不同用量有機肥和生物菌肥配施對設施番茄土壤性能和品質(zhì)的影響

摘要：開展不同施用量牛糞、蚯蚓糞、尾菜土壤施肥處理對設施番茄土壤改良試驗，同時探究最優(yōu)施用量有機肥與生物菌肥配施優(yōu)化方案，篩選設施番茄生長效果好的試驗處理。以土壤理化性質(zhì)、土壤酶活性、番茄品質(zhì)為評價指標，進行不同用量有機肥包括和生物菌肥與適量有機肥混合及CK（不施肥）的試驗。結果表明，不同施肥處理對土壤養(yǎng)分含量和果實品質(zhì)均有顯著提升作用。施用有機肥后，番茄品質(zhì)和土壤改良施用量效果最佳的主要集中于中量或高量，其中牛糞中量改良效果最優(yōu)；進一步通過最優(yōu)的篩選牛糞中量與生物菌肥（枯草芽孢桿菌、哈茨木酶菌、解淀粉芽孢桿菌）配施結果表明，哈茨木酶菌消解牛糞的能力最強，顯著增加了土壤養(yǎng)分含量，其中哈茨木酶菌與牛糞（中量）的混合施用增加土壤養(yǎng)分含量并顯著提升設施番茄品質(zhì)。相關性分析表明，不同用量有機肥和生物菌肥配施土壤養(yǎng)分與番茄品質(zhì)存在顯著和極顯著相關。

關鍵詞：番茄；有機肥；生物菌劑；土壤；品質(zhì)

中圖分類號：S641.2文獻標志碼：A文章編號：1673-2871（2025）03-131-07

Effects of different amounts of organic fertilizer and biofungal fertilizer on soil properties and quality of tomato in facility

XU Zehua1，MA Jun1，LI Baiyun1，GUO Xinnian2，XING Rundong2，ZHOU Tao2

（1.Institute of Horticulture，Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Yinchuan 750002，Ningxia，China;2.Institute of Agricultural Resources and Environment，Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Yinchuan 750002，Ningxia，China）

Abstract：A trial was conducted to explore the effects of different application amounts of cow dung，earthworm manure，and taille soil fertilization treatment on soil improvement in facility tomato，Additionally，the optimal application of organic fertilizer and biofungus fertilizer was investigated for the best grown results.Soil physical and chemical properties，soil enzyme activity，and tomato quality were used as evaluation indicators to compare different amounts of organic fertilizer，including a mixture of biofungus fertilizer and appropriate organic fertilizer as well as CK（no fertilizer）.Based on the analysis of soil nutrient characteristics and tomato quality of each treatment fertilizer，the optimal fertilization treatment was selected.The results showed that different fertilization treatments significantly improved soil nutrients and fruit quality.After the application of organic fertilizer，the best effect of tomato quality and soil improvement mainly focused on the medium or high amount，with the best improvement effect of cow dung.Further optimization was carried out by com-bining the optimal amount of cow dung and biofungal fertilizers（Bacillus subtilis，Bacillus hartsimmermontii，Bacillus amyloliquefaciens）.The results showed that Bacillus hartsimmermontii had the strongest ability to dissolve the cow dung，significantly increasing soil nutrients.The combination of Bacterium hartsimmermontii and medium amount cow dung significantly improved soil nutrient and notably enhanced the quality of facility tomato.Correlation analysis indicated that the combination of different amount of organic fertilizers and biofertilizers showed a significant hand high significant cor-relation with soil nutrients and tomato quality.

