沼氣工程是處理畜禽糞污的重要措施,但隨之產(chǎn)生大量的沼液,成為沼氣工程運(yùn)營(yíng)企業(yè)亟需解決的問(wèn)題。沼液是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)液體肥料,具有改良土壤、提升作物品質(zhì)的作用。沼液還田利用可以有效減少作物生產(chǎn)的化肥投入[2],對(duì)于構(gòu)建基于沼氣工程的生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。物料類型、發(fā)酵工藝與處理方式等導(dǎo)致沼液理化性質(zhì)與養(yǎng)分含量差異很大[3-4],因此,沼液還田利用時(shí)需要配施化肥才能滿足作物生長(zhǎng)的養(yǎng)分需求。沼液與化肥適宜的配施比例在 30%~70% 之間[5,過(guò)量施用可能會(huì)引起土壤鹽漬化、重金屬過(guò)量累積和養(yǎng)分利用率低等問(wèn)題[。有報(bào)道指出, 150m3/hm2 沼液配施 50%~75% 的化肥是水稻最佳沼液化肥配施比例;沼液替代 ≥75% 的化肥施用能夠顯著提升蘆筍品質(zhì)[8];青貯玉米施用 225kg/hm2 化肥配施 75t/hm2 的沼液可以獲得最佳產(chǎn)量[9]; 45% 沼液配施 55% 化肥有利于玉米產(chǎn)量提高及其土壤質(zhì)量提升[10]。沼液配施化肥可顯著提高土壤全氮[11]、有機(jī)質(zhì)含量,顯著改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu),是提升作物產(chǎn)量的主要原因[12]。
番茄市場(chǎng)需求量大、效益良好,是我國(guó)種植面積最大的蔬菜作物之一。將沼液用于番茄生產(chǎn),可有效節(jié)約水資源和化肥投入,具有顯著的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。楊贊等[13]、鄭健等[14]指出,施用沼液能促進(jìn)番茄的生長(zhǎng)以及干物質(zhì)、產(chǎn)量和品質(zhì)的形成;王靖荃等[15]報(bào)道,沼液配施化肥使番茄產(chǎn)量提高 55.9%~232 : 8% ,化肥用量減少了18.2%~85.0% 。但因沼液、種植方式的不同,番茄適宜的沼液與化肥配施比例不同。任寒碩等[16]指出,番茄適宜的配施比例為 60% 沼液配施40% 化肥;而徐銘澤等[17]指出, 80% 沼液配施20% 化肥是最佳的配施比例。另外,沼液放置時(shí)間[18]、添加生物炭[19]均會(huì)影響其在番茄上的施用量和應(yīng)用效果。雖然施用沼液會(huì)增加土壤重金屬含量、提高作物的重金屬累積風(fēng)險(xiǎn)[20],但不會(huì)造成番茄果實(shí)重金屬的過(guò)量累積[16]。沼液配施化肥在番茄上的應(yīng)用研究報(bào)道很多,但關(guān)于以沼液為基液配制的肥料(以下簡(jiǎn)稱“沼液配肥\"在番茄上的應(yīng)用研究報(bào)道較少。為了明確沼液配肥在番茄上的應(yīng)用效果,探索沼液配肥的可行性,試驗(yàn)研究了沼液及沼液配肥對(duì)番茄產(chǎn)量與品質(zhì)、土壤養(yǎng)分與細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響,為沼液配肥利用提供技術(shù)指導(dǎo)。
1材料與方法
1. 1 試驗(yàn)材料
供試番茄(Solanum lycopersicum L.)品種為‘普羅旺斯’;供試沼液來(lái)源于山西資環(huán)股份有限公司的沼氣工程,為固液分離后密閉存放3個(gè)月以上的牛糞雞糞混合發(fā)酵的沼液,理化性質(zhì)如表1所示;供試化肥為澳邦農(nóng)豐(江蘇)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)的大量元素水溶肥 (20-20-20+TE) 。
