不同改良措施對(duì)設(shè)施蔬菜土壤肥力和番茄品質(zhì)的影響

范拴喜，崔佳茜，李 丹，付林濤，赫曉云，聞 杰

不同改良措施對(duì)設(shè)施蔬菜土壤肥力和番茄品質(zhì)的影響

范拴喜1,2，崔佳茜1，李 丹1，付林濤3，赫曉云4，聞 杰5

（1. 寶雞文理學(xué)院地理與環(huán)境學(xué)院，寶雞 721013；2. 陜西省災(zāi)害監(jiān)測(cè)與機(jī)理模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寶雞 721013；3. 寶雞市生態(tài)環(huán)境局鳳縣分局，寶雞 721700；4. 寶雞市環(huán)保宣教信息中心，寶雞 721004；5. 陜西秦西農(nóng)林開發(fā)有限責(zé)任公司，寶雞 721600）

為探明不同改良措施對(duì)設(shè)施蔬菜土壤及番茄果實(shí)品質(zhì)的影響，該研究以陜西省太白縣秦西蔬菜種植示范園大棚為研究試點(diǎn)，選取草木灰、生物炭、EM菌（Effective Microorganisms）3種改良劑，設(shè)置了EM菌（E）、生物炭（S）、生物炭+EM菌（SE）、草木灰（C）、草木灰+生物炭（CS）、草木灰+生物炭+EM菌（CSE）和不施加任何改良劑的空白對(duì)照（CK）7個(gè)處理。結(jié)果表明：各處理均能改善土壤理化性質(zhì)，其中草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理在提高土壤 pH 值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀及速效鉀含量方面效果最顯著，與CK處理相比，分別提高了23.06%、130.94%、44.34%、52.78%、67.72%、126.71%、16.24%、119.48%；與CK處理相比，各種配施改良劑處理的植株全氮含量顯著高于單施改良劑處理，草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理最顯著，提高了25.17%；各處理的植株全磷含量較 CK 處理均顯著增加，草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理效果最明顯，且草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理是CK處理的2.09倍；除EM菌（E）處理外，其他5個(gè)處理均能顯著提高植株全鉀含量，草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理效果最顯著，且草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理是CK處理的1.44倍；但6個(gè)處理均對(duì)植株灰分無顯著影響；與 CK 處理相比，草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理的糖酸比最高，達(dá)69.23%；與CK處理相比，各處理的土壤綜合肥力指數(shù)均顯著提高，而草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理效果最顯著；通過對(duì)各處理的綜合得分均值進(jìn)行比較，草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理得分最高。綜合分析得出，施加草木灰+生物炭+EM菌能有效改善太白縣高山設(shè)施蔬菜種植土壤的酸化、肥力等，提高西紅柿的品質(zhì)。

設(shè)施；農(nóng)業(yè)；土壤；改良；太白縣

0 引 言

設(shè)施農(nóng)業(yè)在國內(nèi)外農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)揮重要作用。陜西省是中國西北地區(qū)主要的設(shè)施蔬菜基地之一，設(shè)施面積約占西北地區(qū)的15%[1]。但高肥的水肥管理模式、連作與重茬等不合理的種植方式，導(dǎo)致部分土壤理化和生物性狀失調(diào)、連作障礙明顯、土傳病蟲害頻發(fā)、蔬菜品質(zhì)與產(chǎn)量逐年下降等一系列問題[2]，嚴(yán)重影響設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)與區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，亟需通過施加不同改良劑來解決設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤問題。

