花生饼发酵液对土壤养分及樱桃番茄产质量的影响

2021-12-08雷菲吴宇佳曾建华潘孝忠刘国彪张冬明

贵州农业科学 2021年10期

雷菲，吴宇佳，曾建华，潘孝忠，刘国彪，张冬明

(海南省农业科学院农业环境与土壤研究所/农业农村部海南耕地保育科学观测实验站/海南省耕地保育重点实验室，海南海口 571100)

0 引言

【研究意义】海南是我国重要的冬季瓜菜生产基地[1]，冬季瓜菜播种面积和产量呈逐年增长趋势[2]。其中，樱桃番茄由于果实清甜，营养价值丰富，其市场需求量不断增长，在海南的种植面积逐年增加，年种植面积已达0.67万hm2[3]，已是热带地区重要的瓜菜栽培品种[4]。樱桃番茄生长期长，需肥量大[5-6]，但种植户过于追求短期效益，过量施肥，主要施用复合肥(15∶15∶15)[7]，而且大部分樱桃番茄种植户仍采用常规施肥方法[5]，导致水肥资源浪费，耕地土壤质量退化，樱桃番茄品质下降，限制了樱桃番茄产业的可持续发展。因此，适宜的肥料及合理施肥方法对樱桃番茄的提质增效具有重要意义。【前人研究进展】饼肥发酵液对香蕉幼苗具有显著促生作用[8]，可促进香蕉植株生长，降低枯萎病病情指数，改善土壤微生物功能多样性[9]。万群等[10]研究发现，菜籽饼发酵液能促进樱桃番茄生长，提高果实品质，提升樱桃番茄植株的氮素代谢水平。水肥一体化技术是将节水灌溉与施肥相结合的高效水肥利用技术[11]，具有以水促肥、以肥调水，实现水肥耦合的作用[12]。蔬菜属于需水、需肥较多的作物，水肥一体化可达到节水提质增产的目的[13]。张兰勤等[5]研究表明，水肥一体化减量施肥可提高樱桃番茄的产量，改善果实品质。【研究切入点】饼肥发酵液和水肥一体化技术均对樱桃番茄增产增效具有一定促进效果，然而当前饼肥发酵液与水肥一体化结合在樱桃番茄上的研究较少。花生饼粕是花生榨油后的副产物，含有丰富的蛋白质、氨基酸和多糖等活性成分[14-15]，具有很高的利用价值，花生饼粕经微生物发酵后可作为有机液态肥料[16]。【拟解决的关键问题】以花生饼粕为原料，将花生饼、EM菌、水、尿素按一定比例混合发酵，并添加氯化钾、磷酸二氢钾等制备花生饼发酵液，结合水肥一体化技术，研究花生饼发酵液对土壤养分及樱桃番茄产质量的影响，以期为海南樱桃番茄的科学施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018年11月至2019年3月在海南省澄迈县永发镇海南省农业科学院试验基地进行，该区属于热带季风气候，年平均气温25.2℃，最高月平均气温29.5℃，最低月平均气温19.2℃，多年平均降水量为1 774 mm，降水集中5-10月；土壤理化性质为pH 5.51，有机质1.55%，碱解氮114.0 mg/kg，有效磷67.2 mg/kg，速效钾74.5 mg/kg。

1.2 材料

1.2.1 供试作物千禧樱桃番茄，购自海南省农业科学院蔬菜研究所。

1.2.2 供试肥料椰糠有机肥(N∶P2O5∶K2O为1.71∶1.93∶1.59)，海南文昌腾达生物技术有限公司；雅冉复合肥(N∶P2O5∶K2O为15∶15∶15)，雅冉国际有限公司；中化水溶肥(N∶P2O5∶K2O为20∶20∶20)，中化化肥有限公司；氯化钾(K2O 60%)，中化化肥有限公司；花生饼发酵液(N∶P2O5∶K2O为4.5∶4.5∶4.5)自制(将25 kg花生饼、2 kg EM菌原液、0.5 kg尿素、50 kg水混合发酵30 d，期间每隔1 d搅拌1次，发酵过滤后加入磷酸二氢钾和氯化钾等制备而成)。

