有機營養(yǎng)肥料對設(shè)施連作番茄生長及土壤肥力的影響

劉 馨 祁娟霞 蔡玉勝 蘇 娜 馬國東 趙小兵 張雪艷（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750021）

有機營養(yǎng)肥料對設(shè)施連作番茄生長及土壤肥力的影響

劉 馨 祁娟霞 蔡玉勝 蘇 娜 馬國東 趙小兵 張雪艷*
（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750021）

針對寧夏地區(qū)設(shè)施土壤連作障礙問題，研究了氨基酸肥、腐植酸肥、生物炭肥等有機營養(yǎng)肥料對番茄產(chǎn)量、品質(zhì)以及土壤養(yǎng)分含量和微生物活性的影響。結(jié)果表明：單一有機肥和有機肥+生物炭肥3 t·（667 m2）-1，單一腐植酸肥和腐植酸肥+氨基酸肥均能較好地改善土壤酸堿度；腐植酸肥施用后，土壤速效氮含量顯著提高，速效鉀含量顯著高于其他處理；有機肥、腐植酸肥均能有效增加土壤微生物數(shù)量，腐植酸肥+氨基酸肥處理細(xì)菌數(shù)量顯著增加，單獨施加腐植酸肥，真菌與放線菌數(shù)量顯著增加；有機肥1 t·（667 m2）-1+生物炭肥6 t·（667 m2）-1處理番茄產(chǎn)量最高。綜上，腐植酸肥0.4 t·（667 m2）-1+氨基酸肥0.03 t·（667 m2）-1、腐植酸肥0.4 t·（667 m2）-1+氨基酸肥0.03 t·（667 m2）-1+生物炭肥3 t·（667 m2）-1處理有利于改善土壤質(zhì)量，提高番茄產(chǎn)量與果實品質(zhì)。

連作土壤；番茄；腐植酸肥；氨基酸肥；生物炭肥；產(chǎn)量

我國設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2016年栽培面積約為391.5萬hm2，是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分（張真和和馬兆紅，2017）。由于栽培設(shè)施的固定性、復(fù)種指數(shù)高，再加上各地追求連片種植、規(guī)模經(jīng)營等因素，設(shè)施蔬菜連作種植非常普遍，造成了蔬菜產(chǎn)量及品質(zhì)大幅度下降、土壤鹽分積累、病原菌增加等問題（高秀蘭和郝建軍，1997；郭曉冬，2003），連作障礙已成為設(shè)施蔬菜生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素之一（吳鳳芝 等，1997）。

傳統(tǒng)腐熟有機糞肥價格低廉，易被農(nóng)戶推廣使用，但對土壤生態(tài)存在一定的安全隱患（徐龍飛，2006），尋找新型有機營養(yǎng)肥料替代傳統(tǒng)農(nóng)家肥成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)研究熱點。腐植酸是一種無污染的有效肥料基質(zhì)，其對吸附能力較強（邢尚軍 等，2009），作為緩效肥料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有改良土壤和提高肥力的作用，可以消除氮肥施用過量或施用方法不當(dāng)產(chǎn)生的不良影響，能夠促進(jìn)作物生根和提高根系的吸收能力（王彪 等，2011）。氨基酸作為構(gòu)成蛋白質(zhì)的最小分子存在于肥料中，具有易于被作物吸收、提高植株抗病性、改善產(chǎn)品品質(zhì)的功能；可以補充植物必需的氨基酸，促進(jìn)植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，刺激和調(diào)節(jié)植株快速生長（許玉蘭和劉慶城，1997；李敏 等，2013）。生物炭能夠有效提高土壤中有機碳的含量，改善土壤的保水、保肥性能，減少土壤養(yǎng)分的損失；將生物炭與肥料結(jié)合，能夠起到相互補充、促進(jìn)作物生長、增加產(chǎn)量的效果（何緒生 等，2011）。有機營養(yǎng)肥料的使用可以減緩并修復(fù)連作對土壤的危害，既能改善土壤的理化性狀，創(chuàng)造良好的土壤生態(tài)環(huán)境；又能夠提高作物產(chǎn)量（劉更另，1991）。