Keywords：Tomato;Organic fertilizer;Biofungicide;Soil;Quality

番茄是全球人類飲食中僅次于馬鈴薯的第二大蔬菜作物，具有非常高的營養(yǎng)和經(jīng)濟價值，是人們必不可少的食物[1]，也是寶貴的營養(yǎng)來源，例如是人體所需的優(yōu)質(zhì)維生素C的來源[2]。當前蔬菜系統(tǒng)的主要問題是生產(chǎn)力下降、環(huán)境退化和土壤質(zhì)量退化等，因此，施用有機肥是一種可持續(xù)的蔬菜種植策略[3]。

土壤的生物成分對土壤條件變化的反應通常為化學和物理性質(zhì)，土壤酶活性已被用作土壤肥力的指標，因為它們反映了對耕作、土壤特性和土壤改良的影響[4]。然而，與單獨施用有機肥相比，施用有機肥-生物菌肥復合肥似乎會產(chǎn)生更高的酶活性，因此土壤肥力更高，生產(chǎn)力更高[5]。此外，與自然發(fā)酵相比，生物有機肥中加入生物菌劑，以增加肥料中的有益菌，從而提升土壤養(yǎng)分含量，例如土壤中的N、P、K、有機質(zhì)等的含量。在蔬菜集約化種植中，使用微生物菌劑和堆肥形成生物有機肥是一種雙贏的方法，可以提高土壤改良效率、增加產(chǎn)量并減少養(yǎng)分損失[6]。

在設施土壤中用有機肥改良時，會使連作障礙得到緩解。然而，盡管對單獨的不同施肥效果進行了有意義的研究，但目前的配施和長期研究數(shù)據(jù)還不夠[7]。筆者以設施番茄土壤為例，研究了有機肥施用量以及生物菌肥混施對土壤營養(yǎng)、酶活性以及番茄品質(zhì)的影響。同時，為其他領域土壤有機肥效率研究提供重要參考。

1材料與方法

1.1試驗地點及材料

試驗于2022年9月至2023年11月在寧夏回族自治區(qū)吳忠市孫家灘農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)區(qū)內(nèi)玻璃溫室進行，跨度、開間和肩高分別16、8、8 m。試驗選用夏進牧業(yè)有限公司好氧發(fā)酵完成的奶牛糞，符合NY 525－2012《有機肥料》質(zhì)量標準。其基本理化性質(zhì)：有機質(zhì)含量（w，后同）為47.81%，全氮含量為8.33 g·kg-1，全磷含量為5.14 g·kg-1，全鉀含量為20.82 g·kg-1，pH值為7.02，全鹽含量為16.76 g·kg-1；腐熟的尾菜和蚯蚓糞來源于吳忠市綠谷源家庭農(nóng)場，蚯蚓糞基本理化性質(zhì)：有機質(zhì)含量為43%，全氮含量為10.91 g·kg-1，全磷含量為3.75 g·kg-1，全鉀含量為13.54 g·kg-1，pH值為7.96，全鹽含量為3.75 g·kg-1；尾菜基本理化性質(zhì)：有機質(zhì)含量為77.42%，全氮含量為4.03 g·kg-1，全磷含量為3.48 g·kg-1，全鉀含量為6.00 g·kg-1，pH值為7.14；哈茨木霉為濟南魯亞生物科技有限公司生產(chǎn)，有效成分2×（109～1010）個·g-1；解淀粉芽孢桿菌（B.amyloliquefaciens）由寧夏農(nóng)林科學院植物保護研究所提供；枯草芽孢桿菌為濰坊益昊生物技術有限公司生產(chǎn)，有效成分1011個·g-1。

1.2方法

采用小區(qū)試驗方法，每個小區(qū)54m2，每個小區(qū)設置3個施肥處理和不施肥處理（CK），3次重復。土壤處理后定植番茄。撒施腐熟牛糞、腐熟尾菜或蚯蚓糞深度為5～10 cm，各處理施用量見表1；然后通過土壤養(yǎng)分和果實品質(zhì)對單一不同用量有機肥的施用效果進行比較分析，篩選出最佳施肥類型和用量（牛糞中量）并配施枯草芽孢桿菌菌劑、哈茨木酶菌菌劑、有效菌解淀粉芽孢桿菌劑生物肥進一步加強有機肥效果，各處理施用量見表2。生長期溫度維持在22～32℃，相對濕度50%左右。每個處理種植2行，寬窄行種植，壟寬60 cm，壟溝寬20 cm，株距40 cm，行距80 cm，每個小區(qū)定植220株，共13個處理。

