土壤改良劑對連作設(shè)施番茄產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

孟 倫，王連祥，邢繼東，油宏康，曹秀芬，李 彥，莊焜揚

（1.山東獅克現(xiàn)代農(nóng)業(yè)投資有限公司，山東 菏澤 274100；2.菏澤市農(nóng)業(yè)科學院，山東 菏澤 274100；3.菏澤市農(nóng)業(yè)局，山東 菏澤 274100；4.菏澤市獅克農(nóng)業(yè)科學與資源環(huán)境研究中心，山東 菏澤 274100；5.山東獅克產(chǎn)業(yè)園博士后流動站（創(chuàng)新實踐基地），山東 菏澤 274100）

伴隨著連續(xù)栽培年數(shù)的增加，番茄植株MDA、POD和SOD含量增加，產(chǎn)量和質(zhì)量下降，土壤中細菌根結(jié)線蟲病等土壤疾病嚴重。基質(zhì)栽培作為一種新的生態(tài)無土栽培技術(shù)，可以有效地改善根區(qū)的微環(huán)境，減少土壤保病、昆蟲病蟲害等連續(xù)栽培障礙，提高番茄產(chǎn)量和品質(zhì)。其他研究表明，移栽、田間還鄉(xiāng)、生物細菌糞便等技術(shù)可以改善連續(xù)種植區(qū)的微生物群落，增加細菌和放線菌的數(shù)量，減少土壤的二次沉淀，增加氮、磷和鉀含量。本文主要研究不同土壤改良對溫室番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，找出連續(xù)栽培不同土壤改良的差異，為解決溫室番茄連續(xù)栽培障礙提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 研究背景

我國的大棚蔬菜種植規(guī)模不斷增加，這解決了我國的蔬菜供應問題，對提高居民的生活水平有很大作用，但是在大規(guī)模的發(fā)展過程中也出現(xiàn)了一些問題，其中比較突出的就是連作問題。在連作的過程中，土壤的理化性質(zhì)、微生物活性都會受到嚴重影響，再加上大多數(shù)的菜農(nóng)文化水平不高，在種植過程中依據(jù)自己的經(jīng)驗，沒有系統(tǒng)的知識作為支撐，導致生長過程中盲目施肥，造成嚴重的土壤鹽漬化，對土壤肥力造成嚴重傷害，因此改善土壤環(huán)境，恢復蔬菜種植的可持續(xù)發(fā)展是一個重要的課題。國家在這方面也進行了深入研究，同時借鑒一些發(fā)達國家的做法，提出多種解決方案，通過實踐應用發(fā)現(xiàn)，土壤改良劑的使用具有良好的效果，使用土壤改良劑能有效改善土壤的理化性質(zhì)、提高土壤有益微生物的含量、對植物生長的抗逆性具有很好的作用。在實際的生產(chǎn)應用中，土壤改良劑的種類較多，目前有很多其他作物種類的研究在使用的過程中要根據(jù)土壤條件、作物種類等各種因素，選擇合適的種類。但是對番茄生長的研究和土壤肥力的影響還沒有系統(tǒng)性實驗，本文通過對不同土壤改良劑對番茄作物土壤肥力的影響進行全面分析。

2 番茄種植技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 土壤鹽漬化

現(xiàn)在的番茄種植多采用大規(guī)模的蔬菜大棚進行種植，這些大棚基本上處于封閉或半封閉的狀態(tài)，因此大棚內(nèi)部經(jīng)常處于高溫、高濕和高蒸發(fā)的狀態(tài)，長期受這種狀態(tài)的影響，導致鹽分通過毛細作用最終大量聚積在土壤的耕作部位。同時，由于棚膜的存在，大棚內(nèi)部得不到雨水的沖刷，鹽分不能及時通過雨水排走，這在很大程度上加劇了土壤的鹽漬化。另外，農(nóng)戶在生產(chǎn)中通常要使用大量的化肥，這些化肥遠超番茄的需求量，有時可能會達到4倍左右，導致土壤中各種元素比例嚴重失調(diào)。這些因素導致土壤的鹽漬化程度越來越嚴重。

2.2 種植水平較低

雖然番茄的種植具有多年的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，但是仍然存在很多不合理的地方。很多農(nóng)民的生產(chǎn)依然采用舊的生產(chǎn)模式，思想跟不上，盲目跟風，在種植過程中為了追求更高的產(chǎn)量，其大量使用各種化肥，幾乎不用使用農(nóng)家肥，這造成了極為嚴重的土地鹽漬化。再加上很多種植番茄的人員為農(nóng)村老人，知識陳舊，對新技術(shù)還不能夠很好應用，對出現(xiàn)的一些問題不能很好地解決。整體來說，相關(guān)人員種植水平的專業(yè)知識相對較低，需要進行專業(yè)化的指導。