番茄（Solanum lycopersicum L.）作為我國設(shè)施栽培的主要蔬菜種類之一，復(fù)種指數(shù)較高，由此引發(fā)的連作障礙問題也十分突出。本試驗研究了氨基酸肥、腐植酸肥、生物炭肥等有機營養(yǎng)肥料相對常規(guī)有機肥以及農(nóng)家肥對設(shè)施連作番茄土壤養(yǎng)分和微生物活性、番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，評價有機營養(yǎng)肥料種類及施用量與作物生產(chǎn)力之間的關(guān)系，探究有利于維持土壤生產(chǎn)力、改善土壤肥力的土壤修復(fù)模式，以期為設(shè)施番茄的可持續(xù)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2015年8月20日至2016年2月5日在寧夏賀蘭縣新平產(chǎn)業(yè)園進(jìn)行，土壤基本理化性質(zhì)：速效氮含量44.69 mg·kg-1，速效磷159.24 mg·kg-1，速效鉀107.33 mg·kg-1，有機質(zhì)17.23 g·kg-1，pH值7.85，EC值0.86 mS·cm-1。

試驗設(shè)8個處理（表1）。其中，商品有機肥基本特性：有機質(zhì)含量30%、氮磷鉀總量4%、腐植酸16%；腐植酸肥基本特性：腐植酸含量22.86%、有機質(zhì)62.46%、氮磷鉀總量8.72%、含水量20.16%、pH值5.57；生物炭肥基本特性：有機質(zhì)含量65.26%、氮磷鉀總量11.68%、含水量8.69%、pH值5.83；氨基酸肥基本特性：氨基酸含量8.62%、有機質(zhì)45.25%、氮磷鉀總量13.57%、含水量13.45%、pH值6.32。

表1 各處理具體施肥量

各處理有機營養(yǎng)肥料均作基肥施用，高畦栽培，小區(qū)面積43.2 m2，每處理3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列。2015年8月20日定植后，所有處理統(tǒng)一澆灌自配營養(yǎng)液；定植后第1個月每隔7 d澆灌1次，之后每隔10 d澆灌1次；營養(yǎng)液供應(yīng)按照4穗果前N 16%、P 15%、K 20%，4穗果后N 14%、P 10%、K 28%，總生育期施用純氮、純磷、純鉀量分別為11.70、9.87、23.38 kg。

1.2 項目測定

11月30日、盛果期，分別取各處理0～20 cm表層土壤，采用1∶5（m∶V）土壤懸液電導(dǎo)法（電導(dǎo)儀法）測定土壤EC值，采用電位計法測定土壤pH值，采用凱氏定氮法測定土壤速效氮含量，采用NaHCO3浸提-鉬銻抗吸光光度法測定土壤速效磷含量，采用1 mol·L-1NH4Ac浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀含量（鮑士旦，2005）；分別采用牛肉膏蛋白胨選擇性培養(yǎng)基、馬丁孟加拉紅-鏈霉素選擇性培養(yǎng)基、改良高氏1號培養(yǎng)基培養(yǎng)，稀釋涂布平板法測定土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量（李阜棣 等，1996）。每處理取10個有代表性的果實，采用電子秤測定單果質(zhì)量，取平均值；然后切碎、混合、打成勻漿，測定品質(zhì)指標(biāo)，采用酸堿中和滴定法測定有機酸含量，采用鉬藍(lán)比色法測定VC含量（鄒琦，2004），采用手持糖量儀測定可溶性固形物含量，采用水楊酸法測定硝酸鹽含量（趙世杰和劉華山，1998）。

采收期分別記錄各小區(qū)產(chǎn)量，折算667 m2產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件和SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用LSD方法進(jìn)行單因素顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機營養(yǎng)肥料對土壤酸堿度和速效養(yǎng)分含量的影響

