施用土壤调理剂提高茄子产量及其土壤养分含量的研究

高翔　王俊杰,李响　仝雅娜　马洪英　杨小玲　张淑香　梁鸣早　路森

摘    要： 在设施栽培条件下，探讨了春茬茄子产量、品质和农学性状、以及土壤养分含量对四种肥料和土壤调理剂组合模式的响应。结果表明，与对照施肥模式（有机肥30 000 kg·hm-2，复合肥750 kg·hm-2，硫酸钾112.5 kg·hm-2）相比，新绛和仲元两种组合模式可显著提高了茄子产量和维生素C含量，降低其硝酸盐含量。从收获后土壤养分含量上看，新绛模式和仲元模式土壤pH值和全盐含量均有所降低，有机质，速效氮、有效磷和速效钾含量有所提高。因此，仲元肥料模式为本次温室试验条件下的最优养分配比。

关键词：肥料;土壤调理剂;茄子;产量和品质;土壤养分

中图分类号：S641.1          文献标识码：A           DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.01.021

Study on Improving Yield of Eggplant and Soil Nutrient Content with Soil Conditioner Application

GAO Xiang1， WANG Junjie2， LI Xiang2， TONG Yana2， MA Hongying2， YANG Xiaoling2， ZHANG Shuxiang1， LU Sen3

（1. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081，China; 2. TianJin Facility Agriculture Research Institute， Tianjin 301700，China;3. Zhongyuan （Beijing） Green Biotechnology Development Company Limited， Beijing 100012， China）

Abstract：The study was conducted in facility greenhouse in Tianjin， to explore the response of yield， quality and biological characteristics of spring eggplant， as well as soil nutrient content on four fertilization modes and soil conditioner with biological inoculants. The results showed that compared with the control fertilization mode （organic fertilizer 30 000 kg·hm-2， compound fertilizer 750 kg·hm-2， K2SO4 112.5 kg·hm-2）， Xinjiang and Zhongyuan fertilization mode significantly increased the yield of eggplant. On the quality of eggplant， Xinjiang and Zhongyuan fertilization mode significantly increased vitamin C content， decreased nitrate content. In the terms of soil nutrient content， compared with the basic nutrient content of soil before eggplant planting， the Xinjiang and the Zhongyuan model both reduced the pH value and total salt content， and increased the organic matter， available nitrogen， phosphorus and potassium content. Therefore， the application of fertilizer model with soil conditioner on Zhongyuan was the optimal nutrient allocation ratio under the facility greenhouse condition.

Key words： fertilizer; soil conditioner; eggplant; yield and quality; soil nutrient

茄子（Solanum melongena L.）在我国各地普遍种植，是受人民喜爱的果菜类蔬菜之一[1-2]。茄子在生長过程中具有养分需求量大和生长周期长等特点，因此在温室中栽培茄子，肥料的施用量对作物的产量和品质至关重要[3-4]。然而，目前传统的肥料使用普遍存在氮和磷肥施用量多大，钾肥施用量少，且存在单施化肥和复合肥，缺有机肥投入，养分利用率低等问题[1，4]。同时过量的施用化肥不仅超过了作物生长的需求，降低肥料的利用率，同时还会造成土壤养分的累积，引起农产品的安全、以及大气污染等问题[3-5]。

土壤调理剂是针对土壤使用过度或者污染导致营养流失而开发的产品，其施入土壤后可改善土壤的物理、化学和微生物反应，提高土壤保肥保水，从而提高了肥料利用率和减少对环境的污染[6-8]。前人研究表明，施用土壤调理剂后通过增加土壤中水稳性团聚的含量，降低土壤容量，增大土壤总空隙度，改善其通气透水性，增强微生物的活动，提高土壤酶的活性，最终达到提高土壤农学价值的目的，为作物的生长及增产提供了良好的条件[6-8]。生物菌剂是利用微生物的代谢产物，改善作物养分供应，增强作物的抗逆性，达到增产和增质、减少化肥使用，提高土壤肥力的效果[9-10]。但是在设施农业中施用土壤调理剂，以及配合使用生物菌剂对春茬茄子产量和品质的研究报道较少，同时添加剂施入土壤后对养分含量的变化，也鲜有报道。

因此，本研究基于茄子的需肥特征进行养分配比，在施用有机肥的基础上，加入不同用量的土壤调理剂和生物菌剂。通过温室试验，探索了不同肥料模式和土壤添加剂对春茬茄子的产量、品质和农学性状，以及土壤养分含量的影响，从而为优化施肥技术和降低肥料施用量提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试茄子品种为布利塔（荷兰瑞克斯旺公司）。试验地点位于天津市武清区现代农业科技创新基地日光温室内进行。供试土壤为潮土，质地为砂壤土，土壤基本理化性质为：pH值8.07，有机质45.31 g·kg-1，有效磷32.59 mg·kg-1，速效钾155.06 mg·kg-1，速效氮132.38 mg·kg-1，全钾0.39 g·kg-1，全磷0.71 g·kg-1，全氮0.39 g·kg-1。