2.3 病原微生物的影響

土壤中含有數(shù)量眾多的微生物，這些微生物的存在對作物的生長具有重大的影響，當土壤連續(xù)幾年種植同一作物時，會使微生物的種類和數(shù)量嚴重不平衡，會打破原有的平衡狀態(tài)，降低各種微生物之間的拮抗作用。通過分析發(fā)現(xiàn)，在這一過程中，細菌和放線菌的數(shù)量逐步減少，而真菌的數(shù)量明顯增加，這種變化使病原體的活動能力增加，同時也導致一些有害微生物的數(shù)量上升，最終影響作物的生長，一方面體現(xiàn)在病蟲害程度加重，另一方面體現(xiàn)在影響作物根部對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，導致根系腐爛，嚴重時甚至導致植株死亡。另外一個影響因素就是使用大量的化肥農(nóng)藥，對土壤的環(huán)境造成影響，土壤中一些有益的微生物，如固氮菌、根瘤菌的生長受到嚴重的影響，同時也加速了一些病原菌的繁殖，進一步導致土傳病蟲害的發(fā)生。因此，在連種過程中，要定期檢測土壤中微生物的種類和數(shù)量，科學調(diào)整作物品種并合理使用肥料，盡量避免土傳病蟲害的發(fā)生，為作物的健康生長提供良好的環(huán)境。

2.4 營養(yǎng)成分不足

番茄在生長發(fā)育的過程中，不同階段需要的營養(yǎng)成分也不一樣，再加上是大棚種植，不受雨水的沖刷，因此大棚種植番茄對營養(yǎng)成分的要求跟露天種植有很大的不同。通過研究發(fā)現(xiàn)，大棚內(nèi)土壤中全氮的含量是露天環(huán)境中的2倍左右，速效磷呈現(xiàn)8倍左右的差距，但是有效的鉀含量則明顯下降。正是由于各種營養(yǎng)成分的不相同，在進行番茄種植時，要根據(jù)不同時期所需要的營養(yǎng)成分，結(jié)合土壤的營養(yǎng)成分，合理施肥，避免出現(xiàn)有些營養(yǎng)嚴重浪費，而有些營養(yǎng)嚴重不足的問題。

3 材料與方法

3.1 供試材料

試驗所用番茄品種為貝麗，盆栽用盆為菏澤市某蔬菜科技示范園提供，連作土是菏澤市農(nóng)戶大棚所供。土壤主要理化性狀見表1，（單位為每kg的含量）。

表1 土壤主要理化性狀

3.2 試驗設(shè)計

為了排除幾個隨機因素對實驗結(jié)果的影響，設(shè)計了3組并行實驗，分別進行了隨機塊實驗。各處理基施有機肥3 000 kg/hm2，追肥為NPK滴管肥800 kg/hm2，灌水量統(tǒng)一為5 000 m3/hm2。菌動力施用量為300 kg/hm2、400 kg/hm2。菌動力播前作為基肥1次施入。大棚試驗采用水肥一體管理。栽培密度35 000株/hm2。每個小區(qū)5.7 m2，1個處理三次重復，隨機區(qū)組設(shè)計。

3.3 測定項目與方法

待果實成熟后，選取每個處理條件下的小區(qū)20株進行測定，對單果的質(zhì)量、產(chǎn)量、果實大小等物理指標進行測定，同時對VC、有機酸、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)進行定量測定，相互比較；最后，通過石油萃取比色法對番茄的茄紅素含量進行測定。

3.4 數(shù)據(jù)分析處理

采用DPS數(shù)據(jù)處理軟件對所得的各項數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，通過分析研究不同的處理方法對番茄果實的影響。

4 結(jié)果與分析

4.1 土壤改良劑對設(shè)施番茄產(chǎn)量的影響

通過使用土壤改良劑后總體處理能力相對較高，且差異顯著。其中處理5平均單果質(zhì)量最大，為219.76 g；處理5的單株結(jié)果數(shù)為11.85個，比處理6的12.00個/株少；但處理5折合667 m2產(chǎn)量最高，達7 812.47 kg，與對照和處理1～4差異均達顯著水平，比處理6產(chǎn)量高169.67 kg/667 m2。說明本試驗中土壤改良劑均有增產(chǎn)效應，且667 m2施42 kg重茬調(diào)理劑增產(chǎn)效果最佳。