由表2可以看出，施用有機營養(yǎng)肥料的各處理pH值均低于原始土壤，但均顯著高于對照，其中OBC6處理相對于O和OBC3處理pH值顯著增高；在EC值方面，OBC6處理的EC值最低，腐植酸肥與氨基酸肥配施（HAA）及添加生物炭肥（HAABC）對降低土壤EC值效果顯著。

施用有機營養(yǎng)肥料對土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量的影響較大。除O處理外，其他處理的速效氮含量均顯著高于對照；施加商品有機肥的各處理速效磷含量均顯著高于對照，其中O處理速效磷含量最高，比對照增加了5.02%；除O、OA處理外，其他處理的速效鉀含量均顯著高于對照，其中施加腐植酸肥的HA和HAABC處理速效鉀含量顯著高于施加商品有機肥的各處理。

2.2 不同有機營養(yǎng)肥料對土壤微生物數(shù)量的影響

由表3可以看出，施加商品有機肥的OBC3處理土壤細(xì)菌數(shù)量比對照顯著增加了109.49%，施加腐植酸肥的HA、HAA處理細(xì)菌數(shù)量亦顯著高于對照；施加有機肥的OBC3、OBC6處理土壤真菌數(shù)量分別比對照顯著增加了105.82%和50.03%，施加腐植酸的HA、HAABC處理真菌數(shù)量分別比對照（除OBC3處理外）的果實VC含量均高于對照；施加有機營養(yǎng)肥料對果實硝酸鹽含量有增加的趨勢，但均在安全范圍內(nèi)。

由表4還可以看出，雖然施加腐植酸肥的HA、HAA處理顯著提高了番茄單果質(zhì)量，但產(chǎn)量最高的是OBC6處理，達(dá)到6 206.81 kg·（667 m2）-1，比對照顯著增產(chǎn)78.27%?？傮w上看，腐植酸肥處理的增產(chǎn)效果顯著高于有機肥處理（OBC6處理除外）。

表2 不同有機營養(yǎng)肥料對土壤理化性質(zhì)的影響

表3 不同有機營養(yǎng)肥料對土壤微生物數(shù)量的影響

表4 不同有機營養(yǎng)肥料對番茄果實品質(zhì)與產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，土壤連作現(xiàn)象以及次生鹽漬化現(xiàn)象極為嚴(yán)重，傳統(tǒng)農(nóng)家肥料以及過量氮肥的長期施用破壞了土壤的養(yǎng)分平衡，以致影響作物顯著增加了255.86%和121.18%；HA和OBC3處理的土壤放線菌數(shù)量較高，分別比對照顯著增加了63.15%和46.29%。

2.3 不同有機營養(yǎng)肥料對番茄品質(zhì)與產(chǎn)量的影響

由表4可以看出，各有機營養(yǎng)肥料處理的番茄果實有機酸含量均顯著低于對照；施加腐植酸肥各處理果實可溶性固形物含量與對照差異不顯著，施加商品有機肥各處理（除OBC6處理外）可溶性固形物含量則顯著低于對照；各有機營養(yǎng)肥料處理生長，降低果實品質(zhì)與產(chǎn)量。施用有機營養(yǎng)肥料可以改善土壤肥力，維持土壤生態(tài)平衡（孔維棟 等，2005），對我國設(shè)施蔬菜的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本試驗結(jié)果表明，施用有機營養(yǎng)肥料均能降低土壤pH值，對緩解土壤堿化具有一定的效果；然而過量施用生物炭肥（OBC6處理）的土壤pH值顯著高于其他處理，這是由于生物炭的灰分中含有較多的鹽基離子，其作為土壤改良劑施用后，可以交換降低土壤氫離子，從而提高土壤的pH值（丁艷麗 等，2013）。本試驗中，施用常規(guī)農(nóng)家肥同樣可以降低土壤pH值，而且效果還顯著好于有機營養(yǎng)肥料處理，這可能是由于相對于其他肥料，雞糞中有機質(zhì)含量相對較低，有機質(zhì)可以分解釋放堿性物質(zhì)或有機陰離子，消耗質(zhì)子使土壤pH值升高（汪吉東 等，2014）。同時，有機肥+生物炭肥6 t·（667 m2）-1、腐植酸肥+氨基酸肥、腐植酸肥+氨基酸肥+生物炭肥處理均能有效降低土壤EC值，對改良土壤次生鹽漬化具有明顯的效果。

