有机肥替代化肥对设施番茄产量•品质和土壤养分的影响

摘要 为探索设施番茄生产中最佳的有机无机配施比例，通过田间试验，设置5个有机肥替代化肥比例，分别为全量施用化肥（CK）、有机肥替代10%化学氮肥（T1）、有机肥替代20%化学氮肥（T2）、有机肥替代30%化学氮肥（T3）、有机肥替代40%化学氮肥（T4），研究不同施肥处理对番茄产量、品质和土壤养分的影响。结果表明，不同有机肥替代化肥比例对番茄株高和单果重无显著影响，而相较于CK处理，T3处理番茄的茎粗和单果数显著增加7.47%和9.40%。随着有机肥替代化肥比例增加，设施番茄产量呈先升后降的变化趋势，产量大小为T3>T2>T1>CK>T4。与CK相比，T3和T4处理番茄的可溶糖含量分别显著提高了10.8%和8.8%，T3处理的番茄VC含量提高了10.7%。与CK相比，T2～T4处理的土壤有机质、全氮、有效磷含量分别显著提高了11.7%～18.5%、9.9%～13.0%和25.6%～29.2%。综上所述，适宜有机肥替代化肥比例能提高作物产量，改善土壤肥力，从而实现设施番茄化肥减施增效。

关键词 番茄；有机肥替代；产量；品质

中图分类号 S 641.2  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）23-0117-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.027

Effects of Organic Fertilizer Replacing Chemical Fertilizer on Yield， Quality and Soil Properties of Greenhouse Tomato

WU Gang1，2，YUAN Man-man1，2，WANG Jia-bao1，2 et al

（1.Soil and Fertilizer Research Institute，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui  230031;2. Key Laboratory of Nutrient Cycling， Resources and Environment of Anhui，Hefei， Anhui 230031）

Abstract In order to explore the best ratio of organic and inorganic fertilizer in greenhouse tomato production， a field experiment was conducted to study the effects of different fertilization treatments on tomato yield， quality and soil nutrient changes by setting five proportions of organic fertilizer instead of chemical fertilizer， 100% chemical fertilizer （CK）， 10% organic fertilizer +90% chemical nitrogen fertilizer （T1），  20% organic fertilizer +80% chemical nitrogen fertilizer （T2）， 30% organic fertilizer +70% chemical nitrogen fertilizer （T3） and 40% organic fertilizer +60% chemical nitrogen fertilizer  （T4）. The results showed that the different proportion of organic fertilizers replacing chemical fertilizers had no significant difference on the plant height and single fruit weight of tomato. Compared with CK treatment， the stem diameter and single fruit number of tomato treated with T3 significantly increased by 7.47% and 9.40%. With the increase of the proportion of organic fertilizer instead of chemical fertilizer ， the yield of tomato increased first and then decreased， and the order of yield was T3 > T2 > T1 > CK > T4. Compared with CK， the soluble sugar content of tomatoes treated with T3 and T4 increased by 10.8% and 8.8% respectively， and the VC content of tomatoes treated with T3 increased by 10.7%. Compared with CK， the contents of soil organic matter， total nitrogen and available phosphorus in T2-T4 treatments were significantly increased by 11.7% -18.5%，9.9%-13.0% and 25.6% -29.2%， respectively. To sum up， the appropriate proportion of organic fertilizer instead of chemical fertilizer （20%-30%） has the potential to increase tomato yield and improve soil fertility ， so as to realize fertilizer reduction of the facility tomato.

Key words Tomato;Organic fertilizer replacement;Yield;Quality

基金项目 安徽省重点研发计划（202104a06020031）；安徽省农业科学院科技创新团队（2022YL023）。

作者简介 邬刚（1987—），男，安徽合肥人，副研究员，硕士，从事养分资源综合管理研究。*通信作者，研究员，博士，从事养分资源综合管理研究。

收稿日期 2022-11-04；修回日期 2022-11-22

设施蔬菜生产作为促进农民增收和乡村振兴的重要农业产业而越来越受到关注［1］。施用化肥是保障设施蔬菜优质高产的关键措施，然而设施蔬菜生产中存在重施氮磷钾元素、轻施中微量元素、区域间有机肥用量不均衡等问题［2］，容易造成土壤次生盐化、土壤酸化、土壤质量下降以及面源污染和地下水污染的风险增加［3］，不利于设施番茄产业绿色可持续发展。