近年來，土壤改良劑及其改良效果一直是農(nóng)業(yè)研究的熱點(diǎn)。如草木灰是一種來源廣泛、成本低廉的傳統(tǒng)農(nóng)家熱性速效鉀肥，含大量的鉀、鈣、磷等營養(yǎng)元素，施入后能調(diào)節(jié)土壤酸堿度、提高土壤肥力和活性、增大土壤顆粒的間隙，同時(shí)草木灰具有消毒和殺菌的作用，防控作物猝倒病、立枯病、灰霉病等病害的發(fā)生[3]。生物炭含碳量約50%，孔隙結(jié)構(gòu)豐富，比較表面積大，理化性質(zhì)穩(wěn)定，施入后能改善土壤理化性質(zhì)、增加土壤透氣性、提升土壤肥力和提高蔬菜產(chǎn)量[4-6]。EM（Effective Microorganisms）菌是由光合菌、放線菌、酵母菌、乳酸菌等80多種有益微生物組成的復(fù)合微生物，能有效的加速土壤中有機(jī)質(zhì)的分解、增加土壤中微生物數(shù)量和活性、防治病蟲害，還可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)等[7-10]。

目前，施用單一土壤改良劑的研究較多，而將不同改良劑混合施用，綜合分析其對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤理化性質(zhì)及西紅柿品質(zhì)的研究鮮有報(bào)道。因此，本文選取陜西省寶雞市太白縣大棚作為研究試點(diǎn)，探究草木灰、生物炭、EM菌3種改良劑單施及配施對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤理化性質(zhì)及西紅柿品質(zhì)的影響，以期篩選出適合太白縣大棚土壤的改良措施，為進(jìn)一步深入研究和解決陜西省太白縣高山設(shè)施蔬菜種植區(qū)域土壤面臨的一系列問題奠定基礎(chǔ)，以期助力太白縣全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)，也為全國設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤問題改良提供思路和借鑒依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究以陜西省寶雞市太白縣秦西示范園蔬菜大棚土壤為試驗(yàn)點(diǎn)，該地位于太白縣中部（33°38′13″～34°09'55″N，107°03'00″～107°46'40″E）。太白縣地形為中間高、南北低，具有大陸性季風(fēng)氣候與高山氣候相間的氣候類型，年平均氣溫7.6 ℃，年降水量700～1 000 mm，土壤以棕壤、潮土、淤土為主。太白縣86%的耕地種植蔬菜，截止2020年全縣蔬菜種植面積約6 666.67 hm2，種植的反季節(jié)高山蔬菜暢銷全國，遠(yuǎn)銷歐洲、北美、東南亞等國際市場(chǎng)。但不合理的耕作及管理模式，導(dǎo)致土壤酸化、板結(jié)、養(yǎng)分不均，蔬菜質(zhì)量和產(chǎn)量降低等一系列問題。

試驗(yàn)地土壤的基礎(chǔ)性質(zhì)為容重1.82g/cm3、孔隙度30.68%、pH值5.49、有機(jī)質(zhì)25.04g/kg，全氮、全磷和全鉀質(zhì)量比分別為2.37、0.79、21.09 g/kg，堿解氮、速效磷和速效鉀質(zhì)量比分別為161.95、120.14、118.60 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2020年在太白縣秦西示范園7# 蔬菜大棚開始實(shí)施。試驗(yàn)設(shè)置EM菌（E）、生物炭（S）、生物炭+EM菌（SE）、草木灰（C）、草木灰+生物炭（CS）、草木灰+生物炭+EM菌（CSE）以及不施加任何改良劑的空白參照（CK）7個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，各區(qū)域面積均為166 m2。其中各處理中改良劑施用量均為：EM菌（水菌比）43.8∶1，生物炭5 310 kg/hm2，草木灰2 660 kg/hm2。種植作物為西紅柿，采用示范園種植的品種“普羅旺斯”。7月15日將草木灰施于包含其處理的土壤表面，人工翻耕深度約為30 cm，8月1日將生物炭和EM菌分別施于包含其處理的土壤表面，人工翻耕深度約為30 cm。8月15日栽種秧苗，株距30 cm，行距40 cm。在西紅柿生長(zhǎng)的整個(gè)周期內(nèi)使用膜下滴灌方式，保持各區(qū)域管理一致。