許澤華，等：不同用量有機肥和生物菌肥配施對設施番茄土壤性能和品質(zhì)的影響

1.3測定指標

1.3.1土壤養(yǎng)分測定參考李百云等[8-9]方法測定土壤，每個處理在番茄收獲期0～30 cm土壤進行養(yǎng)分測定，土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量采用SmartChem全自動間斷化學分析儀測定，土壤脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測定，土壤磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定，土壤蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定。土壤有機質(zhì)含量用濃硫酸-重鉻酸鉀浴法測定。無機氮含量采用0.0l mol·L-1 CaCl2溶液浸提，用硝酸鹽還原法和靛酚藍比色法，用流動分析儀測定；全氮含量用半微量開氏法測定；有機磷含量用1mol·L-1 NH4OAc溶液浸提，采用火焰光度法測定；pH采用pH計測定；水溶性全鹽總量用殘渣烘干，以質(zhì)量法測定。

1.3.2果實品質(zhì)測定參考劉智斌等[10]的方法測定果實品質(zhì)，每個處理成熟時期分別采摘20枚果實進行營養(yǎng)品質(zhì)的測定，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，采用NaOH滴定法測定可滴定酸含量，采用2，6-二氯靛酚滴定法測定抗壞血酸（ascorbic ac-id，AsA）含量，采用二氯甲烷的正己烷法測定番茄紅素含量，采用BCA法測定可溶性蛋白的含量。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2013軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，采用IBM SPSS Statistics 27對數(shù)據(jù)進行處理及差異顯著性分析。

2結果與分析

2.1有機肥處理對土壤理化指標的影響

如表3所示，不同施肥處理對土壤理化指標均有顯著提升影響。牛糞處理中，相比于CK，提升效果的施用量集中于中量和高量，即有機質(zhì)含量顯著提升153.51%和164.91%、水解氮含量顯著提升192.93%和200.43%、有效磷含量顯著提升123.53%和129.94%、速效鉀含量顯著提升26.99%和27.30%，中量pH顯著降低3.75%；蚯蚓糞處理中，相對于CK，提升效果施用量集中于高量，即pH降低2.40%，顯著提升有機質(zhì)含量40.30%、水解氮含量30.24%、有效磷含量50.84%、速效鉀含量38.54%；尾菜處理中，施用量的影響主要體現(xiàn)在水解氮含量和速效鉀含量指標，其他指標提升效果無顯著差異，即低施用量顯著提升水解氮含量37.62%，高施用量顯著提升速效鉀含量33.90%；綜合來看，相比于CK，牛糞中、高施用量對土壤理化指標提升效果最佳。

2.2有機肥處理對土壤酶活性的影響

如表4所示，不同施肥處理對土壤酶活性均有顯著提升。牛糞處理中，相比于CK，提升效果施用量主要集中于中量，即顯著提升蔗糖酶活性73.17%、脲酶活性提升84.9%、堿性磷酸酶活性提升24.79%；蚯蚓糞處理中，相比與對照，提升效果施用量主要集中于中量，即顯著提升蔗糖酶活性16.28%、脲酶活性42.6%、堿性磷酸酶活性31.15%；尾菜處理中，中量對土壤蔗糖酶活性提升效果顯著，即相比于CK，顯著提升蔗糖酶活性32.56%。綜合來看，相比于對照，牛糞中量施用量的提升效果最佳。

2.3生物菌肥消解混合牛糞（中量）對土壤理化指標的影響

結合上述不同有機肥施用量對土壤改良效果的影響，牛糞中量對土壤養(yǎng)分提升效果最佳，考慮到牛糞在土壤中的轉(zhuǎn)化效果，引入生物菌肥消解牛糞以此提升牛糞有機肥在土壤改良效率。如表5所示，生物菌劑的混合施用對土壤理化性質(zhì)均有顯著提升效果，其中牛糞（中量）+哈茨木酶菌處理對土壤理化指標顯著高于其他兩個處理（除pH外），表明該處理對土壤養(yǎng)分含量提升效果最佳，即相比于CK，有機質(zhì)含量顯著提升101.49%、水解氮含量顯著提升258.79%、有效磷含量顯著提升150.35%、速效鉀含量顯著提升50.29%。