1.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)于2021年9月至2022年4月在東陽(yáng)試驗(yàn)示范基地的日光溫室內(nèi)進(jìn)行,耕層土壤含有機(jī)質(zhì) 20.11g/kg 、全氮 1. 29g/kg 、有效磷 105.77mg/kg 、速效鉀 342.36mg/kg 。
試驗(yàn)選用40d的番茄幼苗,采用起壟溝灌方式種植,如圖1所示,按照 30t/hm2 均勻撒施腐熟有機(jī)肥后旋耕起壟,壟面寬 80cm 、高 15cm ,灌溉溝寬 30cm 、深 10cm ,番茄幼苗定植于灌溉溝兩側(cè),定植密度3萬(wàn)株 hm2 。采用隨機(jī)區(qū)組布置試驗(yàn),小區(qū)面積 18m2(3m×6m) ,每個(gè)處理重復(fù)3次。試驗(yàn)以追施大量元素水溶肥(WSF)為對(duì)照,設(shè)置追施沼液(BS)、沼液配肥1(BSF1)、沼液配肥2(BSF2)等3個(gè)追肥處理。依據(jù)番茄生長(zhǎng)狀況,每 7~10 d隨水追施處理肥料1次,不同處理每次的施氮量均相同。總的肥料施用量如表2所示,其他日常管理措施與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶管理相同,并保持所有處理一致。
BSF1、BSF2的N、 P2O5 、 K2O 含量均為 5g/L ,其中:BSF1配制方法為,在 100L 沼液,依次加入 200g 的 KNO3、960g 的 KH2PO4 和810g的尿素,邊加邊攪拌混勻;BSF2的配制方法為,在 100L 沼液,依次加入 121g 的磷酸脲0 CH7N2O5P , ?98% )、 849g 的三聚磷酸鉀0 ?K5P3O10 . 95% ) 823g 的尿素。
1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法
1.3.1生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定于第1次追肥后(10月24日)開(kāi)始測(cè)定番茄株高(Plantheight)和莖粗(Stemdiameter),然后每 5~10 d測(cè)定1次,每次測(cè)定10株,共測(cè)定6次。
1.3.2果實(shí)品質(zhì)測(cè)定在采收期分3次取樣測(cè)定番茄品質(zhì),每個(gè)小區(qū)每次選取5個(gè)成熟度一致的有代表性的果實(shí)。采用天平稱量單果質(zhì)量(Fruitmass,F(xiàn)M),GY-4型硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度(Fruitfirmness,F(xiàn)F),水楊酸比色法測(cè)定果實(shí)硝酸鹽含量(Nitratecontent,NC),蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量(Totalofsolublesugar,TSS),2,6-二氯靛酚比色法測(cè)定維生素C含量(VitaminCcontent,vC),滴定法測(cè)定有機(jī)酸含量(Organicacid content,OA)[21]。
1.3.3土壤指標(biāo)測(cè)定番茄收獲結(jié)束后,每個(gè)小區(qū)按“五點(diǎn)法”采集 0~20,20~40,40~60cm 的王壤,混勻后帶回實(shí)驗(yàn)室,置于陰涼處自然風(fēng)干,磨碎并過(guò) 1.00mm 和 0.15mm 篩后保存為土壤樣品,用于測(cè)定理化性質(zhì)。采用 1:5 的土水比測(cè)定土壤EC值,半微量凱氏法測(cè)定土壤全氮(To-talnitrogen,TN)含量,Olsen-p法測(cè)定土壤有效磷(Availablephosphorus,AP)含量,火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀(Availablepotassium,AK)含量。采用 1mol/L 的氯化鉀溶液浸提,碳氮分析儀(JenamultiN/C210oS)測(cè)定可溶性有機(jī)碳(Dissolved organic carbon,DOC)和速效氮(Availa-ble nitrogen, AN)[22] 。采用燃燒氧化法測(cè)定土壤總有機(jī)碳(Total organic carbon,TOC)含量[22]。