1.2 试验设计

试验设4个施肥处理（仲元模式、新降模式、对照模式、优化模式），除对照模式肥料配比参照本地生产习惯外，其余模式均将加入不同量的土壤调理剂（主要是矿物钙镁磷肥，其中P2O5的含量为12%）和生物菌剂 （主要是枯草芽孢杆菌和抗病菌），底肥的施肥模式具体见表1，其中新降模式有机肥中秸秆用量较多，考虑秸秆分解过程中的有机成分的作用，所以设计用量偏高。追肥时，4个施肥处理均冲施75 kg·hm-2复合肥，10 d冲施1次，共3次。座果期使用KH2PO4稀释1 000倍喷施，15 d 1次，共3次。

茄子种植行距为80 cm，株距为60 cm，定植栽培于2017年3月10日，并于2017年6月20日收获。试验采用三次重复，随机区组排列，各处理小区试验面积均为88.2 m2。

1.3 取样和分析方法

收获时测定每小区的茄子的产量，然后采摘新鲜茄子样品，带回实验室用于测定品质，维生素C含量测定采用2， 6-二氯酚靛酚法，硝酸盐含量测定采用水杨酸比色法，可溶性固形物采用手持糖度计测定[11]。在收获期调查测定单果重、果实纵径和横径;植株的株高、茎粗、最大叶长和叶宽、主茎高、始花节位、叶片数和叶绿素等农学性状。收获后的土壤进行理化性状进行测定，测定pH值、有机质和全盐含量，速效氮磷钾含量，其中碱解氮用碱解扩散法测定，磷用钼锑抗比色法测定，钾用火焰光度计法测定[11-12]。

1.4 数据分析

运用Excel 2016 （Microsoft Company， USA）进行平均数计算，并且利用SAS9.0 （SAS Institute Inc， Cary， NC， USA）软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥模式对茄子果实产量、品质和性状的影响

从表2可以看出，不同施肥模式对春茬设施茄子果实产量有不同的影响，其中新绛和仲元模式的产量显著高于优化和对照处理，新绛模式的产量最高，达到了80.4 t·hm-2，分别比优化和对照处理显著提高了15.5%和17.0%，優化模式和对照两者之间的产量差异不显著。不同的施肥模式对茄子的单果重、果实的纵径和横径的影响差异不显著。与对照相比，新绛和仲元施肥模式茄子维生素C成显著性增加，其中仲元模式的维生素C含量最高，达到了21.3 mg·kg-1，比对照提高了28.3%，新绛模式次之。从茄子硝酸盐含量上看，对照的硝酸盐含量最高，为108.51 mg·kg-1，分别比仲元模式、新绛模式和优化模式提升了30.5%、24.2%和24.6%，但是各施肥处理可溶性固形物含量差异不显著。

2.2 不同施肥模式对茄子农学性状的影响

通过表3可以看出，不同施肥模式下茄子的农学性状有所改变。优化模式的株高最矮，为67.34 cm，显著低于其它施肥处理。在仲元模式下，相比于其它三个施肥模式，其茎粗显著降低，为12.53 mm;但主茎高度显著的提高，为18.53 cm;始花节位也显著高于对照和优化处理。相对于优化模式，其最大叶长和叶宽显著低于其它三个施肥模式，分别为32.22 cm和18.26 cm，比对照处理分别显著降低了8.2%和19.1%。同时，施肥对茄子的叶片数和叶绿素含量均没有显著的变化。

2.3 不同施肥模式对茄子采收后土壤养分的影响

由表4可以看出，茄子拉秧后与种植前土壤养分含量的变化，均有显著的差异。在pH值和全盐指标上，新绛模式、仲元模式和优化模式的数值是降低的，其中新绛模式相比于种植茄子前的土壤本底值达到了显著的水平，比种植前的pH值和全盐含量分别降低了4.3%和22.0%。有机质含量上，除了对照模式显著降低，其余三个施肥模式均显著提高，分别达到了46.85 g·kg-1，42.15 g·kg-1和47.49 g·kg-1。在速效氮、速效磷和速效钾的含量上，全部的施肥处理的养分含量均显著高于种植茄子前的土壤本底值，其中新绛和仲元处理的速效磷含量显著低于对照和优化模式，对照和优化处理的速效钾含量显著低于新绛和仲元施肥模式，4个处理之间的速效氮含量的差异不显著。

