增施有機肥對番茄生長、產量及土壤剖面硝態氮的影響

武愛蓮，焦曉燕，韓鵬遠，王立革，王勁松，董二偉

（1.山西省農業科學院農業環境與資源研究所，山西省土壤環境與養分資源重點實驗室，山西太原030006；2.山西省農業科學院高寒區作物研究所，山西大同037008；3.山西省農業科學院現代農業研究中心，山西太原030031）

有機肥是蔬菜生產中必不可少的肥源，其養分含量全，在保持土壤有機質、改善土壤理化性質、增強土壤酶活性等方面有積極作用[1-2]，但其養分濃度低、肥效慢。而無機肥是速效肥料，養分濃度高且肥效快，可快速提供作物生長所需的養分。因此，有機肥與無機肥配施是目前比較推崇的施肥方式。該施肥方式在提高番茄等蔬菜的產量和品質方面要優于單施無機肥[3-4]，但在蔬菜生產中，盲目大量地施用有機肥也可能會對環境造成很大的污染，并且會降低蔬菜的品質[5]。白文斌等[6]研究結果表明，菜田土壤剖面硝態氮的含量在160～200 cm土層中高達30～40 mg/kg，遠高于耕層土壤硝態氮的含量。在實際生產中，菜農為了實現蔬菜栽培的高產和蔬菜品質的優良，普遍大量施用豬糞、雞糞、牛糞等有機肥作為底肥。這種現象在山西省主要蔬菜生產基地普遍存在。本試驗選擇在山西省晉中市榆次區東陽鎮（山西省最大的無公害蔬菜生產基地之一）進行有機肥對番茄生長、產量及土壤硝態氮影響的研究，以此指導山西省蔬菜施肥以及為正確和合理利用有機肥提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

試驗地位于山西省晉中市東陽鎮，年平均氣溫為9.4℃，年平均降雨量為479.6 mm。供試土壤為潮土，0～20 cm耕層土壤養分含量為：有機質（OM）11.05 g/kg，全氮（N）0.819 g/kg，有效磷（P）10.8 mg/kg，速效鉀（K）190 mg/kg，硝態氮9.17 mg/kg。該區土壤容重為1.48 g/cm3。

1.2 試驗設計

試驗設單施無機肥（CF）和在無機肥基礎上增施有機肥（CF＋M）2個處理。有機肥為豬糞，施用量為36 t/hm2，其養分含量全N為21.8 g/kg，全P為16.3 g/kg和全K為10.7 g/kg。每個處理4次重復。微區面積為1.1 m2，定植前將1.3 m（長）×0.7 m（寬）×1 m（高）的PVC材料做成的框埋入微區土壤，PVC框高出地表15 cm（避免外部土壤的養分進入微區），然后再將土回填入微區，回填時保持微區內土壤的容重為原狀土。

供試番茄品種為天福518，于2008年5月13日定植，采用寬窄行地膜覆蓋栽培，寬行行距80 cm，窄行行距50 cm，株距35 cm，種植密度為4.4萬株/hm2，每微區移栽4株番茄苗。有機肥于定植前混入微區0～20 cm土層。生育期共施無機肥N為300 kg/hm2，P為150 kg/hm2，K為120 kg/hm2，其肥源分別為尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀。定植前將50%尿素和全部的磷鉀肥均勻撒施，7月16日和8月15日分別追施25%的尿素；追施時將尿素用純凈水溶解，在寬行開溝均勻施入并覆土，同時灌水350 m3/hm2。10月27日拉秧。

1.3 測定項目與方法

番茄生育期分別調查各處理植株株高、莖粗、果層數，收獲時各微區內的番茄分別測量產量，拉秧時各微區植株按根、莖、葉、果分開采收。拉秧后用土鉆采集微區內0～200 cm的土樣，每20 cm為一層，樣品帶回實驗室以備分析測定其理化性狀。土壤有機質采用H2SO4-K2Cr2O7外加熱法測定；全氮采用凱式定氮法測定；有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用1 mol/LNH4OAc浸提，火焰光度法測定；硝態氮采用2.0 mol/L KCl浸提，三通道流動比色儀測定。

番茄植株樣于105℃下殺青30 min，65℃烘干測干物質量；番茄植株樣經HNO3-HClO4消煮后測其養分含量，全N采用凱氏定氮法測定，全P采用釩鉬黃比色法測定，全K采用火焰光度法測定；盛果期時測定番茄品質，Vc含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定，總酸度采用中和滴定法測定，白利糖采用旋光儀測定。

1.4 數據分析

用MINITAB 14和Microsoft Excel 2003對試驗結果進行統計分析和圖表制作。

2 結果與分析

2.1 增施有機肥對番茄生長的影響

在番茄的不同生育期調查了單施無機肥及增施有機肥對其株高和莖粗的影響（圖1）。

由圖1可知，定植后1～29 d，CF＋M處理的番茄株高顯著高于CF處理（P＜0.05）；定植后29～168 d，CF＋M處理的株高略高于CF處理，但2個處理之間差異不顯著（P＞0.05）。番茄植株莖粗在定植后1～29 d，CF＋M處理高于CF處理，但未達到顯著水平（P＞0.05）；定植后29～41 d，CF＋M處理顯著高于CF處理（P＜0.05）；定植后41～102 d（調查結束），CF＋M處理的莖粗都高于CF處理，但未達到顯著差異（P＞0.05）。說明在施用無機肥的基礎上，增施有機肥對番茄生育前期植株的生長具有一定的促進作用，但到中后期則效果不明顯。

