聚天门冬氨酸和生物复合肥对日光温室番茄品质产量及氮肥利用率的影响

丁俊洋 国艳春 田素波，5* 王冠杰 林俊凤 王 蕾 国家进 李英杰 辛晓菲 王 伟

（1 潍坊科技学院，山东寿光 262700；2 山东省寿光蔬菜产业集团有限公司，山东寿光 262700；3 寿光市蔬菜产业发展中心，山东寿光 262700；4 山东省蔬菜工程技术研究中心有限公司，山东潍坊 262700；5 山东省设施蔬菜技术创新中心，山东寿光 262700；6 潍坊种子谷科技有限公司，山东潍坊 261111）

近年来，我国番茄生产规模稳定，2018 年产量超过6 000 万t（李君明 等，2021），已经成为全球最重要的番茄制品生产国和出口国，是继美国、欧盟之后的第三大生产地区和第一大出口国（王光娟，2021）。生产上为追求番茄产量和经济效益，过量施肥现象时有发生，尤其过量施用氮肥，不仅造成设施番茄种植中氮肥利用率低，而且未被利用的氮肥会随着水分渗入土壤深层污染地下水。另外，大量使用化肥也会造成土壤板结等问题，进而导致番茄品质下降。生物菌肥能分解土壤中的有机物，改善土壤环境，促进作物生长发育。研究表明，生物有机肥替代或部分替代化肥后，对作物产量、品质和土壤微生物环境均有明显促进作用（徐立功等，2006；魏保国和王明友，2014）。有机氮与无机氮配施比例为3∶2 时，可明显提高番茄产量，促进土壤氮素矿化，土壤全氮和有机碳含量也有相应提升（赵征宇 等，2013）。番茄采用生物有机肥培肥，每667 m施2 t 生物有机肥，不仅可以增产24.75%，还能提高果实品质和VC 含量（闫实 等，2016）。连续施用含高效固氮菌的生物有机肥有助于改善番茄果实品质和培肥地力，还可提高土壤益生菌的优势度（姜莉莉 等，2020）。

聚天门冬氨酸作为一种肥料增效剂可有效提高氮磷钾养分的利用率，可以富集N、P、K 及微量元素供给植物，使得植物更有效地利用肥料养分（杨晋辉 等，2018）。有研究表明，减氮10%条件下配施5.0%的聚天门冬氨酸有利于促进烤烟氮代谢和对氮素的吸收利用，减少土壤氮素盈余（杨启航等，2021）。另外，在化肥用量较低的情况下，施用肥料增效剂可促进番茄对养分的吸收与利用（任毛飞 等，2016）。而聚天门冬氨酸和生物复合肥共同施用对作物产量和肥料利用率的影响研究较少。因此，本试验对日光温室番茄生产中聚天门冬氨酸和ETS 生物复合肥的配施效果进行了研究，以期为明确番茄生产中的化肥减量和氮素供应量提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2018 年2 月至2019 年1 月在山东省寿光市现代农业产业园内进行，供试番茄品种为凯德8776（由北京源生泰农业科技有限公司提供）。种植方式为一年两茬，即2 月初至7 月底为早春茬，8 月初至翌年1 月底为秋冬茬。

在寿光市蔬菜小镇日光温室内进行穴盘嫁接育苗。采取大小行起垄定植，大行距80～90 cm、小行距50～70 cm，株距30 cm。小区面积为30 m，重复3 次。定植后覆盖白色地膜。采用结果枝一边倒的整枝方式进行栽培，每株留5 穗果，目标产量为78 000 kg·hm。

聚天门冬氨酸（由中科院微生物研究所、中科院合肥物质科学研究院共同研究，青岛新纳生物技术有限公司提供成品，质量分数≥98%）。生物复合肥为ETS 专用复合微生物肥料（N-PO-KO 为8-8-8，有效活菌数≥0.20 亿·g）（由中科院地理科学与资源研究所、天津生物科技发展有限公司共同研究，天津生物科技发展有限公司提供成品）。化肥分别为重过磷酸钙（PO含量46%）、硫酸钾（KO 含量50%）、尿素（N 含量46%）。

1.2 试验方法

试验设5 个处理（表1）：CK0，不施 肥；CK，按当地常规生产施用化肥，秋冬茬养分施入量为早春茬的90%；T1，施用化肥，氮素含量为CK 的80%，并添加聚天门冬氨酸1 500 kg·hm；T2，施用ETS 生物复合肥，氮素来源于ETS 生物复合肥，氮素含量为CK 的85%；T3，施用ETS生物复合肥，氮素含量为T2 的80%，同时添加聚天门冬氨酸1 500 kg·hm。各处理的磷肥和钾肥用量相同，分别为PO300 kg·hm和KO 500 kg·hm。磷肥和氮肥全部基施，钾肥30%基施，70%于结果期和结果后期分批追施。

表1 各处理氮素投入量 kg·hm-2

1.3 测定指标

1.3.1 品质指标 于番茄成熟期，各处理随机选取小区中间行的10 株进行采样，测定番茄果实品质指标。总酸含量采用NaOH 滴定法测定，VC 含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定。

