温室番茄有机组合肥筛选及其肥效、土壤环境和果实品质效应

潘艳花,朱惠霞,朱建强,秦嘉海

(1.甘肃省农业科学院林果花卉研究所,甘肃 兰州 730000;2.甘肃省农业科学院蔬菜研究所,甘肃 兰州 730000;3.酒泉市农业技术推广服务中心,甘肃 酒泉,735000;4.河西学院农业与生态工程学院,甘肃 张掖 734000)

甘肃省酒泉市蔬菜产业已发展成为农民增收的支柱产业之一,截至2021年全市日光温室蔬菜种植面积1 273.33 hm2[1]。经调查,菜户温室种植的番茄平均产量为110 t·hm-2,尿素、磷酸二铵、硫酸钾化肥投入量分别为1.35、0.90、0.68 t·hm-2,折合纯N、P2O5、K2O分别为0.78、0.42、0.34 t·hm-2,按照生产100 t番茄吸收N、P2O5、K2O分别为0.45、0.50、0.50 t计算[2],生产110 t·hm-2番茄需要纯N、P2O5、K2O分别为0.50、0.55、0.55 t·hm-2,不施肥番茄产量为77 t·hm-2,土壤提供的N、P2O5、K2O分别为0.35、0.39、0.39 t·hm-2,应补充纯N、P2O5、K2O分别为0.15、0.16、0.16 t·hm-2,超量施用纯N、P2O5、K2O分别为0.63、0.26、0.18 t·hm-2。长期超量施用氮、磷、钾化肥而未施用微量元素易导致番茄种植田大量元素和微量元素比例失衡,缺素的生理性病害经常发生,有机质含量低,板结,通透性能差,可溶性盐富集,有益微生物数量和酶活性降低,生产的番茄可溶性糖、Vc和可溶性蛋白质含量低,硝酸盐和可滴定酸含量高,产量低且不稳定[3-4],影响了温室蔬菜产业的可持续发展。因此研究有机物料组合肥替代传统化肥是目前研究的热点问题和本文的关键所在。

有关有机物料对土壤环境质量及作物品质和产量的影响前人做了大量的研究工作,主要包括两个方面：其一,有机物料对土壤环境质量的影响：羊粪提高了土壤有机质含量[5],改善了土壤物理性质,降低了容重,增大了总孔隙[6],有机物料提高了土壤中>0.25 mm水稳性团聚体的数量[7-8]。有机物料和羊类有机肥降低了土壤酸碱度、电导率和碱化度,改善了缓冲性能[9-10]。鸡粪和有机物料提高了土壤氮、磷、钾和锌的含量[11-12]。生物菌肥和有机生态肥提高了土壤微生物的数量[13-14]。麦秸和蚯蚓粪便提高了土壤酶活性[15-16]。鸡粪降低了重金属离子的生物有效性,对土壤中Pb、Cd具有较强的钝化作用,减少了重金属的累积,降低了玉米对Cd的吸收[17-18];猪粪提高了土壤中Cd、Hg和Zn的含量[19];有机物料降低了水稻根系对土壤Cd的吸收富集[20];牛粪与秸秆配合施用,降低了玉米籽粒中Cd含量[21]。其二,有机物料对作物品质和产量的影响：羊粪提高了火龙果总糖、Vc含量[22];秸秆改善了番茄品质并提高了产量[23];农业废弃物提高了番茄Vc和可溶性糖含量[24];有机物料提高了黄瓜果实Vc含量[25];有机物料显著提高了作物产量[26];有机肥料替代化肥、沼液与化肥配施能提高番茄产量和改善果实品质[27-28]。

