蚓糞對(duì)不同連作年限設(shè)施番茄生長(zhǎng)、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

吳盼盼+楊麗娟

摘要：以分別連續(xù)種植0、5、20年的土壤為對(duì)象，分別采取蚓糞修復(fù)（施蚓糞和化肥）、常規(guī)施肥（施雞糞和化肥）、空白對(duì)照（不施任何肥料）3種土壤處理方式，研究其對(duì)盆栽番茄生長(zhǎng)性狀、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，蚓糞可以修復(fù)番茄土壤的連作障礙，促進(jìn)植株生長(zhǎng)和生物量增加；蚓糞修復(fù)連作0、5、20年土壤的番茄產(chǎn)量分別比常規(guī)施肥提高15.63%、16.43%、16.13%，產(chǎn)量增加效應(yīng)顯著（P<0.05）；蚓糞修復(fù)能夠改善番茄的果實(shí)品質(zhì)，果實(shí)維生素C含量、糖酸比顯著提高（P<0.05），硝酸鹽含量、總酸度有明顯降低。

關(guān)鍵詞：蚓糞；連作年限；番茄；生長(zhǎng)；生物量；修復(fù)品質(zhì)；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)： S641.206文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2017）07-0104-03

番茄是我國(guó)設(shè)施栽培的主要蔬菜之一。近年來(lái)，隨著設(shè)施蔬菜的發(fā)展，番茄生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)了周年生產(chǎn)和均衡供應(yīng)。設(shè)施番茄連作種植非常普遍，從而導(dǎo)致番茄連作障礙十分嚴(yán)重，產(chǎn)量及品質(zhì)都大幅下降，嚴(yán)重制約了設(shè)施番茄栽培的可持續(xù)發(fā)展。連作主要改變了土壤性質(zhì)，而土壤性質(zhì)的改變必然會(huì)影響根系的生長(zhǎng)發(fā)育及吸肥、吸水能力，進(jìn)而影響作物的品質(zhì)和產(chǎn)量[1]。長(zhǎng)期以來(lái)，施肥措施是影響土壤質(zhì)量及其可持續(xù)利用的重要因素之一[2-4]，而有機(jī)肥的施用對(duì)改善土壤質(zhì)量效果顯著。

蚓糞是通過(guò)蚯蚓消化有機(jī)廢棄物而產(chǎn)生的均勻顆粒，是一種天然生態(tài)有機(jī)肥，具有良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，疏松適度，通透性好，酸堿度中性，水氣調(diào)和，有較好的保水、保肥性能，且其礦質(zhì)養(yǎng)分豐富，有機(jī)質(zhì)含量多，含多種利于植物生長(zhǎng)的酶、腐殖質(zhì)和植物激素類物質(zhì)[5]。不同溫室和大田試驗(yàn)都證實(shí)，蚓糞可提高不同作物的種子發(fā)芽率，促進(jìn)其生長(zhǎng)[6]，可改善大棚連作黃瓜和番茄的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)[7-8]。有研究表明，使用2.0 kg/m2蚓糞改良劑，土壤pH值、總鹽分含量及養(yǎng)分含量適合草莓生長(zhǎng)的需求，草莓長(zhǎng)勢(shì)好、產(chǎn)量高[9]。Atiyeh等將蚓糞浸提的腐殖酸加入到栽培基質(zhì)中，顯著增加了番茄、黃瓜的株高、葉面積和根干質(zhì)量等指標(biāo)[10]。周東興等研究發(fā)現(xiàn)，蚓糞可有效改善番茄農(nóng)藝性狀，提高其坐果率、維生素C含量、可溶性糖含量等[11]。蚓糞還可以抑制土壤害蟲和土傳病害[12]。蔡燕飛等研究表明，施用生態(tài)有機(jī)肥可顯著降低連作地番茄青枯病的發(fā)生[13]。本試驗(yàn)選用經(jīng)蚯蚓吞食牛糞后產(chǎn)生的蚓糞為供試原料，研究蚓糞與化肥配施對(duì)番茄生長(zhǎng)、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響，為蚓糞在設(shè)施番茄上的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年4—8月在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)科研基地溫室中進(jìn)行，供試土壤采自遼寧省沈陽(yáng)市于洪區(qū)某種植番茄的溫室，該地番茄栽培生產(chǎn)歷史長(zhǎng)，栽培模式和管理措施較為規(guī)范統(tǒng)一。為保證土壤樣品本底值盡量一致，取樣地點(diǎn)選取區(qū)域相對(duì)集中。蚓糞采自沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)蚯蚓飼養(yǎng)基地，以半腐熟牛糞為餌料飼養(yǎng)大平2號(hào)蚯蚓。蚯蚓飼養(yǎng)過(guò)程中，牛糞含水量保持在70%～90%，待牛糞被蚯蚓徹底消化成均一的蚯蚓顆粒糞便時(shí)，將蚯蚓取出，分離得到蚯蚓糞，過(guò)2 mm篩，備用。供試番茄品種為遼園多麗，生育期約為120 d。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用番茄室內(nèi)盆栽方法進(jìn)行試驗(yàn)，盆缽為底部帶孔上、下口直徑分別為32、22 cm，高為28 cm的塑料盆。裝盆供試土壤有3種，分別為連續(xù)種植過(guò)番茄0、5、20年的土壤（表1），風(fēng)干，過(guò)10目篩，每盆稱土16 kg，將稱好的土壤與肥料（表2）混勻裝盆。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)施肥處理，分別為蚓糞修復(fù)（施蚓糞和化肥）、常規(guī)施肥（施雞糞和化肥）、空白對(duì)照（不施任何肥料），共計(jì)9個(gè)處理，編號(hào)分別為EM0、EM5、EM20、CM0、CM5、CM20、CK0、CK5、CK20。每個(gè)處理5盆，共45盆，完全隨機(jī)排列。各處理氮肥、磷肥、鉀肥的用量、種類一致，氮肥為含N 46.4% 的尿素、磷肥為含P2O5 12%的過(guò)磷酸鈣、鉀肥為含K2O 50%的硫酸鉀。總氮（N）、總磷（P2O5）、總鉀（K2O）分別按1 125、525、1 500 kg/hm2折算，蚓糞和雞糞均按 45 000 kg/hm2 折算，定植前作為底肥一次性施入，用量按照當(dāng)?shù)卦O(shè)施番茄施肥標(biāo)準(zhǔn)確定，番茄整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)不再追肥。番茄秧苗40 d左右時(shí)，選擇大小、長(zhǎng)勢(shì)基本一致的秧苗進(jìn)行移栽，每盆定植1株。每株留4穗果，每穗留3個(gè)果實(shí)。其他栽培條件與一般生產(chǎn)管理相同，各處理灌水量與通風(fēng)量保持一致。

