有機生態肥對日光溫室土壤有機質和番茄的影響

毛濤 王勤禮 趙蕊 閆芳 李文偉 趙霞

摘要：在張掖市甘州區日光溫室內進行了施用有機生態肥對日光溫室土壤有機質和有機碳及番茄生產影響的試驗。結果表明，在純養分投入量相等的條件下，施用有機生態肥22.50 t/hm2與當地習慣施肥（施尿素860 kg/hm2+磷酸二銨1 410 kg/hm2+硫酸鉀620 kg /hm2+ 硫酸鋅80 kg/hm2+ 硼酸 60 kg/hm2+鉬酸銨20 kg/hm2）相比較，土壤有機質、有機碳和有機碳密度分別增加27.69%、27.72%和7.79%。番茄單果重、單株果重和折合產量分別增加7.07%、5.69%和7.21%;產值、施肥利潤和肥料投資效率分別增加7.16%、34.33%和9.62%。說明合理施用有機生態肥，可明顯提高土壤有機質和番茄生產效益。在張掖市日光溫室番茄生產中，有機生態肥（自制畜禽糞便組合肥、自制番茄專用肥和自制生物增效肥按風干重比0.866 7 ∶ 0.120 0 ∶ 0.013 3混合攪拌均勻，含有機質22.92%、N 3.48%、P2O5 2.90%、K2O 1.41%、Zn 0.06%、B 0.02%、Mo 0.04%，有效活菌數0.20億/g）施肥量為22.50 t/hm2時，番茄折合產量為106.03 t/hm2，分別較純養分投入量相等的當地習慣施肥處理、不施任何肥料處理（CK）增產7.21%、38.13%，為有機生態肥的最佳施肥量。

關鍵詞：有機生態肥;番茄;日光溫室;土壤;有機質;產量;經濟效益

中圖分類號：S641.2;S147.2? ?文獻標志碼：A? ?文章編號：1001-1463（2020）09-0013-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.09.005

Abstract：In this experiment， 10 wheat varieties（Strains） with better planting performance in longzhong semi-arid area were selected for the analysis of yield， WUE and drought-resistance index and some agronomic traits in recent years.The drought-resistance of each variety（Strains） and the optimum planting area? with the above mentioned indexes were evaluated. With the increase of irrigation amount， the plant height of all tested wheat varieties（Strains） increased. The lodging area of wheat varieties longzhong no. 4 and longzhong no.1 reached 32.6% and 40.7%， repectively， and the yield of zhongmai 175 reached 5 531.0 kg/hm2 under the T3 treatment. The varieties with third level for drought resistance index including longzhong no.5， CA13012 and 200833-3 and 200917-2. According to the comprehensive analysis for yield， WUE， drought-resistant index and lodging area， the varieties（Strains） suitable for planting in the area with rainfall of 350～550 mm including longzhong no.4， longzhong no.5， CA12003， longyu no.10， 200707-2-2.The varieties （Strains） suitable for planting in the region with rainfall of 350～650 mm are：CA13012， 200833-3， 200917-2.The variety wheat zhongmai 175 should be planted for the area with rainfall in 450～650 mm.

Key words：Winter wheat;Drought-resistance index;WUE;Yield

甘肅省張掖市地處河西走廊中段、祁連山北麓，是典型的灌溉農業區。區內日照充足，晝夜溫差大，灌溉條件便利，土壤肥力水平相對較高，生產的蔬菜品種多產量高。截至2018年，全市各類蔬菜種植面積達到 5.59萬hm2[1 ]。經調查，張掖市日光溫室種植的番茄折合產量為105～110 t/hm2，氮磷鉀純養分投入量為1.74 t/hm2，而有機肥氮磷鉀純養分投入量僅為0.31 t/hm2。長期施用化肥導致土壤質量下降，有機質含量低，可溶性鹽分積累，土壤酶活性降低，生產的蔬菜品質差 [2 - 6 ]。近年來，有關有機肥料對作物產量和品質影響已有相關文獻報道，而針對有機生態肥對溫室土壤主要性質和番茄品質及效益影響的研究未見文獻報道。我們以區域日光溫室番茄為突破口，選擇自主研發的畜禽糞便組合肥、番茄專用肥和生物增效肥為原料，采用正交試驗方法篩選出有機生態肥最佳配方，并對該配方有機生態肥在番茄生產中進行試驗驗證，旨在用有機生態肥替代部分化肥，為保障蔬菜安全生產，減少化肥施用量，改善蔬菜品質提供技術支撐。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗地概況