1.3.4番茄根際土壤微生物測(cè)定番茄采收結(jié)束后,每個(gè)處理選取3株正常生長(zhǎng)番茄,將番茄從土壤中取出,抖落附著的土壤,然后用無(wú)菌刷將根際土壤掃下裝于 50mL 的離心管中,暫存于冰盒中送回實(shí)驗(yàn)室 -80°C 冷凍保存。然后委托派森諾(上海)生物科技有限公司完成 V3~V4 區(qū)細(xì)菌群落檢測(cè),測(cè)定與分析方法如文獻(xiàn)[23]描述。
1.4數(shù)據(jù)處理
番茄生長(zhǎng)速率(Growthvelocity, 末次測(cè)量的株高一首次測(cè)量的株高)/生長(zhǎng)時(shí)間(d)。
番茄果實(shí)的糖酸比(Rateof sugarand acid,SAR)=TSS/OA細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析在基因云平臺(tái)(https://www.genescloud.cn)完成。
采用Excel2010整理數(shù)據(jù),用SPSS25.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用Duncan’s方法進(jìn)行顯著性( 分析,用OriginPro2021b作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 沼液配肥對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響
隨處理時(shí)間延長(zhǎng),WSF、BSF1和BSF2處理的番茄株高逐漸高于BS處理;而不同處理間的莖粗差異不顯著,詳見(jiàn)圖2。在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段,WSF、BS、BSF1和BSF2處理的番茄GV分別為2.07、1.85、2.20和 1.92cm/d . BSF1gt;WSFgt;""3S。可見(jiàn),BS處理的番茄未達(dá)到WSF處理的生長(zhǎng)水平,而B(niǎo)SF1處理對(duì)番茄生長(zhǎng)的促進(jìn)效果則超過(guò)了WSF處理。
2.2沼液配肥對(duì)番茄產(chǎn)量與品質(zhì)的影響
如表3所示,WSF、BS、BSF1、BSF2的番茄產(chǎn)量分別達(dá)到了48.61、39.95、50.40、45.01t/hm2 ;與WSF相比,BSF1的產(chǎn)量提高 3.68% ,而B(niǎo)S和BSF2分別降低了 17.82% 和 7.40% 。番茄FM依次為 BSF1gt;WSFgt;BSF2gt;BS ,與產(chǎn)量表現(xiàn)一致。不同處理對(duì)番茄果實(shí)硬度沒(méi)有顯著性的影響。與WSF相比,BSF1對(duì)NC影響不顯著,而B(niǎo)S、BSF2的NC分別顯著降低了 52.03% 和 49.91% 。與WSF相比,BS、BSF1和BSF2的番茄vC含量分別顯著提高 56.28% 、 40.55% 和15.86% ,TSS分別提高6. 89% 、 28.27% 和19.00% ,而OA分別降低了 20.30% ! 10.53% 和12.53% ,SAR分別顯著提高 3.58%.44.72% 和26.87% ??梢?jiàn),沼液及沼液配肥可以提高番品質(zhì)。
2.3沼液配肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響