综上所述,前人对有机物料的研究主要集中在羊粪、有机物料、鸡粪、生物菌肥、有机生态肥、麦秸、蚯蚓粪便、猪粪、牛粪、作物秸秆和沼液对土壤环境质量及作物品质和产量影响方面,而采用玉米秸秆、牛粪、食用菌渣、番茄专用肥和生物菌肥合成的有机物料组合肥对温室土壤环境质量及番茄品质和效益影响的研究鲜有报道。经调查,甘肃省酒泉市有机物料年资源量有2.93×106t,堆放在居民点周围污染了乡村环境。经室内分析,这些有机物料有机质、N、P2O5、K2O含量分别为25.41%～42.27%、0.21%～1.03%、0.17%～0.81%、0.13%～0.63%。为解决研究区长期施用传统化肥温室土壤环境质量和番茄品质下降以及有机物料对乡村生态环境污染的问题,本文依据番茄需肥规律和研究区域土壤供肥水平,以研究区资源丰富的制种玉米秸秆、牛粪、食用菌渣、番茄专用肥和生物菌肥为原料,采用正交试验方法筛选配方,在室内合成有机物料组合肥,并进行田间验证试验,旨在为提高有机物料资源利用率、减少化肥施用量、改善土壤环境质量和番茄品质提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地概况 试验在甘肃省酒泉市肃州区银达镇银达村温室内进行(100°15′68″E,39°05′90″N),海拔1 485 m,年降水量86 mm,年蒸发量1 950 mm,年均气温7.50℃,日照时数3 053 h,无霜期150 d。温室长度、脊高、跨度分别为90、4、8 m,墙体底宽和上口宽分别为1.8 m和1.4 m,土壤类型是灌淤旱作人为土,0～20 cm土层有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为17 340、61.13、8.94、134.36 mg·kg-1,Hg、Cd、Cr、Pb、Mn、Zn、Mo分别为0.35、0.42、23.14、7.05、6.23、0.48、0.10 mg·kg-1,阳离子交换量(CEC)、可溶性盐和pH值分别为20.92 cmol·kg-1、1.95 g·kg-1和8.26,前茬作物是黄瓜。

1.1.2 试验材料 自制番茄专用肥按CO(NH2)2∶(NH4)2HPO4∶K2SO4∶ZnSO4·7H2O∶MnSO4·3H2O∶(NH4)2MoO4风干重量比为0.3687∶0.2995∶0.2765∶0.0276∶0.0184∶0.0093混合;自制秸秆粪便菌渣肥按玉米秸秆∶牛粪∶食用菌渣(风干重量比)为0.4167∶0.3333∶0.2500混合;自制有机物料组合肥按秸秆粪便菌渣肥∶番茄专用肥∶生物菌肥(风干重量比)为0.9709∶0.0243∶0.0048混合。番茄品种为‘中杂102’,试验材料有效成分见表1。

表1 参试材料有效成分 Table 1 Active ingredient of the tested material

1.2 试验方法

1.2.1 秸秆粪便菌渣肥无害化处理方法 于2016年4月1日将风干的玉米秸秆、牛粪、食用菌渣分别粉碎过10 mm筛,加入尿素(尿素加入量(kg·t-1)=玉米秸秆、牛粪、食用菌渣C/N÷25÷0.46)把碳氮比调整为25∶1,喷自来水调节水分含量达到60%～65%,在温室内(室温25～30℃)堆成梯形,覆盖塑料薄膜并开直径2～3 cm小洞若干,食用菌渣、牛粪和玉米秸秆分别发酵90、120、180 d,堆内温度降到室温发酵结束,放置在阴凉干燥处自然风干(含水量小于5%)得到发酵有机物料备用(表2)。

表2 有机物料发酵参数Table 2 Fermentation parameters of organic materials

1.2.2 试验处理 试验①：有机物料组合肥配方筛选。2017年5月22日选择秸秆粪便菌渣肥、番茄专用肥和生物菌肥3种肥料,各设置3个梯度施用量,按正交表L9(34)配制9种有机物料组合肥(表3)。

