聚天門冬氨酸和生物復(fù)合肥對(duì)日光溫室番茄品質(zhì)產(chǎn)量及氮肥利用率的影響

丁俊洋 國(guó)艷春 田素波，5* 王冠杰 林俊鳳 王 蕾 國(guó)家進(jìn) 李英杰 辛?xí)苑?王 偉

（1 濰坊科技學(xué)院，山東壽光 262700；2 山東省壽光蔬菜產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，山東壽光 262700；3 壽光市蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，山東壽光 262700；4 山東省蔬菜工程技術(shù)研究中心有限公司，山東濰坊 262700；5 山東省設(shè)施蔬菜技術(shù)創(chuàng)新中心，山東壽光 262700；6 濰坊種子谷科技有限公司，山東濰坊 261111）

近年來(lái)，我國(guó)番茄生產(chǎn)規(guī)模穩(wěn)定，2018 年產(chǎn)量超過(guò)6 000 萬(wàn)t（李君明 等，2021），已經(jīng)成為全球最重要的番茄制品生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)，是繼美國(guó)、歐盟之后的第三大生產(chǎn)地區(qū)和第一大出口國(guó)（王光娟，2021）。生產(chǎn)上為追求番茄產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，過(guò)量施肥現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，尤其過(guò)量施用氮肥，不僅造成設(shè)施番茄種植中氮肥利用率低，而且未被利用的氮肥會(huì)隨著水分滲入土壤深層污染地下水。另外，大量使用化肥也會(huì)造成土壤板結(jié)等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致番茄品質(zhì)下降。生物菌肥能分解土壤中的有機(jī)物，改善土壤環(huán)境，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育。研究表明，生物有機(jī)肥替代或部分替代化肥后，對(duì)作物產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤微生物環(huán)境均有明顯促進(jìn)作用（徐立功等，2006；魏保國(guó)和王明友，2014）。有機(jī)氮與無(wú)機(jī)氮配施比例為3∶2 時(shí)，可明顯提高番茄產(chǎn)量，促進(jìn)土壤氮素礦化，土壤全氮和有機(jī)碳含量也有相應(yīng)提升（趙征宇 等，2013）。番茄采用生物有機(jī)肥培肥，每667 m施2 t 生物有機(jī)肥，不僅可以增產(chǎn)24.75%，還能提高果實(shí)品質(zhì)和VC 含量（閆實(shí) 等，2016）。連續(xù)施用含高效固氮菌的生物有機(jī)肥有助于改善番茄果實(shí)品質(zhì)和培肥地力，還可提高土壤益生菌的優(yōu)勢(shì)度（姜莉莉 等，2020）。

聚天門冬氨酸作為一種肥料增效劑可有效提高氮磷鉀養(yǎng)分的利用率，可以富集N、P、K 及微量元素供給植物，使得植物更有效地利用肥料養(yǎng)分（楊晉輝 等，2018）。有研究表明，減氮10%條件下配施5.0%的聚天門冬氨酸有利于促進(jìn)烤煙氮代謝和對(duì)氮素的吸收利用，減少土壤氮素盈余（楊啟航等，2021）。另外，在化肥用量較低的情況下，施用肥料增效劑可促進(jìn)番茄對(duì)養(yǎng)分的吸收與利用（任毛飛 等，2016）。而聚天門冬氨酸和生物復(fù)合肥共同施用對(duì)作物產(chǎn)量和肥料利用率的影響研究較少。因此，本試驗(yàn)對(duì)日光溫室番茄生產(chǎn)中聚天門冬氨酸和ETS 生物復(fù)合肥的配施效果進(jìn)行了研究，以期為明確番茄生產(chǎn)中的化肥減量和氮素供應(yīng)量提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018 年2 月至2019 年1 月在山東省壽光市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園內(nèi)進(jìn)行，供試番茄品種為凱德8776（由北京源生泰農(nóng)業(yè)科技有限公司提供）。種植方式為一年兩茬，即2 月初至7 月底為早春茬，8 月初至翌年1 月底為秋冬茬。