3 结论与讨论

3.1 施用土壤调理剂和生物菌剂提高茄子产量和品质

本研究结果表明，在肥料中添加土壤调理剂和生物菌剂的新绛和仲元模式下种植茄子，与无添加土壤调理剂和生物菌剂的对照施肥模式相比，其显著提高了茄子的产量和品质，新绛和仲元模式的产量分别达到了80.4 t·hm-2和78.6 t·hm-2，比对照模式的69.6 t·hm-2有显著的提高，在品质上也显著的提高了维生素C的含量，降低了硝酸盐含量 （表2）。这个研究结果与周红梅[13]和曹世彪等[14]的研究相符，在施肥中添加土壤调理剂和生物菌剂能显著增加作物产量和品质。主要是由于土壤调理剂能够改善土壤的理化性状，促进作物根系吸收充足的水分和营养，从而提高了植株体内物质的同化和养分的迁移，同时通过增加叶片中的钙和钾等元素的含量，提高作物产量的品质[13-15]。由于土壤调理剂中富含钾、钙、镁以及植物生长发育必需的中、微量营养元素，能够调节茄子根际土壤的营养状况，促进茄子植株对中和微量元素的吸收和利用，提高维生素C含量，以及进入韧皮部的糖浓度[16-17]，从而提高了茄子果实的品质（表2）。同时，在肥料中添加生物菌剂，它可以通过微生物的生命活动及其代谢的产物，促进作物对矿质养分的吸收[9-10]。此外，本试验在新绛和仲元模式下添加了每公顷225 kg的硫酸钾，高于对照模式的112.5 kg和优化模式的0 kg，当供给适宜的钾素给作物吸收利用，既能促进硝酸盐代谢，降低果实的硝酸盐含量，也能提高植物体内可溶性糖和维生素C的含量[18-21]。结合试验结果发现，添加土壤调理剂和生物菌剂的新绛和仲元模式下茄子的维生素C显著高于对照对照和优化处理，而硝酸盐含量显著的降低（表2）。

3.2 添加土壤调理剂和生物菌剂改善土壤养分的含量

施用土壤调理剂和生物菌剂改善土壤理化性质，主要是通过其产生淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶的作用，持续释放土壤中被固定的矿质养分，分解用于供给作物吸收和利用[22-23]。结合本研究，添加了土壤调理剂和生物菌剂的新绛和仲元模式，在茄子拉秧后，其土壤的pH值和全盐含量显著的降低，提高有机质含量（表4）。主要是由于土壤调理剂中富量腐殖酸，对土壤中的盐分离子起吸附缓冲的作用，同时增加盐基代换容量[23-25]。且通过调节pH值的酸碱度影响土壤养分的转化和有效性，及土壤微生物的活性，从而能有效的调控作物的产量和品质[23-25]。此外，提高土壤有机质含量，可提高土壤团聚体及减少土表的水分蒸发，抑制水盐向上运行，加速盐分的淋洗，减缓盐分的累积，提高作物对有效养分的吸收和利用，及降低土壤的盐碱化程度[23， 25-26]。因此，在土壤中添加土壤调理剂和生物菌剂，使作物能充分的利用土壤中的养分，提高养分的利用效率，增加了作物的产量和品质，这对减少化肥的施用，以及提高土壤的质量，减少环境的污染，具有重要的意义。

3.3 结 论

结果表明，添加土壤调理剂和生物菌剂能显著增加茄子的产量和品质，以及改善茄子拉秧后的土壤养分含量，仲元肥料模式（有机肥30 000 kg·hm-2，土壤调理剂750 kg·hm-2，生物菌剂45 kg·hm-2，硫酸钾225 kg·hm-2）下种植春季茄子，达到了农业上高产优质及减少肥料用量的最优效果。

参考文献：

[1] 汤宏， 张杨珠， 龙怀玉， 等. 不同施肥结构对茄子产量、养分吸收及土壤有效养分动态变化的影响[J]. 水土保持学报， 2010， 24（6）： 71-75.

[2] 栗方亮， 张青， 王利民， 等. 连续施用土壤调理剂对茄子品质及土壤性状的影响[J]. 福建农业学报， 2017， 32（7）： 768-773.

[3] 刘广富， 李伟， 张亮， 等. 不同植物生长调节剂对茄子产量和品质的影响[J]. 广东农业科学， 2013， 40（23）： 24-28.

[4] 潘可可， 朱剑桥. 复合肥减量施用对大棚茄子产量与品质的影响[J]. 浙江农业科学， 2013， 1（5）： 534-535.

[5] 章明奎， 周翠， 方利平. 蔬菜地土壤磷饱和度及其对磷释放和水质的影响[J]. 植物营养与肥料学报， 2006， 12（4）： 544-548.