施用有機肥和腐植酸肥均有提高土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量的趨勢。有機肥+生物炭6 t·（667 m2）-1和腐植酸肥+氨基酸肥處理的土壤速效氮含量最高，可能是因為腐植酸與土壤中銨相互結(jié)合形成腐植酸銨，進(jìn)而降低土壤中活性氮素的損失（周爽 等，2015）。有機肥的投入顯著提高了土壤中速效磷的含量，這是因為有機肥料本身含有一定數(shù)量的有機磷，易于分解釋放，使土壤中磷含量增加，與宇萬太等（2009）的研究結(jié)果一致；施加腐植酸肥各處理的土壤速效磷含量與對照差異不顯著，可能是由于腐植酸中含有的有機質(zhì)具有吸附作用，增加了磷在土壤中的固定，致使速效磷含量增加不明顯。有機肥+生物炭肥6 t·（667 m2）-1和施加腐植酸肥各處理的土壤速效鉀含量均較高。

微生物是維持土壤質(zhì)量的重要組分，其中細(xì)菌、真菌、放線菌是土壤微生物的主要組成部分，細(xì)菌對土壤的碳氮循環(huán)起著重要作用（郭子武 等，2013）；真菌分泌的酶可以降解土壤中復(fù)雜的化合物，促進(jìn)作物生長（王軼 等，2014）；放線菌的存在有利于土壤中有機質(zhì)的分解和合成，對自然界物質(zhì)循環(huán)起重要作用（符鮮 等，2017）。本試驗中，有機肥+生物炭肥3 t·（667 m2）-1、腐植酸肥和腐植酸肥+氨基酸肥處理的土壤細(xì)菌含量顯著高于施用常規(guī)農(nóng)家肥，這是因為生物炭既為土壤細(xì)菌提供了更多碳源，其特殊的孔隙結(jié)構(gòu)又為細(xì)菌的生長提供了良好的生境（Lehmann et al.，2011）；同時，由于腐植酸與氨基酸具有結(jié)構(gòu)簡單易吸收的特性，使其成為微生物生長繁殖所需的重要營養(yǎng)物質(zhì)，促使土壤細(xì)菌數(shù)量顯著增加。有機肥+生物炭肥3 t·（667 m2）-1、有機肥+生物炭肥6 t·（667 m2）-1處理的土壤真菌數(shù)量均較常規(guī)農(nóng)家肥處理顯著增加，這是因為生物炭不但可以吸收養(yǎng)分和水分，吸附土壤中對微生物生長繁殖有毒害作用的物質(zhì)，同時對土壤有機碳的分解產(chǎn)生激發(fā)效應(yīng)（唐行燦和陳金林，2015），最終使土壤真菌數(shù)量增加，此結(jié)果與谷思玉等（2014）的研究結(jié)果一致；腐植酸肥的施用為土壤真菌的生長提供了有機能源，促進(jìn)其營養(yǎng)增殖，腐植酸肥、腐植酸肥+氨基酸肥+生物炭肥處理顯著提高了土壤真菌數(shù)量。由于施用有機肥料均會不同程度地增加土壤中可被生物降解的有機物，而降解后的產(chǎn)物可為土壤微生物的生存提供能量來源，有機肥+生物炭肥3 t·（667 m2）-1、腐植酸肥處理的土壤放線菌數(shù)量均顯著高于其他處理。