在壽光市蔬菜小鎮(zhèn)日光溫室內(nèi)進(jìn)行穴盤嫁接育苗。采取大小行起壟定植，大行距80～90 cm、小行距50～70 cm，株距30 cm。小區(qū)面積為30 m，重復(fù)3 次。定植后覆蓋白色地膜。采用結(jié)果枝一邊倒的整枝方式進(jìn)行栽培，每株留5 穗果，目標(biāo)產(chǎn)量為78 000 kg·hm。

聚天門冬氨酸（由中科院微生物研究所、中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院共同研究，青島新納生物技術(shù)有限公司提供成品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%）。生物復(fù)合肥為ETS 專用復(fù)合微生物肥料（N-PO-KO 為8-8-8，有效活菌數(shù)≥0.20 億·g）（由中科院地理科學(xué)與資源研究所、天津生物科技發(fā)展有限公司共同研究，天津生物科技發(fā)展有限公司提供成品）?；史謩e為重過(guò)磷酸鈣（PO含量46%）、硫酸鉀（KO 含量50%）、尿素（N 含量46%）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)5 個(gè)處理（表1）：CK0，不施 肥；CK，按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)生產(chǎn)施用化肥，秋冬茬養(yǎng)分施入量為早春茬的90%；T1，施用化肥，氮素含量為CK 的80%，并添加聚天門冬氨酸1 500 kg·hm；T2，施用ETS 生物復(fù)合肥，氮素來(lái)源于ETS 生物復(fù)合肥，氮素含量為CK 的85%；T3，施用ETS生物復(fù)合肥，氮素含量為T2 的80%，同時(shí)添加聚天門冬氨酸1 500 kg·hm。各處理的磷肥和鉀肥用量相同，分別為PO300 kg·hm和KO 500 kg·hm。磷肥和氮肥全部基施，鉀肥30%基施，70%于結(jié)果期和結(jié)果后期分批追施。

表1 各處理氮素投入量 kg·hm-2

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 品質(zhì)指標(biāo) 于番茄成熟期，各處理隨機(jī)選取小區(qū)中間行的10 株進(jìn)行采樣，測(cè)定番茄果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)?？偹岷坎捎肗aOH 滴定法測(cè)定，VC 含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定。

1.3.2 植株生長(zhǎng)指標(biāo) 拉秧前各處理隨機(jī)選取10株代表性植株，烘干并分別稱量根、莖、所有葉片（包括摘除的葉片）和果實(shí)的干質(zhì)量。

1.3.3 產(chǎn)量指標(biāo) 于番茄成熟期，每個(gè)處理隨機(jī)選取20 株代表性植株，測(cè)定其產(chǎn)量。

1.3.4 全氮含量及氮素吸收量 采用濃硫酸-雙氧水消煮，凱氏定氮儀測(cè)定番茄植株全氮含量。

氮肥農(nóng)學(xué)效率=（施氮處理產(chǎn)量 -不施氮處理產(chǎn)量）/施氮量

氮肥吸收利用率=〔（施氮處理地上部吸氮量-不施氮處理地上部吸氮量）/施氮量〕× 100%

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2010 和SPSS 20.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)日光溫室番茄品質(zhì)的影響

由圖1 可知，在氮素減施的情況下，添加聚天門冬氨酸和施用ETS 生物復(fù)合肥均明顯提高了早春茬和秋冬茬的番茄果實(shí)品質(zhì)，3 個(gè)處理（T1、T2、T3）與常規(guī)化肥處理（CK）相比，果實(shí)可溶性糖含量以及糖酸比顯著提高，總酸含量顯著降低，且早春茬T2、T3 處理的VC 含量顯著提高，分別比CK 增加了28.87%和25.57%。

圖1 不同施肥處理對(duì)日光溫室番茄品質(zhì)的影響

2.2 不同施肥處理對(duì)日光溫室番茄植株干質(zhì)量的影響

由表2 可見，在氮素減施的情況下，施用聚天門冬氨酸和ETS 生物復(fù)合肥均提高了番茄植株干質(zhì)量，早春茬處理效果優(yōu)于秋冬茬。其中，T3 處理效果最好，早春茬植株根、莖、葉干質(zhì)量顯著高于CK0、CK，且分別比T1 處理提高了8.48%、2.76%、0.97%。表明聚天門冬氨酸和ETS 生物復(fù)合肥混施可有效促進(jìn)植株的生長(zhǎng)。