試驗于2019年在甘肅省張掖市甘州區沙井鎮沙井村日光溫室進行。當地海拔? ? ?1 451 m，100° 15′ 56″ E，39° 39′ 01″ N，年均降水量116 mm，年均蒸發量1 850 mm，年均氣溫7.50 ℃，年日照時數3 246 h，無霜期160 d。試驗地土壤類型為灌漠土[7 ]，土壤質地為壤質，結構為塊狀。0～20 cm耕作層土壤含有機質20.15 g/kg、有機碳11.69 g/kg、 堿解氮66.31 mg/kg、速效磷9.56 mg/kg、速效鉀142.36 mg/kg、有效硼0.42 mg/kg、有效錳9.43 mg/kg、有效銅1.12 mg/kg、有效鋅0.48 mg/kg、有效鐵7.64 mg/kg、有效鉬0.13 mg/kg，pH 8.08，CEC為18.56 cmol/kg，可溶性鹽含量為2.22 g/kg，容重為1.46 g/cm3、總孔隙度為44.91%、大于0.25 mm團聚體為30.37%。前茬黃瓜。

1.2? ?供試材料

供試肥料有尿素（含N 46%，由中化化肥有限公司生產并提供）、磷酸二銨（含N 18%、P2O5 46%，由云南云天化國際化工股份有限公司生產并提供）、硫酸鉀（含K2O 50%，由國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司生產并提供）、硫酸鋅（含Zn 23%，鄭州圣丹利化工產品有限公司生產并提供）、硼酸（含B 17.50%，鄭州圣丹利化工產品有限公司生產并提供）、鉬酸銨（含Mo 54.30%，鄭州圣丹利化工產品有限公司生產并提供）、腐熟牛糞（含有機質24.31%、有機碳14.10%、N 0.35%、P2O5 0.15%、K2O? 0.31%，由張掖市耕地質量建設管理站提供）、腐熟羊糞（含有機質31.40%、有機碳18.21%、N 0.65%、P2O5? 0.47%、K2O? 0.23%，由張掖市耕地質量建設管理站提供）、腐熟雞糞（含有機質26.09%、有機碳15.13%、N 1.20%、P2O5? 0.40%、K2O? 0.71%，由張掖市耕地質量建設管理站提供）、生物菌肥（含有機質4.12%、N 2.50%、P2O5? 3.50%、枯草芽孢桿菌2.50億/g，由張掖市耕地質量建設管理站提供）、農用氨基酸（含氨基酸54.85%、有機質59.45%、有機碳34.48%、N 17.89%、P2O5? 1.05%、K2O? 2.12%，由張掖市耕地質量建設管理站提供）、螺旋藻渣（含氨基酸3.60%、蛋白質4.51%，由張掖市耕地質量建設管理站提供）。指示番茄品種為FA-1890，由以色列海澤拉種子公司提供。

1.3? ?試驗方法

1.3.1? ? 有機生態肥配制? ? 選擇畜禽糞便組合肥、番茄專用肥和生物增效肥3種原料，每種原料設計3個水平施肥量，按正交表L9（34）配制篩選有機生態肥最佳配方[8 ]。將自制畜禽糞便組合肥（腐熟牛糞、腐熟羊糞和腐熟雞糞按風干質量比0.50∶0.38∶0.12混合配制而成，含有機質25.74%，有機碳14.93%，N 0.59%，P2O5 0.43%，K2O 0.35%）、自制番茄專用肥（尿素、磷酸二銨、硫酸鉀、硫酸鋅、硼酸和鉬酸銨按風干質量比0.334 5∶0.445 0∶0.180 6∶0.022 2∶0.011 1∶0.006 6混合配制而成，含N 20.70%、P2O5 9.03%、K2O? 0.51%、Zn 0.20%、B 0.36%、Mo 0.33%）和自制生物增效肥（生物菌肥、農用氨基酸和螺旋藻渣按風干質量比0.496 2∶0.364 5∶0.139 3混合配制而成，含有機質22.20%、有機碳12.88%、N 6.66%、P2O5? 0.37%、K2O? 0.74%、氨基酸20.35%、蛋白質0.51%）按風干重量比為0.866 7∶0.120 0∶0.013 3混合攪拌均勻得到自制有機生態肥，其含有機質22.92%、N 3.48%、P2O5 2.90%、K2O 1.41%、Zn 0.06%、B 0.02%、Mo 0.04%，有效活菌數0.20億/g。