表3 L9(34)正交试验设计与分析Table 3 L9 (34) Orthogonal experimental design and analysis

试验②：有机物料组合肥施用量对番茄种植田环境质量和番茄效益影响的研究。2018年5月20日,按照试验①筛选的配方(秸秆粪便菌渣肥∶番茄专用肥∶生物菌肥(风干重量比)为0.9709∶0.0243∶0.0048)在室内合成有机物料组合肥,施肥量梯度设置为0(对照)、20、40、60、80、100 t·hm-2共6个处理,各处理重复3次,随机区组排列。

试验③：有机物料组合肥与传统化肥比较对温室番茄种植田环境质量及番茄品质和效益影响的研究。2019—2021年每年5月20日,在N、P2O5、K2O、Zn、Mn和Mo纯养分投入量相等的条件下(N 0.81 t·hm-2+P2O50.37 t·hm-2+K2O 0.82 t·hm-2+Zn 0.01%+Mn 0.01%+Mo 0.01%),设置3个处理,处理1为对照(不施肥);处理2为传统化肥(CO(NH2)21.46 t·hm-2+(NH4)2HPO40.80 t·hm-2+K2SO41.64 t·hm-2)+ZnSO4·7H2O 0.04 t·hm-2+MnSO4·3H2O 0.04 t·hm-2+(NH4)2MoO40.02 t·hm-2;处理3为有机物料组合肥(施肥量60.00 t·hm-2)。各处理重复3次,随机区组排列。

1.2.3 种植方法 小区面积27 m2(长×宽=7.5 m×3.6 m),小区四周筑埂。番茄定植前在栽培行内挖长、宽、深分别为7.50、0.60、0.20 m土槽,按试验设计将肥料撒入土槽内起垄,垄高、垄宽和垄距分别为35、60、60 cm,垄起好后在垄上铺上滴灌带和地膜,选择苗龄60 d的番茄苗定植,深度和株距分别为10 cm和30 cm,每垄2行,每小区3垄。各小区为1个支管单元,在支管单元入口安装闸阀、压力表和水表,在栽培垄上安装滴灌带,滴头间距30 cm,在番茄定植后、开花期、第1果穗、第2果穗、第3果穗膨大期和收获前各滴灌1次,每个小区每次灌水量为5.40 m3。

1.2.4 样品采集方法 番茄收获时,每个小区选择3垄 ,每垄采集5株,共采集15株测定单果重、单株果重、可溶性糖、Vc、可溶性蛋白质、硝酸盐和可滴定酸。每个试验小区单独采收,将小区产量换算成公顷产量进行统计分析。2018年9月26日试验②和2021年9月28日试验③的番茄采收后,分别在试验小区内按对角线布置5个采样点,采集0～20 cm耕作层土样5 kg,采用四分法留土样3份,质量分别为2、2、1 kg,新鲜土样收入4℃避光保存,2 kg土样分别测定微生物数量和酶活性,1 kg土样风干过1 mm筛供室内分析(土壤容重和团聚体用环刀采原状土,不进行风干)。

1.2.5 测定指标与方法 采用环刀法、计算法和干筛法测定土壤容重、总孔隙度和>0.25 mm水稳性团聚体;采用酸度计法(水土比5∶1)、乙酸铵—氯化铵法、电导法和重铬酸钾氧化-外加热法测定pH值、CEC、可溶性盐、有机质和有机碳;采用烘干法和威尔科可斯法测定自然含水量和田间持水量;采用扩散法、碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法和中性醋酸铵溶液浸提—火焰光度计法测定碱解氮、速效磷和速效钾;饱和持水量(t·hm-2)=面积(m2)×总孔隙度(%)×土层深度(m);毛管持水量(t·hm-2)=面积(m2)×毛管孔隙度(%)×土层深度(m);非毛管持水量(t·hm-2)=面积(m2)×非毛管孔隙度(%)×土层深度(m);贮水量(m3·hm-2)=土壤容重(g·cm-3)×自然含水量(%)×土层深度(m)×面积(m2);有机碳密度(kg·m-2)=土壤有机碳含量(g·kg-1) × 土壤容重(g·cm-3) × 采样深度(cm)×0.01;采用稀释平板法、3,5-二硝基水杨酸比色法、靛酚比色法、磷酸苯二钠比色法和碘量滴定法测定土壤微生物、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶;采用水杨酸硝化法、2,6-二氯靛酚滴定法、蒽酮-硫酸法、考马斯亮蓝C-250染色法、碱滴定法和PR-32α型折射计测定番茄硝酸盐、Vc、可溶性糖、可溶性蛋白、可滴定酸、可溶性固形物;采用石墨炉原子吸收分光光度法和原子荧光光谱法测定Cd和Hg全量;采用火焰原子吸收分光光度法测定Pb和Cr全量;采用原子吸收分光光度法测定有效Mn、Zn和Mo。

