功能肥料组合施用对设施番茄产量和土壤肥力影响

郝祥蕊　张德龙　张红艳　彭衍彪　李慧

摘    要：针对目前设施农业生产中出现的过量施用化学肥料所导致的作物品质下降、土传病害和连作障碍严重、土壤板结等问题，采用生物有机肥和水溶肥等功能性肥料组合，探究在减量施肥配合增施菌剂条件下对设施番茄的产量、品质以及土壤的影响。结果表明，与传统施肥相比，功能肥料组合施用处理化学肥料施用减少41.7%，番茄产量提升18.5%，果实糖度提高18.9%，优果率和果实转色比例显著增加;土壤容重和土壤电导率显著降低而土壤有效磷含量增加，且土壤细菌和放线菌数增加。综合而言该功能肥料组合施用施肥方案可在减少化学肥料的同时提高设施番茄的产量和品质，并有助于改良土壤、增加农民收入。

关键词：设施番茄;减量施肥;功能性肥料;微生物菌剂;土壤改良

中图分类号：S641.2             文献标识码：A             DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.01.019

Effects of Combined Application of Functional Fertilizer on Tomato Yield and Soil Fertility in Facility

HAO Xiangrui， ZHANG Delong， ZHANG Hongyan， PENG Yanbiao， LI Hui

（Shanghai Nongle Biological Products Company Limited，Shanghai 201419，China）

Abstract：In view of the problems such as the decline of crop quality， serious soil-borne diseases and continuous cropping obstacles， and soil compaction caused by the excessive application of chemical fertilizers in the protected field production， the combination of functional fertilizers such as bio-organic fertilizer and water-soluble fertilizer was used to explore the effects of reduced fertilization combined with fungicides on the tomato yield， quality， and soil quality. The results showed that compared with the traditional fertilization， the combined application of chemical fertilizer and functional fertilizer decreased by 41.7 %， the tomato yield increased by 18.5%， the fruit sugar content increased by 18.9%， and the excellent fruit rate and fruit color conversion ratio was significantly increased. Soil bulk density and electric conductivity were significantly decreased， soil available phosphorus content increased， soil bacteria and actinomycetes increased.The combined application of functional fertilizer is benefit for reducing chemical fertilizer application， improve tomato yield， quality， soil quality and increase farmers' income.

Key words： facilities of tomatoes; reduced fertilization; functional fertilizer; microbial agent; soil improvement

在設施蔬菜种植过程中，农户为追求高产量和经济效益过量施用化学肥料，导致了土壤养分含量不平衡，土传病害严重，作物品质降低等一系列问题[1]。因此，合理施肥是提高作物品质、改良土壤[2-3]及设施农业可持续发展的有效途径。目前对于作物生长过程中各种养分需求的理论研究已较为成熟，在设计施肥方案时应首先考虑整个生长体系中是否存在作物生长障碍问题，如连作障碍、土传病害、土壤板结养分利用率低等;其次在肥料用量和配比方面，要遵循“大配方小调整”的施肥原则[4-8]，合理调控养分配比;第三在选择产品时，首选有机肥料，与化学肥料相比其富含作物生长所需的微量元素，追肥宜选用水溶肥，与复合肥相比用量少、见效快，更有利于水肥一体化的实施[9]。此外，要配合施用微生物菌剂，增加土壤有益微生物的数量，延缓土壤的次生盐渍化，修复设施土壤的生态环境。最终，形成一套完整的作物全程施肥方案设计，为作物提质增效提供理论支撑。

本研究在设施番茄传统施肥的基础上，综合考虑当地土壤状况、番茄养分需求、肥料种类与用量、施用时期及灌溉等条件，制定了一套改良施肥方案，探究其对设施番茄的产量、品质以及土壤的影响。

1 材料和方法

1.1 试验时间和地点

2020年1—6月于山东寿光蔬菜产业集团马店基地设施大棚内开展改良施肥方案田间试验。

1.2 供试作物及品种

供试作物为番茄，试验品种为粉果7523。该品种植株生长旺盛，连续坐果能力强，单果质量200～250 g，果型美观，整穗果均匀一致，优果率高，采收均匀、稳定性好。

1.3 供试土壤

供试土壤为棕壤，土壤理化性状：全氮0.19 g·kg-1、有效磷408 mg·kg-1、速效钾607 mg·kg-1、有机质25.0 g·kg-1、pH7.2、电导率0.29 mS·cm-1、容重1.62 g·cm-3。