1.3 樣品采集與分析

本次田間試驗(yàn)從土壤改良前到果實(shí)收獲后共進(jìn)行了2次土壤樣品采集，使用“S”型采樣方法采集，用土鉆采取0～20 cm的土樣作為試驗(yàn)樣品，每個(gè)處理布設(shè)6個(gè)采樣點(diǎn)，共36個(gè)土樣，分別裝入樣品袋中，做好標(biāo)記，帶回試驗(yàn)室，挑出樣品中植物根系與石子雜物等，置于樣品處理室自然風(fēng)干。將風(fēng)干后的樣品研磨、過篩（孔徑1 mm），裝入樣品袋中，用于后續(xù)測(cè)定土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀和速效鉀的含量。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

土壤分析方法[11]：pH值采用電位法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定；全氮含量采用混合加速劑（K2SO4∶CuSO4∶Se=100∶10∶1）和濃硫酸消煮-凱氏定氮法測(cè)定；堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；全磷含量采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法測(cè)定；速效磷含量采用0.5 mol/LNaHCO3法測(cè)定；全鉀含量采用NaOH熔融-火焰光度法測(cè)定；速效鉀含量采用NH4OAc浸提-火焰光度法測(cè)定。

植株分析方法[11]：全氮含量采用H2SO4-H2O2消煮-凱氏定氮儀測(cè)定；全磷含量采用H2SO4-H2O2消煮-鉬銻抗比色法測(cè)定；全鉀含量采用H2SO4-H2O2消煮-火焰光度法測(cè)定。西紅柿果實(shí)：水溶性糖采用酸水解銅還原直接滴定法（HCL轉(zhuǎn)化）測(cè)定；總酸度采用NaOH滴定法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)計(jì)算

土壤綜合肥力指數(shù)（Soil Integrated Fertility Index，IFI）：本研究選用土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀及速效鉀作為分肥力指標(biāo)，計(jì)算分肥力系數(shù)，利用修正的內(nèi)梅羅公式計(jì)算土壤綜合肥力指數(shù)[12]。

1）分肥力指數(shù)IFI的計(jì)算

分肥力指數(shù)IFI的計(jì)算公示如下：

式中IFI為分肥力系數(shù)；為相應(yīng)屬性測(cè)定值；X為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下限；X為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)上限；X為介于分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)上、下限間（表1）。

2）綜合土壤肥力指數(shù)IFI的計(jì)算：

式中IFI平均為土壤各屬性分肥力的均值；IFI最小為土壤各屬性分肥力的最小值；為評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。

表1 土壤各屬性的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值

注：X為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下限，X為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)上限，X為介于分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)上、下限間，主要參考第二次全國土壤普查標(biāo)準(zhǔn)。

Note:Xis the lower limit of the classification standard,Xis the upper limit of the classification standard,Xis between the upper and lower limits of the classification standard, mainly referring to the second National soil census standard.

1.6 試驗(yàn)儀器

主要試驗(yàn)儀器有：電熱鼓風(fēng)干燥箱（101-OA，天津天泰儀器有限公司），臺(tái)式恒溫振蕩器（TH-320，上海精宏試驗(yàn)設(shè)備有限公司），馬弗爐（SX2-10-12RY，上海茸研儀器有限公司），電子天平（BSA224S，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司），精密增力電動(dòng)攪拌器，旋片式真空泵（2XZ-2，北京科偉永興儀器有限公司），原子吸收分光光度計(jì)（AA6800，島津香港有限公司），精密酸度計(jì)（VZ8685BZ，衡欣科技股份有限公司），紫外分光光度計(jì)（UV-2102C，尤尼柯上海儀器有限公司），石墨消解儀（SH402，濟(jì)南海能儀器股份有限公司），數(shù)顯恒溫油浴鍋（HH-S，江蘇科析儀器有限公司），凱氏定氮儀（K9860，濟(jì)南海能儀器股份有限公司），便攜式酸度計(jì)（PHB-5，杭州雷磁分析儀器廠）。

