土壤改良剂对连作设施番茄产量与品质的影响

孟 伦，王连祥，邢继东，油宏康，曹秀芬，李 彦，庄焜扬

（1.山东狮克现代农业投资有限公司，山东 菏泽 274100；2.菏泽市农业科学院，山东 菏泽 274100；3.菏泽市农业局，山东 菏泽 274100；4.菏泽市狮克农业科学与资源环境研究中心，山东 菏泽 274100；5.山东狮克产业园博士后流动站（创新实践基地），山东 菏泽 274100）

伴随着连续栽培年数的增加，番茄植株MDA、POD和SOD含量增加，产量和质量下降，土壤中细菌根结线虫病等土壤疾病严重。基质栽培作为一种新的生态无土栽培技术，可以有效地改善根区的微环境，减少土壤保病、昆虫病虫害等连续栽培障碍，提高番茄产量和品质。其他研究表明，移栽、田间还乡、生物细菌粪便等技术可以改善连续种植区的微生物群落，增加细菌和放线菌的数量，减少土壤的二次沉淀，增加氮、磷和钾含量。本文主要研究不同土壤改良对温室番茄品质和产量的影响，找出连续栽培不同土壤改良的差异，为解决温室番茄连续栽培障碍提供理论依据和技术支持。

1 研究背景

我国的大棚蔬菜种植规模不断增加，这解决了我国的蔬菜供应问题，对提高居民的生活水平有很大作用，但是在大规模的发展过程中也出现了一些问题，其中比较突出的就是连作问题。在连作的过程中，土壤的理化性质、微生物活性都会受到严重影响，再加上大多数的菜农文化水平不高，在种植过程中依据自己的经验，没有系统的知识作为支撑，导致生长过程中盲目施肥，造成严重的土壤盐渍化，对土壤肥力造成严重伤害，因此改善土壤环境，恢复蔬菜种植的可持续发展是一个重要的课题。国家在这方面也进行了深入研究，同时借鉴一些发达国家的做法，提出多种解决方案，通过实践应用发现，土壤改良剂的使用具有良好的效果，使用土壤改良剂能有效改善土壤的理化性质、提高土壤有益微生物的含量、对植物生长的抗逆性具有很好的作用。在实际的生产应用中，土壤改良剂的种类较多，目前有很多其他作物种类的研究在使用的过程中要根据土壤条件、作物种类等各种因素，选择合适的种类。但是对番茄生长的研究和土壤肥力的影响还没有系统性实验，本文通过对不同土壤改良剂对番茄作物土壤肥力的影响进行全面分析。

2 番茄种植技术现状

2.1 土壤盐渍化

现在的番茄种植多采用大规模的蔬菜大棚进行种植，这些大棚基本上处于封闭或半封闭的状态，因此大棚内部经常处于高温、高湿和高蒸发的状态，长期受这种状态的影响，导致盐分通过毛细作用最终大量聚积在土壤的耕作部位。同时，由于棚膜的存在，大棚内部得不到雨水的冲刷，盐分不能及时通过雨水排走，这在很大程度上加剧了土壤的盐渍化。另外，农户在生产中通常要使用大量的化肥，这些化肥远超番茄的需求量，有时可能会达到4倍左右，导致土壤中各种元素比例严重失调。这些因素导致土壤的盐渍化程度越来越严重。

2.2 种植水平较低

虽然番茄的种植具有多年的实际生产经验，但是仍然存在很多不合理的地方。很多农民的生产依然采用旧的生产模式，思想跟不上，盲目跟风，在种植过程中为了追求更高的产量，其大量使用各种化肥，几乎不用使用农家肥，这造成了极为严重的土地盐渍化。再加上很多种植番茄的人员为农村老人，知识陈旧，对新技术还不能够很好应用，对出现的一些问题不能很好地解决。整体来说，相关人员种植水平的专业知识相对较低，需要进行专业化的指导。

2.3 病原微生物的影响

土壤中含有数量众多的微生物，这些微生物的存在对作物的生长具有重大的影响，当土壤连续几年种植同一作物时，会使微生物的种类和数量严重不平衡，会打破原有的平衡状态，降低各种微生物之间的拮抗作用。通过分析发现，在这一过程中，细菌和放线菌的数量逐步减少，而真菌的数量明显增加，这种变化使病原体的活动能力增加，同时也导致一些有害微生物的数量上升，最终影响作物的生长，一方面体现在病虫害程度加重，另一方面体现在影响作物根部对营养物质的吸收，导致根系腐烂，严重时甚至导致植株死亡。另外一个影响因素就是使用大量的化肥农药，对土壤的环境造成影响，土壤中一些有益的微生物，如固氮菌、根瘤菌的生长受到严重的影响，同时也加速了一些病原菌的繁殖，进一步导致土传病虫害的发生。因此，在连种过程中，要定期检测土壤中微生物的种类和数量，科学调整作物品种并合理使用肥料，尽量避免土传病虫害的发生，为作物的健康生长提供良好的环境。

2.4 营养成分不足

番茄在生长发育的过程中，不同阶段需要的营养成分也不一样，再加上是大棚种植，不受雨水的冲刷，因此大棚种植番茄对营养成分的要求跟露天种植有很大的不同。通过研究发现，大棚内土壤中全氮的含量是露天环境中的2倍左右，速效磷呈现8倍左右的差距，但是有效的钾含量则明显下降。正是由于各种营养成分的不相同，在进行番茄种植时，要根据不同时期所需要的营养成分，结合土壤的营养成分，合理施肥，避免出现有些营养严重浪费，而有些营养严重不足的问题。

