復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭配施對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

沈奕 賞瑩瑩

摘要：以星宇201番茄為材料，通過(guò)田間試驗(yàn)，研究復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭配施對(duì)番茄生長(zhǎng)及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，施用復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭可明顯提高番茄植株的株高、莖粗、葉綠素相對(duì)含量、果實(shí)產(chǎn)量，番茄果實(shí)品質(zhì)得到改善，與常規(guī)土壤栽培（CK）相比，生物質(zhì)炭處理的番茄植株株高、莖粗有明顯提高，復(fù)合酵素處理的番茄植株葉綠素相對(duì)含量有明顯提高、果實(shí)品質(zhì)有明顯改善;復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭配施既有利于番茄生長(zhǎng)發(fā)育，又能增加產(chǎn)量并改善果實(shí)品質(zhì)，處理效果優(yōu)于復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭單獨(dú)施用。

關(guān)鍵詞：復(fù)合酵素;生物質(zhì)炭;番茄;生長(zhǎng)發(fā)育;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)： S641.206? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2019）05-0133-03

收稿日期：2017-06-20

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金（編號(hào)：2016MS0405，2016MS0221）;內(nèi)蒙古科技大學(xué)產(chǎn)學(xué)研合作培育基金（編號(hào)：CXY201603）。

作者簡(jiǎn)介：沈 奕（1985—），女，浙江紹興人，碩士，助教，從事園林規(guī)劃設(shè)計(jì)、植物造景研究。E-mail：1129414677@qq.com。

番茄是我國(guó)主要的出口蔬菜，在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)礦質(zhì)元素的吸收量較大[1]，其產(chǎn)量、品質(zhì)與土壤肥力狀況有密切的關(guān)系。內(nèi)蒙古西部地區(qū)土壤質(zhì)地以細(xì)沙、粉沙為主，土壤沙化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，養(yǎng)分含量相對(duì)較低、肥力差[2-4]，而目前國(guó)內(nèi)外番茄市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，消費(fèi)者對(duì)番茄品質(zhì)的要求提高，為提高番茄產(chǎn)量，農(nóng)民多通過(guò)施加大量化學(xué)肥料來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就造成番茄品質(zhì)下降、環(huán)境出現(xiàn)污染等問(wèn)題[5]。因此，生產(chǎn)上亟需一種肥料養(yǎng)分全面、肥效均衡持久且可以緩解農(nóng)藥、化肥、激素性肥料對(duì)生態(tài)環(huán)境造成危害、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高肥料利用率、改善蔬菜品質(zhì)的新型肥料。

復(fù)合酵素從日本引進(jìn)，含有多種有益于植物生長(zhǎng)的微生物，主要成分為光合細(xì)菌，能夠利用光能將一些色素類(lèi)及維生素B群、多種氨基酸等轉(zhuǎn)化為光合菌細(xì)胞，其細(xì)胞內(nèi)含有未知的生長(zhǎng)刺激物和抗病毒物質(zhì)，對(duì)農(nóng)作物的發(fā)育和免疫力可產(chǎn)生一定的促進(jìn)作用[6-9]。生物質(zhì)炭是生物質(zhì)在完全或部分缺氧條件及相對(duì)較低的溫度（<700 ℃）條件下，經(jīng)熱解炭化形成的一種含碳量極其豐富、性質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)物，本質(zhì)屬于黑炭的一種[10]，穩(wěn)定性及表面性狀良好，且自身含有大量農(nóng)作物生長(zhǎng)所必需的礦質(zhì)元素，在全球碳生物地球化學(xué)循環(huán)、土壤改良、土壤污染物質(zhì)生態(tài)修復(fù)等方面有較好的應(yīng)用前景[10-13]。大量研究與實(shí)踐應(yīng)用表明，施用生物質(zhì)炭有利于提高土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，增加作物產(chǎn)量[14-16]。顧美英等研究發(fā)現(xiàn)，施用生物質(zhì)炭能夠提高新疆灰漠土、風(fēng)沙土連作棉田根際土壤養(yǎng)分和微生物多樣性，且對(duì)風(fēng)沙土的改良效果好于灰漠土[17]。李明等研究不同秸稈生物質(zhì)炭對(duì)紅壤性水稻土養(yǎng)分及微生物群落結(jié)構(gòu)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，水稻和玉米秸稈炭均可提高土壤的養(yǎng)分含量和微生物量水平，可改變土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)[18]。

當(dāng)前，多對(duì)復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭分別單獨(dú)使用作為土壤改良劑進(jìn)行研究，復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭配施應(yīng)用于番茄種植鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)以星宇201番茄為供試作物，研究復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以期為復(fù)合酵素與生物質(zhì)炭配施在番茄生產(chǎn)上的實(shí)際應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

