不同功能肥料對基質(zhì)栽培櫻桃番茄的品質(zhì)產(chǎn)量及基質(zhì)環(huán)境的影響

譚洪吉，高艷明，李建設，魏文璐

（寧夏大學農(nóng)學院，銀川 750021）

功能肥料是一類新型的肥料，與傳統(tǒng)肥料配合施用，可以節(jié)省肥料的用量，減少施肥次數(shù)，節(jié)省勞動力，同時，也能減少養(yǎng)分損失，提高肥料利用率，降低對環(huán)境的污染，對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。功能肥料意在強調(diào)肥料的功能，為農(nóng)作物提供營養(yǎng)、改善農(nóng)作物品質(zhì)、培肥地力[1]、改善土壤性質(zhì)[2]等。

氨基酸肥料作為一種功能肥料，具有清潔無污染、改善生態(tài)環(huán)境、提高植株抗逆能力的特點[3]。有研究表明，氨基酸肥料可直接被植物根系吸收利用[4-5]，促進植物生長，提高作物產(chǎn)量，并改善作物品質(zhì)[6]。黃腐酸是腐殖酸的一種[7]，是土壤有機質(zhì)的重要組成部分，通過促進土壤的保水與持水能力，影響土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，同時，釋放土壤中的營養(yǎng)元素，促進作物對氮素的積累和利用，提高作物的產(chǎn)量與品質(zhì)以及經(jīng)濟效益[8]。海藻素是在海藻中提取的天然肥料，含有作物生長發(fā)育過程中所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，如氮、磷、鉀、有機質(zhì)、海藻酸等，且易于被植物迅速吸收。海藻素作為一類生物刺激素，既可對作物單獨施用，也可與肥料配施，不僅可以調(diào)理土壤[9]，提高養(yǎng)分利用效率[10]，還有一定的抑菌防病效果[11]，對作物的生長發(fā)育具有促進作用。張健等[12]研究認為，氨基酸可促進櫻桃番茄生長，提高其產(chǎn)量和氮素利用率。張麗麗等[13]研究認為，黃腐酸有利于提高番茄磷素利用率，促進番茄生長，提高其產(chǎn)量和品質(zhì)。楊萍等[14]研究認為，海藻肥既可提高番茄產(chǎn)量與品質(zhì)，也可增加番茄葉片中葉綠素的含量?；谇叭说难芯砍晒?，為進一步明確在基質(zhì)栽培櫻桃番茄生產(chǎn)過程中混施功能肥料的最佳組合，本試驗選取3 種功能肥料，結(jié)合營養(yǎng)液共設置7 種組合方式，探究不同功能肥料對基質(zhì)栽培櫻桃番茄的品質(zhì)、產(chǎn)量及基質(zhì)環(huán)境的影響，篩選出最適合的功能肥料用于櫻桃番茄的生產(chǎn)，提高其種植效益。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2020年7月—2021年1月在寧夏園藝產(chǎn)業(yè)園科研開發(fā)區(qū)11號日光溫室中進行，采用基質(zhì)栽培，供試溫室長度80 m、跨度7 m。地理坐標為38°35′N，103°19′E，屬于溫帶大陸性氣候區(qū)，年降水量少，蒸發(fā)量大。

1.2 試驗設計

試驗所用營養(yǎng)液為寧夏大學專用營養(yǎng)液，其配方如表1所示，栽培基質(zhì)為商品基質(zhì)，供試櫻桃番茄品種為‘香妃9 號’。試驗共設置7 個處理，分別為在營養(yǎng)液中添加氨基酸（T1）、黃腐酸鉀（T2）、海藻素（T3）3 種功能肥料，以及3 種功能肥料的混合物[氨基酸+黃腐酸鉀（T4）、氨基酸+海藻素（T5）、黃腐酸鉀+海藻素（T6）]，以不添加功能肥料為對照（CK），如表2所示。小區(qū)面積8.4 m2（1.4 m×6.0 m），每個處理重復3次，共21個小區(qū)。每小區(qū)布置6個泡沫栽培箱（長100 cm、寬50 cm、深30 cm），共種植櫻桃番茄24株，株距24 cm，行距140 cm，三稈整枝，定植株數(shù)為1 906株/667 m2，于全生育期每日上午9：00滴灌，苗期為400 mL/（株·d），開花期為700 mL/（株·d），結(jié)果盛期為900 mL/（株·d）。

表1 營養(yǎng)液配方Table 1 Nutrient solution formula

表2 不同試驗處理方案及肥料來源Table 2 Different experimental treatment schemes and fertilizer sources

1.3 測定指標及方法

1.3.1 葉片光合指標的測定

在晴天上午10：00 左右，采用LI-6800 光合儀（美國LI-COR公司）對盛果期葉片進行蒸騰速率、凈光合速率、胞間二氧化碳（CO2）濃度、氣孔導度測定。

1.3.2 基質(zhì)相關(guān)酶活性的測定

參照關(guān)松蔭[15]的方法，基質(zhì)中脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測定，堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定，蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定。