1.3 数据分析

采用SPSS 19.0软件进行数据统计分析,采用Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 有机物料组合肥配方筛选

2017年9月30日番茄收获后测定数据显示,3种肥料对番茄经济性状和产量的主次效应(R)为：番茄专用肥>秸秆粪便菌渣肥>生物菌肥。各水平平均单果重、单株果重和产量分别表现为KA1>KA3>KA2、KB3>KB2>KB1和KC3>KC1>KC2(表3),说明有机物料组合肥最优组合比例为A1秸秆粪便菌渣肥60.0 t·hm-2：B3番茄专用肥1.5 t·hm-2：C3生物菌肥0.3 t·hm-2,将60.0、1.5、0.3 t·hm-2分别除以61.80 t·hm-2,得到有机物料组合肥配方组合比例为秸秆粪便菌渣肥∶番茄专用肥∶生物菌肥为0.9709∶0.0243∶0.0048。室内测定含有机质、有机碳、N、P2O5、K2O、Zn、Mn、Mo含量分别为36.01%、20.89%、1.35%、0.61%、1.37%、0.02%、0.01%、0.01%,有效活菌数≥0.01×108个·g-1,粒径1～20 mm。

2.2 有机物料组合肥施用量对温室番茄种植田环境质量和番茄效益的影响

2.2.1 土壤理化性质 由2018年9月26日番茄采收后测定结果数据可知(表4,见172页),有机物料组合肥施用量与温室番茄种植田总孔隙度、>0.25 mm水稳性团聚体、饱和持水量、CEC和可溶性盐含量呈正相关关系,相关系数(r)分别为0.9907、0.9909、0.9906、0.9918和0.9912,与容重和pH值呈负相关关系,相关系数(r)分别为-0.9955和-0.9916。随着有机物料组合肥施肥量梯度的增加,总孔隙度、>0.25 mm水稳性团聚体、饱和持水量、CEC和可溶性盐含量增加,容重和pH值降低。处理6与处理5相比,总孔隙度、>0.25 mm水稳性团聚体、饱和持水量和可溶性盐含量变化差异不显著(P>0.05),CEC含量变化差异显著(P<0.05);处理6与处理4相比,>0.25 mm水稳性团聚体(P<0.05)和CEC(P<0.01)含量变化差异显著,总孔隙度、饱和持水量和可溶性盐、容重和pH值含量变化差异不显著(P>0.05);处理6与处理3相比,>0.25 mm水稳性团聚体和CEC含量变化差异极显著(P<0.01),总孔隙度、饱和持水量、容重和pH值含量变化差异显著(P<0.05),可溶性盐含量含量变化差异不显著(P>0.05);处理6与处理2相比,总孔隙度、>0.25 mm水稳性团聚体、饱和持水量、CEC、容重和pH值含量变化差异极显著(P<0.01),可溶性盐含量变化差异不显著(P>0.05);处理6与处理1相比,总孔隙度、>0.25 mm水稳性团聚体、饱和持水量、CEC、容重和pH值含量变化差异极显著(P<0.01),可溶性盐含量变化差异显著(P<0.05)。