1.4 供试肥料

所用功能肥料均由上海农乐生物制品股份有限公司提供，具体肥料产品信息如下。

生物有机肥：有效活菌数≥0.2×108 个·g-1，有机质≥40%;N+P2O5+K2O=6.0%，总氮（N）≥2%，磷（P2O5）≥2%，钾（K2O）≥2%。

土壤调理剂：硅≥9.0%，钙≥20.0%，镁≥2.0%，pH值8.0～11.0。

水溶肥1号N∶P2O5∶K2O=20∶20∶20，水溶肥2号N∶P2O5∶K2O=15∶5∶30，水溶肥3号N∶P2O5∶K2O=5∶20∶40。

微生物菌剂：解淀粉芽孢杆菌≥2×109个·g-1，规格为4 L·桶-1。

传统施肥肥料市面采购，具体肥料产品信息：腐熟鸡粪，有机质64.7%;氮磷钾（N+P2O5+K2O）≥10.8%，磷酸二铵（18-46-0），复合肥1号N∶P2O5∶K2O=22∶7∶11，复合肥2号N∶P2O5∶K2O=12∶11∶18。

1.5 试验设计

试验在日光温室内进行，2020年1月22日移栽定植（苗龄20～25 d，秧苗3～4片叶时为定植适期）。栽培方式为传统畦栽，畦宽1.2 m，畦长8 m，株距40 cm。采用小区试验，每个小区90 m2，共设置2个处理，每个處理3个重复，随机区组排列。传统施肥处理（CK）和功能肥料组合施用（T）处理的具体施肥情况见表1。

1.6 项目测定

1.6.1 作物采样及指标测定 转色情况：定植90 d后测定处理与对照的果实转色情况，通过定株、定果位测定其转色时间，每个处理自北向南选取第5，10，15株的第一穗果进行统计10 d之内的转色果实个数，每个处理重复测定3次;单果质量：采收阶段测定果实的商品性，每个处理自北向南选取第5，10，15株整株果实测定其果实单果质量，每个处理重复测定3次，单果质量<200 g属小果，200 g<单果质量<270 g属中果（优果），单果质量>270 g属大果;产量：实测每次采收的各处理果实产量进行统计产量;糖度：采收后利用便携式糖度仪测定果实糖度。

1.6.2 土壤采样与指标测定 土壤基本理化性状和微生物含量：采收完成后测定土壤容重、pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、EC值等土壤基本理化性状[10]，及土壤总菌数[11]、病原菌数[12]等微生物含量。

1.7 数据分析

采用 Excel 2010软件处理数据，数据以“均值±标准差”表示，采用DPS 7.05软件进行统计分析，采用最小显著极差法（LSD）进行差异显著性检验（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 功能肥料组合处理对番茄产量累积的影响

由图1可以看出，从5月1日开始采收到6月2日采收结束，除5月5日采收传统处理（CK）多于功能肥料组合施用处理（T）外，其他采收期传统处理（CK）均少于功能肥料组合施用处理（T）;且在采收巅峰期（5月21—28日）功能肥料组合施用处理（T）单日采收产量远远高于传统对照处理（CK），其最大值出现在5月24日，较传统处理（CK）高出56.7%（6.375 t·hm-2），表明功能肥料组合施用处理（T）能够提高单日果实采收产量，从而达到增产的目的。

2.2 功能肥料组合处理对番茄品质的影响

由表2可以看出，功能肥料组合施用处理（T）的果实转色比例是传统施肥处理（CK）的2.1倍，这表明通过改良施肥方案，显著提高了一穗果的果实转色比例，使番茄可以提前上市;与传统施肥处理（CK）相比，功能肥料组合施用处理（T）小果数量减少，中果数量增加，大果数量基本保持不变，优果率显著提高11.4个百分点，这说明改良施肥方案的实施，能够在保证小果减少、不增加大果数量的同时增加了中果数量，显著地提高了番茄的优果率;与传统施肥处理（CK）相比，功能肥料组合施用处理（T）的果实糖度显著提高了18.9%，这表明改良施肥方案有利于提高果实糖度，对于果实品质的提升有较大作用。

2.3 功能肥料组合施用处理对土壤性状的影响

由表3可以看出，与基础土壤相比，种植一茬番茄后两种处理的土壤全氮、速效钾及传统施肥处理（CK）的有效磷含量显著降低，两种处理的有机质含量、pH值、EC值及功能肥料组合施用处理（T）的有效磷含量变化不显著，传统处理的容重变化不显著但功能肥料组合施用处理的容量显著降低。与传统施肥处理（CK）相比，功能肥料组合施用处理（T）的有效磷含量显著增加，这表明功能肥料组合施用处理（T）可以很好地活化土壤磷素，提高磷素的利用效率;土壤EC值和土壤容重显著降低，表明有机养分及菌肥的投入增加了土壤缓冲性能，同时改善土壤透气性更有利于作物根系呼吸，从而提高了作物对养分的吸收。