表2 不同施肥處理對(duì)日光溫室番茄植株干質(zhì)量的影響

2.3 不同施肥處理對(duì)日光溫室番茄植株全氮含量及氮吸收量的影響

由表3 可知，在氮素減施的情況下，聚天門冬氨酸和ETS 生物復(fù)合肥混施（T3）提高了早春茬、秋冬茬的果實(shí)全氮含量和植株氮素吸收量，且番茄全株氮素吸收量最高，較T1 處理分別提高了10.84%、3.70%；各器官對(duì)氮素的吸收能力依次為果實(shí)＞葉＞莖＞根。T1 處理與CK 相差不大，表明在減施化肥的前提下，施用聚天門冬氨酸可保證番茄對(duì)養(yǎng)分的吸收。

表3 不同施肥處理對(duì)日光溫室番茄全氮含量及氮素吸收量的影響

2.4 不同施肥處理對(duì)日光溫室番茄氮肥農(nóng)學(xué)效率的影響

由表4 可知，早春茬T2、T3 處理的番茄產(chǎn)量較常規(guī)施肥（CK）分別增加了18.83%、16.47%，秋冬茬較CK 分別增加了6.04%、2.90%，表明ETS生物復(fù)合肥替代化肥可提高番茄產(chǎn)量；早春茬T2 和T3 處理的氮肥吸收利用率分別比CK 高8.11 百分點(diǎn)和13.77 百分點(diǎn)，且T3 處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率和吸收利用率最高，但3 個(gè)化肥減施處理差異均不顯著。

表4 不同施肥處理對(duì)日光溫室番茄產(chǎn)量和氮肥利用率的影響

3 結(jié)論與討論

番茄作為連續(xù)采收的蔬菜作物，需肥量較大（梁靜 等，2015）。在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上基施微生物菌劑，可增強(qiáng)番茄的抗病能力，提高單株結(jié)果數(shù)、單果質(zhì)量和產(chǎn)量，平均每667 m增產(chǎn)7.7%（范秀勤和黃文祥，2017）。微生物菌肥還可以提高番茄植株的株高、莖粗、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬，有效提高番茄的生長(zhǎng)勢(shì)，進(jìn)而提高產(chǎn)量（王書娟 等，2020）。本試驗(yàn)也得到了相似的結(jié)論，施用ETS 生物復(fù)合肥替代化肥處理（T2），早春茬和秋冬茬番茄植株干質(zhì)量均高于常規(guī)化肥處理（CK）；顯著提高了果實(shí)可溶性糖含量和糖酸比，降低了總酸含量；早春茬和秋冬茬番茄產(chǎn)量、氮肥吸收利用率較CK 分別提高了18.83%、6.04%和 8.11、8.83 百分點(diǎn)。

聚天門冬氨酸可提高肥料的氮素利用率。相同施氮情況下，添加聚天門冬氨酸可有效提高作物干物質(zhì)積累、產(chǎn)量、氮肥利用率（唐會(huì)會(huì) 等，2019），顯著降低氮素表觀盈虧量（Hu et al.，2019）。本試驗(yàn)中，施用聚天門冬氨酸+ETS 生物復(fù)合肥處理（T3）的施氮量是T2 處理的80%，但番茄果實(shí)品質(zhì)、產(chǎn)量和植株氮素吸收量等均與T2處理相差不大，且植株氮肥農(nóng)學(xué)效率高于T2 處理；與CK 相比，T3 處理的糖酸比提高38.12%；在減少氮素使用量的情況下，添加聚天門冬氨酸的T1、T3 處理的早春茬和秋冬茬番茄產(chǎn)量均高于常規(guī)化肥處理（CK）。這是因?yàn)榫厶扉T冬氨酸本身具有極強(qiáng)的鰲合、分散、吸附作用，分子中的羥基和羧基能螯合金屬離子，在土壤中可以形成一張細(xì)密的網(wǎng)，把肥料固定在作物根部，緩慢釋放，減少養(yǎng)分流失（董彥旭 等，2016），并促進(jìn)植株對(duì)氮素的吸收利用，而氮素可促進(jìn)植株葉片生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)光合作用，從而提高番茄產(chǎn)量。