表4 有机物料组合肥施用量对温室番茄种植田理化性质的影响Table 4 Effects of application rate of combined organic material on physicochemical properties of tomato planting field in greenhouse

2.2.2 有机质及有机碳和速效氮磷钾含量 由表5(见172页)可知,有机物料组合肥施用量与温室番茄种植田有机质、有机碳、有机碳密度、碱解氮、速效磷和速效钾含量呈正相关关系,相关系数(r)分别为0.9997、0.9998、0.9941、0.9915、0.9911、和0.9952。随着有机物料组合肥施肥量梯度的增加,有机质、有机碳、有机碳密度和速效氮磷钾含量递增。处理6与处理5相比,有机质、有机碳和速效磷含量变化差异显著(P<0.05),有机碳密度、碱解氮和速效钾含量变化差异不显著(P>0.05);处理6与处理4相比,有机质、有机碳、碱解氮和速效磷含量变化差异极显著(P<0.01),有机碳密度和速效钾含量变化差异显著(P<0.05);处理6与处理3相比,有机质、有机碳、有机碳密度、碱解氮和速效磷含量(P<0.01),速效钾含量变化差异显著(P<0.05);处理6与处理2、处理1相比,有机质、有机碳、有机碳密度、碱解氮、速效磷和速效钾含量变化均表现出差异极显著(P<0.01)。

表5 有机物料组合肥施用量对温室番茄种植田有机质及有机碳和氮磷钾含量的影响Table 5 Effects of application rate of combined organic material on organic matter, organic carbon and N、P、K contents in tomato planting field in greenhouse

2.2.3 番茄性状和效益 由表6(见172页)可知,有机物料组合肥施用量与番茄株高、茎粗、单果重、单株果重和产量呈正相关关系,相关系数(r)分别为0.9875、0.9416、0.9052、0.9461和0.9144。随着有机物料组合肥施肥量梯度的增加,株高、茎粗、单果重、单株果重、产量、增产值和施肥成本递增,千克肥料增产量和肥料投资效率递减。处理6与处理5相比,株高、茎粗、单果重、单株果重和产量变化差异不显著(P>0.05);处理6与处理4相比,株高变化差异显著(P<0.05),茎粗、单果重、单株果重和产量变化差异不显著(P>0.05);处理6与处理3相比,株高变化差异极显著(P<0.01),茎粗、单果重、单株果重和产量变化差异显著(P<0.05);处理6与处理2、处理1相比,株高、茎粗、单果重、单株果重和产量变化均表现出差异极显著(P<0.01)。有机物料组合肥施肥量由20 t·hm-2递增到60 t·hm-2,施肥利润随着施肥量增加而递增,当超过60 t·hm-2时施肥利润开始下降。由此可见,有机物料组合肥最大利润施肥量为60 t·hm-2。

表6 有机物料组合肥施用量对番茄性状和效益的影响Table 6 Effects of application rate of combined organic material on tomato characters and efficiency

2.3 有机物料组合肥与传统化肥比较对温室番茄种植田环境质量及番茄品质和效益的影响

2.3.1 土壤理化性质 连续定点试验3 a后,由番茄收获后测定数据可知(表7),不同处理温室番茄种植田容重和pH值均表现为有机物料组合肥<传统化肥<对照;孔隙度、水稳性团聚体和CEC均表现为有机物料组合肥>传统化肥>对照;可溶性盐含量表现为传统化肥>有机物料组合肥>对照。有机物料组合肥与传统化肥相比,容重、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度变化差异显著(P<0.05),水稳性团聚体、CEC、可溶性盐和pH值变化差异极显著(P<0.01);有机物料组合肥与对照相比,容重、pH值、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、水稳性团聚体和CEC变化差异极显著(P<0.01),可溶性盐含量变化差异不显著(P>0.05)。传统化肥与对照相比,容重和pH值变化差异不显著(P>0.05),而总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和CEC,可溶性盐含量变化差异极显著(P<0.01),>0.25 mm水稳性团聚体变化差异显著(P<0.05)。