3 材料与方法

3.1 供试材料

试验所用番茄品种为贝丽，盆栽用盆为菏泽市某蔬菜科技示范园提供，连作土是菏泽市农户大棚所供。土壤主要理化性状见表1，（单位为每kg的含量）。

表1 土壤主要理化性状

3.2 试验设计

为了排除几个随机因素对实验结果的影响，设计了3组并行实验，分别进行了随机块实验。各处理基施有机肥3 000 kg/hm2，追肥为NPK滴管肥800 kg/hm2，灌水量统一为5 000 m3/hm2。菌动力施用量为300 kg/hm2、400 kg/hm2。菌动力播前作为基肥1次施入。大棚试验采用水肥一体管理。栽培密度35 000株/hm2。每个小区5.7 m2，1个处理三次重复，随机区组设计。

3.3 测定项目与方法

待果实成熟后，选取每个处理条件下的小区20株进行测定，对单果的质量、产量、果实大小等物理指标进行测定，同时对VC、有机酸、可溶性糖、可溶性蛋白质进行定量测定，相互比较；最后，通过石油萃取比色法对番茄的茄红素含量进行测定。

3.4 数据分析处理

采用DPS数据处理软件对所得的各项数据进行统计分析，通过分析研究不同的处理方法对番茄果实的影响。

4 结果与分析

4.1 土壤改良剂对设施番茄产量的影响

通过使用土壤改良剂后总体处理能力相对较高，且差异显著。其中处理5平均单果质量最大，为219.76 g；处理5的单株结果数为11.85个，比处理6的12.00个/株少；但处理5折合667 m2产量最高，达7 812.47 kg，与对照和处理1～4差异均达显著水平，比处理6产量高169.67 kg/667 m2。说明本试验中土壤改良剂均有增产效应，且667 m2施42 kg重茬调理剂增产效果最佳。

4.2 土壤改良剂对设施番茄果实营养品质的影响

茄果实中的VC、可溶性蛋白、可溶性糖、番茄红素、有机酸是重要的营养品质，反映其营养价值。由表2可以看出，本试验中2种土壤改良剂均能显著提高番茄上述的营养品质（处理1可溶性糖含量除外），其中处理5营养价值最佳，果实中的VC、可溶性蛋白、可溶性糖、可溶性酸、番茄红素含量均为最高，分别为63.44 mg/kg、1.55 mg/g、4.21%、0.50%和 0.58 mg/g；与其他处理差异均达到显著水平。

表2 土壤改良剂对设备番茄品质的影响

4.3 讨论

（1）土壤是植物生存的前提，土壤质量对蔬菜生长有重要影响。只有土壤条件好，才能保证作物的产量和质量。各种相关研究表明，随着单一作物种植年数的不断增加，土壤的各种理化性质发生了一些相应的变化，导致番茄根系吸收养分的能力下降。与正常发育的植物相比，这些变化通常导致番茄高度偏低、茎较细、代谢率较低，最终导致果实产量较低、果实质量较低。伴随着国家对农业问题的不断关注和深入研究，一些新技术被应用于农业生产，特别是有机肥的使用，缓解了持续种植带来的一些问题。该方法已在国内外应用。但是，由于地区差异，有机肥中不同营养成分的含量不同，实际应用效果也不同。其中，蚯蚓粪的使用效果最好，蚯蚓粪中含有的有机肥养分可以大大改善土壤的理化性质，同时调节各种微生物的种类和数量具有重要意义。获得蠕虫堆肥相对容易，可以降低投入成本，提高番茄产量和品质，并在一定程度上保护生态环境。因此，使用蠕虫堆肥具有广阔的发展前景。（2）通过相关实验研究发现，土壤肥力受到各种营养物质的影响，其中与总氮、可用氮、可用钾和有机质含量存在一定程度的正相关，表明这些因素是影响土壤肥力的重要指标。在这些影响因素中，有机物起着重要作用。与传统肥料相比，各种有机肥可以在一定程度上增加土壤中有机质的含量。同时，生物控制手段和有机添加物在田间种植前的应用可以大大提高土壤中有机质和可用钾的含量。同时添加植物酶不仅能进一步提高有机质和可用钾的含量，而且能显著提高土壤中总氮和可用氮的含量。此外，用生物氮处理的土壤肥力远远高于只用土壤改良处理的土壤。多项研究表明，利用植物酶具有明显效果，因为植物酶可以同时提高土壤的总氮含量和土壤中的阳离子交换能力。植物酶的这种作用提高了养分的利用率。植物根系生长发育与土壤条件有着密切的关系。通过实验发现，根的总长度与土壤中总氮、可用氮、有机物和EC含量呈正相关，相反，与土壤pH值呈负相关。采用生物控制菌有效地增加了根的体积和平均直径，同时使用有机改良剂和植物酶，加上硼钙喷雾的影响，大大增加了根的长度、表面和体积。由此可见，生物防治菌可在一定程度上促进根系的生长，改善水和营养的吸收。还发现对平均根直径的影响不大，这可能是因为植物在生长过程中从深层土壤中吸收水分，主根会向下扎根生长，因此主根的长度会不断伸长，而直径几乎没有明显变化。

5 结束语

连作会阻碍作物的生长发育，降低产量和品质。近年来，粮食作物、果树、蔬菜、瓜果、花卉等经济作物都不同程度地存在连作障碍问题，一般来说，连作年限越长，连作障碍越严重。连作障碍已成为制约设施农业可持续发展的重要因素之一。其实，蔬菜生产中提高作物产量和品质的措施很多，如化学防治、土壤消毒、增施有机肥等。但效果往往有限，如难以实施或带来诸多负面影响等。研究表明，通过生物手段施用土壤改良剂具有安全、高效、不污染环境等优点，是促进作物生长、提高作物产量和品质、克服连作障碍的有效途径。