1.7 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用Origin 2018 繪圖，利用SPSS 25.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析及主成分分析，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤pH值、全氮、全磷、全鉀的影響

土壤酸堿性是土壤肥力及作物生長(zhǎng)狀況的重要參考指標(biāo)。酸性土壤易滋生真菌，增加蔬菜根際病害，尤其是十字花科蔬菜的根腫病以及根線蟲病、茄果類蔬菜的青枯病與黃萎病。由表2可知，與CK處理相比，各處理土壤pH值均顯著升高，增幅0.58～1.28，表明各處理在一定程度上改善了土壤酸化問題， CSE措施對(duì)pH影響最大，提高了23.06%。這主要是草木灰、生物炭和EM菌共同作用的結(jié)果。草木灰中含有大量的碳酸鹽，其與土壤中水分發(fā)生水解反應(yīng)可以有效的改善土壤酸化問題[13]；生物炭表面具有酚基、羧基和羥基，它們與土壤溶液中的H+離子結(jié)合，降低土壤溶液中的H+濃度，提高土壤pH值[14]；而EM菌中多種微生物代謝產(chǎn)生了大量氨基酸，其陰陽電解質(zhì)具有酸堿緩沖作用，提高了土壤pH值[15]。

表2 不同處理對(duì)土壤pH、全氮、全磷、全鉀的影響

注：不施加任何改良劑的空白參照（CK）、EM菌（E）、生物炭（S）、生物炭+EM菌（SE）、草木灰（C）、草木灰+生物炭（CS）、草木灰+生物炭+EM菌（CSE）。同一列不同字母表示差異顯著（<0.05）。下同。

Note: Blank reference (CK), Effective Microorganisms bacteria (E), biochar (S), biochar +EM bacteria (SE), plant ash (C), plant ash + biochar (CS), plant ash + biochar +EM bacteria (CSE) without any modifier. Values followed by different letters within the same column are significantly different at the 0.05 probability level. The same below.

土壤全氮是影響作物葉片中葉綠素的重要組成成分；土壤全磷是植物細(xì)胞核中蛋白質(zhì)的重要組成成分；土壤全鉀促進(jìn)作物碳水化合物的合成運(yùn)轉(zhuǎn)，增強(qiáng)葉片的光合作用，提高抗病、抗旱和抗寒能力。與CK處理相比，CS、CSE 處理均能顯著提高土壤含氮量，分別增加了41.63%、44.34%，CSE處理增加最高，是CK處理的1.44倍；與CK處理相比，各處理的土壤全磷含量提高了38.58%～69.29%，CS處理增加最大；SE、C、CS、CSE 處理的土壤全鉀含量較CK處理顯著增加，CSE 處理增加最大，增加了16.24%。主要是因?yàn)樯锾勘砻婕安菽净抑芯袎A性基團(tuán)，能夠中和土壤酸度；通常隨著土壤pH的改善，土壤氮、磷、鉀含量也會(huì)隨之提升，邱海燕[16]的研究研究也證實(shí)了這一點(diǎn)；此外，EM菌中含有大量的有益微生物，將土壤中的有機(jī)物等分解轉(zhuǎn)化成作物生長(zhǎng)所需的氨基酸和碳水化合物（糖類）等，能有效的增加土壤中的氮含量[17]；而且土壤中施入EM菌，可以改善土壤微生物環(huán)境，促進(jìn)植物根系分泌物的合成，具有固定氮、磷、鉀等元素的作用[18]。

