连续2年施用有机肥对番茄苗期生长的影响

岳学文，潘志贤，史亮涛*，李建查，王艳丹，张 雷，方海东

(1.云南省农业科学院 热区生态农业研究所，云南 元谋 651300；2.云南省水利水电科学研究院，云南 昆明 650228)

在西南干热河谷地区，露天种植的冬早番茄面积在逐年增加。随着种植年限的增加，以及不合理的人为干预措施，导致土壤有机质下降、土壤板结以及病原菌积累，土壤生态环境有恶化的趋势。而增施有机肥是改善土壤生态环境的主要手段之一。梁海恬等[1]研究表明：菇渣基质化处理后可增加土壤有机质含量，矿质营养成分经菌丝的生物作用变得更利于植物吸收。连续施用有机肥，可不同程度地提高土壤养分、酶活性、微生物量[2-3]。而对番茄的研究表明：微生物发酵有机肥可以显著提高番茄产量，显著降低番茄的硝酸盐含量，增加VC、还原性糖、番茄红素、可溶性固形物含量[4]。适量施用各种来源的有机肥料显著促进番茄生长发育，表现为植株高大、茎秆粗壮、叶绿素含量高、开花数多、生物产量高[5]，生物有机肥能够增进土壤肥力、制造和协助作物吸收营养、活化土壤中难溶的化合物，更好地满足了番茄不同生长时期对养分的需求，促进了番茄植株营养器官的生长发育，因而表现出显著的增产作用[6-7]。生物有机肥不仅能提高番茄的株高、茎粗、干重，还能显著降低青枯病的发生[8]。因此，在番茄种植前，施入适量的有机肥对提高土壤有机质和矿质元素含量，提高番茄品质和降低番茄土传病害具有显著的作用。笔者拟开展不同有机肥施用量对番茄苗期的生长性状研究，分析有机肥对干热河谷冬早番茄苗期光合特征和生物量分配的影响，探讨了金沙江干热河谷区冬早番茄的最适宜有机肥施用量和使用方法。

1 材料与方法

试验番茄品种为先正达公司生产的拉比。试验地位于金沙江干热河谷的典型地区——云南省元谋县，全年平均气温21.7 ℃，≥10 ℃年积温7786 ℃·d[6]，全年基本无霜，试验设置4个有机肥施肥梯度，有机肥为云南中电新能源有限公司生产的高腐殖酸生物有机肥(腐殖酸≥30%、有机质≥55%)。分别为对照(M0)：不施有机肥；处理1(M1)：7500 kg/hm2有机肥；处理2(M2)：15000 kg/hm2有机肥；处理3(M3)：22500 kg/hm2有机肥。番茄于2017年7月29日移栽到大田，移栽时株高15～20 cm。2017年8月10日，采用便携式光合仪Li-6400测定番茄苗期光合情况。于2017年8月12日，取番茄全株，测定其根茎叶鲜重、花朵数量、果实数、重量，并将鲜活的根茎叶置于120 ℃烘箱烘烤48 h，室温下测定生物量，在番茄成熟时，采熟透的番茄测定番茄红素、pH、可溶性糖含量。试验数据采用SPSS 19.0软件进行处理，采用LSD法进行方差齐性检验。

2 结果与分析

连续2年不同有机肥施用量对番茄苗期株高、果实重量、单果重和果实数量的影响差异显著，而对地径和花朵数量的影响不显著。由表1可知，施用有机肥的M1、M2、M3处理之间的株高差异不显著，而未施用有机肥的M0与M1、M2、M3差异显著，M0的株高低于施用有机肥处理的约20 cm。果实重量最高的为M1和M3，最低的是M0，M1与M0相差419.51 g，但M1与M0的果实数无显著差异，M0施肥的番茄果实数量虽然多，但单果重显著低于M1和其他施肥处理。M1的单果重显著高于M2和M3。

表1 不同有机肥对番茄苗期生长特性的影响

注：同列小写字母表示在0.05水平上的差异显著性，字母相同则差异不显著，不同则显著。下同。

由表2可知，番茄苗期根鲜重最大的是M1，最小的是M0，两者相差12 g，且差异显著。施肥处理的M1、M2和M3根鲜重差异不显著。茎鲜重最大是M1，其次为M2和M3，M0的茎鲜重最小，M1的茎鲜重是M0的1.39倍，且M1与M3和M0的茎鲜重差异显著。叶鲜重也是M1最高，M0最低。苗期番茄根茎叶鲜重合计最大的是M1，最小的是M0，两者之间差异显著，M2低于M1。M3低于M2，即M0

根干重最大的是M3，其次为M1和M2，三者之间无显著差异。茎干重最大的是M1，其次为M2，两者之间无显著差异，最低的是M3和M0，两者之间也无显著差异，M1和M2的茎干重显著高于M3和M0。叶片干重最大的是M1，比M0高37.91 g，高65.1%，施肥处理的M1、M2、M3之间叶片干重无显著差异。M1的生物量最大，其次为M2、M3，M1显著高于M2和M3，而M0显著低于M1、M2和M3。