2.3.1沼液配肥對(duì)土壤EC值的影響如圖3所示,隨土壤深度的增加,所有處理的土壤EC值逐漸降低。BS、BSF1和BSF2的 0~20cm 和20~40cm 土壤EC值均與WSF處理無(wú)顯著差異。與WSF處理相比,BS和BSF2顯著降低了40~60 cm土壤EC值,分別降低了 26.47% 和23.53% 。與BS相比,BSF1和BSF2均一定程度提高不同深度的土壤EC值。依據(jù) 0~60cm 土壤EC值的平均值來(lái)看,WSF、BSF1和BSF2均為 0.38dS/m ,但顯著高于BS的 0.29dS/m ,說(shuō)明追施化肥和沼液配肥均會(huì)增加土壤鹽分累積。2.3.2沼液配肥對(duì)土壤TOC和DOC的影響如圖4所示,與WSF相比,BS、BSF1和BSF2的0~20 cm土壤TOC含量分別顯著提高11.61%.11.05% 和 8.00% ;所有處理的 20~40 cm和 40~60cm 土壤TOC含量差異不顯著。與WSF相比,BS、BSF1、BSF2顯著提高 0~20 cm和 20~40 cm土壤DOC含量,分別提高9.14%.10.61%.10.36% 和 62.00%.15.27% 712.00% ;所有處理的 40~60cm 土壤DOC含量差異不顯著。說(shuō)明,沼液及沼液配肥有利于提高0~20cm 土壤TOC含量和 0~40cm 土壤DOC含量。
2.3.3沼液配肥對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量的影響如表4所示,在 0~20cm 深度的土壤中,不同處理對(duì)AN、AP含量的影響差異不顯著,但BS的土壤AK含量顯著低于其他3個(gè)處理。在 20~40 cm和 40~60cm 深度的土壤中,與WSF相比,BS、BSF1、BSF2顯著降低了AN含量,對(duì)AK含量影響不顯著。與WSF相比,BS顯著降低了20~40cm 深度土壤的AP含量,達(dá) 55.55% ;而B(niǎo)SF2處理顯著提高 40~60cm 深度土壤的AP含量,達(dá) 79.21% 。
2.4不同處理對(duì)番茄根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及其多樣性的影響
不同處理的番茄根際豐度 3% 的細(xì)菌門類有:變形菌門 26.98%~29 83% 、放線菌門36.10%~40.30% 綠彎菌門 8.10%~10.70% 厚壁菌門 7.90%~10. 93% 、芽單胞菌門 3.41% ~4.57% 、擬桿菌門 3.81%~4.86% 、酸桿菌門2.91%~3. 91% 等7個(gè)門類。與WSF相比,BSF1和BSF2未顯著影響細(xì)菌門的相對(duì)豐度;而B(niǎo)S處理顯著提高變形菌門、綠彎菌門和擬桿菌門的相對(duì)豐度,但顯著降低了放線菌門和厚壁菌門的相對(duì)豐度,具體見(jiàn)(圖5-a)。從屬水平相對(duì)豐度差異來(lái)看(圖5-b),相對(duì)豐度較高的主要有土壤紅色桿形菌屬、馬杜拉放線菌、鏈霉菌屬、類諾卡氏菌屬、A4b屬、亞組6屬、芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、JG30-KF-CM45屬等9個(gè)屬,分別占0.75%~1.97%?0.74%~1.08%×1.09%~ 1.51% 、1. 23%~2 一 31% 、0. 84%~1 : 56% 、1.44%~2.07%.2.39%~4.27%.0.47%~ 1.27% 、1. 60%~1. 91% 。與WSF相比,BS、BSF1和BSF2顯著降低了芽孢桿菌屬、JG30-KF-CM45菌屬、A4b菌屬的相對(duì)豐度,但顯著提高類諾卡氏菌屬、亞組6菌屬的相對(duì)豐度。與WSF相比,BS、BSF1和BSF2提高土壤細(xì)菌群落的Chaol指數(shù)、OTUs和香農(nóng)指數(shù),具體如表5所示。
Fig.5Relative abundance of bacterial phylum and genus in rhizosphere soil
3討論
3.1沼液及沼液配肥對(duì)番茄生長(zhǎng)及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響