2.4生物菌肥消解混合牛糞（中量）對土壤酶活性的影響

如表6所示，牛糞+哈茨木酶菌處理土壤酶活性顯著高于（牛糞+枯草芽孢桿菌處理的蔗糖酶活性處理除外）CK，分別顯著提升蔗糖酶活性56.09%、脲酶活性提升135.18%、堿性磷酸酶活性41.99%、過氧化氫酶活性13.28%。

2.5施肥對設施番茄品質(zhì)的影響

2.5.1有機肥施用量對設施番茄品質(zhì)的影響如表7所示，尾菜處理中，相比于CK，提升效果施用量主要集中于中量，即顯著提升抗壞血酸含量10.98%、可溶性蛋白含量10.45%，總酸含量顯著降低10.84%；蚯蚓糞處理中，相比于CK，提升效果施用量主要集中于中量，即顯著提升抗壞血酸含量10.92%、總糖含量11.11%、番茄紅素含量16.32%、可溶性蛋白含量36.76%，總酸含量顯著降低15.02%；牛糞處理中，不同施用量對設施番茄品質(zhì)提升效果顯著，主要集中于中、高量，即相比于CK，顯著提升抗壞血酸含量13.71%和15.43%、總糖含量8.22%和9.59%、番茄紅素含量13.78%和18.38%、可溶性蛋白含量42.03%和43.48%，總酸含量則顯著降低9.61%和9.85%。綜合來看，相比于對照，牛糞中、高量施用量提升效果最佳。進一步驗證了上述2.1和2.2的土壤養(yǎng)分結果，即牛糞中量施用量對土壤改良效果最佳，土壤養(yǎng)分含量提升穩(wěn)定。

2.5.2生物菌肥消解混合中量牛糞對設施番茄品質(zhì)的影響如表8所示，生物菌劑與牛糞（中量）的混合施用介導土壤養(yǎng)分顯著提升設施番茄品質(zhì)，提升效果主要為牛糞+哈茨木酶菌處理，即與CK相比，顯著提升了抗壞血酸含量18.13%、總糖含量12.86%、番茄紅素含量28.92%、可溶性蛋白含量65.15%。進一步驗證了上述2.3和2.4結果，即哈茨木酶菌處理對牛糞消解能力較高，對土壤改良效果最佳。

2.6施肥與設施番茄品質(zhì)相關性分析

2.6.1不同有機肥施用量優(yōu)化條件下土壤指標與番茄品質(zhì)的相關性如表9所示，抗壞血酸含量與有機質(zhì)含量、有效磷含量呈極顯著正相關，與水解氮含量、蔗糖酶活性、脲酶活性和過氧化氫酶活性呈顯著正相關；總糖含量與有機質(zhì)含量、有效磷含量和速效鉀含量呈顯著正相關；總酸含量與pH呈顯著正相關，與堿性磷酸酶活性呈極顯著負相關；番茄紅素含量與有機質(zhì)含量呈顯著正相關，與脲酶活性和堿性磷酸酶活性呈極顯著正相關；可溶性蛋白含量與水解氮含量、有效磷含量和蔗糖酶活性呈顯著正相關，與有機質(zhì)含量、脲酶活性和堿性磷酸酶活性呈極顯著正相關。綜上所述，整體來看，有機質(zhì)與番茄綜合品質(zhì)相關性最強。

2.6.2生物菌肥與中量牛糞混施條件下土壤指標與番茄品質(zhì)的相關性如表10所示，抗壞血酸含量與蔗糖酶活性呈顯著正相關；總糖含量與有效磷含量和速效鉀含量呈顯著正相關；總酸含量與脲酶活性呈顯著負相關；番茄紅素含量與有機質(zhì)含量呈顯著正相關；可溶性蛋白含量與有機質(zhì)含量呈顯著正相關。