表2 不同有机肥对番茄苗期生物量分配的影响 g

由图1可知，苗期番茄的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率的变化趋势基本一致，即M1、M2优于M3、M0，M3与M0无显著差异，M1优于M2。这一变化趋势与生物量、根+茎+叶片鲜重的变化趋势一致。由此可知，连续2年未施用有机肥的M0，在生物量果实产量和方面都不如施肥处理的M1、M2和M3。

相关系数分析结果表明(表3)，根茎叶鲜重与生物量、果实产量、气孔导度胞间CO2浓度和蒸腾速率都呈显著正相关关系，M0的根茎叶鲜重最低，对应的其生物量、果实产量、气孔导度胞间CO2浓度和蒸腾速率都是最低，而M1的茎叶鲜重最高，其生物量、果实产量、气孔导度胞间CO2浓度和蒸腾速率都是最高，这与上文的实测结果完全一致。净光合速率与根茎叶鲜重、生物量、果实产量无显著相关关系，但与气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率呈极显著正相关关系。施肥对苗期番茄的光合生理特征产生显著影响。果实产量仅与根茎叶显著和生物量显著正相关，而与净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率则无显著相关关系。

图1 不同施肥处理的番茄光合用比较

表3 生物量与光合作用的相关性

注：*、**分别表示相关性达到显著、极显著水平。

由图2可知，施用有机肥对番茄品质影响显著，M1的pH显著低于M0和M2、M3，而M0和M2、M3之间无显著差异，而番茄红素则是M1和M2的最高，并与M0和M3差异显著。可溶性糖含量随施用有机肥增加而增加，即M0与M1、M2、M3差异显著，而M1与M2之间、M2与M3之间则无显著差异。

图2 不同有机肥处理的番茄品质

3 结论与讨论

3.1 结论

连续2年施用有机肥对苗期番茄长势差异显著，在连续2年未施用有机肥的M0小区，番茄长势最差，具体表现为植株矮小、果实产量低、果小、生物量也显著低于其他3个施肥处理的小区。而在施用有机肥处理的M1、M2、M3中，M1的根茎叶鲜重、生物量、果实产量、单果重均较M2和M3好，而M1和M2之间无显著差异，M3相对较差。

M1施肥处理的番茄其蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率最高，即M1处理的光合生理旺盛，其生物量积累、田间长势均优于M2、M3。而未施肥处理的M0和施肥量最高的M3，在光合作用强度方面无显著差异，施肥量过高是否对番茄苗期光合作用产生负面影响，还尚未开展深入研究。

施肥处理对番茄的品质也有显著影响，M1施肥处理的pH最低，而M0与M2、M3之间差异不大。番茄红素则是M1和M2的最高，M0和M3最低。番茄红素则是随着施肥量的增加而增大，即M3的番茄红素最高，并与M0和M1差异显著。

3.2 讨论

施用有机肥可提高土壤中的有机质、土壤微生物活性，改善土壤结构，提高土壤的供肥能力，进而提高农作物质量和产量。施用有机肥可以显著增加番茄前中期的果实产量，随着有机肥用量的增加，番茄产量增幅低于施有机肥30 t和45 t/hm2的处理，但比未施有机肥的略有增加[10]，本研究结果与之相似，即在M1施肥处理中，苗期果实产量显著高于M2和M3，而M2和M3的果实产量也高于未施肥处理的M0。连续2年未施用有机肥的M0，番茄苗期的田间长势较其他施肥处理的差，具体表现为植株矮小、叶片泛黄、单果重显著下降。

氮磷钾肥配施有机肥能够提高番茄和可溶性糖含量，并且提高番茄产量[11]，生物有机肥与化肥配施可显著增强番茄植株的长势、提高产量,并改善果实的营养品质与风味,尤其对增加果实番茄红素含量有极显著的效果。本研究表明：M1和M2处理的番茄红素要显著高于M0，这与相关研究结论一致。但有机肥施用量最高的M3，番茄红素反而最低，这与相关研究结论相反，加之在M3施肥处理番茄其产量也开始出现小幅下滑，但田间长势，M3与M2、M1无显著差异，这引起了关于M3施肥处理是否属于过量施肥的谈论。

在水分较低的情况下(田间持水量的40%～55%)，施有机肥料后作物的光合速率高于不施加有机肥[12]。在本研究中，添加有机肥处理的M1、M2净光合速率均显著高于未施肥的M0，但有机肥施肥量最高的M3，其光合速率与M0无显著差异。中量施肥肥处理光合速率最高[13]，本研究结论与之一致。在水分较高的情况下(田间持水量的85%～100%)作物的蒸腾速率、气孔导度与不施加有机肥的变化不大[12]，但在本研究中，土壤水分为田间持水量的70%～90%，M1和M2的蒸腾速率、气孔导度都显著高于M0。在M3的生物量、果实产量、单果重、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、番茄红素均低于M1，而M3的施肥量远高于M1，这是否表明M3的施肥量限制了番茄的正常生长，目前还不能确定，还需持续的研究。