施用土壤調(diào)理劑提高茄子產(chǎn)量及其土壤養(yǎng)分含量的研究

高翔　王俊杰,李響　仝雅娜　馬洪英　楊小玲　張淑香　梁鳴早　路森

摘 ? ?要： 在設(shè)施栽培條件下，探討了春茬茄子產(chǎn)量、品質(zhì)和農(nóng)學性狀、以及土壤養(yǎng)分含量對四種肥料和土壤調(diào)理劑組合模式的響應(yīng)。結(jié)果表明，與對照施肥模式（有機肥30 000 kg·hm-2，復合肥750 kg·hm-2，硫酸鉀112.5 kg·hm-2）相比，新絳和仲元兩種組合模式可顯著提高了茄子產(chǎn)量和維生素C含量，降低其硝酸鹽含量。從收獲后土壤養(yǎng)分含量上看，新絳模式和仲元模式土壤pH值和全鹽含量均有所降低，有機質(zhì)，速效氮、有效磷和速效鉀含量有所提高。因此，仲元肥料模式為本次溫室試驗條件下的最優(yōu)養(yǎng)分配比。

關(guān)鍵詞：肥料;土壤調(diào)理劑;茄子;產(chǎn)量和品質(zhì);土壤養(yǎng)分

中圖分類號：S641.1 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.01.021

Study on Improving Yield of Eggplant and Soil Nutrient Content with Soil Conditioner Application

GAO Xiang1， WANG Junjie2， LI Xiang2， TONG Yana2， MA Hongying2， YANG Xiaoling2， ZHANG Shuxiang1， LU Sen3

（1. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081，China; 2. TianJin Facility Agriculture Research Institute， Tianjin 301700，China;3. Zhongyuan （Beijing） Green Biotechnology Development Company Limited， Beijing 100012， China）

Abstract：The study was conducted in facility greenhouse in Tianjin， to explore the response of yield， quality and biological characteristics of spring eggplant， as well as soil nutrient content on four fertilization modes and soil conditioner with biological inoculants. The results showed that compared with the control fertilization mode （organic fertilizer 30 000 kg·hm-2， compound fertilizer 750 kg·hm-2， K2SO4 112.5 kg·hm-2）， Xinjiang and Zhongyuan fertilization mode significantly increased the yield of eggplant. On the quality of eggplant， Xinjiang and Zhongyuan fertilization mode significantly increased vitamin C content， decreased nitrate content. In the terms of soil nutrient content， compared with the basic nutrient content of soil before eggplant planting， the Xinjiang and the Zhongyuan model both reduced the pH value and total salt content， and increased the organic matter， available nitrogen， phosphorus and potassium content. Therefore， the application of fertilizer model with soil conditioner on Zhongyuan was the optimal nutrient allocation ratio under the facility greenhouse condition.

Key words： fertilizer; soil conditioner; eggplant; yield and quality; soil nutrient

茄子（Solanum melongena L.）在我國各地普遍種植，是受人民喜愛的果菜類蔬菜之一[1-2]。茄子在生長過程中具有養(yǎng)分需求量大和生長周期長等特點，因此在溫室中栽培茄子，肥料的施用量對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)至關(guān)重要[3-4]。然而，目前傳統(tǒng)的肥料使用普遍存在氮和磷肥施用量多大，鉀肥施用量少，且存在單施化肥和復合肥，缺有機肥投入，養(yǎng)分利用率低等問題[1，4]。同時過量的施用化肥不僅超過了作物生長的需求，降低肥料的利用率，同時還會造成土壤養(yǎng)分的累積，引起農(nóng)產(chǎn)品的安全、以及大氣污染等問題[3-5]。