1.3測(cè)定內(nèi)容及方法

定植緩苗后，每隔7 d用卷尺測(cè)量番茄株高（子葉脫落處到植株最高處的長(zhǎng)度），用游標(biāo)卡尺測(cè)量子葉脫落處莖粗。栽種120 d后拉秧，用水沖洗番茄植株地上部和根系，洗凈吸干，用百分之一天平測(cè)定植株鮮質(zhì)量，后將地上部、根系烘干，測(cè)定干質(zhì)量。采收番茄第1穗果鮮樣，分別采用2，4-二硝基苯肼比色法、堿滴定法、蒽酮比色法、水楊酸比色法測(cè)定果實(shí)維生素C含量、總酸度、可溶性糖含量、硝酸鹽含量[14]。番茄果實(shí)隨熟隨摘，采用電子天平分別稱質(zhì)量，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、圖表處理；采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和Duncans多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

由圖1可見，不同處理的番茄單株產(chǎn)量存在明顯的差異。隨土壤連作年限的延長(zhǎng)，番茄產(chǎn)量呈先增加后減小的趨勢(shì)，連作5年的土壤各處理番茄產(chǎn)量相對(duì)較高；施肥能提高番茄的產(chǎn)量，同一連作年限地塊不同施肥處理中，番茄產(chǎn)量高低表現(xiàn)為蚓糞修復(fù)>常規(guī)施肥>空白對(duì)照，其中蚓糞修復(fù)對(duì)番茄產(chǎn)量的影響顯著高于常規(guī)施肥（P<0.05），蚓糞修復(fù)連作0、5、20年土壤的番茄產(chǎn)量分別比常規(guī)施肥提高15.63%、1643%、16.13%；蚓糞修復(fù)處理中，連作5年土壤的番茄產(chǎn)量相對(duì)最高，連作20年土壤的番茄產(chǎn)量相對(duì)最低，這主要是由于連作造成番茄果實(shí)感病率相對(duì)提高，造成爛果。

