有机无机肥配施对土壤理化性质和番茄生长的影响

张金兵 张涛

摘 要：通过盆栽试验，研究有机肥与不同用量无机肥配施对土壤理化性质、生物学性质及番茄生长的影响。结果表明，施肥能提高土壤养分含量。土壤中4种酶（脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶）活性以单施有机肥（T1）最高。3个有机无机肥配施处理中，随化肥用量的增加，微生物量碳和4种酶活性呈降低趋势。土壤微生物量碳、脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶含量与土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷含量呈极显著相关。本试验条件下，以T2处理即1 kg土壤中M-N-P2O5-K2O用量为33.333 g-0.133 g-0.071 1 g-0.169 g的番茄产量最高。

关键词：施肥处理；理化性质；微生物量碳；酶活性；番茄产量

1材料与方法

1.1供试材料

供试番茄为鲁粉2号，土壤采自山东泰安郊区农田，土壤类型为棕壤，供试土壤的基本理化性质为：有机质含量 5.60 g/kg，全氮含量0.59 g/kg，碱解氮含量26.94 mg/kg，速效磷含量44.05 mg/kg，速效钾含量22.55 mg/kg，pH值为749，电导率0.35 mS/cm。4月20日定植，每桶为1株。移栽当天及随后的3～4 d每天浇水，以后则视土壤干湿状况而定。番茄收获时取样分析，采样时间为8月12日。

1.2测定项目与方法

土壤有机碳含量用重铬酸钾容量法-外加热法测定；全氮含量用半微量开氏法测定；速效磷含量用0.5 mol/L碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法测定；速效钾含量用1 mol/L NH4Ac浸提，火焰光度法测定；pH值（水土比2.5 ∶ 1）用pH计测定，电导率（水土比5 ∶ 1）用DDS-307电导率仪测定[9]；土壤微生物量碳（MBC）含量采用三氯甲烷熏蒸浸提方法测定[10]；土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性依次采用3，5-二硝基水杨酸比色法、高锰酸钾滴定法、靛酚蓝比色法和磷酸苯二钠比色法测定[4]。

1.3分析方法

数据采用Excel和SAS System 9.1软件进行分析。

2结果与分析

2.1有机无机肥混施对土壤理化指标的影响

不同施肥处理使土壤理化性质发生显著变化（表1）。与CK（pH值8.26）相比，氮肥施用降低土壤pH值，且随施肥量增加，pH值下降更明显。施用尿素会很快水解转化为NH4+，而后氧化为NO3-，释放H+[7，11-12]。有机肥施用也会引起土壤pH值降低，是因为有机氮发生矿化产生NH4+随后硝化而使土壤pH值降低[6，12]。不同施肥处理土壤电导率（EC）差异显著，T4处理最大（2.07 mS/cm），CK最小（0.43 mS/cm）。一般认为，EC值超过1 mS/cm，表明土壤盐渍化程度很高，会显著影响作物生长。由表1可知，T3和T4处理土壤EC值均超过1 mS/cm，表明这2种施肥量可能不利于番茄生长。施肥显著提高了土壤硝态氮含量，与CK（5.78 mg/kg）相比，T1、T2、T3、T4处理土壤中的硝态氮含量分别提高了166.3%、93.3%、540.0%、824.4%。相关分析结果表明，土壤硝态氮含量与施肥量呈显著的正相关（P<005）。土壤中的碱解氮、速效磷、有效钾含量与全氮含量有相似的趋势，均表现为随有机无机肥施肥量的增加，土壤中的碱解氮、速效磷、速效钾含量增加，与CK相比，达到显著水平。

2.2不同施肥处理对土壤中酶活性的影响

从表2可以看出，土壤脲酶活性为0.49～2.00 mg/g（NH3-N，24 h）。与CK相比，T1、T2、T3、T4处理土壤脲酶活性达到显著性差异，分别提高了3.08、2.76、2.49、2.37倍。蔗糖酶以蔗糖为底物，对增加土壤中易溶性碳含量有重要的意义，与土壤有机质、N、P含量和微生物数量、土壤呼吸作用有关[4]。研究结果表明，各施肥处理蔗糖酶活性均高于CK，T1、T2、T3、T4处理土壤中蔗糖酶活性分别提高了150%、121%、103%、19%。与CK相比，只有T1、T2处理土壤中的过氧化氢酶活性提高，分别提高了10.2%、6.4%；T3、T4处理土壤中过氧化氢酶活性分别为5.74、5.13 mL/g（0.1 mol/L KMnO4），低于CK（5.80 mL/g，0.1 mol/L KMnO4），这表明土壤中施入过多的化肥会抑制过氧化氢酶活性，这与孙瑞莲等的研究结果[19-20]相似。土壤中碱性磷酸酶活性以CK最低，为0.39 mg/g（PhOH，24 h），T1处理最大，为1.25 mg/g（PhOH，24 h）。

2.3土壤4种酶活性与理化性质的相关性

由表3可以看出，土壤微生物量碳含量、脲酶活性、蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性与土壤有机碳含量、全氮含量、碱解氮含量、速效磷含量程极显著正相关，而与速效钾含量、铵态氮含量、硝态氮含量、pH值、电导率之间无相关性。土壤中过氧化氢酶活性与土壤理化性质无相关性，这与孙瑞莲等研究结果[19]相似。这说明本试验条件下过氧化氢酶并不能有效表征肥料对土壤肥力的影响。

2.4不同施肥处理对番茄产量的影响

番茄产量统计分析结果（表4）显示，与CK相比，T1、T2、T3处理的番茄产量分别增产30.11%、35.80%、5.11%，以T2最高（239 g/盆），随施肥量的增大，产量降低，T4最低（0 g/盆）。所有处理中，T4处理土壤中全氮、速效磷、硝态氮、速效钾含量最高（表1），但过高的养分不一定能促进番茄的经济产量和经济效益的提高[22]。吴建繁等报道，在高肥力土壤上大量施用有机肥和化学氮肥，若土壤和有机肥中的氮素供应能充分满足番茄生长的氮素需求，则化肥氮对番茄产量形成影响很小（增产幅度低于10%），甚至在氮肥用量超过一定临界值时番茄产量出现负增长[23]。

3结论

化肥和有机肥施用能够显著提高土壤中养分因子的含量，并且随化肥的施用，有增加的趋势（有机碳除外）。表明肥料的施用一定程度上有利于土壤養分的积累。所有处理中，土壤微生物量碳以T2处理最大，4种酶（脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶）活性以单施有机肥最高。随化肥用量的提高，微生物量碳含量和酶活性呈降低趋势。微生物量碳含量、脲酶活性、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性与土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷含量具有极显著相关性。表明微生物量碳含量、脲酶活性、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性可以作为评价土壤肥力的指标。与CK相比，有机肥和化肥的施用在一定条件下能促进番茄产量的提高，以T2处理最高。随化肥的增加，产量降低，T4处理使番茄绝产。因此，在本试验条件下，盆栽番茄1 kg土壤中M-N-P2O5-K2O的适宜用量为33.333 g-0.133 g-0.071 1 g-0.169 g。

（作者单位：菏泽高新区吕陵镇农业综合服务中心）