表7 有机物料组合肥与传统化肥比较对温室番茄种植田理化性质的影响Table 7 Effects of combined organic material and traditional fertilizer on physicochemical properties of tomato planting field in greenhouse

2.3.2 持水量、有机质和有机碳含量 由表8(见175页)可知,不同处理温室番茄种植田田间持水量、饱和持水量、毛管持水量、非毛管持水量、自然含水量、贮水量、有机质、有机碳和有机碳密度均表现为有机物料组合肥>传统化肥>对照。有机物料组合肥与传统化肥相比,田间持水量、自然含水量、有机质和有机碳含量变化差异极显著(P<0.01),饱和持水量、贮水量、毛管持水量、非毛管持水量和有机碳密度变化差异显著(P<0.05);与对照相比,田间持水量、自然含水量、饱和持水量、毛管持水量、非毛管持水量、有机质、有机碳和有机碳密度变化差异极显著(P<0.01),贮水量变化差异显著(P<0.05)。传统化肥与对照相比,田间持水量、自然含水量、饱和持水量、贮水量、毛管持水量、非毛管持水量、有机质、有机碳含量和有机碳密度变化差异不显著(P>0.05)。

2.3.3 氮磷钾、微量元素和重金属含量 由表9(见175页)可知,不同处理温室番茄种植田碱解氮、速效磷、速效钾、Mn、Zn和Mo含量均表现为有机物料组合肥>传统化肥>对照;Hg、Cd、Cr和Pb含量均表现为传统化肥>有机物料组合肥>对照。有机物料组合肥与传统化肥相比,碱解氮、速效磷、速效钾、Mn和Zn含量变化差异不显著(P>0.05),Mo、Hg、Cd、Cr和 Pb含量变化差异极显著(P<0.01);与对照相比,碱解氮、速效磷、速效钾和Mo含量变化差异极显著(P<0.01),Mn和Zn含量变化差异显著(P<0.05),Hg、Cd、Cr和 Pb含量变化差异不显著(P>0.05)。传统化肥与对照相比,碱解氮、速效磷、速效钾、Mo、Hg、Cd、Cr和 Pb含量变化差异极显著(P<0.01),Mn和Zn含量变化差异显著(P<0.05)。施用有机物料组合肥处理Hg、Cd、Cr和Pb含量虽然大于对照,但仍小于土壤污染临界值,不会对作物造成风险。

2.3.4 微生物数量和酶活性 由表10可知,不同处理温室番茄种植田真菌数量表现为有机物料组合肥<传统化肥<对照;细菌、放线菌数量和酶活性表现为有机物料组合肥>传统化肥>对照。有机物料组合肥与传统化肥相比,真菌、细菌数量、蔗糖酶和多酚氧化酶活性变化差异极显著(P<0.01),放线菌数量、脲酶和磷酸酶活性变化差异显著(P<0.05);与对照相比,真菌数量、细菌、放线菌数量、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性变化差异极显著(P<0.01)。传统化肥与对照相比,真菌、细菌、放线菌数量、蔗糖酶和多酚氧化酶活性变化差异显著(P>0.05),脲酶活性变化差异显著(P<0.05),磷酸酶活性变化差异极显著(P<0.01)。

表10 有机物料组合肥与传统化肥比较对温室番茄种植田微生物数量和酶活性的影响Table 10 Effects of combined organic material and traditional fertilizer on microbial quantity and enzyme activities of tomato planting field in greenhouse