1.3.2? ? 試驗設計? ? 試驗共設3個處理，處理1為不施肥（CK）;處理2為當地習慣施肥，即尿素860 kg/hm2+磷酸二銨1 410 kg/hm2+硫酸鉀620 kg/hm2+ 硫酸鋅80 kg/ hm2+ 硼酸 60 kg/hm2+鉬酸銨20 kg/hm2;處理3，施與當地習慣施肥純養分投入量相等的自制有機生態肥22.50 t/hm2。習慣施肥處理在番茄定植前將磷酸二銨、硫酸鉀、硫酸鋅、硼酸和鉬酸銨分別按試驗設計用量撒入小區后起壟，番茄第1果穗乒乓球大小時結合灌水追施尿素300 kg/hm2，番茄第2果穗乒乓球大小時結合灌水追施尿素560 kg/hm2，追施方法為穴施。自制有機生態肥處理在番茄定植前分別按試驗設計用量將自制有機生態肥撒入小區后起壟。試驗采用隨機區組排列，3次重復，小區面積24 m2，小區四周筑埂。施肥后按壟高35 cm、壟距60 cm的規格起壟覆膜，在每個栽培壟上各安裝1條薄壁滴灌帶，滴頭間距35 cm，流量2.40 L/h，每個支管單元壓力控制為0.12 Mpa。于2019年5月30日選擇株高20～22 cm的番茄壯苗按株行距35 cm×60 cm定植，定植深度10 cm，每壟定植2行，每小區定植3壟。定植后前7 d，室溫保持26～28 ℃;定植7 d后，白天室溫控制為22～26 ℃，夜間室溫控制為10～12 ℃。分別在番茄定植后、開花期、第1果穗乒乓球大小時、第2果穗乒乓球大小時、第3果穗乒乓球大小時和收獲前各滴灌1次，每次灌水量相同，全生育期灌水量為120 m3/hm2。番茄收獲時每小區選擇 3行，每行采集5株，共采集15株，分別測定株高、莖粗、地上部分鮮重、單果重和單株果重。每個小區每次采收分別計產，統計小區每次的合計產量并計算折合產量，對產量結果進行統計分析。

1.4? ?測定項目與方法

番茄拉秧后，在試驗小區內按對角線布置5個采樣點，采集0～20 cm耕作層土樣2 kg，用四分法留1 kg，風干過1 mm篩，采用重鉻酸鉀法測定土壤有機質。有機碳按公式（有機碳=有機質測定值÷1.724）求得，莖粗測定采用游標卡尺法。地上部分干重測定：60 ℃下殺青1 h，105 ℃烘至恒重。增產值按公式（增產值=增產量×產品市場銷售價格）求得;施肥成本按公式（施肥成本=肥料施肥量×肥料市場銷售價格）求得;施肥利潤按公式（施肥利潤=增產值-施肥成本）求得;肥料投資效率按公式（肥料投資效率=施肥利潤÷施肥成本）求得。

土壤有機碳密度（kg/m2）= 土壤有機碳含量（g/kg）×土壤密度（g/cm3）×采樣深度（cm）×0.01[9 ]

1.5? ?數據分析方法

采用SPSS 16.0統計軟件進行數據統計分析，采用Duncan新復極差法進行多重比較。

2? ?結果與分析

2.1? ?不同處理對日光溫室土壤有機質及有機碳的影響

番茄拉秧后不同處理的土壤有機質、有機碳和有機碳密度由大到小的順序依次為處理3、處理2、處理1（CK）。處理3較處理2的有機質和有機碳分別增加23.29%和23.30%（P < 0.01），有機碳密度增加5.56% （P < 0.05）;處理3較CK的有機質和有機碳分別增加27.69%和27.72%（P < 0.01），有機碳密度增加7.79%（P < 0.05）;處理2較CK有機質、有機碳和有機碳密度增加3.57%、3.59%和2.08%（P > 0.05）。由此可以看出，施用有機生態肥可顯著增加日光溫室土壤有機質、有機碳和有機碳密度，而當地習慣施肥則無顯著變化。

2.2? ?不同處理對番茄農藝性狀的影響

從表1可以看出，株高以處理3最高，為196 cm，較處理2增加4.81%（P > 0.05），較CK增加33.33%（P < 0.01）;處理2次之，為187 cm，較CK增加27.21%（P < 0.01）。莖粗以處理3最粗，為2.23 cm，較處理2增加12.63%（P < 0.01），較CK增加26.71%（P < 0.01）;處理2次之，為1.98 cm，較CK增加12.50%（P < 0.01）。地上部分鮮重以處理3最高，為3.05 kg/株，較處理2增加8.16 %（P < 0.05），較CK增加26.56%（P < 0.01）;處理2次之，為2.82 kg/株，較CK增加17.01%（P < 0.01）。地上部分干重以處理3最高，為1.07 kg/株，較處理2增加8.08%（P < 0.05），較CK增加27.38%（P < 0.01）;處理2次之，為0.99 kg/株，較CK增加17.86%（P < 0.01）。