土壤調(diào)理劑是針對土壤使用過度或者污染導致營養(yǎng)流失而開發(fā)的產(chǎn)品，其施入土壤后可改善土壤的物理、化學和微生物反應(yīng)，提高土壤保肥保水，從而提高了肥料利用率和減少對環(huán)境的污染[6-8]。前人研究表明，施用土壤調(diào)理劑后通過增加土壤中水穩(wěn)性團聚的含量，降低土壤容量，增大土壤總空隙度，改善其通氣透水性，增強微生物的活動，提高土壤酶的活性，最終達到提高土壤農(nóng)學價值的目的，為作物的生長及增產(chǎn)提供了良好的條件[6-8]。生物菌劑是利用微生物的代謝產(chǎn)物，改善作物養(yǎng)分供應(yīng)，增強作物的抗逆性，達到增產(chǎn)和增質(zhì)、減少化肥使用，提高土壤肥力的效果[9-10]。但是在設(shè)施農(nóng)業(yè)中施用土壤調(diào)理劑，以及配合使用生物菌劑對春茬茄子產(chǎn)量和品質(zhì)的研究報道較少，同時添加劑施入土壤后對養(yǎng)分含量的變化，也鮮有報道。

因此，本研究基于茄子的需肥特征進行養(yǎng)分配比，在施用有機肥的基礎(chǔ)上，加入不同用量的土壤調(diào)理劑和生物菌劑。通過溫室試驗，探索了不同肥料模式和土壤添加劑對春茬茄子的產(chǎn)量、品質(zhì)和農(nóng)學性狀，以及土壤養(yǎng)分含量的影響，從而為優(yōu)化施肥技術(shù)和降低肥料施用量提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試茄子品種為布利塔（荷蘭瑞克斯旺公司）。試驗地點位于天津市武清區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新基地日光溫室內(nèi)進行。供試土壤為潮土，質(zhì)地為砂壤土，土壤基本理化性質(zhì)為：pH值8.07，有機質(zhì)45.31 g·kg-1，有效磷32.59 mg·kg-1，速效鉀155.06 mg·kg-1，速效氮132.38 mg·kg-1，全鉀0.39 g·kg-1，全磷0.71 g·kg-1，全氮0.39 g·kg-1。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)4個施肥處理（仲元模式、新降模式、對照模式、優(yōu)化模式），除對照模式肥料配比參照本地生產(chǎn)習慣外，其余模式均將加入不同量的土壤調(diào)理劑（主要是礦物鈣鎂磷肥，其中P2O5的含量為12%）和生物菌劑 （主要是枯草芽孢桿菌和抗病菌），底肥的施肥模式具體見表1，其中新降模式有機肥中秸稈用量較多，考慮秸稈分解過程中的有機成分的作用，所以設(shè)計用量偏高。追肥時，4個施肥處理均沖施75 kg·hm-2復合肥，10 d沖施1次，共3次。座果期使用KH2PO4稀釋1 000倍噴施，15 d 1次，共3次。

茄子種植行距為80 cm，株距為60 cm，定植栽培于2017年3月10日，并于2017年6月20日收獲。試驗采用三次重復，隨機區(qū)組排列，各處理小區(qū)試驗面積均為88.2 m2。

1.3 取樣和分析方法

收獲時測定每小區(qū)的茄子的產(chǎn)量，然后采摘新鮮茄子樣品，帶回實驗室用于測定品質(zhì)，維生素C含量測定采用2， 6-二氯酚靛酚法，硝酸鹽含量測定采用水楊酸比色法，可溶性固形物采用手持糖度計測定[11]。在收獲期調(diào)查測定單果重、果實縱徑和橫徑;植株的株高、莖粗、最大葉長和葉寬、主莖高、始花節(jié)位、葉片數(shù)和葉綠素等農(nóng)學性狀。收獲后的土壤進行理化性狀進行測定，測定pH值、有機質(zhì)和全鹽含量，速效氮磷鉀含量，其中堿解氮用堿解擴散法測定，磷用鉬銻抗比色法測定，鉀用火焰光度計法測定[11-12]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運用Excel 2016 （Microsoft Company， USA）進行平均數(shù)計算，并且利用SAS9.0 （SAS Institute Inc， Cary， NC， USA）軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥模式對茄子果實產(chǎn)量、品質(zhì)和性狀的影響