2.3.5 番茄品质 由表11可知,不同处理番茄可溶性糖、Vc、可溶性蛋白质和可溶性固形物均表现为有机物料组合肥>传统化肥>对照;硝酸盐表现为对照<有机物料组合肥<传统化肥;可滴定酸表现为有机物料组合肥<传统化肥<对照。有机物料组合肥与传统化肥相比,可溶性糖和可溶性蛋白质、硝酸盐含量变化差异显著(P<0.05),Vc、可溶性固形物和可滴定酸含量变化差异极显著(P<0.01);有机物料组合肥与对照相比,可溶性糖、Vc、可溶性蛋白质、可溶性固形物和可滴定酸含量变化差异极显著(P<0.01),硝酸盐含量变化差异不显著(P>0.05)。传统化肥与对照相比,可溶性糖、Vc、可溶性蛋白质和硝酸盐含量变化差异极显著(P<0.01),可溶性固形物含量变化差异显著(P<0.05),可滴定酸含量变化差异不显著(P>0.05)。

表11 有机物料组合肥与传统化肥比较对番茄品质的影响Table 11 Effects of combined and tradional fertilizer organic material on tomato quality

2.3.6 番茄性状和效益 由表12可知,施用有机物料组合肥显著改善了番茄经济性状,提高了其经济效益。有机物料组合肥较传统化肥显著地提高了株高、茎粗、单果重、单株果重和产量。不同处理经济性状和产量均表现为有机物料组合肥>传统化肥>对照。有机物料组合肥与传统化肥相比,株高、茎粗、单果重、单株果重和产量变化差异显著(P<0.05);与对照相比,株高、茎粗、单果重、单株果重和产量变化差异极显著(P<0.01)。传统化肥与对照相比,株高、茎粗、单果重、单株果重和产量变化差异极显著(P<0.01)。不同处理经济效益表现为有机物料组合肥>传统化肥。有机物料组合肥与传统化肥相比,肥料成本降低11.02%,增产值、施肥利润和肥料投资效率分别增加27.80%、38.30%和55.14%。

3 讨论与结论

施用有机物料组合肥提高了温室番茄种植田有机质及有机碳和有机碳密度,本研究结果与前人一致[29]。究其原因认为有机物料组合肥丰富的有机质和有机碳带入土壤,因而提高了有机质和有机碳含量。施用有机物料组合肥温室番茄种植田容重降低,孔隙度、水稳性团聚体、田间持水量、饱和持水量、毛管持水量、非毛管持水量、自然含水量和贮水量得以提高,前人也得出了相同的结论[30]。究其原因认为,一是有机物料组合肥中的有机质使土壤松软、疏松,因此增大了孔隙度,降低了容重;二是有机物料组合肥中的有机质在土壤中进行腐殖质过程,合成的高分子有机化合物(腐殖质)促进了水稳性团聚体的形成;三是有机物料组合肥在土壤中合成的腐殖质吸水率比黏土大,因而提高了持水量和贮水量。施用有机物料组合肥温室番茄种植田CEC增大,pH值和可溶性盐降低,此结论与前人研究结果相一致。究其原因认为,一是有机物料组合肥在土壤中合成的腐殖质带负电荷,吸附了土壤中的阳离子,因而提高了阳离子交换量;二是有机物料组合肥在分解过程中产生的有机酸降低了pH值;三是有机物料组合肥在土壤中合成的腐殖质是一种含有酚羟基、羧基、甲氧基等多功能团的弱酸,因而降低了pH值;四是有机物料组合肥盐基离子含量比化肥低,因而降低了可溶性盐含量。施用有机物料组合肥温室番茄种植田碱解氮、速效磷、速效钾、Mn和Zn含量差异不显著,究其原因是为了使试验具有可比性,在试验设计中有机物料组合肥和传统化肥投入的N、P2O5、K2O、Zn和Mn纯养分投入量相等。施用有机物料组合肥温室番茄种植田真菌数量降低,细菌和放线菌数量增加,究其原因一是有机物料组合肥施入土壤改变了土壤环境条件,增加了有益微生物的数量,促进了细菌和放线菌的繁殖,抑制了真菌的生长发育;二是有机物料组合肥中的有机质及大量元素和微量元素为微生物生长发育提供了碳源和营养物质,促进了细菌和放线菌的繁殖。有机物料组合肥比传统化肥显著地提高了温室番茄种植田脲酶和磷酸酶活性,极显著地提高了蔗糖酶和多酚氧化酶活性,本结论与前人研究结果相吻合[31],究其原因一是有机物料组合肥含有丰富的有机碳,酶吸附在有机碳上为酶创造了良好的土壤生态环境条件,提高了酶的活性。施用有机物料组合肥温室番茄种植田Hg、Cd、Cr和Pb含量比对照分别增加2.86%、2.38%、0.30%和0.71%,但含量仍小于土壤污染临界值[32],说明研究区域有机物料组合肥重金属含量较低,不会对作物造成风险,究其原因是有机物料组合肥中的牛粪和食用菌渣把重金属离子带入土壤[33]。而李传哲等[34]研究得出施用不同种类的有机物料可使土壤重金属离子增幅为0.90%～369.12%,此研究结果与本研究不一致,可能与研究区域有机物料重金属离子含量有关。施用有机物料组合肥番茄农艺性状、经济性状、产量和品质表现为株高、茎粗、单果重、单株果重、产量、可溶性糖、Vc和可溶性蛋白质含量提高,硝酸盐和可滴定酸含量降低。究其原因是有机物料组合肥含有丰富的有机质及大量元素和微量元素,促进了番茄的生长发育,因而提高了番茄产量,改善了其品质。而李会合等[35]研究发现有机肥处理降低了生菜Vc和可溶性糖含量,提高了硝酸盐含量,马国泰等[36]研究认为畜禽粪便肥施用量增加后,辣椒Vc含量和硝酸盐含量显著下降,该研究结果与本研究结论不尽相同,有待今后进一步研究。

