生物有机肥替代化肥对樱桃番茄产量、品质及土壤理化性质的影响

摘 要：为探究氮、磷、钾养分含量相同条件下，生物有机肥替代化肥对樱桃番茄产量、品质及土壤理化性质的影响，以樱桃番茄乐粉3号为试材，设不施肥（NF）、常规施肥（CF）、生物有机肥替代18%化肥（18%BF）和替代36%化肥（36%BF）4个处理，测定果实的产量、品质及土壤肥力指标，采用主成分分析法研究生物有机肥替代化肥对土壤肥力的综合影响。结果表明，CF、18%BF和36%BF处理之间的产量、维生素Ｃ含量与糖酸比均显著高于NF处理；NF、CF和18%BF处理的硝酸盐含量均高于36%BF处理。36%BF处理的土壤速效钾含量、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性均显著高于CF，土壤肥力综合得分最高。综上，36%BF处理能在保障樱桃番茄产量的前提下提升其品质，提高土壤肥力，是适合在樱桃番茄生产中推广应用的化肥减施模式。

关键词：生物有机肥；化肥减施；替代；樱桃番茄；产量；品质；土壤肥力

中图分类号：S641 文献标识码：A 文章编号：1673-2871（2023）10-071-07

Effects of bio-organic fertilizer application as partial replacement for chemical fertilizers on yield，quality and soil fertility of cherry tomatoes

JIANG Qiang1， LIU Zifan2， WANG Yanwu2， YANG Jinying1， LIAO Daolong3， ZHONG Yong1， CAO Yuanxin1， HUANG Huili1

（1. Baise Modern Agricultural Technology Research and Promotion Center， Baise 533612， Guangxi， China; 2. College of Tropical Crops， Hainan University， Haikou 570228， Hainan， China; 3. Institute of Vegetables， Hainan Academy of Agricultural Sciences， Haikou 571100， Hainan， China）

Abstract： To provide a reference for chemical fertilizer application reduction in vegetable field， the effects of substituting chemical fertilizer with bioorganic fertilizer under the same nutrient content of N， P and K on yield， quality of cherry tomato， and soil fertility were studied. Four treatments on field experiment were conducted， no fertilization（NF）， conventional fertilization（CF）， 18% proportions of bioorganic fertilizer instead of chemical fertilizer（18%BF） and 36% bioorganic fertilizer replacement（36%BF）. Yield and quality of cherry tomato during fruiting stage and the soil physical and chemical properties and enzyme activities of the mixed soil were measured. The comprehensive score of soil fertility were analyzed by principal component analysis（PCA）. The results showed that yield， vitamin C content and sugar-acid ratio of CF， 18%BF and 36%BF treatments were significantly higher than those of NF treatment. Nitrate content among NF， CF and 18%BF treatment was higher than that of 36%BF treatment. Soil available potassium content and acid phosphatase activity of 36% BF， sucrase activity of 18%BF and 36%BF， the content of alkali-hydrolyzed nitrogen of 36%BF were significantly higher than those of CF. The comprehensive score of 36%BF was the highest among four treatments by principal component analysis（PCA）. In conclusion， 36%BF could improve the quality of cherry tomatoes and soil fertility while ensuring yield， which was a fertilization model worth to promote in cherry tomatoes planting.

Key words： Bio-organic fertilizer; Fertilizer reduction; Replacing; Cherry tomato; Yield; Quality; Soil fertility

