增加了18.2%（7.5萬元·hm-2），純收益增加了17.1%（6.75萬元·hm-2）。

3 結(jié)論與討論

從試驗地土壤養(yǎng)分檢測結(jié)果來看，其磷、鉀的含量較高，因此在施基肥時，改良施肥方案將雞糞和磷酸二銨的用量減少一半，用生物有機肥替代，并增加土壤調(diào)理劑。雞糞由于養(yǎng)分含量高，是使用最為廣泛的有機肥。雞糞在施用前必須經(jīng)過充分的腐熟，將存在雞糞中的病菌、寄生蟲卵滅活，而腐熟過程中的高溫，易造成營養(yǎng)元素的損失;而且雞糞含鹽量高，連年使用，土壤中存留大量的氯化鈉鹽，嚴(yán)重制約土壤通透性和活性。磷酸二銨（簡稱二銨）是農(nóng)民最為喜愛的肥料之一，其肥效好，促根作用顯著，在缺磷的土壤使用增產(chǎn)效果明顯，但是連年使用，易造成土壤中磷的累積，肥效降低，研究表明，施入土壤的磷肥當(dāng)季利用率很低，僅有10%～20%，其余的則被固定在土壤磷庫，長期施用磷肥容易造成土壤磷素累積[13]。過量磷累積會加劇土壤磷淋失和環(huán)境污染[14-15]。而有機肥的加入，能夠活化土壤磷素，提高作物吸收磷素的可能性，從而增加磷肥利用率[13]。生物有機肥是以農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物為原料，添加功能有益菌生物發(fā)酵制成的，其腐熟完全、蟲卵死亡率高、不燒根、不爛苗，而且無臭、均勻、施用方便，添加的有益菌由于菌群的占位效應(yīng)，可大大減少病害發(fā)生。在保證有機質(zhì)和養(yǎng)分需求外，新增的土壤調(diào)理劑產(chǎn)品含有Si、Ca、Mg、P、K等營養(yǎng)元素[16]，液體，呈堿性，可改良酸性土壤，調(diào)節(jié)土壤的水、熱、汽平衡，改善土壤容重和團粒結(jié)構(gòu)，為作物良好生長奠定基礎(chǔ)。此外，還能有效降低土壤容重和土壤EC值，使土壤的透氣性增加，鹽漬化程度降低[17-18]。配合使用的微生物菌劑產(chǎn)品——解淀粉芽孢桿菌，可優(yōu)化土壤有益微生物菌群結(jié)構(gòu)，有效重構(gòu)土壤微生態(tài)環(huán)境，抑制病原菌繁殖、減少土傳病害發(fā)生，此外其分解轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的維生素、腐植酸、激素等具有刺激作用，能夠促進(jìn)作物根系旺盛生長，提高作物對磷、鉀元素的吸收能力，同時通過增加植物光合作用，促進(jìn)根系生長[19-20]。

復(fù)合肥具有養(yǎng)分含量高、副成分少且物理性狀好等優(yōu)點，但是用量大，而且必須完全用于種植作物的土壤中，增加了人工成本。改良施肥方案中水溶肥替代復(fù)合肥，大大降低了化學(xué)肥料的使用量，且速效性強、水溶性好、無殘渣，能被作物的根系和葉面直接吸收利用[21-22];采用水肥同施，以水帶肥，實現(xiàn)了水肥一體化，它的有效吸收率高出普通化肥一倍多，達(dá)到80%～90%;而且肥效快，可解決高產(chǎn)作物快速生長期的營養(yǎng)需求;配合滴灌系統(tǒng)需水量僅為普通化肥的30%，且施肥作業(yè)幾乎可以不用人工，大大節(jié)約了人力成本。

綜上所述，通過減量施肥增施菌劑的施肥方案，改良了設(shè)施番茄栽培的土壤狀況，增加了土壤有益微生物的數(shù)量，提高了設(shè)施番茄的產(chǎn)量、品質(zhì)，增加了農(nóng)民收入[23-25]。因此，本試驗結(jié)果認(rèn)為改良施肥方案具有較好的促產(chǎn)和改土效果，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)推廣中具有積極意義。

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