不同物料及配比对设施土壤与番茄产量、品质的影响

沙海宁，孙权，周明，郭鑫年，张晓娟，魏乐

（宁夏大学农学院，宁夏银川，750021）

设施蔬菜是近年来宁夏重点发展的支柱产业之一，总栽培面积迅速扩大。番茄因其栽培简单、管理容易、销路广、经济效益高等优势，农民的种植积极性较高，成为宁夏各类设施栽培的主要蔬菜作物。番茄需肥绝对量比较大，为高需肥蔬菜作物[1～2]，农户习惯种植番茄时常采用大水大肥的方式，造成化肥利用率低且污染严重[3]，也导致高成本建造的温室短短几年内就发生连作障碍。为此，通过合理施用化肥，并增施有机肥、粗沙等物料，改善土壤结构及通气状况，为设施内作物的正常生长创造良好的土壤环境，消除依靠化肥引发的一系列不良影响，对保障迅速发展但急需技术支持的宁夏设施园艺产业而言具有非常急迫的现实意义。

设施内土壤环境的恶化主要表现之一是过度依赖化肥导致的土壤板结。通过合理掺用通透性好的青沙，可改善宁夏引黄灌区细质地土壤的水汽热调节能力。而合理施用完全腐熟的有机肥，对保障设施作物高产优质栽培具有突出的作用。有机肥料是我国肥料中磷、钾和微肥的主要来源，含有丰富的有机物和各种营养元素，而且还含有维生素、酶、激素、生长素、泛酸等植物生长活性物质，能促进植物生长，增强抗逆性，含有较多的酚、糖、醛类化合物及羧基，可对肥料中的氨态氮进行吸收和固定，抑制氨态氮的硝化作用，减少硝态氮的形成，降低蔬菜中硝酸盐的积累[4～5]；同时设施环境是接近封闭或半封闭，气密性好，在有机肥分解过程中可以产生大量的二氧化碳气体，且不易外逸，这又成为供给植物光合作用原料的重要来源[6]。和化肥相比，有机肥经过微生物作用，形成的腐殖酸类有机胶体与土粒形成团粒结构，改善了土壤理化性状，调节了土壤的水、肥、气、热，提高了土壤的保水保肥和缓冲能力，提高了土壤肥力[7]。此外对于设施内由于连作障碍产生的难以防治的土壤病虫害，大量施用有机肥是一个有效的调控措施[8]。本试验以青沙和商品有机肥为改土物料，研究其单独或配合施用对设施内土壤营养状况，番茄生长发育、产量及品质的影响，以期为创造更加适宜的设施番茄高产优质栽培水肥气热条件提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

①供试土壤 试验于2008-2009年在永宁县杨和镇领鲜果业66.7 hm2万间现代设施农业基地进行。该基地位于银川平原中部，土壤为典型的人为土壤——灌淤土。其0~20 cm表层土壤基本理化性质见表1对照。其中，pH值用SH-3精密酸度计测定，全盐含量用DDS-11电导率仪测定，有机质用重铬酸钾氧化-硫酸亚铁滴定法测定，碱解氮用扩散法测定，速效磷用硫酸钼锑抗法测定，速效钾用火焰分光光度计法测定，容重和田间持水量用环刀法测定[9～10]。

②供试番茄 瑞克斯旺（446），为当地主栽品种。2008年8月13日育苗，9月13日定植；2009年4月3日拉秧。全生育期200 d。采用平垄双行栽培，垄宽1.4 m，株距45 cm，行距50 cm，每垄2行，1垄为一个小区，小区面积9.8 m2，每处理重复2次；番茄全生育期内共采果9次，首次采果为2008年12月12日，最后一次采果为2009年4月2日。