2.2不同施肥處理對(duì)番茄生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

2.2.1對(duì)番茄株高的影響由圖2可見，蚓糞修復(fù)可明顯增加番茄植株的株高；在4個(gè)測(cè)定時(shí)期，蚓糞處理的番茄株高大小依次為EM5>EM0>EM20；CK0處理的番茄株高相對(duì)最?。浑S番茄植株的生長(zhǎng)發(fā)育，番茄植株的株高差不斷增大，5月11日時(shí)EM5處理與CK0相比，番茄植株株高相差27.0 cm。

2.2.2對(duì)番茄莖粗的影響由圖3可見，各處理番茄植株的莖粗呈前期迅速增加后增速放緩的趨勢(shì)，與株高變化趨勢(shì)稍有不同；5月11日時(shí)，EM0、EM5、EM20處理的番茄植株莖粗分別為0.877、0.895、0.846 cm，而處理CK0的莖粗相對(duì)最小，這說(shuō)明施用蚓糞可促進(jìn)番茄植株的增粗。

2.3不同施肥處理對(duì)番茄植株生物量的影響

由表3可見，與對(duì)照相比，經(jīng)蚓糞修復(fù)和常規(guī)施肥處理的番茄地上部、根系鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均有大幅度增加；不同連作年限土壤、同一施肥處理的番茄地上部和根系鮮、干質(zhì)量有明顯差異；蚓糞修復(fù)對(duì)連作障礙造成的番茄植株生物量有明顯的增加作用，對(duì)分別連作5、20年的土壤而言，蚓糞修復(fù)的番茄地上部鮮質(zhì)量分別比常規(guī)施肥、對(duì)照高20.16%、30.20%和90.52%、122.50%，根系鮮質(zhì)量分別比常規(guī)施肥、對(duì)照高16.67%、27.27%和97.67%、157.58%。

2.4不同施肥處理對(duì)番茄品質(zhì)的影響

由表4可見，蚓糞修復(fù)處理的番茄其維生素C含量顯著高于常規(guī)施肥、對(duì)照，對(duì)分別連作0、5、20年的土壤而言，蚓糞修復(fù)的維生素C含量分別比常規(guī)施肥、對(duì)照處理高11.99%、7.01%，9.50%、12.78%，12.79%、33.33%；蚓糞修復(fù)能顯著降低番茄果實(shí)中的硝酸鹽含量（P<0.05），這可能是由于添加蚓糞提高了番茄的硝酸還原酶活性，從而使硝酸鹽含量降低；蚓糞修復(fù)處理的果實(shí)總酸度顯著低于常規(guī)施肥處理（P<0.05）；蚓糞修復(fù)連作0、5、20年土壤的番茄糖酸比相對(duì)最高，分別為15.50、11.61、8.22，顯著高于同一連作年限的其他處理（P<0.05）；蚓糞修復(fù)對(duì)番茄的品質(zhì)有明顯改善，EM0處理的番茄品質(zhì)相對(duì)最好，維生素C含量、糖酸比相對(duì)最高，分別為308.2 mg/kg、15.50，硝酸鹽含量相對(duì)最低，為66.56 mg/kg。

3結(jié)論與討論

土壤是影響蔬菜生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的最基本要素，良好的土壤環(huán)境質(zhì)量才能保證設(shè)施蔬菜的可持續(xù)發(fā)展。有研究表明，隨連作年限的增加，土壤性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，番茄根系活力、吸水吸肥能力降低，前期表現(xiàn)株高下降、莖粗減小、生物量下降，后期表現(xiàn)產(chǎn)量降低，品質(zhì)變劣等[1]。連作對(duì)設(shè)施番茄植株生長(zhǎng)發(fā)育的抑制作用，是導(dǎo)致作物減產(chǎn)的重要原因。

近年來(lái)，施用有機(jī)肥可克服或緩解土壤連作障礙的舉措得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者重視，但效果不盡一致。蚓糞含有各種營(yíng)養(yǎng)元素和生理活性物質(zhì)，可改善作物根系微生態(tài)環(huán)境中的理化性狀及微生物活性[15]。施用蚓糞，可增加有機(jī)碳源的多樣性，促進(jìn)土壤微生物多樣性的恢復(fù)[16]，抑制病原菌種群數(shù)量的增長(zhǎng)，從而有效制約連作障礙的發(fā)生。施用蚓糞不僅具有改良土壤、改善作物品質(zhì)、提高產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)，而且大大降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本投入，有利于維護(hù)生態(tài)平衡，市場(chǎng)發(fā)展前景和利用空間十分廣闊。