2.2 不同處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的影響

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中有機(jī)化合物的組成，也是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)，不僅為作物提供了生長(zhǎng)所需的營養(yǎng)元素，同時(shí)促進(jìn)作物養(yǎng)分的有效吸收和利用[19]。由表3可知，與CK處理相比，各處理均顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，且CSE處理提升幅度最大，提升了130.94%。主要是草木灰可提供鉀、磷、鈣及部分微量元素；生物炭可以有效促進(jìn)土壤中養(yǎng)分的積累，增強(qiáng)自身對(duì)有機(jī)質(zhì)的吸附能力，增加土壤對(duì)有機(jī)質(zhì)的儲(chǔ)量；EM菌為土壤微生物提供良好的環(huán)境，一定程度上促進(jìn)土壤養(yǎng)分的分解和肥力的提升。

表3 不同處理對(duì)堿解氮、速效磷、速效鉀的影響

堿解氮、速效磷及速效鉀是反映近期土壤養(yǎng)分供給能力大小的重要指標(biāo)，是指可以被植物直接迅速利用，或經(jīng)過簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化后可直接利用的那部分氮、磷、鉀元素。

S、SE、C、CS、CSE處理的土壤堿解氮含量較CK處理差異顯著，且CSE處理提升幅度最大，提高了52.78%；與CK處理比較，各處理土壤速效磷含量均顯著增加，增幅 16.97%～126.71%，CSE處理效果最好，是CK處理的2.27倍；而各處理的土壤速效鉀含量較CK處理均有顯著差異，CSE處理增加最大，提高了119.48%，是CK處理的2.19倍。這主要是由于草木灰中含有大量的氮、鉀、鈣、鎂及多種速效養(yǎng)分；生物炭可以改善土壤團(tuán)聚體及穩(wěn)定性，有利于水分的滲透、微生物的活動(dòng)，促進(jìn)土壤養(yǎng)分的吸收和轉(zhuǎn)換[20]；施用EM菌，增加土壤中微生物的數(shù)量，促進(jìn)微生物的活動(dòng)，加速土壤養(yǎng)分的分解與轉(zhuǎn)換，提高土壤的養(yǎng)分含量[21]；有研究表明生物炭可以作為EM菌的載體，可以有效的吸附EM菌[22]。因此將草木灰、生物炭與EM菌三者合理配施，在一定程度上提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的含量，從而使土壤肥力增加，促進(jìn)作物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收和利用。

2.3 不同處理對(duì)植株全氮、全磷、全鉀、灰分的影響

植株中氮、磷、鉀及灰分的含量可以判斷土壤養(yǎng)分的供應(yīng)狀況、作物的營養(yǎng)水平、施肥效應(yīng)及肥料利用率。

表4 不同處理對(duì)植株全氮、全磷、全鉀、灰分的影響

由表4可知，S、SE、CS、CSE處理的植株全氮含量較CK處理差異顯著，SE、CS、CSE處理分別增加了8.61%、21.85%、25.17%，而 S 處理降低了13.25%；與CK處理相比，各處理的植株全磷含量分別提升了72.73%、81.82%、90.91%、54.55%、90.91%、109.09%，CSE提高最大；S、SE、CS、CSE處理的植株全鉀含量較CK處理分別提升了9.57%、36.42%、29.94%、39.81%、43.52%，CSE處理提高最大；各處理的植株灰分含量較 CK處理差異均不顯著。屈忠義等[23]的研究結(jié)果證實(shí)施用生物炭可以促進(jìn)番茄養(yǎng)分的吸收，并提高其產(chǎn)量；邵文奇等[24]的研究證實(shí)施用草木灰可以促進(jìn)植株的生長(zhǎng)及代謝，增強(qiáng)抗病蟲害、自然災(zāi)害的能力；而施用EM菌可以促進(jìn)作物植株的生長(zhǎng)、根系的繁殖，同時(shí)降低植株的發(fā)病率[25]。此外，微生物、有機(jī)及無機(jī)肥料配施有利于土壤氮素供應(yīng)，促進(jìn)植株氮磷鉀的吸收及利用[26-27]。因此，草木灰、生物炭與EM菌合理配施能有效的促進(jìn)植株對(duì)全氮、全磷、全鉀等養(yǎng)分的積累。