1.3.3 基質(zhì)微生物數(shù)量的測定

參照李阜棣等[16]的方法，細菌、真菌及放線菌數(shù)量采用稀釋平板法測定，其中，細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)，真菌采用馬丁-孟加拉紅培養(yǎng)基培養(yǎng)，放線菌采用改良的高氏1號培養(yǎng)基培養(yǎng)。

1.3.4 果實品質(zhì)指標的測定

在盛果期，每個處理隨機摘取第2 穗果10 個，參照高俊鳳[17]的方法，果實可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，維生素C含量采用鉬藍比色法測定，硝酸鹽含量采用水楊酸比色法測定，有機酸含量采用氫氧化鈉滴定法測定，可溶性固形物含量采用數(shù)顯糖度計測定。以可溶性糖含量與有機酸含量的比值表示糖酸比。

1.3.5 產(chǎn)量的測定

以小區(qū)為單位，測定第1—5穗果櫻桃番茄產(chǎn)量，統(tǒng)計果數(shù)，測單果質(zhì)量，并將小區(qū)產(chǎn)量折合成667 m2產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

利用Excel 2010、Origin 2019進行數(shù)據(jù)處理、圖表繪制，采用SPSS 20.0 中的最小顯著差數(shù)法進行統(tǒng)計分析，以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對櫻桃番茄葉片光合能力的影響

由表3 可知：各處理的蒸騰速率和氣孔導度無顯著差異；T3處理的凈光合速率顯著高于其他處理，相對于對照，增長幅度達39.97%；T1、T3、T4處理的胞間CO2濃度顯著高于T5、T6處理，與對照無顯著差異。綜上所述，T3處理相對于其他處理可顯著提高凈光合速率，對胞間CO2濃度也有一定的提升效果，說明T3處理可以促進櫻桃番茄的光合能力。

表3 不同處理對櫻桃番茄葉片光合能力的影響Table 3 Effects of different treatments on photosynthetic capacities of cherry tomato leaves

2.2 不同處理對基質(zhì)中酶活性的影響

如表4 所示：各處理的脲酶活性均顯著高于CK，其中T5處理的脲酶活性顯著高于其他處理，說明T5處理可顯著提高基質(zhì)中脲酶的活性；T4、T6處理與CK 相比可顯著提高基質(zhì)中堿性磷酸酶活性，T2、T3、T5處理與T4、T6處理無顯著差異；T4處理的蔗糖酶活性顯著高于CK、T2、T3處理，T1、T5、T6處理與T4處理無顯著差異，均可提高基質(zhì)中蔗糖酶活性；T5處理的過氧化氫酶活性顯著高于CK、T1、T3處理，T2、T4、T6處理與T5處理無顯著差異。綜上可知：與對照相比，T4處理可顯著提高基質(zhì)中堿性磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性；T5處理可顯著提高脲酶、堿性磷酸酶和過氧化氫酶活性，而蔗糖酶活性與T4處理無顯著差異；T6處理對堿性磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性有促進作用，T5處理的脲酶活性顯著高于T4、T6處理。綜合可知，T5處理對基質(zhì)中酶活性變化影響最顯著，T4、T6次之。

表4 不同處理對基質(zhì)中酶活性的影響Table 4 Effects of different treatments on enzymatic activities in the substrate mg/(g·h)

2.3 不同處理對基質(zhì)中微生物數(shù)量的影響

如圖1 所示：不同處理間微生物數(shù)量總體表現(xiàn)為細菌＞放線菌＞真菌，且變化顯著。各處理的細菌數(shù)量表現(xiàn)為T4＞T6＞T5=T2＞T3=T1＞CK，T4、T6、T5和T2處理的細菌數(shù)量明顯高于CK、T1和T3處理；不同處理間真菌的數(shù)量表現(xiàn)為T4＞T5＞T6＞T3＞T1＞T2＞CK，T4處理的真菌數(shù)量達11×105CFU/g，比對照提高450%；不同處理間放線菌數(shù)量表現(xiàn)為T5＞T4＞T6＞T2＞T3＞T1＞CK，T5、T4處理的放線菌數(shù)量明顯高于其他處理，相對于對照分別提高了109.61%、83.12%。綜上所述，T4和T5處理可以促進基質(zhì)中微生物的繁殖，提高微生物的數(shù)量。

圖1 不同處理對基質(zhì)微生物數(shù)量的影響Fig.1 Effects of different treatments on microbial quantities in the substrate