2.4 功能肥料组合施用处理对土壤微生物群落的影响

由表4可以看出，与传统施肥处理（CK）相比，功能肥料组合施用处理（T）能够显著提高土壤中细菌和放线菌的数量，对土壤真菌的数量影响不显著。土壤中细菌和放线菌数量的增加，意味着土壤中有益微生物的增加，对土传病原菌的生长起到一定的抑制效果。

2.5 功能肥料組合施用处理对养分投入的影响

由表5可以看出，功能肥料组合施用处理（T）在氮磷钾养分投入上均少于传统施肥处理（CK），氮素（N）投入上减少283.5 kg·hm-2肥料投入减少54.5%，磷素（P2O5）投入上减少171 kg·hm-2肥料投入减少26.6%，钾素（K2O）投入上减少151.5 kg·hm-2，肥料投入减少52.3%，氮磷钾总量上投入减少606 kg·hm-2，肥料投入减少41.7%。在纯肥料投入上功能肥料组合施用处理（T）远远小于传统施肥处理（CK），达到了合理减量施肥的目的。

2.6 功能肥料组合施用处理对经济效益的影响

由表6可以看出，功能肥料组合施用处理（T）果实产量提升了18.5%;肥料成本较传统施肥处理（CK）增加了50.9%（8 400元·hm-2），但是产值增加了18.2%（7.5万元·hm-2），纯收益增加了17.1%（6.75万元·hm-2）。

3 结论与讨论

从试验地土壤养分检测结果来看，其磷、钾的含量较高，因此在施基肥时，改良施肥方案将鸡粪和磷酸二铵的用量减少一半，用生物有机肥替代，并增加土壤调理剂。鸡粪由于养分含量高，是使用最为广泛的有机肥。鸡粪在施用前必须经过充分的腐熟，将存在鸡粪中的病菌、寄生虫卵灭活，而腐熟过程中的高温，易造成营养元素的损失;而且鸡粪含盐量高，连年使用，土壤中存留大量的氯化钠盐，严重制约土壤通透性和活性。磷酸二铵（简称二铵）是农民最为喜爱的肥料之一，其肥效好，促根作用显著，在缺磷的土壤使用增产效果明显，但是连年使用，易造成土壤中磷的累积，肥效降低，研究表明，施入土壤的磷肥当季利用率很低，仅有10%～20%，其余的则被固定在土壤磷库，长期施用磷肥容易造成土壤磷素累积[13]。过量磷累积会加剧土壤磷淋失和环境污染[14-15]。而有机肥的加入，能够活化土壤磷素，提高作物吸收磷素的可能性，从而增加磷肥利用率[13]。生物有机肥是以农作物秸秆等农业废弃物为原料，添加功能有益菌生物发酵制成的，其腐熟完全、虫卵死亡率高、不烧根、不烂苗，而且无臭、均匀、施用方便，添加的有益菌由于菌群的占位效应，可大大减少病害发生。在保证有机质和养分需求外，新增的土壤调理剂产品含有Si、Ca、Mg、P、K等营养元素[16]，液体，呈碱性，可改良酸性土壤，调节土壤的水、热、汽平衡，改善土壤容重和团粒结构，为作物良好生长奠定基础。此外，还能有效降低土壤容重和土壤EC值，使土壤的透气性增加，盐渍化程度降低[17-18]。配合使用的微生物菌剂产品——解淀粉芽孢杆菌，可优化土壤有益微生物菌群结构，有效重构土壤微生态环境，抑制病原菌繁殖、减少土传病害发生，此外其分解转化产生的维生素、腐植酸、激素等具有刺激作用，能够促进作物根系旺盛生长，提高作物对磷、钾元素的吸收能力，同时通过增加植物光合作用，促进根系生长[19-20]。

复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，但是用量大，而且必须完全用于种植作物的土壤中，增加了人工成本。改良施肥方案中水溶肥替代复合肥，大大降低了化学肥料的使用量，且速效性强、水溶性好、无残渣，能被作物的根系和叶面直接吸收利用[21-22];采用水肥同施，以水带肥，实现了水肥一体化，它的有效吸收率高出普通化肥一倍多，达到80%～90%;而且肥效快，可解决高产作物快速生长期的营养需求;配合滴灌系统需水量仅为普通化肥的30%，且施肥作业几乎可以不用人工，大大节约了人力成本。

综上所述，通过减量施肥增施菌剂的施肥方案，改良了设施番茄栽培的土壤状况，增加了土壤有益微生物的数量，提高了设施番茄的产量、品质，增加了农民收入[23-25]。因此，本试验结果认为改良施肥方案具有较好的促产和改土效果，在农业生产推广中具有积极意义。

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