不同有机肥处理对番茄生长、产量及品质的影响

时间：2022-09-27 13:10:05　来源：雅意学习网本文已影响人

李佳璠宋梦圆许盟盟高丽红谢越

摘要：为探究微生物肥及与氨基酸肥配合施用对以蚯蚓粪肥为底肥的冷棚番茄的影响，从而挖掘不同有机肥混合施用的应用价值，以樱桃番茄吉甜一号和中果型番茄黄金番茄为试验材料，分析不同施肥处理对大棚番茄生长（指标为株高、茎粗、叶绿素、叶面积）、品质（指标为可溶性固形物含量、维生素C含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量、糖酸比、单果质量）和产量（指标为坐果率、产量）的影响，并利用主成分分析法和隶属函数法对番茄品质进行综合评价。结果表明，在以蚯蚓粪为底肥的冷棚番茄生產中，追施微生物肥（MF）只显著提高了黄金番茄坐果—转色期的叶面积和株高，但降低了黄金番茄的品质综合评价指数，提高了吉甜一号的品质综合评价指数。追施微生物肥结合叶面喷施氨基酸肥（MF+AF）降低了2种番茄的品质综合评价指数。MF、MF+AF处理虽然对番茄的坐果率无显著影响，但却降低了番茄的总产量。综合分析可知，MF、MF+AF处理对不同品种番茄生长和品质的影响不一致，MF处理可提高樱桃番茄吉甜一号的品质，不追施微生物肥和氨基酸肥（CK）可以保障中果型番茄黄金番茄的品质。

关键词：微生物肥;氨基酸叶面肥;蚯蚓粪肥;番茄品质;综合评价指数

中图分类号：
S143.6;S641.206文献标志码：
A

文章编号：1002-1302（2022）12-0173-07

收稿日期：2021-08-24

基金项目：国家重点研发计划（编号：2019YFD1001900）;国家现代农业产业技术体系建设专项（编号：CARS-23）。

作者简介：李佳璠（1999—），女，河北邢台人，硕士研究生，从事设施蔬菜栽培生理与环境调控研究。E-mail：18845897632@163.com。

通信作者：谢越，博士，讲师，从事设施蔬菜栽培生理与环境调控研究。E-mail：yue.xie@cau.edu.cn。

番茄（Solanum lycopersicum）是我国蔬菜栽培中最主要的园艺作物之一，在国内的播种面积占蔬菜总播种面积的4.7%[1]。由于设施蔬菜生产中超量施用化肥的问题普遍存在，严重影响了番茄的产量和品质，但是随着人民生活水平的提高，消费市场对高品质番茄的关注度越来越高[2]。因此，急需新型、绿色的肥料部分替代化肥。

目前，常用于代替化肥的肥料有微生物肥、氨基酸水溶肥和以动物粪便为原料的有机肥。微生物肥是一类由微生物及其产物组成的活性制品，其施用可以减少化肥的施用，有利于保护生态环境，而微生物肥中的微生物可以促进植株生长，被称为植物促生菌（plant growth-promoting bacteria，PGPB）[3]。植物促生菌分泌1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶、胞外多糖、生长素（IAA）、赤霉素（Gas）、脯氨酸等代谢产物，能够将土壤中复杂的有机物质分解成更简单的形式，使这些营养物质易于被植物吸收，从而促进植物生长[4]。施加微生物肥料对番茄生长的促进作用不仅表现在能够提高番茄株高、茎粗、茎干质量、叶面积等营养生长指标上，还体现在能够降低番茄果实硝酸盐含量，提高番茄果实还原性糖、维生素C、可溶性固形物、番茄红素含量及产量等生殖生长指标上[5-7]。氨基酸肥是一种以氨基酸为原料的肥料，为了防止氨基酸在土壤微生物作用下被分解，通常采用叶面喷施的方式以保证肥效[8]。氨基酸不仅含有植物需要的氮素营养，而且能络合一些微量元素，例如复合氨基酸中的—NH2、—OH、—COOH可络合Fe、Cu、Zn、Mn等元素，从而提高植物吸收微量元素的速率，甘氨酸、谷氨酸等氨基酸还具有明显的生长调节功能，有利于蛋白酶、叶绿素的合成，从而促进植物吸收二氧化碳进行光合作用[8-10]。在番茄栽培过程中，喷施氨基酸叶面肥可以增加植株株高、茎粗、叶片数和叶绿素含量，显著提高果实的维生素C含量、有机酸含量、可溶性糖含量、糖酸比和可溶性蛋白含量，增加番茄单果质量和小区产量[11-13]。蚯蚓粪肥是使用蚯蚓的排泄物发酵制成的肥料，富含大量营养物质，如腐殖质、有机质、植物所需的各种元素，且蚯蚓粪肥中的营养含量高于由相同有机废料制成的普通堆肥产物[14]。已有研究发现，适量施加蚯蚓粪肥对番茄植株株高、茎粗均有促进作用，且使番茄果实的维生素C、有机酸、可溶性糖含量显著升高，产量相较于不施加蚯蚓粪肥显著提高[15-17]。

