化肥減量配施畜禽糞肥和秸稈還田對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

秦曉霞

（張掖市甘州區(qū)小滿(mǎn)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心，甘肅 張掖 734000）

甘肅省張掖市海拔1 420～1 600 m的區(qū)域是溫室蔬菜種植的最佳生態(tài)區(qū)。2020-2022年建立了溫室蔬菜種植基地4 600 hm2，年生產(chǎn)各類(lèi)蔬菜3.31×105t，產(chǎn)值達(dá)4.49億元，溫室蔬菜產(chǎn)業(yè)在推行產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)、調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)業(yè)科技含量、增加農(nóng)民收入方面起到了積極的作用。經(jīng)社會(huì)實(shí)踐調(diào)查，大部分種植戶(hù)習(xí)慣直接把固體化肥撒入菜地后澆水沖施，結(jié)果造成肥料分布不勻，肥料濃度過(guò)高的地方容易出現(xiàn)肥害，過(guò)低的地方不能滿(mǎn)足作物生長(zhǎng)需要，造成了一定的肥料浪費(fèi)。菜農(nóng)種植的番茄、西葫蘆、黃瓜、茄子、辣椒、芹菜等化肥純氮、磷、鉀平均投入總量為2.05 t/hm2，而有機(jī)肥純氮、磷、鉀投入總量為0.45 t/hm2，純氮、磷、鉀投入量化肥與有機(jī)肥比例為1∶0.22。蔬菜產(chǎn)量的提高主要依賴(lài)化肥的施用，長(zhǎng)期超量施用化肥導(dǎo)致設(shè)施土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低，土壤板結(jié)，土壤養(yǎng)分比例失衡，硝酸鹽含量超標(biāo)，蔬菜品質(zhì)下降。經(jīng)檢測(cè)，農(nóng)戶(hù)種植的葉菜類(lèi)蔬菜硝酸鹽平均含量為3 200 mg/kg，根莖類(lèi)蔬菜硝酸鹽平均含量為1 400 mg/kg，瓜類(lèi)、果類(lèi)平均含量為680 mg/kg，蔥蒜類(lèi)平均含量為450 mg/kg。因此，研究畜禽糞肥和秸稈替代部分化肥對(duì)番茄品質(zhì)的影響是本研究的目的所在。

經(jīng)調(diào)查，截至2022年張掖市農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源總量為1.98×107t，其中畜禽糞污資源總量為1.56×107t，農(nóng)作物秸稈資源總量為3.20×106t，蔬菜尾菜資源總量為9.00×105t，糠醛渣、食用菌渣等各種廢渣資源總量為1.45×105t，用作飼料、燃料、沼氣、直接還田等減量系數(shù)按0.45折算，還有1.09×107t的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源沒(méi)有得到綜合利用，對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良的影響。據(jù)檢測(cè)，這些農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源含有機(jī)質(zhì)25.10%～54.30%、全氮0.31%～0.63%、全磷0.15%～0.20%、全鉀0.24%～0.45%，而重金屬離子Hg、Cd、Cr、Pb含量均小于國(guó)家規(guī)定（GB 8172-1987）的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源標(biāo)準(zhǔn)[1-3]。為了加快農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源資源化利用進(jìn)程，保障蔬菜綠色安全生產(chǎn)，筆者進(jìn)行了雞糞、豬糞、羊糞等畜禽糞肥和玉米、油菜、蠶豆等秸稈還田部分替代化肥對(duì)番茄經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020-2022年連續(xù)3年在甘肅省張掖市甘州區(qū)小滿(mǎn)鎮(zhèn)五星橋村連續(xù)8年種植蔬菜的節(jié)能日光溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)地塊海拔1 510 m （ 100°21′45″E，39°01′13″N），年降水量116 mm，年蒸發(fā)量1 950 mm，年平均氣溫7.5 ℃，日照時(shí)數(shù)3 400 h，無(wú)霜期160 d。土壤類(lèi)型是暗灌漠土[4]，試驗(yàn)地種植前采集土樣進(jìn)行分析，耕層0～20 cm土層容重、總孔隙度和團(tuán)聚體分別為1.28 g/cm3、51.70%和30.81%，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的含量分別為18.43 g/kg、81.26 mg/kg、16.31 mg/kg、156.13 mg/kg，CEC（陽(yáng)離子交換量）、可溶性鹽含量和pH值分別為16.54 cmol/kg、17.80 mg/kg和7.86。前茬作物是辣椒。

1.2 試驗(yàn)材料

番茄品種為中雜102號(hào)（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所選育）。供試肥料種類(lèi)及性質(zhì)見(jiàn)表1。尿素，由甘肅劉化（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)；磷酸二銨，由石家莊大化肥業(yè)有限公司生產(chǎn)；硫酸鉀，由河北富嘉農(nóng)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)。雞糞、豬糞、羊糞、玉米秸桿、油菜秸桿、蠶豆秸稈均由菜農(nóng)提供。雞糞-蠶豆秸稈組合肥，即發(fā)酵雞糞與粉碎蠶豆秸稈混合物；羊糞-油菜秸稈組合肥，即發(fā)酵羊糞與粉碎油菜秸稈混合物；豬糞-玉米秸稈組合肥，即發(fā)酵豬糞與粉碎玉米秸稈混合物。秸稈發(fā)酵劑，是濰坊益昊生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的微生態(tài)菌種。生物菌肥，為山東大地生物科技有限公司產(chǎn)品。