試驗(yàn)結(jié)果表明，蚓糞養(yǎng)分含量低于雞糞，而蚓糞處理的番茄生長(zhǎng)性狀、品質(zhì)及產(chǎn)量?jī)?yōu)于雞糞施肥，這可能是由于蚓糞中含有生物活性物質(zhì)及赤霉素、細(xì)胞分裂素等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，這些物質(zhì)可刺激植物根系活力，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育[17]；番茄植株地上部、根系的干質(zhì)量和鮮質(zhì)量與番茄產(chǎn)量呈現(xiàn)基本一致的規(guī)律，說(shuō)明植株生物量是產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)[18]；隨栽培年限的增加，番茄產(chǎn)量在連作栽培年限較短時(shí)出現(xiàn)微增的情況，與趙秋月等的研究結(jié)論[19]有些差異，這可能與栽培方式、施肥量、栽培管理等多種因素作用有關(guān)；蚓糞修復(fù)不同連作年限土壤生長(zhǎng)的番茄植株生物量積累、產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)有較大差異，在設(shè)施番茄修復(fù)土壤連作障礙上，蚓糞應(yīng)適期施用。

須指出的是，本試驗(yàn)僅初步探討蚓糞對(duì)番茄植株生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，有關(guān)蚓糞對(duì)土壤微生物群落組成結(jié)構(gòu)、抑制土傳病害的機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳鳳芝，劉德，王東凱，等. 大棚番茄不同連作年限對(duì)根系活力及其品質(zhì)的影響[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，28（1）：33-38.

[2]李娟，趙秉強(qiáng)，李秀英，等. 長(zhǎng)期有機(jī)無(wú)機(jī)肥料配施對(duì)土壤微生物學(xué)特性及土壤肥力的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41（1）：144-152.

[3]Chanderk K，Goyals S，Nandaldp D P，et al. Soilorganicmatter microbialbiomass and enzymeactivities in atropical agroforestry system[J]. Biology and Fertility of Soils，1998，27（2）：168-172.

[4]Dilly O，Munch J C. Ratios between estimates of microbialbiomass content and microbial activity in soils[J]. Biology and Fertility of Soils，1998，27（2）：374-379.

[5]徐魁梧，戴杏庭. 蚯蚓人工養(yǎng)殖與利用新技術(shù)[M]. 南京：南京出版社，1998：22-34.

[6]Edwards C A，Burrows I. The potential of earthworm composts as plant growth media[M]//Edwards C A，Neuhauser E F. Earthworms in waste and environmental management. The Netherlands：SPB Academic Press，1988：21-32.

[7]許永利，張俊英，袁躍廣，等. 設(shè)施番茄連作土壤的改良措施研究[J]. 北方園藝，2010（5）：60-62.

[8]張俊英，許永利，劉志強(qiáng). 蚯蚓糞緩解大棚黃瓜連作障礙的研究[J]. 北方園藝，2010（4）：58-60.

[9]王永和，高亞娟，李建龍，等. 蚯蚓糞土壤改良劑克服草莓連作障礙的效果[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，29（5）：1039-1042.

[10]Atiyeh R M，Lee S，Edwards C A，et al. The influence of humic acids derived from earthworm-processed organic wastes on plant growth[J]. Bioresource Technology，2002，84（1）：7-14.

[11]周東興，申雪慶，周連仁，等. 蚯蚓糞對(duì)番茄農(nóng)藝性狀和品質(zhì)的影響[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，43（11）：28-33.

[12]Edwards C A，Arancon N Q. Vermicomposts suppress plant pest and disease attacks[J]. ProQuest Agriculture Journals，2004，45（3）：51-54.

[13]蔡燕飛，廖宗文，章家恩，等. 生態(tài)有機(jī)肥對(duì)番茄青枯病及土壤微生物多樣性的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，14（3）：349-353.

[14]張憲政，陳鳳玉，王榮富. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]. 沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1989：132-150.

[15]袁飛，張春蘭，沈其榮. 酚酸物質(zhì)減輕黃瓜枯萎病的效果及其原因分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（4）：545-551.

[16]陳芝蘭，張涪平，蔡曉布，等. 秸稈還田對(duì)西藏中部退化農(nóng)田土壤微生物的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2005，42（4）：696-699.

[17]Grappelli A，Galli E，Tomati U. Earthworm casting effect on Agaricus bisporus fructification[J]. Agrochimica，1987，31（4/5）：457-462.

[18]陳書強(qiáng)，許海濤. 黃淮海區(qū)群體效應(yīng)對(duì)夏玉米性狀指標(biāo)·產(chǎn)量的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（26）：15900-15901，15910.

[19]趙秋月，張廣臣. 不同連作年限的設(shè)施土壤對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（5）：541-546，551.