1.2.3 仪器 SPAD-502便携式叶绿素测定仪，日本KONICA MINOLTA。

1.3 方法

1.3.1 试验设计试验共设5个处理：对照(CK)，不施肥；F1，沟灌追施雅冉复合肥；F2，水肥一体化施用雅冉复合肥；F3，水肥一体化施用花生饼发酵液；F4，水肥一体化施用中化水溶肥；3次重复，共15个小区，随机排列，小区面积为13.3 m2。各处理基肥一致，分7个时期进行，即基肥和6次追肥，基肥和追肥中施氮量分别为225 kg/hm2和112.5 kg/hm2，有机肥和复合肥在移栽前以底肥施入。

1.3.2 指标测定

1) 产量及品质。在樱桃番茄收获期每3～7 d采集成熟度一致的果实，测定其产量。盛果期，每个小区采摘成熟度一致的果实30个进行品质测定，维生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，可滴定酸含量采用酸碱中和法测定。

2) 叶绿素。叶绿素含量采用SPAD-502便携式叶绿素测定仪测定。

3) 植株氮素含量。樱桃番茄收获结束后，称植株根、茎、叶、果鲜重，105℃杀青30 min，70℃烘干至恒重，称其干重。采用H2SO4-H2O2消煮，凯氏定氮法测定氮含量。

4) 土壤理化性质。每个小区采集耕层0～20 cm土壤，带回实验室自然风干，过筛后用于各指标测定。pH采用pH计法测定，有机质含量采用重铬酸钾滴定法测定，碱解氮含量采用扩散吸收法测定，有效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-硫酸钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用1 mol/L乙酸铵浸提-火焰光度计法测定。参照文献[17]的方法计算氮肥回收率。

1.4 数据处理

采用Excel 2007和SPSS 22.0对数据进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理樱桃番茄的产量

从表1可知，F3的产量最高，为31.68 t/hm2；F2其次，为31.64 t/hm2；CK最低，为12.83 t/hm2；各施肥处理较CK增产105.9%～146.91%，各水肥一体化施肥处理较沟灌追施雅冉复合肥增产13.25%～19.91%；CK显著低于其余处理，F1显著低于F2和F3。表明，与沟灌施肥相比，水肥一体化施肥处理能增加樱桃番茄的产量。

表 1 不同施肥处理樱桃番茄的产量

2.2 不同施肥处理樱桃番茄的叶绿素含量

从图1看出，不同施肥处理樱桃番茄坐果期、初果期和盛果期叶绿素含量的变化。坐果期：F3最高，为50.12 mg/g；F2其次，为48.70 mg/g；CK最低，为44.52 mg/g；F3显著高于CK和F4，CK显著低于除F4外的其余处理，F1、F2、F3间和F1、F2、F4间差异不显著。初果期：F4最高，为52.69 mg/g；F3其次，为52.09 mg/g；CK最低，为47.00 mg/g；CK显著低于各施肥处理，各施肥处理间差异不显著。盛果期：各施肥处理较CK提高16.47%～23.13%，F3最高，为60.42 mg/g；F1其次，为58.93 mg/g；CK最低，为49.07 mg/g；CK显著低于各施肥处理，各施肥处理间差异不显著。

图 1 不同施肥处理各时期樱桃番茄的叶绿素含量

2.3 不同施肥处理对樱桃番茄果实品质的影响

从表2可知，不同施肥处理樱桃番茄维生素C、可溶性糖、可滴定酸和糖酸比的变化。维生素C：F3最高，为31.66 mg/100g；F2其次，为29.77 mg/100g，CK最低，为26.42 mg/100g；各施肥处理较CK提高10.33%～19.83%；F3显著高于其余处理，CK显著低于其余处理，F1、F2和F4间差异不显著。可溶性糖：F1和F4最高，均为5.22%；F3其次，为5.21%；CK最低，为4.71%；各施肥处理较CK提高7.86%～10.83%；CK显著低于其余处理，F2显著低于F1、F3和F4，F1、F3和F4间差异不显著。可滴定酸：各处理为0.26%～0.27%，各处理间差异不显著。糖酸比：F3最高，为20.26；F1和F4其次，分别为19.80和19.81，CK最低，为17.57；F3显著高于F2和CK，CK显著低于各施肥处理，F1、F2、F4间和F1、F3、F4间差异不显著。