表1 參試材料的主要成分

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

2020-2022年連續(xù)3年的4月28日，將處理T1、T2、T3、T4的施肥成本均設(shè)計(jì)為9 700元/hm2，以不施肥為對(duì)照（CK），共設(shè)計(jì)5個(gè)處理（表2），采用隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理重復(fù)3次。小區(qū)面積24 m2（長(zhǎng)8.0 m×寬3.0 m），每個(gè)小區(qū)四周筑埂。

表2 試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

定植前在溫室內(nèi)沿南北方向挖土槽（長(zhǎng)、寬、深8.0 m×0.6 m×0.2 m），將處理T1、T2、T3的全部肥料以及處理T4的磷酸二銨、硫酸鉀全部作基肥施入土槽內(nèi)，然后起壟培土，壟高為35 cm，壟距為60 cm，起壟培土后在壟上鋪滴灌帶和地膜。

于2020-2022年每年的5月1日定植，深度、株距和行距為10 cm×30 cm×60 cm，每壟定植2行，每個(gè)小區(qū)定植3壟。處理T4在番茄第1果穗果實(shí)長(zhǎng)至乒乓球大小時(shí)結(jié)合灌水追施尿素0.6 t/hm2，在番茄第2果穗果實(shí)長(zhǎng)至乒乓球大小時(shí)結(jié)合灌水追施尿素1.2 t/hm2。在番茄定植后、開(kāi)花期、第1果穗、第2果穗、第3果穗果實(shí)長(zhǎng)至乒乓球大小和收獲前分別各灌水1次，每個(gè)小區(qū)灌水量相等。

1.3.2 畜禽糞肥秸稈組合肥配制方法

1.3.2.1 發(fā)酵方法 將豬糞、羊糞、雞糞、玉米秸稈、油菜秸稈、蠶豆秸稈自然風(fēng)干，分別粉碎后過(guò)20 mm篩。每噸玉米秸稈、油菜秸稈、蠶豆秸稈加入秸稈發(fā)酵劑4 kg[5-6]，生物菌肥10 kg，再分別加入尿素5.56、4.35、3.74 kg，將C/N調(diào)整到25/1混合均勻，噴自來(lái)水，使水分含量達(dá)到60%～65%[7]（用手握有水分從指縫滴下），全部混合均勻，堆成高2 m的梯形，蓋上廢舊塑料薄膜，在塑料薄膜上開(kāi)直徑3～5 cm的小洞10～15個(gè)，并將其堆在溫室內(nèi)（室溫25～30 ℃），豬糞發(fā)酵45 d，間隔20 d搗翻1次，羊糞發(fā)酵70 d，間隔30 d搗翻1次，雞糞發(fā)酵80 d，間隔40 d搗翻1次，玉米秸稈發(fā)酵210 d，間隔60 d搗翻1次，油菜秸稈發(fā)酵180 d，間隔50 d搗翻1次，將上述發(fā)酵物料放置在陰涼干燥處自然風(fēng)干（含水量小于5%）備用。

1.3.2.2 畜禽糞肥秸稈組合肥制備 將雞糞、羊糞、豬糞分別按風(fēng)干質(zhì)量比7∶3與蠶豆秸稈、油菜秸稈、玉米秸稈混合，即得到雞糞-蠶豆秸稈組合肥、羊糞-油菜秸稈組合肥、豬糞-玉米秸稈組合肥。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

番茄在9月30日左右收獲。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選擇3壟，每壟采集5株，共采集15株，分別測(cè)定單果質(zhì)量、單株果實(shí)質(zhì)量、可溶性糖含量、VC含量、硝酸鹽含量和可滴定酸含量。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)單獨(dú)收獲，將小區(qū)產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。單果質(zhì)量和單株果實(shí)質(zhì)量采用稱(chēng)量法測(cè)定；可溶性糖含量、VC含量、硝酸鹽含量和可滴定酸含量分別采用2,6-二氯靛酚滴定法、蒽酮-硫酸法、紫外分光光度法和堿滴定法測(cè)定[8]。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。結(jié)果數(shù)據(jù)均為連續(xù)3年定點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果平均值。增產(chǎn)值＝增產(chǎn)量×產(chǎn)品市場(chǎng)銷(xiāo)售價(jià)格；施肥成本＝肥料施肥量×肥料市場(chǎng)售價(jià)；施肥利潤(rùn)＝增產(chǎn)值－施肥成本；肥料投資效率＝施肥利潤(rùn)/施肥成本。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同畜禽糞肥和秸稈替代部分化肥對(duì)番茄品質(zhì)的影響

