氮肥减施条件下有机肥替代氮肥对温室番茄产量、品质和水肥效应的影响

摘    要：以番茄粉特优为试验材料，在田间试验条件下，研究有机肥部分替代化肥对温室番茄产量、品质和水肥效应的影响。结果表明，常规施肥减氮40%+有机肥替代氮肥40%处理番茄产量最高，但与常规施肥处理无显著差异；可溶性糖含量、维生素C含量均显著高于常规施肥处理。各处理0～20 cm土层土壤含水量均高于常规施肥处理，并随着有机肥替代氮肥量的增加呈增加的趋势。番茄对氮、磷、钾素的平均吸收量大小依次为钾＞氮＞磷，吸收比例为N∶P∶K=1∶0.30∶1.24。常规施肥减氮40%+有机肥替代氮肥40%处理番茄氮素、磷素、钾素吸收量均显著高于常规施肥处理；肥料贡献率较常规施肥提高16.22个百分点，农学利用率较常规施肥高8.92 kg·kg-1。综上，常规施肥减氮40%+有机肥替代氮肥40%（N 162 kg·hm-2+P2O5 246 kg·hm-2+K2O 417 kg·hm-2+有机肥5400 kg·hm-2）是青海东部地区温室番茄生产最佳的施肥模式。

关键词：番茄；氮肥减施；有机肥替代氮肥；产量；水肥效应

中图分类号：S641.2 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）12-093-07

Effects of organic fertilizer replacing nitrogen on tomato yield， quality and water fertilizer effects in greenhouse under nitrogen fertilizer reduction

ZHANG Yang， ZHANG Rong， XU Tingting

（Academy of Agricultural and Forestry， Qinghai University， Xining 810016， Qinghai， China）

Abstract： Fenteyou tomato was used as experimental material， a field experiment was conducted to study the effects of organic fertilizer replacing nitrogen on tomato yield、quality、water fertilizer effects in greenhouse. The results showed that conventional fertilization with 40% nitrogen reduction plus organic fertilizer replacing 40% nitrogen treatment had the highest yield， but there was no significant difference with conventional fertilization treatment. The soluble sugar and vitamin C content were significantly higher than that of conventional fertilization treatment. Soil water content of 0-20 cm soil layer was higher than that of conventional fertilization treatment， and with the increase of organic fertilizer replacing nitrogen， the soil water content showed an increasing trend. The absorption of nitrogen， phosphorus and potassium by tomato is potassium> nitrogen> phosphorus， and the absorption ratio is N∶P∶K=1∶0.30∶1.24. The treatment of conventional fertilization with 40% nitrogen reduction plus organic fertilizer replacing 40% nitrogen has the highest absorption of nitrogen， phosphorus and potassium， which is significantly higher than that of conventional fertilization. Compared with conventional fertilization， fertilizer contribution rate increased 16.22 percentage points， and agronomic efficiency increased by 8.92 kg·kg-1. In conclusion， conventional fertilization with 40% nitrogen reduction plus organic fertilizer replacing 40% nitrogen（N 162 kg·hm-2+P2O5 246 kg·hm-2+K2O 417 kg·hm-2+organic fertilizer 5400 kg·hm-2） is the best fertilization mode for tomato in greenhouse in eastern region of Qinghai province.

Key words： Tomato; Nitrogen fertilizer reduction; Organic fertilizer instead of nitrogen Fertilizer; Yield; Water fertilizer effects

蔬菜喜肥且需肥量大，为了提高蔬菜的产量，生产中普遍存在盲目偏施、滥施化肥的现象，尤其是氮肥以及养分比例失调等问题，导致蔬菜产量和品质降低，引起土壤硝酸盐累积[1]。笔者通过对青海东部地区3个区县的合作社和种植大户调研了解到，大多数蔬菜种植户氮肥的施用量为500～1000 kg·hm-2，磷肥的施用量为200～700 kg·hm-2，钾肥的施用量为500～900 kg·hm-2，有机肥的施用量为700～1000 kg·hm-2，农户的实际化肥施用量远远高于蔬菜生产的需肥量，而有机肥施用量不足，使大量养分滞留在土壤环境中，对土壤环境产生了不利影响。因此，科学合理施用氮肥是目前青海东部地区设施蔬菜高效发展急需解决的问题。