研究表明，有机肥替代部分化肥是科学施肥的重要技术路径，是设施蔬菜可持续发展的必然趋势。在设施蔬菜生产中有机肥的应用非常广泛，它含有机质、氮、磷、钾以及无机盐等营养物质，能为植物提供养分，促进植物生长［4］，改善土壤质量［5］。刘中良等［6］研究表明减少15%化肥施用量配施适量有机肥能提高番茄的产量和番茄红素含量，马龙等［7］研究表明有机肥和秸秆替代50%化肥对番茄盛果期的氮素吸收有促进作用，杨岩等［8］研究表明有机肥替代20%推荐化肥氮用量能提高番茄和西葫芦的产量及经济效益，夏秀波等［9］研究得出有机肥替代不同比例化学冲施肥能增加根区土壤外源微生物种类，改变真菌丰富度、多样性和菌落组成。此外，合适的有机无机配施比例还能提升土壤肥力［5，10］。笔者以番茄为研究对象，探讨不同有机肥替代化肥比例对设施番茄产量、品质和土壤性质的影响，提出适宜有机肥替代比例，旨在为设施蔬菜科学施肥和绿色可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年在安徽省马鞍山市和县蔬菜科技示范园内设施大棚内（118°22′19.06″E，31°45′42.19″N）进行。试验地属北亚热带湿润型季风气候区，年平均降水量1 067 mm，年平均气温15.8 ℃。试验地土壤基本化学性质为有机质17.82 g/kg，全氮1.30 g/kg，速效磷116.72 mg/kg，速效钾152.38 mg/kg，pH 4.85。

1.2 试验材料

供试品种为皖杂20（安徽省农业科学院园艺研究所培育品种）；供试肥料分别为普通尿素（N 46.0%）、重钙（P2O5 45%）和硫酸钾（K2O 50%）；有机肥为安徽省司尔特肥业股份有限公司生产的生物有机肥（N1.41%、P2O5 1.02%、K2O 2.82%）。

1.3 试验设计

试验设置5个处理，分别为100%化学氮肥（CK）、90%化学氮肥+10%有机肥氮（T1）、80%化学氮肥+20%有机肥氮（T2）、70%化学氮肥+30%有机肥氮（T3）、60%化学氮肥+40%有机肥氮（T4）。CK处理的施肥量为N 210  kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2、K2O 255 kg/hm2，T1～T4处理的氮肥用量按照试验设置中无机和有机养分进行配比，磷钾肥用量与CK处理保持一致，不考虑生物有机肥中磷钾的替代量（表1）。每个处理3个重复，共15个小区，每个小区面积为14 m2，采用随机区组排列，45%氮肥、100%磷肥和40%钾肥作为基肥均匀撒施，55%氮肥和60%钾肥平均分3次溶于水后随微喷灌施用，有机肥作为基肥一次性施入土壤。其他田间管理均保持一致。

1.4 样品采集与分析

1.4.1 植物样品采集和分析。成熟期每小区采集3株具有代表性的番茄地上部样品（果实和茎叶），对番茄株高、茎粗、单株果数和单果重等生长指标进行调查。

1.4.2 土壤样品采集和分析。番茄收获后，按“五点采样法”对每个试验小区采集0～20 cm混合土壤样品，土壤风干过筛用于有机质、全氮、有效磷、速效钾和pH等化学性质的测定，测定方法参考土壤农化分析方法［11］。

1.4.3 产量测定。每个处理小区进行人工分次采收，单独记产。

1.5 数据分析

采用WPS Office Excel进行数据处理，采用IBM SPSS 22.0进行统计分析。处理间比较采用One-way ANOVA分析，差异显著性分析用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 有机肥替代化肥对设施番茄生长发育的影响

由表2可知，不同有机肥替代化肥比例对番茄株高和单果重无显著影响，对番茄茎粗和单株果数影响显著。与CK相比，T3处理的番茄茎粗显著提高了1.03 mm，增幅达7.47%，T2和T3处理的番茄单株果数分别显著增加了1.2和1.4个，增幅达8.05%和9.40%。CK、T1和T4三者之间无显著差异，说明适当的有机肥替代化学有利于番茄的生长发育。

2.2 有机肥替代化肥对设施番茄产量的影响 由图1可知，不同处理之间设施番茄的产量存在显著差异，随着有机肥替代化学氮肥比例增加，设施番茄产量呈先升后降的变化趋势，不同处理产量大小为T3>T2>T1>CK>T4。相比CK和T4，T3处理的番茄产量分别增加了9.3%和10.4%。根据番茄产量和有机肥替代比例之间的二次函数关系式y=-9.512 7x2+415.55x+59 359（R2=0.531 7），有机肥替代化肥的最佳比例为21.8%时，产量最高为63.897 2 t/hm2。

2.3 有机肥替代化肥对设施番茄品质的影响

有机肥替代化肥后不仅减少化肥的用量，还有利于番茄品质的提高（图2），施用有机肥可提高番茄的可溶糖和VC含量，降低有机酸含量。随着有机肥替代化肥比例的增加，