從表2可以看出，不同施肥模式對春茬設(shè)施茄子果實產(chǎn)量有不同的影響，其中新絳和仲元模式的產(chǎn)量顯著高于優(yōu)化和對照處理，新絳模式的產(chǎn)量最高，達到了80.4 t·hm-2，分別比優(yōu)化和對照處理顯著提高了15.5%和17.0%，優(yōu)化模式和對照兩者之間的產(chǎn)量差異不顯著。不同的施肥模式對茄子的單果重、果實的縱徑和橫徑的影響差異不顯著。與對照相比，新絳和仲元施肥模式茄子維生素C成顯著性增加，其中仲元模式的維生素C含量最高，達到了21.3 mg·kg-1，比對照提高了28.3%，新絳模式次之。從茄子硝酸鹽含量上看，對照的硝酸鹽含量最高，為108.51 mg·kg-1，分別比仲元模式、新絳模式和優(yōu)化模式提升了30.5%、24.2%和24.6%，但是各施肥處理可溶性固形物含量差異不顯著。

2.2 不同施肥模式對茄子農(nóng)學性狀的影響

通過表3可以看出，不同施肥模式下茄子的農(nóng)學性狀有所改變。優(yōu)化模式的株高最矮，為67.34 cm，顯著低于其它施肥處理。在仲元模式下，相比于其它三個施肥模式，其莖粗顯著降低，為12.53 mm;但主莖高度顯著的提高，為18.53 cm;始花節(jié)位也顯著高于對照和優(yōu)化處理。相對于優(yōu)化模式，其最大葉長和葉寬顯著低于其它三個施肥模式，分別為32.22 cm和18.26 cm，比對照處理分別顯著降低了8.2%和19.1%。同時，施肥對茄子的葉片數(shù)和葉綠素含量均沒有顯著的變化。

2.3 不同施肥模式對茄子采收后土壤養(yǎng)分的影響

由表4可以看出，茄子拉秧后與種植前土壤養(yǎng)分含量的變化，均有顯著的差異。在pH值和全鹽指標上，新絳模式、仲元模式和優(yōu)化模式的數(shù)值是降低的，其中新絳模式相比于種植茄子前的土壤本底值達到了顯著的水平，比種植前的pH值和全鹽含量分別降低了4.3%和22.0%。有機質(zhì)含量上，除了對照模式顯著降低，其余三個施肥模式均顯著提高，分別達到了46.85 g·kg-1，42.15 g·kg-1和47.49 g·kg-1。在速效氮、速效磷和速效鉀的含量上，全部的施肥處理的養(yǎng)分含量均顯著高于種植茄子前的土壤本底值，其中新絳和仲元處理的速效磷含量顯著低于對照和優(yōu)化模式，對照和優(yōu)化處理的速效鉀含量顯著低于新絳和仲元施肥模式，4個處理之間的速效氮含量的差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

3.1 施用土壤調(diào)理劑和生物菌劑提高茄子產(chǎn)量和品質(zhì)

本研究結(jié)果表明，在肥料中添加土壤調(diào)理劑和生物菌劑的新絳和仲元模式下種植茄子，與無添加土壤調(diào)理劑和生物菌劑的對照施肥模式相比，其顯著提高了茄子的產(chǎn)量和品質(zhì)，新絳和仲元模式的產(chǎn)量分別達到了80.4 t·hm-2和78.6 t·hm-2，比對照模式的69.6 t·hm-2有顯著的提高，在品質(zhì)上也顯著的提高了維生素C的含量，降低了硝酸鹽含量 （表2）。這個研究結(jié)果與周紅梅[13]和曹世彪等[14]的研究相符，在施肥中添加土壤調(diào)理劑和生物菌劑能顯著增加作物產(chǎn)量和品質(zhì)。主要是由于土壤調(diào)理劑能夠改善土壤的理化性狀，促進作物根系吸收充足的水分和營養(yǎng)，從而提高了植株體內(nèi)物質(zhì)的同化和養(yǎng)分的遷移，同時通過增加葉片中的鈣和鉀等元素的含量，提高作物產(chǎn)量的品質(zhì)[13-15]。由于土壤調(diào)理劑中富含鉀、鈣、鎂以及植物生長發(fā)育必需的中、微量營養(yǎng)元素，能夠調(diào)節(jié)茄子根際土壤的營養(yǎng)狀況，促進茄子植株對中和微量元素的吸收和利用，提高維生素C含量，以及進入韌皮部的糖濃度[16-17]，從而提高了茄子果實的品質(zhì)（表2）。同時，在肥料中添加生物菌劑，它可以通過微生物的生命活動及其代謝的產(chǎn)物，促進作物對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收[9-10]。此外，本試驗在新絳和仲元模式下添加了每公頃225 kg的硫酸鉀，高于對照模式的112.5 kg和優(yōu)化模式的0 kg，當供給適宜的鉀素給作物吸收利用，既能促進硝酸鹽代謝，降低果實的硝酸鹽含量，也能提高植物體內(nèi)可溶性糖和維生素C的含量[18-21]。結(jié)合試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加土壤調(diào)理劑和生物菌劑的新絳和仲元模式下茄子的維生素C顯著高于對照對照和優(yōu)化處理，而硝酸鹽含量顯著的降低（表2）。