2.4 不同處理對果實品質(zhì)的影響

由表5 可知：T3、T4、T5、T6處理的維生素C 含量顯著高于CK處理，其中T4、T5處理的維生素C含量最高；T3、T4、T5、T6處理的可溶性糖含量顯著高于其他處理，與對照相比，分別提高了16.72%、21.74%、15.44%、20.09%；T5、T6處理的可溶性固形物含量顯著高于其他處理；T3、T4、T6處理的糖酸比高于其他處理，但與T5處理無顯著差異；各處理的硝酸鹽含量均沒有顯著差異。綜上所述，T4、T5處理的維生素C含量均高于其他幾個處理，T4處理的糖酸比、可溶性糖含量高于T5處理，但差異不大，而T5處理的可溶性固形物含量顯著高于T4處理。所以，相對于其他處理，T5處理更有利于提高櫻桃番茄的品質(zhì)與風味。

表5 不同處理對果實品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different treatments on fruit quality

2.5 不同處理對櫻桃番茄產(chǎn)量的影響

由表6可知：T1、T2、T3、T4、T5處理的產(chǎn)量顯著高于CK 處理，分別提高了20.64%、21.86%、22.32%、20.16%、12.84%；T1處理的單果質(zhì)量最大，除T2外，與其他各處理相比均無顯著差異。

表6 不同處理對櫻桃番茄產(chǎn)量的影響Table 6 Effects of different treatments on yields of cherry tomatoes

2.6 基質(zhì)中微生物數(shù)量、酶活性與果實品質(zhì)產(chǎn)量間相關(guān)性分析

如圖2 所示：基質(zhì)中細菌數(shù)量與脲酶活性呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與堿性磷酸酶、過氧化氫酶活性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；放線菌數(shù)量與脲酶、堿性磷酸酶和過氧化氫酶活性呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。果實中可溶性固形物含量與基質(zhì)中堿性磷酸酶活性、真菌數(shù)量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與放線菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；硝酸鹽含量與堿性磷酸酶活性、細菌數(shù)量呈顯著負相關(guān)（P＜0.05）；可溶性糖含量與放線菌、真菌數(shù)量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與堿性磷酸酶活性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；維生素C含量與脲酶、堿性磷酸酶、過氧化氫酶活性以及細菌數(shù)量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與真菌、放線菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）?？梢?，基質(zhì)中微生物數(shù)量與酶活性的關(guān)系密不可分，而微生物數(shù)量與酶活性又對果實品質(zhì)有著重要影響。

圖2 基質(zhì)中微生物數(shù)量、酶活性與果實品質(zhì)產(chǎn)量間相關(guān)性分析Fig.2 Correlation analysis of microbial quantities,enzymatic activities in the substrate and fruit quality and yields

2.7 主成分隸屬函數(shù)分析

由表7 可知，綜合光合能力、品質(zhì)產(chǎn)量、基質(zhì)微生物數(shù)量和基質(zhì)酶活性等評價指標，T5處理表現(xiàn)最好，其次是T4處理。

表7 相關(guān)指標的主成分值、隸屬函數(shù)值、綜合評價值及綜合排名Table 7 Principal component values,membership function values,comprehensive evaluation values and comprehensive ranking of relevant indexes

3 討論

3.1 不同功能肥料對櫻桃番茄光合效率的影響

光合效率通常以凈光合速率、胞間CO2濃度、蒸騰速率和氣孔導度等指標來反映[18]，其大小與類囊體反應相關(guān)，光合效率越高，植株進行碳同化時活躍的化學能越多。WANG 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，海藻肥可提高海棠的光合速率和光合色素含量，促進植株生長。崔?；ǖ萚20]研究認為，噴施海藻肥可提高冬小麥的蒸騰速率和光合速率，促進冬小麥生長和干物質(zhì)積累，提高其產(chǎn)量。本研究發(fā)現(xiàn)，在營養(yǎng)液中單獨添加海藻素（T3）可明顯提高櫻桃番茄凈光合速率和胞間CO2濃度，與對照相比，增幅分別為39.97%、6.61%，說明海藻素可以提高櫻桃番茄的光合能力。本研究中單獨施用氨基酸（T1）和黃腐酸鉀（T2）的處理在氣孔導度、蒸騰速率上與對照無差異，但分別對胞間CO2濃度和凈光合速率有一定的影響，說明氨基酸和黃腐酸鉀在一定程度上也可以提高櫻桃番茄的光合能力。而試驗中不同功能肥料組合的混合施用均未能提高櫻桃番茄的光合能力，甚至略有下降，可能是2種功能肥料之間產(chǎn)生了拮抗作用，因而降低了其光合能力。