表 2 不同施肥处理樱桃番茄的品质

2.4 不同施肥处理土壤的理化性状

从表3看出，不同施肥处理土壤pH以及有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量的变化。pH：CK最大，为5.33；F3其次，为5.30；F4最小，为5.12；CK与F3差异不显著，均显著大于其余处理，其余处理间差异不显著。有机质：F3最大，为1.90 g/kg；F1其次，为1.86 g/kg；CK最小，为0.84 g/kg；CK显著低于各施肥处理，F3显著高于除F1外的其余处理，其余施肥处理间差异显著或不显著。碱解氮：F2最大，为132.50 mg/kg；F3其次，为128.63 mg/kg；CK最小，为56.33 mg/kg；CK显著低于各施肥处理，各施肥处理间差异不显著。有效磷：F1最大，为79.33 mg/kg；F2其次，为77.57 mg/kg；CK最小，为56.20 mg/kg；CK显著低于各施肥处理，各施肥处理间差异不显著。速效钾：F1最大，为127.87 mg/kg；F3其次，为121.40 mg/kg；CK最小，为33.90 mg/kg；CK显著低于各施肥处理，各施肥处理间差异不显著。

表 3 不同施肥处理土壤的理化性状

2.5 不同施肥处理樱桃番茄的氮积累及氮素回收率

从表4可知，不同处理樱桃番茄根、茎、叶和果实的氮积累量分别为1.56～3.09 kg/hm2、25.80～54.05 kg/hm2、29.42～92.49 kg/hm2和21.42～64.10 kg/hm2，依次为F3>F4>F2>F1>CK、F3>F2>F1>F4>CK、F4>F2>F3>F1>CK和F3>F4>F2>F1>CK，各施肥处理均显著高于CK，其中根、茎、叶的各施肥处理间差异显著或不显著，果实的各施肥处理间差异不显著。总氮积累量为78.21～200.68 kg/hm2，依次为F4>F2>F3>F1>CK，F2、F3、F4较F1提高16.17%、12.18%和19.33%；CK显著低于各施肥处理，F1显著低于F2、F3和F4，F2、F3、F4间差异不显著。各施肥处理氮素回收率为26.65%～36.29%，依次为F4>F2>F3>F1，F2～F4较F1提高6.08～9.64百分点。

表 4 不同施肥处理樱桃番茄的氮累积及氮素回收率

3 讨论

合理施用饼肥可增加土壤养分，调节土壤微生物活性，并促进烤烟生长发育，增加烟叶香气，且效果优于普通有机肥料[18-19]。张耗等[20]研究发现，饼肥与无机氮肥配施可促进水稻根部生长，提高产量。研究结果表明，樱桃番茄的产量，不同处理为12.83～31.68 t/hm2，各施肥处理较CK增产105.9%～146.91%，各水肥一体化施肥处理较沟灌追施雅冉复合肥处理增产13.25%～19.91%；与沟灌追施雅冉复合肥相比，水肥一体化施用花生饼发酵液可显著提高樱桃番茄产量，但与水肥一体化施用雅冉复合肥和水肥一体化施用中化水溶肥差异不显著，说明施用花生饼发酵液对樱桃番茄产量影响不大，与万群[10]的研究结果一致。另外，水肥一体化施用花生饼发酵液樱桃番茄果实维生素C含量显著提高，其坐果期叶片叶绿素含量增加，可能是由于花生饼发酵液含有丰富的氨基酸，而氨基酸肥料可增加叶片叶绿素含量和作物果实中维生素C含量，从而改善了果实品质[21]。

海南樱桃番茄种植过程中农户盲目施用化肥，导致土壤质量下降，从而抑制植株生长[22]。施用有机肥有助于提升土壤肥力，促进作物增产[23]，而液体有机肥便于作物中后期施用[24]，更适合在樱桃番茄覆膜栽培中应用。研究结果表明，水肥一体化施用花生饼发酵液与其余施肥处理相比，土壤pH增大且有机质含量提高，对土壤具有一定的改良效果。

合理的水肥管理是农业生产高产高效的关键[25]，水肥一体化技术可实现水肥耦合。孟亮等[26]研究表明，水肥一体化技术可提高作物产量，促进养分吸收，增加养分积累量。研究结果表明，与沟灌追施雅冉复合肥处理相比，水肥一体化施用雅冉复合肥、水肥一体化施用花生饼发酵液和水肥一体化施用中化水溶肥处理樱桃番茄氮素总积累量均显著增加，分别提高16.17%、12.18%和19.33%，氮素回收率分别提高8.06百分点、6.08百分点和9.64百分点。