星宇201番茄種子，市購(gòu)，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)田使用種子。復(fù)合酵素，淡黃色細(xì)小顆粒狀，由日本大道產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)。生物質(zhì)炭，由內(nèi)蒙古西北部農(nóng)區(qū)收集的番茄植株秸稈制成，制作過(guò)程為：秸稈洗凈，自然風(fēng)干;粉碎，過(guò)2 mm篩，置于白玉坩堝中，在GWL-1700GA型經(jīng)管式電爐上500 ℃熱解3 h，加熱前通入氮?dú)怛?qū)盡爐內(nèi)空氣形成氮?dú)猸h(huán)境;冷卻，過(guò)20目篩，儲(chǔ)存于干燥器中備用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)置

試驗(yàn)于2016年3—10月在內(nèi)蒙古自治區(qū)西部薩拉齊農(nóng)田大棚內(nèi)進(jìn)行，共設(shè)置4個(gè)處理，分別為常規(guī)土壤栽培（CK），土壤總氮、有機(jī)碳含量分別為0.64、5.80 g/kg，有效磷、速效鉀含量分別為23.07、228.17 mg/kg，蔗糖酶、脲酶、過(guò)氧化氫酶活性分別為0.54 mg/（kg·d）、0.056 mg/（g·h）、0.80 mL/g，陽(yáng)離子交換量（CEC）為0.82 cmol/kg，pH值為 8.01;施加復(fù)合酵素，按20 g/kg比例施加到表層土壤中，耕翻均勻;施加生物質(zhì)炭，按20 g/kg比例施加到表層土壤中，耕翻翻勻;復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭配施（混合物），將復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭按質(zhì)量比1 ∶ 1混勻，將混合物按20 g/kg比例施加到表層土壤中，耕翻均勻。2016年5月20日開(kāi)始施用，每 30 d 施加1次，共施用4次。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，小區(qū)面積10 m2，每處理重復(fù)3次。2016年3月1日播種育苗，2016年4月20日將土地翻勻整平，大水漫灌;選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的番茄苗，按行距35 cm、株距30 cm進(jìn)行定植，后5～7 d內(nèi)控制灌水，其后視植株大小和天氣情況進(jìn)行灌溉。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 番茄植株生長(zhǎng)發(fā)育狀況 在番茄整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，分別于2016年4月20日、6月1日、7月15日、8月18日、9月20日采用卷尺測(cè)量番茄株高即根莖部到生長(zhǎng)點(diǎn)的實(shí)際高度，采用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗即第4張真葉處直徑，采用CCM-200型葉綠素儀測(cè)定葉綠素相對(duì)含量。

1.3.2 番茄果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì) 自番茄定植后記錄開(kāi)花期、坐果期、始收期、盛果期等，收獲時(shí)測(cè)定掛果數(shù)、株產(chǎn)量、小區(qū)產(chǎn)量、單果質(zhì)量等。盛果期時(shí)，從各小區(qū)選取第3穗果具有代表性、已完熟的番茄果實(shí)3個(gè)，采用四分法破碎，分別采用2，6-二氯靛酚滴定法、蒽酮比色法、酸堿滴定法、烘干法測(cè)定維生素C、可溶性糖、有機(jī)酸（蘋(píng)果酸）含量及含水量[19]，重復(fù)3次，計(jì)算糖酸比。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003、SPSS 18.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響

2.1.1 對(duì)番茄植株株高的影響 由圖1可知，2016年4月20日定植時(shí)，施加復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭、復(fù)合酵素與生物質(zhì)炭配施（混合物）及常規(guī)土壤栽培（CK）的番茄植株平均株高分別為23.0、23.5、23.5、23.0 cm，相互間差異不顯著（P>0.05）;7月15日后，施加復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭、混合物的番茄植株平均株高顯著高于對(duì)照（P<0.05），其中施用混合物對(duì)番茄株高的增加效果最為明顯，其次是生物質(zhì)炭;9月20日時(shí)，施用復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭混合物的番茄植株相對(duì)最高，較CK增加27.02%。

2.1.2 對(duì)番茄植株莖粗的影響 由圖2可知，2016年4月20日定植時(shí)，施加復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭、混合物及常規(guī)土壤栽培（CK）的番茄植株平均莖粗分別為3.02、3.03、3.05、3.00 mm，相互間差異不顯著（P>0.05）;隨著番茄植株的生長(zhǎng)，各處理的番茄植株生長(zhǎng)加快，施用復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭、混合物處理的番茄植株莖粗6月1日時(shí)分別比常規(guī)土壤栽培（CK）增加0.30、0.30、0.40 mm，8月18日時(shí)分別增加0.64、0.67、0.77 mm，均顯著高于CK，且復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭混合處理效果最明顯; 9月20日時(shí)， 施用復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭混