4.2 土壤改良劑對設(shè)施番茄果實營養(yǎng)品質(zhì)的影響

茄果實中的VC、可溶性蛋白、可溶性糖、番茄紅素、有機酸是重要的營養(yǎng)品質(zhì)，反映其營養(yǎng)價值。由表2可以看出，本試驗中2種土壤改良劑均能顯著提高番茄上述的營養(yǎng)品質(zhì)（處理1可溶性糖含量除外），其中處理5營養(yǎng)價值最佳，果實中的VC、可溶性蛋白、可溶性糖、可溶性酸、番茄紅素含量均為最高，分別為63.44 mg/kg、1.55 mg/g、4.21%、0.50%和 0.58 mg/g；與其他處理差異均達到顯著水平。

表2 土壤改良劑對設(shè)備番茄品質(zhì)的影響

4.3 討論

（1）土壤是植物生存的前提，土壤質(zhì)量對蔬菜生長有重要影響。只有土壤條件好，才能保證作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。各種相關(guān)研究表明，隨著單一作物種植年數(shù)的不斷增加，土壤的各種理化性質(zhì)發(fā)生了一些相應的變化，導致番茄根系吸收養(yǎng)分的能力下降。與正常發(fā)育的植物相比，這些變化通常導致番茄高度偏低、莖較細、代謝率較低，最終導致果實產(chǎn)量較低、果實質(zhì)量較低。伴隨著國家對農(nóng)業(yè)問題的不斷關(guān)注和深入研究，一些新技術(shù)被應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，特別是有機肥的使用，緩解了持續(xù)種植帶來的一些問題。該方法已在國內(nèi)外應用。但是，由于地區(qū)差異，有機肥中不同營養(yǎng)成分的含量不同，實際應用效果也不同。其中，蚯蚓糞的使用效果最好，蚯蚓糞中含有的有機肥養(yǎng)分可以大大改善土壤的理化性質(zhì)，同時調(diào)節(jié)各種微生物的種類和數(shù)量具有重要意義。獲得蠕蟲堆肥相對容易，可以降低投入成本，提高番茄產(chǎn)量和品質(zhì)，并在一定程度上保護生態(tài)環(huán)境。因此，使用蠕蟲堆肥具有廣闊的發(fā)展前景。（2）通過相關(guān)實驗研究發(fā)現(xiàn)，土壤肥力受到各種營養(yǎng)物質(zhì)的影響，其中與總氮、可用氮、可用鉀和有機質(zhì)含量存在一定程度的正相關(guān)，表明這些因素是影響土壤肥力的重要指標。在這些影響因素中，有機物起著重要作用。與傳統(tǒng)肥料相比，各種有機肥可以在一定程度上增加土壤中有機質(zhì)的含量。同時，生物控制手段和有機添加物在田間種植前的應用可以大大提高土壤中有機質(zhì)和可用鉀的含量。同時添加植物酶不僅能進一步提高有機質(zhì)和可用鉀的含量，而且能顯著提高土壤中總氮和可用氮的含量。此外，用生物氮處理的土壤肥力遠遠高于只用土壤改良處理的土壤。多項研究表明，利用植物酶具有明顯效果，因為植物酶可以同時提高土壤的總氮含量和土壤中的陽離子交換能力。植物酶的這種作用提高了養(yǎng)分的利用率。植物根系生長發(fā)育與土壤條件有著密切的關(guān)系。通過實驗發(fā)現(xiàn)，根的總長度與土壤中總氮、可用氮、有機物和EC含量呈正相關(guān)，相反，與土壤pH值呈負相關(guān)。采用生物控制菌有效地增加了根的體積和平均直徑，同時使用有機改良劑和植物酶，加上硼鈣噴霧的影響，大大增加了根的長度、表面和體積。由此可見，生物防治菌可在一定程度上促進根系的生長，改善水和營養(yǎng)的吸收。還發(fā)現(xiàn)對平均根直徑的影響不大，這可能是因為植物在生長過程中從深層土壤中吸收水分，主根會向下扎根生長，因此主根的長度會不斷伸長，而直徑幾乎沒有明顯變化。

5 結(jié)束語

連作會阻礙作物的生長發(fā)育，降低產(chǎn)量和品質(zhì)。近年來，糧食作物、果樹、蔬菜、瓜果、花卉等經(jīng)濟作物都不同程度地存在連作障礙問題，一般來說，連作年限越長，連作障礙越嚴重。連作障礙已成為制約設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。其實，蔬菜生產(chǎn)中提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的措施很多，如化學防治、土壤消毒、增施有機肥等。但效果往往有限，如難以實施或帶來諸多負面影響等。研究表明，通過生物手段施用土壤改良劑具有安全、高效、不污染環(huán)境等優(yōu)點，是促進作物生長、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)、克服連作障礙的有效途徑。