由表3可知，不同處理番茄可溶性糖含量和VC含量排序均表現(xiàn)為：T1＞T3＞T2＞T4＞CK。T1處理可溶性糖含量最高，為18.43%，較T4處理和CK分別極顯著增加27.46%和48.51%，較T3處理和T2處理分別增加1.99%和3.02%，但與2者差異均不顯著。T1處理VC含量最高，為897.5 mg/kg，較T4處理和CK分別極顯著增加23.50%和41.09%，較T3處理和T2處理分別增加2.07%和3.77%，但與2者差異均不顯著。不同處理番茄硝酸鹽含量排序?yàn)椋篢4＞T2＞T3＞T1＞CK，T1處理硝酸鹽含量為930.4 mg/kg，較T3處理降低3.04%，但2者間差異不顯著；T1較T2處理顯著降低5.95%，較T4處理極顯降低15.33%。不同處理番茄可滴定酸含量排序?yàn)椋篢4＞CK＞T2＞T3＞T1，T1處理可滴定酸含量最低，為0.37 g/kg，較T3和T2處理分別顯著降低5.13%和7.50%，較CK和T4處理分別極顯著降低19.57%和24.49%，T2、T3處理也極顯著低于T4和CK。

表3 化肥減量配施畜禽糞肥和秸稈還田對(duì)番茄品質(zhì)的影響

2.2 不同畜禽糞肥和秸稈替代部分化肥對(duì)番茄產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表4可知，不同處理番茄單果質(zhì)量、單株果實(shí)質(zhì)量和產(chǎn)量排序均表現(xiàn)為：T1＞T3＞T2＞T4＞CK。T1處理單果質(zhì)量較T4處理顯著增加6.23%，較CK極顯著增加40.33%，較T3和T2處理分別增加1.76%和2.96%，但與2者差異均不顯著。T1處理單株果實(shí)質(zhì)量較T4、CK分別極顯著增加8.07%和40.32%，較T3和T2處理分別增加1.75%和2.96%，但與2者差異均不顯著。T1處理產(chǎn)量較T4、CK分別極顯著增加8.82%和40.66%，較T3和T2處理分別增加2.06%和3.11%，但與2者差異均不顯著。

表4 化肥減量配施畜禽糞肥和秸稈還田對(duì)番茄產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表4還可以看出，不同處理番茄增產(chǎn)量、增產(chǎn)值、施肥利潤(rùn)和肥料投資效率排序?yàn)椋篢1＞T3＞T2＞T4，T1與T3、T2、T4處理相比較，施肥利潤(rùn)分別增加了0.58×104、0.87×104、2.35×104元/hm2，肥料投資效率分別增加了0.60、0.90、2.42元/元?？梢?jiàn)T1處理比其他處理更有利于提高番茄產(chǎn)量、施肥利潤(rùn)和肥料投資效率。

3 討論與結(jié)論

畜禽糞肥和秸稈還田替代部分化肥提高了番茄可溶性糖含量、VC含量、單果質(zhì)量、單株果實(shí)質(zhì)量和產(chǎn)量，降低了番茄硝酸鹽含量和可滴定酸含量，這種變化規(guī)律與李淑儀等[9]的研究結(jié)果相一致。究其原因是，畜禽糞肥組合肥中的雞糞、羊糞和牛糞含有豐富的有機(jī)質(zhì)及大量元素和微量元素，促進(jìn)了番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，提高了番茄產(chǎn)量且改善了品質(zhì)[10]。本研究結(jié)果表明，不同處理番茄單果質(zhì)量、單株果實(shí)質(zhì)量、產(chǎn)量、可溶性糖含量、VC含量、施肥利潤(rùn)、肥料投資效率排序均表現(xiàn)為：50%化肥＋50%雞糞-蠶豆秸稈組合肥＞50%化肥＋50%豬糞-玉米秸稈組合肥＞50%化肥＋50%羊糞-油菜秸稈組合肥＞100%化肥；硝酸鹽含量和可滴定酸含量排序?yàn)椋?00%化肥＞50%化肥＋50%羊糞-油菜秸稈組合肥＞50%化肥＋50%豬糞-玉米秸稈組合肥＞50%化肥＋50%雞糞蠶豆秸稈組合肥。施用50%化肥＋50%雞糞-蠶豆秸稈組合肥與施用100%化肥比較，番茄單果質(zhì)量顯著增加6.23%，單株果實(shí)質(zhì)量、產(chǎn)量、可溶性糖含量和VC含量分別極顯著增加8.07%、8.82%、27.46%和23.50%，施肥利潤(rùn)和肥料投資效率分別增加2.35×104元/hm2和2.42元/元，硝酸鹽含量和可滴定酸含量分別極顯著降低了15.33%和24.49%。50%化肥＋50%雞糞-蠶豆秸稈組合肥還田，改善了番茄品質(zhì)，提高了經(jīng)濟(jì)效益，為保障蔬菜安全生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供了技術(shù)參考。