3.2 添加土壤調(diào)理劑和生物菌劑改善土壤養(yǎng)分的含量

施用土壤調(diào)理劑和生物菌劑改善土壤理化性質(zhì)，主要是通過其產(chǎn)生淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶和纖維素酶的作用，持續(xù)釋放土壤中被固定的礦質(zhì)養(yǎng)分，分解用于供給作物吸收和利用[22-23]。結(jié)合本研究，添加了土壤調(diào)理劑和生物菌劑的新絳和仲元模式，在茄子拉秧后，其土壤的pH值和全鹽含量顯著的降低，提高有機質(zhì)含量（表4）。主要是由于土壤調(diào)理劑中富量腐殖酸，對土壤中的鹽分離子起吸附緩沖的作用，同時增加鹽基代換容量[23-25]。且通過調(diào)節(jié)pH值的酸堿度影響土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和有效性，及土壤微生物的活性，從而能有效的調(diào)控作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[23-25]。此外，提高土壤有機質(zhì)含量，可提高土壤團聚體及減少土表的水分蒸發(fā)，抑制水鹽向上運行，加速鹽分的淋洗，減緩鹽分的累積，提高作物對有效養(yǎng)分的吸收和利用，及降低土壤的鹽堿化程度[23， 25-26]。因此，在土壤中添加土壤調(diào)理劑和生物菌劑，使作物能充分的利用土壤中的養(yǎng)分，提高養(yǎng)分的利用效率，增加了作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，這對減少化肥的施用，以及提高土壤的質(zhì)量，減少環(huán)境的污染，具有重要的意義。

3.3 結(jié) 論

結(jié)果表明，添加土壤調(diào)理劑和生物菌劑能顯著增加茄子的產(chǎn)量和品質(zhì)，以及改善茄子拉秧后的土壤養(yǎng)分含量，仲元肥料模式（有機肥30 000 kg·hm-2，土壤調(diào)理劑750 kg·hm-2，生物菌劑45 kg·hm-2，硫酸鉀225 kg·hm-2）下種植春季茄子，達到了農(nóng)業(yè)上高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)及減少肥料用量的最優(yōu)效果。

參考文獻：

[1] 湯宏， 張楊珠， 龍懷玉， 等. 不同施肥結(jié)構(gòu)對茄子產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤有效養(yǎng)分動態(tài)變化的影響[J]. 水土保持學報， 2010， 24（6）： 71-75.

[2] 栗方亮， 張青， 王利民， 等. 連續(xù)施用土壤調(diào)理劑對茄子品質(zhì)及土壤性狀的影響[J]. 福建農(nóng)業(yè)學報， 2017， 32（7）： 768-773.

[3] 劉廣富， 李偉， 張亮， 等. 不同植物生長調(diào)節(jié)劑對茄子產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學， 2013， 40（23）： 24-28.

[4] 潘可可， 朱劍橋. 復合肥減量施用對大棚茄子產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學， 2013， 1（5）： 534-535.

[5] 章明奎， 周翠， 方利平. 蔬菜地土壤磷飽和度及其對磷釋放和水質(zhì)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報， 2006， 12（4）： 544-548.

[6] 孫薊鋒， 王旭. 土壤調(diào)理劑的研究和應(yīng)用進展[J]. 中國土壤與肥料， 2013（1）： 1-7.

[7] 李育鵬， 胡海燕， 李兆君， 等. 土壤調(diào)理劑對紅壤pH值及空心菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2014（6）： 21-26.