2.3? ?不同處理對番茄經濟性狀的影響

從表2可以看出，單果重以處理3最高，為196.05 g，較處理2增加7.07%（P<0.05），較CK增加24.95%（P < 0.01）;處理2次之，為183.11 g，較CK增加16.71%（P < 0.01）。單株果重以處理3最高，為2.23 kg，較處理2增加5.69%（P < 0.05），較CK增加30.41%（P < 0.01）;處理2次之，為2.11 kg，較CK增加23.39%（P < 0.01）。

2.4? ?不同處理對番茄產量的影響

從表2可以看出，不同處理番茄的折合產量由大到小的順序依次為處理3、處理2、處理1（CK）。以處理3折合產量最高，為106.03 t/hm2，分別較處理2、處理1（CK）增產7.21%（P < 0.05）、38.13%（P < 0.01）;處理2次之，折合產量為98.90 t/hm2，較處理1（CK）增產28.84%（P < 0.01）;處理1（CK）折合產量最低，為76.76 t/hm2。可見施用有機生態肥較當地習慣施肥增產顯著，較對照增產極顯著，當地習慣施肥較對照增產極顯著。

2.5? ?不同處理對番茄經濟效益的影響

由表3可知，不同處理番茄的經濟效益由大到小的順序依次為處理3、處理2、處理1（CK）。處理3較對照增加產值7.02萬元/ hm2，增加施肥成本1.19萬元/hm2，增加利潤5.83萬元/hm2，肥料投資效率為4.90;處理2較對照增加產值5.32萬元/ hm2，增加施肥成本0.97萬元/hm2，增加施肥利潤4.35萬元/hm2，肥料投資效率為4.47。處理3與處理2相比較，產值、施肥成本、施肥利潤和肥料投資效率分別增加7.16%、22.68%、34.33%和9.62%。可見，施用有機生態肥明顯提高了產值、利潤和肥料投資效率。

3? ?結論與討論

試驗結果表明，在純養分投入量相等的條件下，施用有機生態肥（自制畜禽糞便組合肥、自制番茄專用肥和自制生物增效肥按風干重量比為0.866 7∶0.120 0∶0.013 3混合攪拌均勻，含有機質22.92%、N 3.48%、P2O5 2.90%、K2O 1.41%、Zn 0.06%、B 0.02%、Mo 0.04%，有效活菌數0.20億/g）22.50 t/hm2處理與當地習慣施肥處理（施尿素860 kg/ hm2+磷酸二銨1 410 kg/hm2+硫酸鉀620 kg / hm2+ 硫酸鋅80 kg /hm2+ 硼酸 60 kg /hm2+鉬酸銨20 kg /hm2）相比較，土壤有機質、有機碳和有機碳密度分別增加27.69%、27.72%和7.79%，番茄單果重、單株果重和折合產量分別提高7.07%、5.69%和7.21%，產值、施肥利潤和肥料投資效率分別增加7.16%、34.33%和9.62%。說明合理施用有機生態肥，可顯著增加土壤有機質、有機碳和有機碳密度，對番茄株高增加不顯著;可顯著增加莖粗、地上部分鮮重、地上部分干重、單果重、單株果重和折合產量，同時明顯提高了產值、施肥利潤和肥料投資效率。可見，本試驗條件下，在張掖市日光溫室番茄生產中，上述有機生態肥最佳施量為22.50 t/hm2，此時番茄折合產量為106.03 t/hm2，分別較當地習慣施肥處理、不施任何肥料處理（CK）增產7.21%、38.13%。

施用有機生態肥可顯著提高土壤有機質含量，而當地習慣施肥的土壤有機質無顯著變化，究其原因是有機生態肥將大量的有機質帶入土壤。畜禽糞便肥中的有機碳是土壤微生物生命活動能量物質和營養物質的直接來源，土壤微生物直接參與畜禽糞便肥有機質的分解，對土壤中有機態養分和難溶性養分的分解和轉化起著重要的作用[10 ]。施用有機生態肥可顯著提高番茄單果重、單株果重和產量，究其原因，其有效地解決了土壤養分比例失衡的問題，促進了番茄的生長發育，提高了產量，改善了品質。

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（本文責編：鄭立龍）