2.4 不同處理對(duì)果實(shí)水溶性糖、總酸度的影響

水溶性糖、總酸度及糖酸比是判斷西紅柿品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)，也是判斷西紅柿口味的重要參考指標(biāo)。本研究中各處理對(duì)西紅柿品質(zhì)的影響見表5。

由表5可知，與CK處理相比較，CS、CSE處理的西紅柿水溶性糖顯著增加，分別增加了13.33%、39.73%；SE、CSE處理的西紅柿總酸度顯著低于CK處理，且CSE處理降低最多，降低了17.36%；各處理的西紅柿糖酸比與CK處理相比，CSE處理增加最多，增加了69.23%。這主要是由于：草木灰促進(jìn)西紅柿植株對(duì)鉀肥的吸收和利用，對(duì)西紅柿品質(zhì)也有一定的影響[28]；生物炭的施用可以有效地提高西紅柿的產(chǎn)量及品質(zhì)，且生物炭施用量會(huì)影響西紅柿的生長(zhǎng)[29]；EM菌的施用有效促進(jìn)瓜果的糖分積累，提高其品質(zhì)[30]；草木灰、生物炭及EM菌配合施用對(duì)西紅柿品質(zhì)有協(xié)同作用。

表5 不同處理對(duì)西紅柿品質(zhì)的影響

2.5 不同處理對(duì)土壤肥力綜合指標(biāo)的影響

土壤肥力是反映土壤質(zhì)量的重要參考指標(biāo)，體現(xiàn)土壤物理、化學(xué)、生物等基本性質(zhì)，本研究選取pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀及速效鉀計(jì)算土壤綜合肥力指數(shù)（IFI），反映了不同改良措施對(duì)土壤肥力的影響。

由圖1可知，與CK處理相比，E、S、SE、C、CS、CSE處理的土壤綜合肥力指數(shù)（IFI）顯著增加，分別增加了14.55%、19.90%、23.36%、36.10%、41.08%、47.97%，CSE處理增加最大。研究表明，施用草木灰、生物炭、EM菌，能夠有效提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀及速效鉀的含量，提升土壤綜合肥力[31-33]。由此可見，本研究與以上研究結(jié)論一致，說明本研究結(jié)果準(zhǔn)確、可信。

2.6 各處理基于主成分分析的綜合評(píng)價(jià)

對(duì)改良后的土壤、植株、果實(shí)各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。由圖2可知，與CK處理相比，綜合得分最高的是CSE處理，綜合得分均值為3.77，其次是CS、C處理，而SE、S、E處理綜合得分均值最低。以上表明，CSE處理可以更好地改善土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)微生物對(duì)土壤養(yǎng)分的分解，為作物生長(zhǎng)提供必要的養(yǎng)分，從而提高了西紅柿品質(zhì)。

3 結(jié) 論

1）6種處理均能使酸化土壤的 pH 值提升至中性附近，且草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理提升最顯著，提升了23.06%。與CK處理相比，草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理使得土壤全氮、全鉀、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀含量增加最多，分別增加了44.34%、16.24%、130.94%、52.78%、126.71%、119.48%；草木灰+生物炭（CS）處理使得全磷含量增加最多，增加了69.29%。

2）與CK處理相比，草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理增加植株全氮、全磷、全鉀含量最顯著，分別增加了25.17%、109.09%、43.52%；但6個(gè)處理均對(duì)植株灰分無顯著影響。

3）與CK處理相比，草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理增加西紅柿水溶性糖含量最顯著，增加了39.73%；草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理減少西紅柿總酸度最顯著，減少了17.36%；且草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理的糖酸比增加最大，增加了69.23%。

4）結(jié)合土壤綜合肥力及主成分分析的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，綜合分析可得太白縣示范區(qū)施入草木灰+生物炭+EM菌（CSE）改良劑，對(duì)設(shè)施土壤肥力、植株理化性質(zhì)、西紅柿品質(zhì)效果更好。