有机物料组合肥原料间的主次效应表现为番茄专用肥>秸秆粪便菌渣肥>生物菌肥。施用有机物料组合肥与传统化肥相比,温室番茄种植田孔隙度、水稳性团聚体、CEC、持水量、有机质、有机碳、有机碳密度、碱解氮、速效磷、速效钾、Mn、Zn、Mo、细菌、放线菌、酶活性、番茄品质、经济性状和产量变化顺序为有机物料组合肥>传统化肥>对照;Hg、Cd、Cr和Pb含量变化顺序为传统化肥>有机物料组合肥>对照;温室番茄种植田容重、pH值、真菌数量变化顺序为有机物料组合肥<传统化肥<对照;可溶性盐含量变化顺序为对照<有机物料组合肥<传统化肥。与传统化肥相比,有机物料组合肥显著提高了温室番茄种植田孔隙度、水稳性团聚体、CEC、持水量、有机质、有机碳、有机碳密度、碱解氮、速效磷、速效钾、Mn、Zn、Mo、细菌、放线菌数量、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性、番茄可溶性糖、可溶性蛋白质、Vc、可溶性固形物、单果重、单株果重、产量、施肥利润和肥料投资效率,降低了温室番茄种植田容重、可溶性盐、pH值、真菌数量、重金属含量和番茄硝酸盐和可滴定酸。常规化肥则提高了温室番茄种植田重金属、可溶性盐、番茄硝酸盐和可滴定酸含量,对温室番茄种植田有机质、容重、孔隙度和团聚体、微生物数量和酶活性无显著影响。本研究的创新之处在于将秸秆粪便菌渣肥的缓效、番茄专用肥的速效、生物菌肥的增效作用融为一体,源源不断的为番茄生长发育提高营养,解决了长期施用传统化肥土壤有机质含量低、土壤质量下降的问题。施用有机物料组合肥替代传统化肥改善了温室番茄种植田理化性质和番茄品质,提高了温室番茄种植田有机质和番茄经济效益,促进了农业废弃物资源的循环利用,为保障番茄安全生产提供了技术支撑。