有机肥替代化肥总量对日光温室番茄生长及品质的影响

董家僖，田秀平,通信作者，谭英爱，岳露，房恩翰，赵秋

（1.天津农学院 农学与资源环境学院，天津300384；2.天津市农业资源与环境研究所，天津300192）

化肥对于蔬菜产量和品质具有明显的增益效果，农民希望施用化肥达到增产和提升蔬菜品质，导致出现多施、偏施化肥，忽视施用有机肥情况[1]。在津京冀地区表现为氮、磷肥施用量过大，钾肥和有机肥施用不足，使得土壤中氮、磷含量远远超过蔬菜需求量[2]。多余的养分会随淋溶作用进入地下水或挥发进入大气造成环境污染[3]。不科学的施肥方式加重了土壤次生盐渍化和农业面源污染，降低了土壤质量，不利于土壤的持续循环利用及绿色农业的发展[4]。根据化肥“报酬递减率”，在一定范围内化肥对于蔬菜具有增益作用，超出这个范围后，蔬菜产量反而会随化肥施入量的增加而减少，蔬菜品质也会随之降低[5]。过量的氮会降低蔬菜中的Vc、总糖以及可溶性糖含量，增加蔬菜中硝酸盐含量。研究表明，过量的氮可使马铃薯表皮易腐烂、番茄过于柔软多汁，不利于蔬菜的贮存[6]。许多研究均证明有机肥可以提升蔬菜产量及品质，同时改良土壤，提高养分利用率，符合我国农业绿色、优质、可持续发展的需要。阚建鸾等研究表明，有机肥替代化肥对于小麦的产量和土壤氮的利用率有提升作用[7]。在张长春等的研究中，也证明了有机肥替代化肥对于小麦的产量有促进作用且可以降低硝态氮的环境压力[8]。由于不同地区日光温室土壤条件差异很大，盲目有机肥替代化肥，可能造成蔬菜产量降低，影响菜农利益。本试验在天津日光蔬菜温室内，研究商品有机肥替代化肥对番茄生长及品质的影响，为当地农户合理施肥提供科技支撑，也为我国化肥零增长探究可行方法。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验设在天津市西青区水高庄村日光温室内，土壤为潮土，试验田 0～30 cm土壤有机质15.84 g/kg；全氮2.074 g/kg；硝态氮52.71 mg/kg；全磷（P）1.47 g/kg；有效磷（P）112.23 mg/kg；速效钾（K）304.49 mg/kg；pH（H2O）7.45；EC 285.00µm/cm；供试蔬菜为番茄（欧凯莱），供试有机肥为恒润（天津）生物科技开发有限公司生产的有机肥（N 1.52%、P2O50.97%、K2O 2.84%），供试化肥为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O512%）、氯化钾（K2O 60%）、磷酸二铵（N 18%、P2O546%），追肥为芭田复合肥（15-10-23）。

1.2 试验设计

温室面积866 m2，采用棚内小区试验，每小区面积71.8 m2，试验设4个处理，即CK（常规施100%化肥）、DY（有机肥替代10%化肥）、MY（有机肥替代20%化肥）和GY（有机肥替代30%化肥），每处理重复3次。按照试验设计，以有机肥和化肥混施作为基肥，各处理间的追肥均为芭田复合肥，每小区追肥施用量相同。试验小区施肥量见表1。基肥在整地移栽前一次性施入，追肥在番茄生长过程中分5次施到土壤中，每次每小区用量1.6 kg（666.5 m2为14.81 kg）。2017年12月中旬开始育苗，2018年2月1日移栽定植。栽培方式均为传统畦栽，行距50 cm，株距40 cm，每株留果4穗。

表1 试验化肥和有机肥用量

1.3 取样和测定方法

番茄生长过程中，分别于2018年3月11日和4月4日上午用TYS-3N植物营养测定仪测定番茄中上部叶片叶绿素和氮含量，用卷尺测定番茄地上部分植株株高，番茄成熟采摘时按小区计产，折算666.5m2产量，在番茄盛果期取果实样品，测定Vc含量、酸度、NO3-N含量，测定方法见表2。