综合评价果实品质是探究肥料对番茄产量、品质影响的重要一步。单一性状的突出并不能反映整体的情况，只有综合性状优良的施肥方案才具有推广价值。主成分分析法在减少原有信息损失的基础上，使各个指标转化为彼此间线性独立的综合指标，极大程度地避免了指标间相关性的干扰[18]。隶属函数法通过计算各个指标的隶属函数值，通过加权计算得出综合评分[19]。将主成分分析法和隶属函数法进行结合使用是进行综合评价的有效方法，目前，已有研究结合上述2种方法对番茄[20]、辣椒[21]、菠菜[22]、大白菜[23]、大豆[24]和玉米[25]的品质进行综合评价。

已有研究发现，微生物肥与氨基酸肥有利于番茄生长，但是关于蚯蚓粪作为底肥的微生物肥与氨基酸叶面肥配合施用的效果还鲜有报道。本试验以常规施加水溶肥作对照，研究施用微生物肥及微生物肥与氨基酸肥配合施用2种施肥方案对大棚种植的吉甜一号和黄金番茄植株生长、产量和果实品质的影响，以期为高品质番茄栽培施肥方案的制定提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验设在河北省张家口市尚义县官村（地理位置为41°9′8.55″N、113°56′56.23″E，海拔1 59 m）大棚内，试验时间为2020年5月10日至10月13日。

供试肥料为丰田宝微生物菌肥、慧动力氨基酸叶面肥，购自山东丰田宝农业科技有限公司;常规追施水溶肥为金正大复合肥，购自金正大生态工程集团股份有限公司;供试品种为“吉甜一号”和“黄金番茄”，购自北京天安农业发展有限公司。本试验所用底肥：金正大复合肥（N、P2O5、K2O含量分别为16%、16%、16%）、磷酸二铵（N、P2O5、K2O含量分别为8%、46%、0），金正大生态工程集团股份有限公司;持力棚（纯B含量为15%，Na2B4O7·4H2O含量为99%）、辛硫磷颗粒（总有效成分含量为5%），美国硼砂集团;腐熟羊粪，唐县赫辉有机肥销售公司;蚯蚓粪肥，北京丰收时节农业科技有限公司。

1.2 试验设计

种植试验在长65 m、宽10 m的冷棚内进行，冷棚为南北走向，2个品种分别在2个条件相同的冷棚内进行试验。定植前施用750 kg/hm2复合肥、300 kg/hm2磷酸二铵、6 kg/hm2持力硼、90 kg/hm2辛硫磷颗粒、30 000 kg/hm2腐熟羊粪、45 000 kg/hm2 蚯蚓粪肥作为底肥。双行栽培，行距45 cm，株距30 cm，留7穗果打顶。除施肥外，其他管理措施保持一致。

本试验设追施微生物肥（MF）、追施微生物肥+氨基酸叶面肥（MF+AF）和常规追施水溶肥（CK）3个处理，每个处理设4次重复，共有12个处理小区，各处理小区采用随机区组设计，每个小区的面积为54.17 m2。番茄于2020年5月10日定植，2020年10月13日拉秧。MF、MF+AF处理的微生物肥于定植后果实坐果—转色期一次性施入，施加时间为6月14日。氨基酸叶面肥、水溶肥按照肥料说明推荐使用量和当地大棚番茄常规管理施加，追肥时期和追肥量见表1。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 番茄生长指标的测定开花后在每个小区选取5株长势一致的番茄，在施肥时间前后定株测量植株株高、茎粗、叶面积、叶片数。株高用钢卷尺测量植株茎基部至生长点的距离;茎粗用数显游标卡尺测量距生长点约15 cm处的横、纵向直径，取平均值;选取顶端前3张完全展开的功能叶，用钢卷尺测量其叶长、叶宽，按照下式计算其叶面积（LA）：