沼液配肥利用是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥、提高肥料利用效率的重要技術(shù)措施。試驗(yàn)基于沼液配制了BSF1和BSF2兩種平衡型配方肥,通過(guò)在日光溫室越冬番上的試驗(yàn)可以看出,BSF1和BSF2的番茄GV分別為2.20和 1.92cm/d ,高于BS的1.85cm/d ;而B(niǎo)SF1的GV高于WSF的2.07cm/d ,說(shuō)明BSF1較WSF具有更好地促進(jìn)番茄生長(zhǎng)的效用。這與鄭健等[24]報(bào)道的沼液替代25% 氮肥時(shí)番茄具有最大的GV的試驗(yàn)結(jié)論一致。在所有處理中,BSF1的番茄產(chǎn)量最高為50.40t/hm2 ,BS最低為 ,而B(niǎo)SF2的產(chǎn)量為 45. 01t/hm2 也低于WSF的48.61t/hm2 ,說(shuō)明BSF1具有良好的增產(chǎn)效果,而B(niǎo)S和BSF2的方案沒(méi)有達(dá)到WSF的效用。沼液配施化肥在保證番茄產(chǎn)量的同時(shí),也可以顯著改善番茄品質(zhì)。BS、BSF1和BSF2較WSF處理顯著提高番茄vC和可溶性糖含量,而降低了有機(jī)酸含量,從而顯著改善了番茄品質(zhì),這與王靖荃等[15]、鄭健等[25]、滕云飛等[26]在番茄上的結(jié)論一致。從番茄生長(zhǎng)及產(chǎn)量和品質(zhì)角度看,BSF1是理想的平衡肥配制方案,而B(niǎo)SF2未達(dá)到WSF的生長(zhǎng)和產(chǎn)量水平,主要原因可能在于BSF1和BSF2添加了不同的礦質(zhì)肥料,BSF1添加的KNO3 和 KH2PO4 更利于番茄根際直接截獲吸收,而B(niǎo)SF2添加的磷酸脲和三聚磷酸鉀等需要分解轉(zhuǎn)化后才能被植物吸收利用。
以沼液為溶劑通過(guò)添加礦質(zhì)元素,配制為不同養(yǎng)分含量的沼液肥,有利于實(shí)現(xiàn)沼液精準(zhǔn)配肥利用,因而有助于推進(jìn)沼液在作物追肥上的利用,從而高效推進(jìn)沼液還田利用。試驗(yàn)以番茄氮需求為依據(jù)進(jìn)行追肥利用,未依據(jù)番茄不同生長(zhǎng)階段的磷鉀需求而調(diào)整BSF1和BSF2中的養(yǎng)分比例,這仍需通過(guò)進(jìn)一步的應(yīng)用試驗(yàn)補(bǔ)充完善。另外,為了更好地減少化肥投入和增加沼液占比、提高沼液肥的利用效率,還需充分考慮土壤和植物特征,篩選礦質(zhì)肥料類型,建立最少礦質(zhì)元素投入的沼液肥配制方法,從而提高沼液施用比例和應(yīng)用效果。
3.2沼液及沼液配肥對(duì)土壤養(yǎng)分與細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響
長(zhǎng)期施沼液用可以提高土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量[7]。試驗(yàn)結(jié)果顯示,與 WSF 相比,BSF1 和BSF2對(duì) 0~20cm 土壤的AN、AP和AK含量影響不顯著,但顯著降低了 20~40cm40~60cm 深度的土壤中AN含量。這可能的原因在于WSF、BSF1和BSF2處理中投人的養(yǎng)分均一樣,在 0~20cm 土壤中未造成速效養(yǎng)分的差異積累;但沼液中的氮主要為銨態(tài)氮,易與土壤膠體結(jié)合,向深處土壤遷移量少,因而減少了 20~60cm 土壤AN累積。BS、BSF1和BSF2一定程度提高土壤TOC和DOC含量,但未與WSF產(chǎn)生顯著差異,而劉敏等[10]的試驗(yàn)顯示沼液配施化肥較常規(guī)施肥的土壤有機(jī)碳含量提高 71.6% ,這可能在于沼液累積施用量。雖然有報(bào)道指出沼液施用會(huì)造成土壤鹽分累積[28],但本試驗(yàn)結(jié)果顯示,與WSF相比,BS、BSF1和BSF2并未造成 0~40cm 土壤EC值過(guò)度升高,表明與追施化肥相比,沼液及其配肥并未造成鹽分過(guò)度累積,結(jié)果差異原因可能在于沼液類型和施用量等因素的不同[29-30]。