表2 叶片生理及成熟果实品质指标测定方法

1.4 数据统计方法

利用Microsoft Excle（Office 2003）作图，DPS软件处理数据。

2 结果与分析

2.1 有机肥替代化肥对番茄株高的影响

从图1看出，番茄株高在不同施肥处理之间差异不显著，说明有机肥替代化肥对番茄株高没有显著影响。

图1 不同施肥处理对番茄株高的影响

2.2 有机肥替代传统化肥对番茄生理指标的影响

从图2和图3看出，番茄叶片含氮量和叶绿素含量在不同施肥处理之间排列顺序均为 GY＞MY＞CK＞DY，说明对番茄叶片含氮量和叶绿素含量的影响，均为有机肥替代 30%化肥处理高于其他3种处理。但是2种指标的2次测定结果在不同施肥处理之间差异均不显著。

图2 不同施肥处理对番茄叶片叶绿素含量的影响

图3 不同施肥处理对番茄叶片含氮量的影响

2.3 有机肥替代化肥对番茄品质的影响

从表3看出，不同施肥处理番茄果实的Vc含量变化范围在100.41～104.44 mg/kg之间，有机肥替代30%化肥处理的番茄Vc含量最高，但4种处理间差异不显著；不同施肥处理番茄果实 NO3-N含量排列顺序是CK＞DY＞MY＞GY，常规施肥处理的番茄NO3-N含量最高，有机肥替代30%化肥处理的番茄NO3-N含量最低，且NO3-N含量随有机肥替代量的增加而减少，其中，CK和 DY处理极显著高于MY和GY处理，而CK和 DY处理之间、MY和 GY处理之间差异不显著，说明有机肥替代20%化肥处理和有机肥替代30%化肥处理对降低番茄果实硝酸盐含量有显著影响；不同施肥处理番茄果实有机酸含量排列顺序同硝酸盐含量排列顺序一致，其中，CK和 DY处理显著高于MY和 GY处理，而CK和 DY处理之间、MY和GY处理之间差异不显著，说明有机肥替代20%化肥处理和有机肥替代 30%化肥处理可显著降低番茄果实有机酸含量。

表3 不同施肥处理番茄品质的差异

2.4 有机肥替代化肥对番茄产量的影响

不同施肥处理的番茄产量在 5 243.87～5 961.22 mg/kg之间，其中，GY处理后的番茄产量最高，比对照增产13.68%，其次为MY处理，比对照增产12.34%，再次是DY处理，仅比对照增产0.71%，CK处理的产量最低。GY和 MY处理极显著高于CK和 DY处理，GY和MY处理之间，CK和DY处理之间差异均不显著。说明随着有机肥替代化肥量的增加，可显著提高番茄的产量。

表4 不同施肥处理香茄产量的差异

3 讨论与结论

有机肥有利于番茄叶片氮素和叶绿素的产生和积累，对提高净光合速率、增强光合作用有一定的作用。Vc是人体必需的微量营养物质之一，对番茄的风味品质有很大影响[9]，硝酸盐作为衡量蔬菜卫生品质的重要指标近年来被广泛重视，Eichholzer等[10]发现了人体摄入的硝酸盐80%来自于蔬菜，同时还提出人类如果摄入大量的 N-亚硝基化合物会增加鼻咽癌和食道癌的风险。研究表明，过量施用氮肥不仅不会增加蔬菜产量，还会导致蔬菜中硝酸盐积累增加[11]，氮肥的用量与设施番茄的硝酸盐含量有正相关性，减少施氮量是降低作物体内硝酸盐含量的有效措施[12]。

本试验结果表明，不同有机肥替代化肥与常规施肥之间番茄株高差异不显著，有机肥替代化肥有利于番茄叶片氮和叶绿素含量积累。有机肥替代化肥的番茄NO3-N含量及有机酸含量低于常规施肥处理，Vc含量和产量高于常规施肥。在不同有机肥替代化肥处理中，有机肥替代30%化肥处理在叶片氮含量、叶绿素含量、Vc含量、产量上均高于有机肥替代20%和10%化肥处理，有机肥替代20%化肥处理又高于替代10%处理，NO3-N含量及有机酸含量低于有机肥替代20%和10%化肥处理，有机肥替代20%化肥处理又低于替代10%处理，高量有机肥替代化肥有利于番茄生长，提高产量和品质。