LA=0.347 ×（L×W）-10.7[26]。

式中：L为叶长;W为叶宽。

1.3.2 番茄品质指标的测定分别选取20个第1、第3、第5、第7穂的成熟果实，用蒽酮比色法[27]测定果实可溶性糖含量，用酸碱滴定法[28]测定果实可滴定酸含量，用2，6-二氯酚靛酚钠滴定法[29]测定果实维生素C含量，用TD245型数字折光仪[30]测定果实可溶性固形物含量。分别选取20个第1穂、第3穂、第5穗、第7穂的成熟果实，用电子天平称量其单果质量。

1.3.3 番茄产量指标的测定对每个小区选取5株长势一致的番茄，定株计算其坐果率;待番茄全部采收后，计算每个处理的总产量，相关计算公式：

坐果率=坐果数量/开花数量×100%。

1.4 番茄果实品质综合评价指数的计算

对原始数据进行标准化后，对其进行主成分分析，选取累计方差贡献率大于75%的主成分。根据主成分的方差贡献率和特征向量计算所选主成分的得分，将其作为该主成分的综合得分[31]。

对主成分的综合得分，采用如下公式计算隶属函数值[32]：

U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）;i= ，3，…，n。（1）

式中：Xi为第i个综合指标数值;Xmin為第i个综合指标的最大值;Xmin为第i个综合指标的最小值。

不同综合指标所占权重采用如下公式进行计算：

Yi=Pi∑ni=1Pi;i= ，3，…，n。（2）

式中：Pi为第i个综合指标贡献率。

综合评价指数（D值）采用以下公式进行计算：

D=∑ni=1[U（Xi）×Yi];i= ，3，…，n。（3）

1.5 数据统计与分析

用SPSS 6.0、Excel 019对数据进行主成分分析、隶属函数分析、单因素方差分析，采用Duncans法分析差异显著性（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同肥料处理对番茄生长指标的影响

由表2可以看出，随着番茄生长期的延长，吉甜一号番茄植株株高、叶片数不断增加，叶面积先增加后减小，于2020年7月14日达到最大值。黄金番茄植株的株高、叶片数不断增加;MF、CK处理的番茄植株叶面积在7月21日减小，随着生长期的延长，MF+AF处理番茄植株的叶面积不断变大。与对照相比，在MF+AF处理下，吉甜一号的茎粗在6月25日显著增加;在MF处理下，黄金番茄的叶面积和植株株高分别在7月8日和7月14日显著提高，而其他指标均无显著变化。

2.2 不同处理对番茄果实品质的影响

由表3可以看出，不同肥料处理对植株第1、第

3、5、7穗果实主要品质指标的影响存在差异。与CK相比，MF处理显著增加了吉甜一号第1穗果实的可溶性固形物含量和第7穗果实的可滴定酸含量，显著降低了黄金番茄第1穗果实的单果质量和吉甜一号第7穗果实的糖酸比;MF+AF处理显著降低了吉甜一号第5穗果实的可溶性糖含量和第7穗果的单果质量，显著提高了吉甜一号第7穗果实的可滴定酸含量;其他各指标间的差异不显著。

2.3 番茄果实品质综合评价指数

将吉甜一号和黄金番茄2个品种的可溶性固形物含量、维生素C含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量、糖酸比5个品质指标测定值分别进行标准化分析，再对标准化后的数值进行主成分分析，结果均提取出2个主成分，其特征值、方差贡献率、累积方差贡献率见表4，特征向量见表5。糖酸比与吉甜一号主成分1的相关性最高，可溶性糖含量、可溶性固形物含量与吉甜一号主成分2的相关性较高。而黄金番茄的可溶性固形物含量、维生素C含量、可滴定酸含量与其主成分1的相关性较高，可溶性糖含量最能代表其主成分2。根据各成分的特征向量，将主成分用如下5个指标向量的线性组合表示：