1.2 试验方法

采用完全随机设计，处理如下：CK；单施有机肥；单施化肥；化肥+沙；有机肥+沙；化肥+有机肥+沙。P2O5施用量为225 kg/hm2，K2O施肥量为 300 kg/hm2，N施用量为300 kg/hm2。化肥：氮肥用尿素（含N 46%），磷肥用重过磷酸钙（含 P2O546%），钾肥为硫酸钾（含K2O 50%）。有机肥为“科宇”生物有机肥，施用量为15 t/hm2，起垄前一次性基施，氮肥40%基肥，60%分4次追肥，苗期重追1次，花期1次，首次采果后再追2次；磷、钾肥1/2基施，1/2分2次在首次采果后追施。

对设施番茄幼苗期和初花期生长指标株高、茎粗、叶绿素含量水平进行了测定。其中，株高为番茄顶端到根基部的垂直高度，茎粗用数显游标卡尺测定，叶绿素含量用SPAD-502叶绿素计测定。

1.3 统计分析

试验结果用DPS和Excel 2003软件进行统计分析和检验。

2 结果与分析

2.1 土壤供肥水平分析

土壤供肥水平是决定施肥量高低的主要参数之一。根据表1测定结果，未施肥前，供试土壤有机质肥力为中等偏低的四级水平（10~20 g/kg）；速效性碱解氮为偏低的五级水平（25~50 mg/kg）；速效磷为极缺乏的六级水平（<5 mg/kg）；速效钾则为较丰富的三级水平（100~150 mg/kg）[11]。

2.2 不同物料及配比施用对土壤化学性质的影响

土壤化学性质是决定土壤保肥、供肥性能的关键因素，且易受外源物质的影响。原土壤在设施栽培条件下施入不同物料后，其化学性质的变化趋势见表1。

与对照相比，施有机肥后，土壤pH值显著降低，全盐、有机质、碱解氮、速效磷均显著增加；单施化肥，土壤pH值显著降低，全盐、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾均显著增加；其他施用化肥的处理，也均大幅度降低土壤pH值，主要是供试土壤施用尿素为氮源，由于其分解后以铵离子形态存在，番茄吸氮后H+残留于土壤，随施氮量的增加，土壤pH值显著下降了。这对于碱性土壤改良有益。在施有机肥的基础上进一步增施化肥和沙子等物料，全盐进一步显著增加，有机质、碱解氮、有效磷、速效钾均显著增加，尤其是有效钾有较大幅度增长。总体上，施用有机肥能较大地提高土壤有机质含量，对改良土壤作用明显。而有机肥配合化肥施用具有改土和快速增加土壤速效养分的功效，二者的合理搭配比例值得进一步研究。

2.3 不同物料及配比对设施番茄土壤物理性状的影响

由于设施作物栽培时间长，适宜的土壤物理环境对促进作物根系生长，调节作物生长发育所需的水、气、热量状况有重要作用。供试条件下，土壤典型物理性状在不同处理下的反应见表1。

表1 不同物料配比对土壤基本化学性质、容重、田间持水量、总孔隙度的影响

表2 不同物料处理对土壤酶活性的影响

表3 不同施氮量对番茄生长指标的影响

有机肥施入土壤以后，显著降低了土壤容重，增加了土壤田间持水量，并因对土壤的翻动而增加了土壤总孔隙度，使通透性增强。单施化肥也能显著降低土壤容重，增加土壤总孔隙度，但并未增加土壤田间持水量，表明化肥对土壤容重和总孔隙度的改变主要是翻耕带来的临时性作用。有机肥则能从根本上改变土壤水分物理性状。