[6] 孙蓟锋， 王旭. 土壤调理剂的研究和应用进展[J]. 中国土壤与肥料， 2013（1）： 1-7.

[7] 李育鹏， 胡海燕， 李兆君， 等. 土壤调理剂对红壤pH值及空心菜产量和品质的影响[J]. 中国土壤与肥料， 2014（6）： 21-26.

[8] 胡敏， 向永生， 鲁剑巍. 不同调理剂对酸性土壤降酸效果及大麦幼苗生长的影响[J]. 中国土壤与肥料， 2017（3）： 118-124.

[9] 侯乐梅， 孟瑞青， 乜兰春， 等. 不同微生物菌剂对基质酶活性和番茄产量及品质的影响[J]. 应用生态学报， 2016， 27（8）： 2520-2526.

[10] 李凤霞， 赵营. 氮肥减量配施微生物菌剂对灌淤土花椰菜产量及土壤微生物的影响[J]. 水土保持研究， 2017， 24（2）： 94-100.

[11] 趙秀娟， 宋燕燕， 张淑香， 等. 黄瓜适宜的负压灌溉条件与养分配比研究[J]. 中国土壤与肥料， 2017（4）： 59-65.

[12] GAO X， ZHANG S， ZHAO X， et al. Potassium-induced plant resistance against soybean cyst nematode via root exudation of phenolic acids and plant pathogen-related genes[J]. PloS One， 2018， 13（7）： e0200903.

[13] 周红梅， 孙蓟锋， 段成鼎， 等. 5种土壤调理剂对大蒜田土壤理化性质和大蒜产量的影响[J]. 中国土壤与肥料， 2013（3）： 26-30.

[14] 曹世彪， 陈双臣， 李志娟. 土壤调理剂对温室番茄产量品质的影响[J]. 山东农业科学， 2005（3）： 59-60， 63.

[15] 廉晓娟， 路遥， 王艳， 等. 土壤调理剂对日光温室土壤理化性质和蔬菜产量、 品质的影响[J]. 中国土壤与肥料， 2015（5）： 56-60.

[16] ZHAO X， GAO X， ZHANG S， et al. Improving the growth of rapeseed（Brassiva chinensis L.）and the composition of rhizosphere bacterial communities through negative pressure irrigation[J]. Water Air Soil and Pollution， 2019， 230（1）： 9.

[17] 张燕燕， 唐懋华， 缪其松， 等. 不同施肥处理对秋植茄子生长及产量的影响[J]. 中国土壤与肥料， 2015（1）： 33-37.

[18] 邢英英， 张富仓， 张燕， 等. 滴灌施肥水肥耦合对温室番茄产量、品质和水氮利用的影响[J]. 中国农业科学， 2015， 48（4）： 713-726.

[19] 赵秀娟， 宋燕燕， 岳现录， 等. 负压灌溉下不同钾水平对小油菜生长的影响[J]. 中国农业科学， 2017， 50（4）： 689-697.

[20] GAO X， ZHANG SX， ZHAO XJ， et al. Stable water and fertilizer supply by negative pressure irrigation improve tomato production and soil bacterial communities[J]. SN Applied Sciences， 2019， 1（7）： 718.

[21] 宋燕燕， 赵秀娟， 张淑香， 等. 盆栽条件下不同氮磷钾养分配比的水溶性肥料对油菜产量、品质及养分吸收的影响[J]. 中国土壤与肥料， 2017（1）： 68-72.

[22] 王善仙， 刘宛， 李培军， 等. 盐碱土植物改良研究进展[J]. 中国农学通报， 2011， 27（24）： 1-7.

[23] 张玉凤， 林海涛， 王江涛， 等. 盐碱土壤调理剂对玉米生长及土壤的改良效果[J]. 中国土壤与肥料， 2017（1）： 134-138.

[24] 唐继伟， 林治安， 许建新， 等. 有机肥与无机肥在提高土壤肥力中的作用[J]. 中国土壤与肥料， 2006（3）： 44-47.

[25] 梁玉英， 黄益宗， 孟凡乔. 铝化合物控制土壤磷素流失的机理研究[J]. 环境化学， 2007， 26（2）： 141-143.

[26] 李月芬， 杨有德， 赵兰坡， 等. 硫酸铝改良剂对苏打盐碱土磷素吸附特性的影响[J]. 吉林农业大学学报， 2007， 29（4）： 415-420.

收稿日期：2020-11-03

基金项目：天津市农委项目 （201504010）

作者简介：高翔（1983—），男，广西柳州人，助理研究员，博士，主要从事土壤生态方面研究。

通讯作者简介：张淑香（1964—），女，山西寿阳人，研究员，博士，主要从事土壤生态方面研究。