利用有机肥替代氮肥进行化肥减施是目前蔬菜生产中普遍使用的栽培技术措施之一，可以在保证产量的前提下达到提高蔬菜品质的目的。王冰清等[2]研究发现，化肥减量配施不同比例有机肥对黄瓜、苦瓜和甘蓝的产量无显著性影响，但显著提高这3种蔬菜的可溶性糖、维生素C和蛋白质含量，使硝酸盐含量下降，化肥减量60%并配施40%有机肥的处理对蔬菜影响效果最佳。牛振明等[3]研究发现，适量化肥减量配施有机肥可以提高春茬甘蓝幼苗株高，促进茎粗生长，提高光合效率，降低硝酸盐与可溶性固形物含量，与当地农户传统施肥量相比，化肥减施30%并配施适量有机肥是合理的施肥对策。张海波等[4]研究表明，化肥减量小于30%与菌渣共同施用可提高大头菜菜头产量，适当减少化肥用量与菌渣配施可以提高大头菜氨基酸含量，促进叶片对氮、磷、钾的吸收，增加菜头中钾含量，降低菜头硝酸盐含量。有机肥的肥效长且持久，有利于蔬菜栽培中土壤形成良好的团粒结构和土壤环境，土壤孔隙度增加，具有保水、保肥的能力[5]。增施有机肥，可以提高土壤田间持水量和土壤矿物质含量，同时还可以增加土壤的总孔隙度及调整孔隙的分布状况[6]。大量研究表明，施用等量氮条件下，作物吸氮量高，可明显降低土壤剖面中NO3--N的累积[7]。有机无机肥配施能提高土壤供氮能力，促进作物根系对氮的吸收利用，提高氮肥利用率[8]。

减少化肥施用量、增施有机肥是全力促进青海东部地区设施蔬菜稳定生产，质量提升，促进土壤的可持续发展，增加农牧民收入的主线。但是，关于青海东部地区日光温室设施蔬菜氮肥减量及有机肥替代化肥的合适比例前人研究较少。为此，笔者研究在氮肥减施条件下有机肥替代氮肥对温室番茄产量、品质和水肥效应的影响，探索出适宜番茄生产的氮肥减施量+有机肥替代氮肥比例，为青藏高原地区设施番茄的高效生产和土壤的可持续利用提供科学合理的施肥方案和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验于2022年4－9月在青海省海东市互助土族自治县东沟乡姚马村试验基地进行。试验地土壤类型为灰钙土，年均降水量470 mm，全年日照时数长达2580 h。试验地土壤基本理化性状见表1。

1.2 供试品种与肥料

供试番茄品种为粉特优，由青海省农林科学院园艺研究所提供，该品种植株长势旺盛，中早熟，高抗TY病毒，连续坐果力强。供试氮肥为尿素（含N 46%，w，后同），磷肥为过磷酸钙（含P2O5 12%），钾肥为硫酸钾（含K2O 50%）。有机肥（含N 2%，含P2O5 1%，含K2O 2%），有机质含量≥30%，由青海恩泽农业开发有限公司提供。

1.3 试验设计

试验设置7个处理，常规施肥减氮40% +有机肥替代氮肥20%（T1）；常规施肥减氮40% +有机肥替代氮肥40%（T2）；常规施肥减氮40%+有机肥替代氮肥60%（T3）；常规施肥减氮40%+有机肥替代氮肥80%（T4）；常规施肥减氮40%+有机肥替代氮肥100%（T5）；常规施肥（T6）；空白对照（T7）。T1～T5处理无机养分用量保持一致，具体用量为N 270 kg·hm-2，P2O5 300 kg·hm-2，K2O 525 kg·hm-2；T6为习惯施肥处理，无机肥料用量为N 450 kg·hm-2，P2O5 300 kg·hm-2，K2O，525 kg·hm-2；T7为不施肥处理。若有机肥带入的氮、磷、钾养分不足时，用化学无机肥料补足。具体施肥方案见表2。

试验在一个温室大棚内进行，供试温室大棚为南北走向，长度77.0 m，跨度12.0 m，高度2.8 m。试验采用随机区组设计，每处理3次重复，共21个小区。每垄面积1.1 m×8 m=8.8 m2，各处理小区面积8垄×8.8 m2=70.4 m2。起垄覆膜栽培，每垄种植2行，行距100 cm，株距40 cm，垄宽70 cm，垄间距30 cm，垄高30 cm。灌水方式为滴灌，40% N、60% P2O5和40% K2O作为基肥一次性施入，60% N、40% P2O5和60% K2O作为追肥，自开花期开始分6～8次随水滴施，每次追肥时间间隔10～15 d。全部有机肥于番茄定植前作基肥一次性施入，田间管理按常规方法进行。

1.4 测定项目及方法

试验前采用S型取样法采集小区耕层土壤样品（0～20 cm）3份，带回实验室，经过风干并去除植物根系和碎石，研磨并过20、60目筛后，测定土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量和pH[9]。拉秧后，每小区取0～200 cm土壤样品，以20 cm为一层，每层取土壤样品20 g，在实验室105 ℃烘干至恒质量后，测定土壤含水量；每20 cm为一个土层，取土壤鲜样放入自封袋中带回实验室，风干后，研磨并过0.85 mm筛后，用1 mol·L-1氯化钾溶液（土液质量比为1∶10）、振荡1 h浸提，过滤后用连续流动分析仪测定土壤硝态氮含量，各处理土壤含水量和硝态氮含量均为3次重复。自坐果期开始，分小区测定番茄的产量；盛果期采用2，6-二氯靛酚滴定法测定番茄的维生素C含量[10]、采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[11]、采用凯氏定氮法测定粗蛋白含量[12]、采用H2SO4-H2O2消煮法测定番茄全氮含量[9]、采用钼锑抗吸光光度法测定全磷含量[9]、采用酸熔-火焰光度法测定全钾含量[9]，以上测定均3次重复。