合物的番茄植株莖粗相對(duì)最大。

2.1.3 對(duì)番茄葉片葉綠素相對(duì)含量的影響 葉綠素是與光合作用有關(guān)的重要色素，在光合作用的光吸收中起核心作用[20]。由圖3可知，隨著番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，各處理番茄葉片的葉綠素相對(duì)含量整體呈增加趨勢(shì)，增加幅度高低大致為混合物>復(fù)合酵素>生物質(zhì)炭>CK;番茄葉片中葉綠素相對(duì)含量平均值與對(duì)照相比差異顯著，其中以復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭混合物處理提高幅度最大，較CK（常規(guī)土壤栽培）平均增加 19.94%，其次是復(fù)合酵素單獨(dú)處理，較CK（常規(guī)土壤栽培）平均增加14.49%。

2.2 不同處理對(duì)番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.2.1 對(duì)番茄物候期的影響 物候期是動(dòng)植物生長(zhǎng)、發(fā)育、活動(dòng)等規(guī)律與生物變化對(duì)節(jié)候的反應(yīng)，而正在產(chǎn)生這種反應(yīng)的時(shí)期叫物候期[21]。環(huán)境對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)、發(fā)育的影響是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，物候期既可以作為環(huán)境因素影響的指標(biāo)，也可以用來(lái)評(píng)價(jià)環(huán)境因素對(duì)動(dòng)植物影響的總體效果[22]。由表1可知，復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭混合物、復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭處理的番茄，其開(kāi)花期比常規(guī)土壤栽培（CK）分別提早7、5、2 d，坐果期分別提早11、5、3 d，始收期分別提早8、6、4 d，盛果期分別提早12、8、8 d，其中混合物處理的番茄開(kāi)花期、坐果期、始收期、盛果期相對(duì)最早，其次是復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭處理。因此，復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭及其配施均能促進(jìn)番茄的生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程，使番茄物候期提前，這有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2 對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響 由表2可知，復(fù)合酵素、生物質(zhì)炭及其混合物均能提高番茄果實(shí)的維生素C、可溶性糖、有機(jī)酸含量，復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭配施處理的效果相對(duì)最佳，其次為生物質(zhì)炭處理;與常規(guī)土壤栽培（CK）相比，復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭混合物、生物質(zhì)炭、復(fù)合酵素處理的番茄其維生素C含量分別提高88.59%、78.15%、70.17%，可溶性糖含量分

別提高10.35%、7.60%、4.35%，有機(jī)酸含量分別提高 71.15%、59.80%、59.35%;不同處理對(duì)番茄果實(shí)的含水量影響不顯著（P>0.05），而果實(shí)糖酸比有顯著降低（P<0.05）。

2.2.3 對(duì)番茄果實(shí)產(chǎn)量的影響 由表3可知，與常規(guī)土壤栽培（CK）相比，復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭混合物、生物質(zhì)炭、復(fù)合酵素處理的番茄掛果數(shù)、小區(qū)產(chǎn)量、平均單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量均有所增加，其中以復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭配施的處理效果相對(duì)最佳，說(shuō)明復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭的混合施加對(duì)增加果實(shí)質(zhì)量有一定的促進(jìn)作用;復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭配施處理的番茄其掛果數(shù)比CK處理平均多2個(gè)/株、單果質(zhì)量增幅4.80%、單株產(chǎn)量增產(chǎn)31.06%。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，與單獨(dú)施加生物質(zhì)炭、常規(guī)土壤栽培（CK）相比，施加復(fù)合酵素可促進(jìn)番茄植株發(fā)育、提高番茄果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)及葉片中葉綠素相對(duì)含量，番茄果實(shí)的維生素C、可溶性糖、有機(jī)酸含量提高，物候期提前;復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭配施可顯著促進(jìn)番茄植株的生長(zhǎng)，提高番茄果實(shí)產(chǎn)量（P<0.05），明顯改善番茄果實(shí)品質(zhì)，與常規(guī)土壤栽培（CK）相比，番茄維生素C、可溶性糖、有機(jī)酸含量分別提高 88.59%、10.35%、71.15%，掛果數(shù)比CK平均多2個(gè)/株，單果質(zhì)量比CK增加4.80%，單株產(chǎn)量比CK增產(chǎn)31.06%。

復(fù)合酵素和生物質(zhì)炭配施可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)利用，凈化人類(lèi)生態(tài)環(huán)境，提高資源有效利用率，具有較高的利用價(jià)值，若大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，可降低化肥的使用量，減少因生產(chǎn)化肥而消耗的大量能源，還可避免因大量施用化肥造成的環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益成效明顯。

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