百色市右江河谷地区是广西番茄的主要种植区，番茄生产是当地农民经济收入的主要来源。樱桃番茄（Lycopersicon esculentum var. cerasiforme）是广西“南菜北运”的主要蔬菜之一，在生长过程中需肥量大，为了获得高额的经济效益，农民普遍盲目增加化肥用量，导致土壤养分的内在平衡遭到破坏，土壤肥力衰退，并造成环境污染[1]，严重影响番茄产业的健康发展。生物有机肥兼具传统有机肥和功能微生物的双重作用，所含的大量有机质可为土壤微生物提供充足能源，施用后有利于土壤微生物生长和繁殖，促进微生物介导的土壤中难溶性养分转化[2]，生物有机肥替代化肥可改良土壤环境[3]，保障农业的可持续发展[4]。但是，在樱桃番茄生产中如何降低化肥用量、提高肥料利用率，尚无明确的依据。因此，探究生物有机肥替代化肥对樱桃番茄产量、品质和土壤理化性质的影响，对我国蔬菜化肥减量与提质增效技术的实施具有重要意义。有机肥部分替代氮肥可提高番茄叶片的相对叶绿素含量和氮素含量，促进番茄生长[5]，增加土壤有益微生物数量、酶活性及改善团粒结构[6]，提高番茄产量和品质[7-8]。有机肥替代化肥的比例并非越高越好，适宜比例的有机肥替代有利于氮、磷、钾元素的矿化释放，有利于植物吸收利用土壤养分[9]，不当比例的替代会造成土壤脲酶活性和供氮能力降低，从而造成作物减产[10]。赵跃等[10]研究发现，生物有机肥部分替代化肥相对常规施肥虽能减弱番茄前期长势，但对番茄全生育期生长无明显影响；土壤的速效氮、磷、钾含量虽有所降低，但土壤pH和电导率显著提高，有利于番茄果实品质改善[11]。温延臣等[12]研究认为，在等量养分投入条件下进行有机肥替代化肥，作物产量与单施化肥无明显差异，但土壤有机碳和全氮含量显著提高。有机肥替代化肥的施肥措施，能减少在同等养分投入条件下化肥施用造成的土壤污染[13]。适宜比例的有机肥替代化肥对作物有稳产、增产和提质的作用[14-15]，但有机肥替代化肥比例过高，则会造成作物减产[16]。王西亚等[17]研究发现，低比例有机肥替代化肥对马铃薯产量没有影响，而高比例替代会降低马铃薯产量。研究表明，有机肥替代化肥的比例在20%或30%时，番茄产量可显著提升[18-19]。以作物产量来确定替代比例毋庸置疑，但是实际生产中还需考虑产品的品质和高产的可持续性。土壤肥力是保障作物高产稳产的前提，因此，在保证作物产量的基础上，研究提升产品品质和土壤肥力的最佳有机肥替代比例就显得尤为重要。孙加亮等[20]研究发现，有机肥替代化肥的比例在20%时，促进水稻生长和养分吸收、提高土壤质量的作用最好。目前，有关有机肥替代等量氮、磷、钾养分对番茄产量、品质及土壤肥力等方面影响的研究鲜见报道。笔者以樱桃番茄为研究对象，在氮、磷、钾养分等量的前提下，设置18%和36% 2种生物有机肥替代化肥比例，以常规施肥和不施肥为对照，分析其对产量、品质和土壤肥力的影响，以期筛选出一种既可保障番茄产量又能提升品质和维持或改善土壤肥力的最佳生物有机肥替代比例，为我国蔬菜化肥减量与提质增效技术实施提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年8月至2021年7月在广西百色市现代农业技术研究推广中心（简称：研究推广中心）试验基地进行，属南亚热带季风气候，年均气温23 ℃，全年日照1 906.6 h，年均降水量1 114.9 mm。试验地土壤基本性质：pH 6.20，有机质含量（w，后同）10.40 g·kg-1，全氮含量0.72 g·kg-1，全磷含量0.59 g·kg-1，全钾含量3.96 g·kg-1，碱解氮含量57.26 mg·kg-1，速效磷含量36.92 mg·kg-1，速效钾含量165.84 mg·kg-1。

1.2 材料

供试番茄品种为乐粉3号，属粉红色樱桃番茄品种，种子购自广西百色市田阳区当地市场，所种植嫁接苗由广西田阳忠信农业科技有限公司培育。尿素（N含量≥46.0%，中海石油化学股份有限公司）、稀土磷肥（P2O5含量≥18.0%，湖南百田新型肥料化工有限公司）、氯化钾（K2O含量≥60.0%，中化化肥有限公司）和生物有机肥（有益活菌数≥0.2亿个·g-1，有机质含量≥45%，氨基酸含量≥10%，腐殖酸含量≥10%，氮含量1.8%，磷含量1.4%，钾含量1.8%，湖南百田新型肥料化工有限公司），均购自广西百色市田阳区当地市场。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 共设4个处理，分别为不施肥 （NF）、常规施肥（CF，全部施用化肥）、有机替代率为氮18.0%、磷19.3%、钾15.1%（18%BF）和有机替代率为氮36.0%、磷38.6%、钾30.2%（36%BF），CF处理的施肥量由研究推广中心番茄栽培课题组长期调研获得，18%BF和36%BF处理设置是依据课题组前期预试验研究结果，除NF处理外，其余各处理施氮、磷、钾量一致（表1）。各处理均设4次重复，小区随机区组排列，每小区间设宽0.6 m隔离带，防止串水串肥。

2020年10月21日种植樱桃番茄种苗，种植方式与当地习惯保持一致，为大垄双行，垄宽100 cm，垄上种植2行，行距为80 cm，垄间行距为130 cm，株距为25 cm。各施肥处理分别扣除生物有机肥氮、磷和钾含量后用相应的化肥补足。基肥一次性施入全部的有机肥、磷肥及30%氮肥和钾肥，起垄后挖沟条施；追肥分别在2020年11月12日、2020年12月8日和2021年1月19日进行，氮肥和钾肥的施用量按总量的20%、30%、20%计算，肥料均为溶水后浇施，如果基肥中含氮或钾超过基肥应施氮、钾的30%时，则在第一次的氮、钾追肥量中减去基肥中超出施用量的氮或钾30%。其他管理按生产上常规进行。