與WSF相比,BSF1和BSF2未顯著影響細(xì)菌門的相對(duì)豐度;但從屬水平來(lái)看,與WSF相比,BS、BSF1和BSF2顯著降低了芽孢桿菌屬、JG30-KF-CM45菌屬、A4B菌屬的相對(duì)豐度,但顯著提高類諾卡氏菌屬、亞組6菌屬的相對(duì)豐度。與WSF相比,BS、BSF1和BSF2提高土壤細(xì)菌群落的Chao1指數(shù)、OTUs和香農(nóng)指數(shù)。綜合來(lái)看,沼液及沼液配肥有利用平衡土壤細(xì)菌平衡,進(jìn)而增加土壤細(xì)菌群落穩(wěn)定[31]。
4結(jié)論
沼液及沼液配肥有利于改善番茄品質(zhì)和改善番茄根際土壤細(xì)菌群落多樣性,但對(duì)土壤養(yǎng)分含量影響不顯著。礦質(zhì)肥料種類影響沼液配肥在番茄上的應(yīng)用效果,在兩種配肥方案中,BSF1是最優(yōu)的沼液平衡肥配制方案,其可以促進(jìn)番茄生長(zhǎng)、顯著提高番茄產(chǎn)量、改善番茄品質(zhì)。
參考文獻(xiàn) Reference:
[1] INSAM H,GOMEZ-BRANDON M,ASCHER J.Manure-based biogasfermentationresidues-friend orfoeofsoil fer-tility?[J].Soil BiologyandBiochemistry,2015,84(5):1-14.
[2] 陳志龍,陳廣銀,李敬宜.沼液在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2019,47(8):1-6.
[3] 王靜蕾,祝國(guó)強(qiáng),郝藝卓,等.雞糞沼液密閉貯存過(guò)程中理化特性變化研究[J].中國(guó)家禽,2023,45(11):52-59.
[4] 董頤瑋,梁棟,李丹陽(yáng),等.沼液主要養(yǎng)分含量特征分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2021,37(5):1206-1214.
[5] KONGF,LIQ,YANG Z,etal.Does the application of bio-gas slurry reduce soil N2O emissions and increase cropyield?-A systematicreview[J].Journal ofEnuironmentalManagement,2023,342:118339.
[6]COUCH M,AGGA G E,KASUMBA J,et al. Abundancesof tetracycline resistance genes and tetracycline antibioticsduring anaerobic digestion of swine waste[J].Journal ofEnvironmental Quality ,2019,48(1) :171-178.
[7]魏飛,李永杰,孫琪瑋,等.沼液與化肥配施對(duì)水稻生長(zhǎng)及土壤質(zhì)量的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2023,42(8):48-54.
[8]柴彥君,張睿,江建鋒,等.沼液化肥配施對(duì)蘆筍地土壤肥力及蘆筍品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2023,39(5):120-127.
[9]康婉青,徐婭玲,徐曉玲,等.不同沼液施用量對(duì)土壤養(yǎng)分和土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào),2022,44(10):75-83.
[10] 劉敏,紀(jì)立東,王銳,等.沼液配施化肥對(duì)土壤質(zhì)量及作物生長(zhǎng)的影響[J].中國(guó)土壤與肥料,2022(5):68-76.
[11] 宋德剛,閔欣月,杜連鳳,等.沼液農(nóng)用對(duì)土壤氮素形態(tài)影響的整合分析[J].中國(guó)土壤與肥料,2023(4):47-53.