式中：u1、u2、u3、u4、u5分别为可溶性固形物含量、维生素C含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量、糖酸比标准化后的数值。

采用隶属函数法，根据公式（1）对求得的主成分得分进行综合得分[U（Xi）]的计算，再利用公式（1）得出，吉甜一号中提取的2个综合指标的权重分别为0.68、0.32，黄金番茄中提取的2个综合指标的权重分别为0.74、0.26，最后根据公式（3）计算出吉甜一号和黄金番茄第1、第3、第5、第7穗果不同处理的综合性评价指数（D值）（表6）。为了比较不同处理对综合评价指数的影响，将4穗果实的综合评价指数相加，求得吉甜一号的CK组得分为2.19，MF处理组得分为2.45，MF+AF处理组得分为1.99，可见吉甜一号3个施肥处理组的综合排序为MF>CK>MF+AF;黄金番茄的CK组得分为2.00，MF处理组的得分为1.75，MF+AF处理组得分为1.22，黄金番茄3个施肥处理组的综合排序为CK>MF>MF+AF。

2.4 不同处理对番茄产量的影响

对于吉甜一号，与CK相比，MF处理、MF+AF处理的坐果率降低，坐果率排序为CK>MF+AF>MF;对于黄金番茄，MF+AF处理的坐果率最高，达到77.64%，MF处理的坐果率比CK低1.86百分点，但是2个品种在不同处理间的差异均不显著（图1）。与CK相比，MF、MF+AF处理的吉甜一号与黄金番茄的产量有所降低，总体表现为CK>MF>MF+AF，MF处理吉甜一号番茄产量较CK低3.06%，MF+AF处理的产量低于CK 3.42%，MF处理黄金番茄的产量比CK降低了4.45%，MF+AF处理比CK降低了7.32%（图2）。

3 结论与讨论

番茄的株高、茎粗、叶面积、叶片数等生长指标及生物量可直观地反映番茄植株的生长状况，也间接地反映了番茄果实的品质和产量[33]。本试验结果表明，番茄植株的株高、叶片数随着生长期的延长而逐渐升高，叶面积指数随着植株的生长先增大后减小，这与张新燕等的研究结果[34]相同。MF+AF处理显著提高了吉甜一号在定植后46 d（6月25日）的茎粗，MF处理显著提高了黄金番茄定植后59 d（7月8日）的叶面积和定植后65 d（7月14日）的株高，这与王书娟等的研究结果[5，1 35]相同。但 MF+AF处理并未对其他时期的茎粗产生影响，并且有研究结果表明，番茄生长指标也受其生育时期的影响而不同，如张燕等发现，不同施肥处理在番茄发育前期茎粗无显著差异，在发育末期存在显著差异[36]。

施加微生物肥提高番茄品质已被很多研究证实。本试验结果显示，施加微生物肥只增加了少量果穗番茄果实中的可溶性固形物含量、维生素C含量和可溶性糖含量，降低了番茄果实的糖酸比。经过番茄品质综合评价指数的计算可知，吉甜一号施加MF的分值最高，这与前人得出的施加微生物肥能够提高番茄品质的研究结果[37-38]相同。而 MF+AF处理的综合评价指数却低于CK，可能由于本试验采用蚯蚓粪肥作为底肥，蚯蚓粪肥富含有机质和氮、磷、钾等养分，可以提高土壤中的微生物含量[39]，对番茄生长及品质的改善具有明显作用。在施加蚯蚓粪肥和MF的基础上施加AF，可能会导致肥量过高，而施肥量过高并不利于番茄的生长和产量的提高[34]。在本试验中，黄金番茄3个施肥处理的品质综合评价指数排序为CK>MF>;MF+AF，表明相同的施肥方法和施肥量对不同品种的影响存在差异性，这与胡学木等的研究结果[40-41]相同。

在实践生产中，生产者为了提高番茄的番茄品质，常施用其他肥料来改善果实品质[42]。虽然有大量研究发现，施加微生物肥可以提高番茄的品质[5-7]，但本研究发现，施加微生物肥时应注意与其他肥料的配施效果及品种差异，单纯配施可能只会有限提高番茄品质甚至降低番茄品质及减产，降低经济效益，因此要注意有针对性地调整微生物肥的使用量。

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