3討論與結論

番茄果實抗壞血酸、可溶性蛋白、總糖、番茄紅和可滴定酸含量是果實的主要品質(zhì)特征，是其栽培和生產(chǎn)中的重要指標[11]。Mufty等[12]對Albion和Rubyfen品種的草莓施用海藻肥料和腐殖酸，發(fā)現(xiàn)兩種草莓的產(chǎn)量都顯著提高。與僅使用無機肥料的地塊相比，在地塊上施用堆肥顯著增加了草莓葉面積、花數(shù)量、枝條數(shù)量和產(chǎn)量。此外，不同類型的有機肥料能夠促進作物生長和提高作物產(chǎn)量，例如，隨著田間雞糞施用量的增加，蔬菜和玉米植株的生長參數(shù)顯著增加[13]，羊糞有機肥顯著提高玉米產(chǎn)量，稻草和農(nóng)家肥的施用有助于甘薯的生長和根系產(chǎn)量的增加[14]。雞糞處理增加了番茄的可溶性糖含量，改善了番茄收獲時的營養(yǎng)品質(zhì)和風味[15]。同樣，本試驗結果表明，不同的有機肥施用增加了番茄果實中抗壞血酸、可溶性蛋白、總糖和番茄紅素的含量，降低了總酸含量，這可能歸因于營養(yǎng)有效性和植物對根際養(yǎng)分的吸收能力的提高。從數(shù)值上看，牛糞施用的土壤養(yǎng)分含量較高，這歸因于牛糞有機肥中豐富的氮（N）、磷（P）、鉀（K）含量，進一步驗證了上述研究結果。

本試驗解決的主要問題是不同類型有機肥結合施用量調(diào)整以及與生物菌肥的配施是否通過改變土壤性質(zhì)和土壤酶活性來影響番茄生長品質(zhì)。有人認為使用有機肥料（如有機廢物和堆肥）不僅可以增加SOM含量、土壤養(yǎng)分的可用性和土壤結構的穩(wěn)定性，還有助于維持土壤pH值的穩(wěn)定性[16]。從果實品質(zhì)來看，施用有機肥可以提高番茄品質(zhì)，因為適當增施有機肥，可以與有機質(zhì)產(chǎn)生更好的協(xié)作效應，增加土壤有機碳和養(yǎng)分含量、微生物數(shù)量以及提高酶活性，促進植株生長和品質(zhì)提升[17]。本研究結果表明，不同有機改良劑均會對土壤有改良影響，同時合適的有機肥施用量更能顯著提升土壤養(yǎng)分含量，從而促進番茄生長，這驗證了以上觀點。進一步研究表明，在適量的有機肥基礎上與生物菌劑配施效果更佳?？偟膩碚f，中量有機肥更易促進土壤中養(yǎng)分的累積，少量施用對土壤養(yǎng)分含量提升不足，過量施用則會超出作物吸收閾值而導致土壤養(yǎng)分的富集減少，同時伴隨著單獨施用有機肥的自然發(fā)酵模式導致生物利用率較低[18]。試驗結果表明，過量牛糞、蚯蚓糞和尾菜處理對土壤養(yǎng)分和酶的富集及遷移起到了抑制作用，中量牛糞配施生菌肥（哈茨木酶菌）促進有機肥的消解，進一步提升土壤養(yǎng)分含量和有效土壤營養(yǎng)遷移效率。綜上所述，適當?shù)挠袡C肥和生物菌肥配施能夠使土壤中養(yǎng)分的生物有效性顯著提升并大幅增強土壤中營養(yǎng)和酶的穩(wěn)定性，從而提升番茄果實品質(zhì)。

綜上所述，在寧夏引黃灌區(qū)土壤比較貧瘠的環(huán)境下，牛糞結合哈茨木酶菌效果最好，顯著促進了番茄生長，提高了土壤養(yǎng)分含量和酶活性；在適量有機肥還田中，土壤速效養(yǎng)分增加，土壤酶活性增強。因此，合理施用有機肥和生物菌肥配施可以成為保持土壤健康、提高作物品質(zhì)的有效手段。

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