[12]ZHANG H,MA Y,SHAO J,et al. Changes in soil bacteri-al community and functions by substituting_chemical fer-tilizer with biogas slurry in an apple orchard[J].FrontiersinPlant Science,2022,13:1013184.
[13] 楊贊,鄭健,齊興蕡.不同水-沼液一體化間接地下滴灌模式對(duì)番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].節(jié)水灌溉,2022(8):30-37,45.
[14] 鄭健,朱傳遠(yuǎn),齊興贊,等.不同生育階段水/沼液一體化灌溉對(duì)番茄生長(zhǎng)及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2022,41(5) :64-71.
[15] 王靖荃,谷端銀,于曉東,等.沼液部分替代化肥在日光溫室秋番茄上的應(yīng)用效果[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2019,30(1):243-250.
[16] 任寒碩,MUHMMADA,孫吉翠,等.沼液與化肥不同比例配施對(duì)番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].中國(guó)瓜菜,2020,33(9) :34-38.
[17] 徐銘澤,孫麗英,張良,等.沼液與化肥配施對(duì)西紅柿生長(zhǎng)和土壤組分的影響[J].中國(guó)沼氣,2017,35(6):75-82.
[18]JIN Z,SUN R,PING L,et al. Evaluating the key factorsof soil fertility and tomato yield with fresh and aged biogasslurry addition through greenhouse experiment[J]. BiomassConversion and Biorefinery,2023,13(6):5073-5084.
[19] 鄭健,楊少鴻,宿智鵬,等.生物炭配施沼液對(duì)番茄根區(qū)土壤養(yǎng)分環(huán)境的影響及評(píng)價(jià)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2023,41(4):96-105.
[20] 趙奇志,楊志敏,孔凡靖,等.沼液還田對(duì)土壤-作物系統(tǒng)重金屬累積的影響:Meta分析[J].環(huán)境科學(xué),2023,44(7):4091-4099.
[21] 李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2000.
[22] CATER MR,GREGORICHEG.土壤采樣與分析方法[M].李保國(guó),等.譯.北京:電子工業(yè)出版社,2022.
[23] 鐘融,王培如,孫培杰,等.長(zhǎng)年耕作對(duì)北方旱作麥田土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)的影響[J].環(huán)境科學(xué),2023,44(10):5800-5812.
[24] 鄭健,宿智鵬,劉俊彥,等.基于養(yǎng)分平衡原理的溫室番茄沼液替代氮肥適宜模式及評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2024,29(2):77-90.
[25] 鄭健,顏斐,馬彪,等.生育期沼液調(diào)控對(duì)番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤全氮的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2019,38(7) :23-31.
[26] 滕云飛,尚斌,陶秀萍.豬糞沼液對(duì)設(shè)施基質(zhì)栽培番茄的營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2023,56(19):3869-3878.
[27] 劉銀秀,池永清,董越勇,等.不同沼液施用年限土壤養(yǎng)分含量和微生物群落結(jié)構(gòu)差異[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2023,29(3):483-495.
[28]JIN K,RAN Y,ALENGEBAWY A,et al. Agro-environ-mental sustainability of using digestate fertilizer for so-lanaceous and leafy vegetables cultivation:insights on fer-tilizerefficiencyand risk assessment[J].JournalofEnvi-ronmental Management ,2022,320:115895.
[28] 郭全忠,龔曉松,劉化隆.長(zhǎng)期施用沼肥對(duì)設(shè)施菜田土壤養(yǎng)分和鹽分累積量的影響「I].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2020,29(1):
127-134.[30] 郭全忠,葛一洪,龔曉松,等.沼液用量對(duì)設(shè)施土壤養(yǎng)分和鹽分累積與遷移的影響[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2022,68(3):56-61.
[31]王康婷,伍福琳,周忠波,等.高氮負(fù)荷沼液灌溉對(duì)紫色土氮素積累、淋溶和微生物多樣性的影響[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2021,37(11):1487-1496.