傳統(tǒng)農(nóng)家肥處理的番茄果實有機酸含量顯著高于其他處理，有機肥+生物炭肥6 t·（667 m2）-1處理的有機酸含量最低為0.31%，這與趙佐平等（2014）的研究結(jié)果一致；有機肥+氨基酸肥、有機肥+生物炭肥6 t·（667 m2）-1、腐植酸肥+氨基酸肥、腐植酸肥+氨基酸肥+生物炭肥處理的番茄果實VC含量顯著高于對照，其中腐植酸肥+氨基酸肥+生物炭肥處理最優(yōu)；有機肥+生物炭肥6 t·（667 m2）-1和腐植酸肥各處理的番茄果實可溶性固形物含量較高，這是因為有機肥料中除含有番茄生長所需的大量元素之外，還含有中微量元素和活性物質(zhì)，能夠改善果實品質(zhì)。

施用有機營養(yǎng)肥料各處理的番茄單果質(zhì)量與產(chǎn)量均明顯增加，其中有機肥+生物炭肥6 t·（667 m2）-1處理的產(chǎn)量最高，比對照增產(chǎn)78.27%，這與李小玉等（2016）的研究結(jié)果一致。

綜上所述，腐植酸肥0.4 t·（667 m2）-1+氨基酸肥0.03 t·（667 m2）-1、腐植酸肥0.4 t·（667 m2）-1+氨基酸肥0.03 t·（667 m2）-1+生物炭肥3 t·（667 m2）-1處理有利于改善土壤質(zhì)量，提高番茄果實品質(zhì)與產(chǎn)量。

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Effects of Organic Nutrient Fertilizer on Growth of Continuous Cropping Tomato and Soil Fertility Improvement

LIU Xin，QI Juan-xia，CAI Yu-sheng，SU Na，MA Guo-dong，ZHAO Xiao-bing，ZHANG Xue-yan*
（School of Agronomy，Ningxia University，Yinchuan 750021，Ningxia，China）

In view of the obstacle of continuous cropping in protected soil of Ningxia area，this paper studied the effect of amino acid fertilizer，humic acid fertilizer，biological carbon fertilizer on tomato（Solanum lycopersicum L.）yield，quality，soil nutrients and microorganism activity．The results showed that single organic fertilizer and organic fertilizer+biological carbon fertilizer （45 t·hm-2），single humic acid fertilizer and humic acid fertilizer+amino acid fertilizer all could better improve soil pH．The application of humic acid fertilizer could significantly increase the content of soil available nitrogen．The soil available potassium content was significantly higher than that of the other treatments．Organic fertilizer and humic acid fertilizer could effectively improve soil microbial quantity．Humic acid fertilizer+amino acid fertilizer could remarkably increase the number of bacteria．Single humic acid application could make the numbers of fungi and actinomycetes significantly higher than that of the other treatments．Treatment of applying organic fertilizer（15 t·hm-2）+biological carbon fertilizer（90 t·hm-2）could obtain the highest tomato yield．The treatments of humic acid fertilizer（6 t·hm-2）+amino acid fertilizer（0.45 t·hm-2）and humic acid fertilizer（6 t·hm-2）+amino acid fertilizer（0.45 t·hm-2）+biological carbon fertilizer（45 t·hm-2）were favorable for improving soil quality and increasing tomato fruit quality and yield．

Continuous cropping soil；Tomato；Humic acid fertilizer；Amino acid fertilizer；Biological carbon fertilizer；Yield

劉馨，女，碩士研究生，專業(yè)方向：設(shè)施蔬菜栽培與生理，E-mail：1162398187@qq.com

*通訊作者（Corresponding author）：張雪艷，女，副教授，碩士生導(dǎo)師，專業(yè)方向：設(shè)施蔬菜栽培與生理，E-mail：zhangxueyan123@sina.com

2016-08-26；接受日期：2017-05-13

國家自然科學(xué)基金項目（31460531），國家科技支撐計劃項目（2014BAD05B02），自治區(qū)國內(nèi)引才312計劃項目