1.3.2 植株生长指标 拉秧前各处理随机选取10株代表性植株，烘干并分别称量根、茎、所有叶片（包括摘除的叶片）和果实的干质量。

1.3.3 产量指标 于番茄成熟期，每个处理随机选取20 株代表性植株，测定其产量。

1.3.4 全氮含量及氮素吸收量 采用浓硫酸-双氧水消煮，凯氏定氮仪测定番茄植株全氮含量。

氮肥农学效率=（施氮处理产量 -不施氮处理产量）/施氮量

氮肥吸收利用率=〔（施氮处理地上部吸氮量-不施氮处理地上部吸氮量）/施氮量〕× 100%

1.4 数据分析

利用Microsoft Excel 2010 和SPSS 20.0 软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对日光温室番茄品质的影响

由图1 可知，在氮素减施的情况下，添加聚天门冬氨酸和施用ETS 生物复合肥均明显提高了早春茬和秋冬茬的番茄果实品质，3 个处理（T1、T2、T3）与常规化肥处理（CK）相比，果实可溶性糖含量以及糖酸比显著提高，总酸含量显著降低，且早春茬T2、T3 处理的VC 含量显著提高，分别比CK 增加了28.87%和25.57%。

图1 不同施肥处理对日光温室番茄品质的影响

2.2 不同施肥处理对日光温室番茄植株干质量的影响

由表2 可见，在氮素减施的情况下，施用聚天门冬氨酸和ETS 生物复合肥均提高了番茄植株干质量，早春茬处理效果优于秋冬茬。其中，T3 处理效果最好，早春茬植株根、茎、叶干质量显著高于CK0、CK，且分别比T1 处理提高了8.48%、2.76%、0.97%。表明聚天门冬氨酸和ETS 生物复合肥混施可有效促进植株的生长。

表2 不同施肥处理对日光温室番茄植株干质量的影响

2.3 不同施肥处理对日光温室番茄植株全氮含量及氮吸收量的影响

由表3 可知，在氮素减施的情况下，聚天门冬氨酸和ETS 生物复合肥混施（T3）提高了早春茬、秋冬茬的果实全氮含量和植株氮素吸收量，且番茄全株氮素吸收量最高，较T1 处理分别提高了10.84%、3.70%；各器官对氮素的吸收能力依次为果实＞叶＞茎＞根。T1 处理与CK 相差不大，表明在减施化肥的前提下，施用聚天门冬氨酸可保证番茄对养分的吸收。

表3 不同施肥处理对日光温室番茄全氮含量及氮素吸收量的影响

2.4 不同施肥处理对日光温室番茄氮肥农学效率的影响

由表4 可知，早春茬T2、T3 处理的番茄产量较常规施肥（CK）分别增加了18.83%、16.47%，秋冬茬较CK 分别增加了6.04%、2.90%，表明ETS生物复合肥替代化肥可提高番茄产量；早春茬T2 和T3 处理的氮肥吸收利用率分别比CK 高8.11 百分点和13.77 百分点，且T3 处理的氮肥农学效率和吸收利用率最高，但3 个化肥减施处理差异均不显著。

表4 不同施肥处理对日光温室番茄产量和氮肥利用率的影响

3 结论与讨论

番茄作为连续采收的蔬菜作物，需肥量较大（梁静 等，2015）。在常规施肥基础上基施微生物菌剂，可增强番茄的抗病能力，提高单株结果数、单果质量和产量，平均每667 m增产7.7%（范秀勤和黄文祥，2017）。微生物菌肥还可以提高番茄植株的株高、茎粗、最大叶长和最大叶宽，有效提高番茄的生长势，进而提高产量（王书娟 等，2020）。本试验也得到了相似的结论，施用ETS 生物复合肥替代化肥处理（T2），早春茬和秋冬茬番茄植株干质量均高于常规化肥处理（CK）；显著提高了果实可溶性糖含量和糖酸比，降低了总酸含量；早春茬和秋冬茬番茄产量、氮肥吸收利用率较CK 分别提高了18.83%、6.04%和 8.11、8.83 百分点。

聚天门冬氨酸可提高肥料的氮素利用率。相同施氮情况下，添加聚天门冬氨酸可有效提高作物干物质积累、产量、氮肥利用率（唐会会 等，2019），显著降低氮素表观盈亏量（Hu et al.，2019）。本试验中，施用聚天门冬氨酸+ETS 生物复合肥处理（T3）的施氮量是T2 处理的80%，但番茄果实品质、产量和植株氮素吸收量等均与T2处理相差不大，且植株氮肥农学效率高于T2 处理；与CK 相比，T3 处理的糖酸比提高38.12%；在减少氮素使用量的情况下，添加聚天门冬氨酸的T1、T3 处理的早春茬和秋冬茬番茄产量均高于常规化肥处理（CK）。这是因为聚天门冬氨酸本身具有极强的鳌合、分散、吸附作用，分子中的羟基和羧基能螯合金属离子，在土壤中可以形成一张细密的网，把肥料固定在作物根部，缓慢释放，减少养分流失（董彦旭 等，2016），并促进植株对氮素的吸收利用，而氮素可促进植株叶片生长发育，增强光合作用，从而提高番茄产量。