本研究沒有分析6個(gè)處理對(duì)西紅柿產(chǎn)量的影響，但為后續(xù)深入研究草木灰+生物炭+EM菌（CSE）處理對(duì)西紅柿產(chǎn)量和土壤微生物等影響奠定了基礎(chǔ)。

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Effects of different improvement measures on soil fertility and the tomato quality of facilities vegetables

Fan Shuanxi1,2, Cui Jiaxi1, Li Dan1, Fu Lintao3, He Xiaoyun4, Wen Jie5

(1.,,721013,; 2.,721013,; 3.,721700,; 4.,721004,; 5..,,721600,)

This study aims to explore the effect of amelioration measures on the facility agriculture soil, as well as the physical and chemical properties of tomatoes grown through facility agriculture. The most suitable amelioration was then screened for the local degraded soils. The study site was also chosen as the greenhouse of Qinxi vegetable planting demonstration garden, Taibai County, Shaanxi Province, China. The soil samples were collected from the greenhouse, where tomato fruits were used as research materials. Three soil ameliorants were selected, including plant ash, biochar, and EM fungi. Seven treatments were then combined, including EM fungi (E), biochar (S), biochar + EM fungi (SE), plant ash (C), plant ash + biochar, plant ash + biochar + EM fungi (CSE), and the control treatment (CK). The results indicated that the seven treatments improved the physical and chemical properties of soil, where the CSE treatment performed the most, compared with the CK. Specifically, the CSE treatment significantly increased the soil pH, organic matter, total nitrogen, alkali nitrogen, total phosphorous, available phosphorous, total potassium, and available potassium by 23.06%, 130.94%, 44.34%, 52.78%, 67.72%, 127.35%, 16.24%, and 119.48%, respectively. In tomato fruits, the combined application of ameliorants was much more significant than the singular in increasing the total nitrogen of the whole plant, where the CSE treatment increased the most by 25.16%, compared with CK. A similar effect was also observed in the total phosphorous of the tomato plant, where the CSE treatment presented 2.09 folds higher than that of CK. In the total potassium of the tomato plant, the rest five ameliorant treatments except for E treatment significantly increased the total potassium, where the CSE treatment presented 1.44 folds higher than that of CK. Additionally, there was only a little effect of ameliorant application on plant ash. However, the sugar/acid ratio of tomato increased significantly, where the CSE treatment increased by 69.3%, compared with the CK. Correspondingly, there was a positive effect of soil ameliorants on soil fertility. The soil integrated fertility index of each treatment showed that the soil ameliorant increased the soil fertility, compared with the CK, where the CSE was observed with the best effect to improve the soil fertility. The highest integrated score in the principal analysis was also achieved in the CSE treatment, compared with the rest treatments. Consequently, the simultaneous application of plant ash, biochar, and EM fungi can be expected to effectively mitigate the soil acidification for better soil fertility and tomato quality of alpine facility agriculture in the study area. The finding can provide a promising way to improve the soil fertility of facility agriculture, thereby optimizing effective measures for the remediation of degraded soil.

facility; agriculture; soil; soil amelioration; taibai county

范拴喜，崔佳茜，李丹，等. 不同改良措施對(duì)設(shè)施蔬菜土壤肥力和番茄品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，37(16)：58-64.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.17.008 http://www.tcsae.org

Fan Shuanxi, Cui Jiaqian, Li Dan, et al. Effects of different improvement measures on soil fertility and the tomato quality of facilities vegetables[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(16): 58-64. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.17.008 http://www.tcsae.org

2021-05-24

2021-07-16

陜西省科技廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2020SF-438）；寶雞文理學(xué)院博士啟動(dòng)資金資助；寶雞文理學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目（YJSCX20ZD04）。

范拴喜，博士，副教授，研究方向?yàn)橥寥牢廴驹u(píng)估與修復(fù)研究。Email：fanshuanxi@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.16.008

S156.2

A

1002-6819(2021)-16-0058-07