[8] 胡敏， 向永生， 魯劍巍. 不同調(diào)理劑對酸性土壤降酸效果及大麥幼苗生長的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2017（3）： 118-124.

[9] 侯樂梅， 孟瑞青， 乜蘭春， 等. 不同微生物菌劑對基質(zhì)酶活性和番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學報， 2016， 27（8）： 2520-2526.

[10] 李鳳霞， 趙營. 氮肥減量配施微生物菌劑對灌淤土花椰菜產(chǎn)量及土壤微生物的影響[J]. 水土保持研究， 2017， 24（2）： 94-100.

[11] 趙秀娟， 宋燕燕， 張淑香， 等. 黃瓜適宜的負壓灌溉條件與養(yǎng)分配比研究[J]. 中國土壤與肥料， 2017（4）： 59-65.

[12] GAO X， ZHANG S， ZHAO X， et al. Potassium-induced plant resistance against soybean cyst nematode via root exudation of phenolic acids and plant pathogen-related genes[J]. PloS One， 2018， 13（7）： e0200903.

[13] 周紅梅， 孫薊鋒， 段成鼎， 等. 5種土壤調(diào)理劑對大蒜田土壤理化性質(zhì)和大蒜產(chǎn)量的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2013（3）： 26-30.

[14] 曹世彪， 陳雙臣， 李志娟. 土壤調(diào)理劑對溫室番茄產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學， 2005（3）： 59-60， 63.

[15] 廉曉娟， 路遙， 王艷， 等. 土壤調(diào)理劑對日光溫室土壤理化性質(zhì)和蔬菜產(chǎn)量、 品質(zhì)的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2015（5）： 56-60.

[16] ZHAO X， GAO X， ZHANG S， et al. Improving the growth of rapeseed（Brassiva chinensis L.）and the composition of rhizosphere bacterial communities through negative pressure irrigation[J]. Water Air Soil and Pollution， 2019， 230（1）： 9.

[17] 張燕燕， 唐懋華， 繆其松， 等. 不同施肥處理對秋植茄子生長及產(chǎn)量的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2015（1）： 33-37.

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

[19] 趙秀娟， 宋燕燕， 岳現(xiàn)錄， 等. 負壓灌溉下不同鉀水平對小油菜生長的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學， 2017， 50（4）： 689-697.

[20] GAO X， ZHANG SX， ZHAO XJ， et al. Stable water and fertilizer supply by negative pressure irrigation improve tomato production and soil bacterial communities[J]. SN Applied Sciences， 2019， 1（7）： 718.

[21] 宋燕燕， 趙秀娟， 張淑香， 等. 盆栽條件下不同氮磷鉀養(yǎng)分配比的水溶性肥料對油菜產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分吸收的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2017（1）： 68-72.

[22] 王善仙， 劉宛， 李培軍， 等. 鹽堿土植物改良研究進展[J]. 中國農(nóng)學通報， 2011， 27（24）： 1-7.

[23] 張玉鳳， 林海濤， 王江濤， 等. 鹽堿土壤調(diào)理劑對玉米生長及土壤的改良效果[J]. 中國土壤與肥料， 2017（1）： 134-138.

[24] 唐繼偉， 林治安， 許建新， 等. 有機肥與無機肥在提高土壤肥力中的作用[J]. 中國土壤與肥料， 2006（3）： 44-47.

[25] 梁玉英， 黃益宗， 孟凡喬. 鋁化合物控制土壤磷素流失的機理研究[J]. 環(huán)境化學， 2007， 26（2）： 141-143.

[26] 李月芬， 楊有德， 趙蘭坡， 等. 硫酸鋁改良劑對蘇打鹽堿土磷素吸附特性的影響[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學學報， 2007， 29（4）： 415-420.

收稿日期：2020-11-03

基金項目：天津市農(nóng)委項目 （201504010）

作者簡介：高翔（1983—），男，廣西柳州人，助理研究員，博士，主要從事土壤生態(tài)方面研究。

通訊作者簡介：張淑香（1964—），女，山西壽陽人，研究員，博士，主要從事土壤生態(tài)方面研究。