3.2 不同功能肥料對基質(zhì)中微生物數(shù)量及酶活性的影響

土壤微生物和酶參與有機質(zhì)分解、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)等多種生化過程，是評價土壤肥力及其環(huán)境質(zhì)量的重要生物學指標[21]。微生物數(shù)量越多，土壤生物活性越強[22]。脲酶是一種酰胺酶，其作用極為專性，它僅能水解尿素，形成的最終產(chǎn)物是氨、二氧化碳和水，其活性可以用來表示土壤的氮素狀況[23]；磷酸酶可以將土壤中的有機磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的形式，磷酸酶活性是評價土壤磷素轉(zhuǎn)化方向與強度的指標[15]；蔗糖酶可水解土壤中的蔗糖，將其轉(zhuǎn)化為利于植物吸收的形式，有助于植物的生長發(fā)育，其活性可用來表征土壤的肥力情況[24]；過氧化氫酶能促進生物呼吸過程中產(chǎn)生的過氧化氫分解為水和氧，從而降低過氧化氫對生物和土壤的毒害作用[25]。本研究發(fā)現(xiàn)，與對照相比，在營養(yǎng)液中混合添加氨基酸與黃腐酸鉀、氨基酸與海藻素處理均可顯著增加基質(zhì)中細菌、真菌及放線菌的數(shù)量，即對基質(zhì)中微生物數(shù)量的增加具有促進作用，而且可顯著提高基質(zhì)中脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶、過氧化氫酶活性以及肥料的利用率，從而促進櫻桃番茄的生長發(fā)育，提高果實品質(zhì)?；|(zhì)中微生物數(shù)量與各種酶活性呈顯著正相關(guān)，可能是由于氨基酸、黃腐酸鉀、海藻素可以促進基質(zhì)中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，活化基質(zhì)中大量及微量元素，增加基質(zhì)中養(yǎng)分的含量，促進微生物的繁殖發(fā)育，改善基質(zhì)的微生態(tài)環(huán)境，進而提高了基質(zhì)的酶活性。

3.3 不同功能肥料對櫻桃番茄果實品質(zhì)產(chǎn)量的影響

品質(zhì)反映了蔬果的優(yōu)質(zhì)程度，維生素C、可溶性糖、有機酸、硝酸鹽含量與果實的口感和營養(yǎng)價值有著直接的關(guān)系[26]。通常，果實內(nèi)糖、維生素C含量越高，硝酸鹽含量越低，可在一定程度上表明果實擁有高品質(zhì)。謝荔等[27]研究發(fā)現(xiàn)，用氨基酸肥料處理葡萄后，果皮花青苷以及果實可溶性糖、可溶性固形物含量等均顯著提高；張永霞等[28]研究表明，黃腐酸鉀肥料可以明顯促進植物的生長，改善作物的品質(zhì)；周英等[29]研究認為，噴施海藻葉面肥可明顯提高菠菜和不結(jié)球白菜的可溶性糖、維生素C 含量。本試驗中2種肥料混合施用與單獨施用對櫻桃番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量表現(xiàn)出較大的差異，總體上以混合施用氨基酸+海藻素（T5）處理最好，相比于對照，可顯著提高櫻桃番茄的維生素C、可溶性糖和可溶性固形物含量，每667 m2產(chǎn)量增長幅度可達12.84%?？赡茉蛉缦拢汉Ｔ逅啬芗訌娒笇μ欠?、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪及各種維生素的合成運轉(zhuǎn)，刺激多糖酶的活性，使多糖轉(zhuǎn)化為可溶性單糖，從而提高果實甜度，改善作物品質(zhì)；而氨基酸肥料可以促進植物根系對硝酸根離子的吸收與同化，進而促進植株體內(nèi)氨基酸和蛋白質(zhì)的合成，最終提高果實品質(zhì)[30]。綜上所述，氨基酸與海藻素肥料混合施用對櫻桃番茄品質(zhì)與產(chǎn)量的提升效果更好，且2種肥料施用量少，成本低，簡單易操作，可有效提高櫻桃番茄種植的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)論

本研究表明：海藻素（T3）處理可以顯著提高櫻桃番茄葉片的光合能力，促進植株的生長發(fā)育，提高果實產(chǎn)量；氨基酸+黃腐酸鉀（T4）、氨基酸+海藻素（T5）處理可以提高基質(zhì)中微生物的數(shù)量，與對照相比差異顯著，且兩者均可以顯著提升基質(zhì)中脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶、過氧化氫酶活性，有效提高基質(zhì)環(huán)境質(zhì)量，促進植株的生長發(fā)育，提高果實品質(zhì)；根據(jù)主成分隸屬函數(shù)分析的綜合排序可知，混合施用氨基酸+海藻素處理表現(xiàn)最好。綜上所述，在營養(yǎng)液中混合添加50 mg/L氨基酸+5 mg/L海藻素可有效改善基質(zhì)環(huán)境，提高果實品質(zhì)和產(chǎn)量，因此，推薦使用此配方來提高基質(zhì)栽培櫻桃番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量，改善其基質(zhì)環(huán)境。