2.2 增施有機肥對番茄產量和品質的影響

從圖2可以看出，CF處理的番茄比CF＋M處理早10 d左右采摘，但CF＋M處理的產量在第3次采摘時就高于CF處理，且以后每次采摘其產量均高于CF處理。整個生育期CF處理的產量為88.8 t/hm2，CF＋M處理為102.7 t/hm2。說明增施有機肥可能會引起番茄成熟時間推遲，但是比單施無機肥處理增產15.7%。

表1結果表明，與CF處理相比，CF＋M處理能夠提高番茄白利糖、總酸度、糖酸比，能顯著提高番茄的Vc含量（P＜0.05），通過品嘗普遍認為，CF＋M處理的番茄口感較CF處理好。由于番茄不容易富集硝酸鹽[7]，這2個處理所測得的硝酸鹽含量都很低，對安全生產沒有構成影響。葉利勇等[8]通過對大白菜施用不同配比的有機無機肥的研究結果表明，隨著有機肥施用量的增加，大白菜硝酸鹽含量呈下降趨勢。

表1 單施無機肥和增施有機肥對番茄品質的影響

2.3 增施有機肥對番茄干物質量、氮含量、氮素累積量的影響

圖3結果表明，CF，CF＋M處理的干物質量在番茄果、葉、莖、根的分配較一致，果實所占比例最大，其次是葉、莖，根所占的比例最小，CF和CF＋M處理番茄的果、葉、莖、根占整個植株的比例分別為46.77%和48.03%，36.17%和37.22%，14.32%和14.39%，1.48%和1.62%，CF＋M處理的各部位干物質量均略高于CF處理，但均未達到顯著水平（P＞0.05），番茄植株干物質總量分別為12.15，14.03 t/hm2。

圖4結果表明，CF處理果實和莖中的氮含量稍高于CF＋M處理，但葉和根中的氮含量稍低于CF＋M處理，但都未達到顯著水平（P＞0.05），說明2個施肥處理對番茄果實、葉片、莖、根的氮含量沒有顯著影響。

圖5表明，CF＋M處理番茄果、葉、莖、根的氮素累積量均高于CF處理，但都未達到顯著水平（P＞0.05），說明增施有機肥對番茄的氮素累積量沒有顯著影響。

2.4 施用有機肥對番茄收獲后土壤剖面硝態氮含量的影響

圖6結果表明，相比基礎土樣的硝態氮含量，CF處理在0～140 cm土層中的硝態氮含量都有所提高，而CF+M處理主要增加了0～60 cm土層中的硝態氮含量，并且高于CF處理同層次土壤中的硝態氮含量。這是由于在施入常量無機肥的基礎上再增施有機肥，使得施氮（N）的總量增加，超過了作物的需求量，則導致多余的氮素殘留在土壤中，因而增加了土壤中硝態氮的含量。該結果說明，在相同的施肥灌溉條件下，單施無機肥處理硝態氮的淋洗現象較嚴重，而增施有機肥雖然提高了土壤中的硝態氮含量，但是并沒有造成嚴重的淋洗現象。

3 結論與討論

增施有機肥對番茄的生長發育有顯著的促進作用，特別是生育前期效果更明顯，但番茄的成熟時間略晚于單施無機肥。這可能是由于有機肥剛施入土壤時，其本身含有C，N等營養元素，可為番茄前期的生長提供充足的養分，而在生育后期，由于有機肥需在土壤中經過一段時間的礦化才能為番茄生長提供無機養分，且在礦化過程中有可能固定一部分無機氮肥，所以，后期效果不如前期明顯。唐玉霞等[9]研究表明，有機無機肥配合施用時，土壤微生物的固氮能力明顯增強。增施有機肥還可提高植株的干物質量、氮素累積量及番茄品質，且番茄的Vc含量顯著高于單施無機肥，同時增施有機肥還可使番茄增產15.7%左右。這與黃建琴等[10-12]的研究結果相一致。

增施有機肥處理在0～60 cm土層中硝態氮含量高于單施無機肥處理，但在60～200 cm土層中的硝態氮含量低于單施無機肥，可見，單施無機肥處理對地下水污染的威脅較大。有機肥對土壤中硝態氮的影響一直是人們關注的焦點，并且存在不同的看法。劉春增等[13]研究表明，施用有機肥后，40 cm以上土層中硝態氮明顯積累，40 cm以下各層中硝態氮分布相對比較均勻，硝態氮在土壤中的分布大致呈漏斗狀。劉方春等[14]研究表明，適量施用有機肥可協調土壤養分供應能力，促進氮素的吸收，增加反硝化作用，降低硝態氮在土壤中累積。而袁新民等[15]研究表明，隨著有機肥用量的增加，0～400 cm土層中硝態氮的累積明顯增加。Chang等[16]研究也表明，在灌溉土壤上，連續施用有機肥會造成土壤中硝態氮的累積。本試驗結果顯示，增施有機肥在當季可增加根層土壤中硝態氮的含量，但是下層土壤中的硝態氮含量要低于單施化肥處理，說明增施有機肥在當季沒有構成下層土壤硝態氮的大量累積。

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