Effects of Biogas Slurry Formula Fertilizer on Quality,Yield of Tomato andSoil Environment
ZHANG Jitaol,SHI Xiangyuan2,ZHOU Jing1 ,WANG Baopingl and TANG Yun (1.Shanxi Academyof OrganicDryland Agriculture,Shanxi Agricultural University/Key Laboratory of Sustainable Dryland Agriculture(Co-Construction by Ministry of Agriculture and Rural Afairs and Shanxi Province)/ Shanxi Province Key Laboratory of Sustainable Dryland Agriculture,Taiyuan O3oo31,China; 2.High Latitude Crops Institute,Shanxi Agricultural University,Datong Shanxi O37oo8,China)
AbstractThis study aims to explore the feasibility of biogas slurry formula fertilizer utilization,clarify its effects on tomatoes,and to provide technical guidance for its precise application. The tomato variety‘Provence’was used as the experimental material to investigate the efects of applying water soluble fertilizer (WSF),biogas slurry (BS),biogas slurry fertilizer l (BSFl) and biogas slurry fertilizer 2 (BSF2) on tomato growth,yield and quality,soil nutrients and bacterial community structure of tomato in solar greenhouses. The results showed that (1) BSF1 promoted growth and increased yield. The growth rate (GV) and yield of tomatoes under BSFl were the highest among all treatments at 2.20cm/d and 50.40t/hm2 ,respectively,showing increases of 6.44% and 3.68% compared to WSF (2) Biogas slurry and its fertilizer improved tomato quality. Compared to WSF,the vitamin C(vC) content in tomatoes under BS,BSFl and BSF2 increased by 56.28%,40.55% and 15.86% ,respectively. The total soluble sugar(TSS) content increased by 6.89%,28.27% and 19.00% ,respectively. Organic acid (OA) content decreased by 20. 30% 10.53% and 12.53% ,while the sugar-acid ratio (SAR) increased by 3.58%,44.72% and 26.87% .(3)Biogas slurry and its fertilizer increased total organic carbon (TOC) and dissolved organic carbon (DOC) TOC in the topsoil,and improved soil bacterial community structure. Compared to WSF,TOC content in the 0-20cm soil treated by BS,BSF1 and BSF2 increased significantly by 11.61% 11.05% and 8.00% ,respectively. DOC content increased by 9.14%,10.61% and 10.36% ,respectively. Compared to WSF,BS,BSF1 and BSF2 improved the relative abundance of rhizosphere soil bacteria,and increased the Chaol,OTUs and Shannon indexes of bacterial communities.Biogas slurry and biogas slurry fertilizer could enhance tomato quality,increase TOC and DOC levels in the 0-20cm soil layer,and improve bacterial community diversity in the rhizosphere soil.Specifically,the BSFl biogas slurry fertilizer was found to stimulate tomato growth and boost tomato yield,making it a highly effective balanced fertilizer option.
Key words Biogas slurry;Tomato;Soil nutrient content;Yield and quality
Received 2024-03-25 Returned 2024-07-27
Foundation item The Key Ramp;D Program of Shanxi Province (No.202102140601012); the State Key Laboratory of Organic Dryland Agriculture Project (the Ministry-Province Co-construction),Shanxi Agricultural University(No. 202204001091002-1-1,No. 202001-2); Agricultural Scientific Research and Innovation Project of Shanxi Agricultural University (Shanxi Academy of Agricultural Sciences) (No.YGC2019TD07).
First authorZHANG Jitao,male,associate research fellow. Research area:utilization of agricultural waste resources.E-mail:zhangjitao_xn@126.com
Corresponding authorSHI Xiangyuan,male,research fellw. Research area: utilization of agricultural waste resources. E-mail:sxy75@ yeah. net
(責(zé)任編輯:潘學(xué)燕 Responsibleeditor:PANXueyan)