2.4 不同物料及配比对设施番茄土壤酶活性的影响

土壤酶活性作为土壤质量的生物活性指标，与土壤生物、土壤理化性质及环境条件等密切相关。同时，磷酸酶、脲酶与作物产量之间也有一定的相关关系[12]。

从表2可以看出，不同处理都显著提高了土壤磷酸酶、脲酶和蔗糖酶的活性，其中，蔗糖酶活性增加幅度最大；过氧化氢酶活性变化幅度最小。

2.5 不同物料及配比对设施番茄生长发育的影响

施用有机肥是绿色蔬菜生产的重要技术措施。不同物料处理下，日光温室设施番茄苗期（9月26日）和花期（10月8日）生长指标测定及多重比较结果见表3。

从表3可看出，施肥对番茄生长发育产生了显著影响，番茄株高和冠幅在两个测定时期均显著增加，尤其是单施有机肥促进作用最为显著。肥料对番茄营养生长的促进作用表现在促宽和促高，而植株的健壮程度并未同步增加，不同物料处理对幼苗期茎粗影响差异不显著；初花期，化肥+沙和有机肥+沙处理增加了土壤通气性，显著增加茎粗，有利于植株健壮。幼苗期化肥促长作用显著表现在对叶绿素的增加，但生育后期番茄植株矮小，叶色浓绿，不同物料处理下叶绿素含量低于对照。

2.6 不同物料及配比对设施番茄产量的影响

大部分土壤养分供应水平有限，施肥是获取作物高产的前提。供试条件下，设施番茄产量因施用物料的不同而明显不同（图1），施有机肥与化肥，设施番茄均显著增产，以施化肥处理的产量最高。表明单季番茄生长发育及产量的形成对速效性养分反应敏感，合理施用化肥是设施番茄高产的必要保障。

表4 不同物料处理对番茄品质的影响

2.7 不同物料及配比对设施番茄品质的影响

对不同物料处理下番茄果实品质研究表明（表4），总体上，不同物料处理下番茄果实中可溶性糖显著增加，糖酸比显著增大，但也显著增加了番茄的硝态氮含量。不过，番茄硝态氮含量远小于食品安全临界值指标。掺沙处理改善了土壤通气性，番茄总酸度显著下降。而化肥与有机肥配比，并掺合沙子，显著增加了番茄的VC含量，改善了番茄的品质。

3 结论与讨论

日光温室以高产为主要目标，以大量施用化肥为最常用的栽培手段。然而人们大量施用化肥造成化肥利用率低，且带来的污染也相当严重。近年来提倡多施用有机肥，或采用科学配方施肥技术，提高化肥利用率；尤其是施用有机肥，不但可以提高土壤有机质含量，有机肥经过微生物分解，转化成蔬菜可吸收利用的有效养分，增加了土壤的养分供应，肥力大且肥效长，改善土壤理化性状，调节土壤的水、肥、气、热状况，提高土壤保水保肥和缓冲能力，从而提高了土壤肥力。此外，对于设施内由于连作障碍产生的难以防治的土壤病虫害，采用掺沙等客土法，并配合施用有机肥，改良土壤通气透水性，可有效调控温室土壤连作障碍。

本研究显示，设施番茄移栽前施有机肥后，供试土壤pH值显著降低，全盐、有机质、速效氮、磷、钾均增加，并显著降低了土壤容重，增加了土壤田间持水量和总孔隙度，从根本上改变了土壤水分物理性质。而单施化肥，土壤pH值也显著降低，全盐、有机质、速效氮、磷、钾均显著增加，起垄时的翻耕疏松过程也能显著降低土壤容重，显著增加土壤总孔隙度，但并不能增加土壤田间持水量。在施有机肥的基础上进一步配施化肥和沙子等物料，全盐进一步增加，有机质变化不明显，速效氮、磷、钾因化肥的施用均显著增加。

因活性物质的加入，外源化肥和有机肥施用都显著提高了土壤磷酸酶、脲酶和蔗糖酶的活性，有利于土壤养分的活化和番茄对速效养分的吸收。

施化肥和有机肥均显著增加番茄的株高和冠幅；初花期，化肥加沙和有机肥加沙处理增加了土壤通气性，显著促进了茎粗的增长，有利于植株健壮。

不同物料处理下番茄果实中可溶性糖显著增加，总酸度显著下降，糖酸比显著增大，改善了番茄的风味，尤其是在化肥和有机肥配合并掺合沙子，番茄VC含量最高，改善了番茄的品质，但也显著增加了番茄的硝态氮含量。

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