沼液滴灌对番茄产量、品质和土壤理化性状的影响

隋好林 陈晓峰 秦娜 王国辉 徐康铭 艾鹏

摘要：本试验研究了沼液滴灌对日光温室番茄产量、品质和土壤理化性状的影响。结果表明，沼液滴灌可以明显改善土壤理化性状，提高日光温室番茄产量和品质。与常规化肥处理相比，666.7㎡沼液用量为14000kg的滴灌处理土壤pH值提高了7.47%，土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质的含量分别提高了25.4%、13.4%、49.6%、30.7%；土壤放线菌和真菌数量分别增加了72.4%和61.6%，土壤细菌数量则减少了l8.4%；番茄单果重增加了18.1% ，666.7㎡番茄产量提高了20.7%；番茄可溶性糖、可滴定酸、Vc含量均增加，果实硬度和生食品质提高，硝酸盐含量降低。由此得出，本试验条件下，日光温室番茄生产666.7㎡沼液用量在12000-14000kg比较适宜。

关键词：沼液；滴灌；番茄；产量和品质；土壤性状

中图分类号：S641.201

文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2016）02-0080-05

近年来，随着我国农业现代化进程的加快，对农业持续发展以及农业废弃物的利用要求也越来越高。大量的农作物秸秆、畜禽粪便由于得不到合理处理，成为农业污染的重要来源。因此，沼气池建设也成为推广生态模式的一项新技术，在将农村的固体废弃物利用的同时，解决了农村环境污染问题。同时，沼气池产生的沼液含有大量的微量元素和多种微生物和酶类，可有效抑制土壤病原菌繁殖，从而降低土传病害发生，改善土壤理化性状，有利于农业生产。由于沼液具有容易被吸收的特点，在蔬菜栽培中的应用越来越广泛。研究表明，适宜浓度的沼液充当有机肥可以提高蔬菜产量、改善品质。

当前，由于沼液的无堵塞化过滤难题，给沼液在滴灌中的大规模应用带来较大困难。将沼液中的养分通过滴灌系统实现废弃物的循环利用目前还鲜有报道。本试验尝试采用三级过滤相关工艺对沼液进行过滤，达到120目滴灌要求。通过不同沼液滴灌用量的番茄试验，以番茄产量、品质和土壤基本特性等为评价对象，评估沼液滴灌对土壤环境质量的影响，从而确定番茄生产的沼液滴灌适宜施用量，为因地制宜地指导农业生产提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2013～2014年在烟台市牟平区日光温室内进行。试验地土壤为砂质壤土，0～20cm土层基本理化性状见表1。

试验番茄品种为金棚一号。供试肥料为沼肥和化肥两种。沼肥是以猪粪便和部分农作物秸秆为发酵基料，且产气3个月以上的沼液，沼液除盐防堵的预处理参考薛瑞祥等的方法，沼液具体养分状况见表1。试验用化肥为尿素（N46%）和硫酸钾（K₂O50%）。

1.2 试验设计

试验共设6个施肥处理（见表2），随机区组排列，重复3次。小区面积7.2㎡（1.2m×6m），各处理间隔1.2m，四周设保护行。

1.3 主要栽培管理措施

番茄植株3月20日定植，7月8日收毕，生长期共110天。采用常规方法整地作垄，垄高20cm，垄宽0.8m，间距40cm，番茄666.7㎡定植密度为2400株，株距50cm，行距60cm，每株留果4穗。整地时施人猪粪做基肥，666.7㎡用量4000kg；化肥和沼液作为追肥，在番茄移栽成活后，根据番茄生长特性，按照表2各处理用量结合清水滴灌追施，共进行4次。除施肥处理不同外，其它管理措施一致，并在同一天完成。

1.4 项目测定

1.4.1 沼液各指标测定沼液在每次施肥之前采集，后放人养殖场的冰箱中保存，并在返回实验室后按照文献中的方法对其各项指标尽快测定。

1.4.2 土壤理化及生物性状测定基础土样在施人基肥前采集，采取多点分布原则，取样深度为0～20cm，充分混合后采用四分法保留1kg左右，贴好标签带回实验室备用。番茄收获后采集各试验小区的土样作为施肥处理后的样品备用。土壤微生物活菌采用平板计数法测定。所有土样按照样品处理规程风干、磨细、过筛后，分别进行土壤基本理化性状测定。pH值测定采用5：1水土比浸提，用MettlerToledoMP120 pH计测定；有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法；全氮采用半微量凯氏定氮-蒸馏法；碱解氮采用碱解扩散-滴定法；有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法；速效钾采用1mol/L乙酸铵浸提-火焰分光光度计法。

1.4.3 番茄产量与品质测定 番茄果实成熟后适时采收，单独计产，采收结束合并统计小区总产量。在采收盛期，选取成熟度一致的番茄做分析样品。收获时，每小区随机取2株，用于养分含量的测定。果实硬度采用GY-1型硬度计测定；可溶性糖采用3，5-二硝基水杨酸分光光度法测定；可滴定酸采用电位滴定法测定；Vc采用2，6-二氯靛酚滴定法测定；硝酸盐采用紫外分光光度法测定。

1.5 数据分析

采用SPSS Statistics 17.0与Microsoft Excel2010对数据进行处理和统计分析，并进行LSD差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对土壤理化性状的影响

2.1.1 对土壤pH值的影响 番茄种植前后土壤pH值变化情况如图1所示。与种植前的土壤pH值（6.64）相比，番茄收获后，处理I和Ⅱ的土壤pH值略有下降，其它施肥处理均有不同程度的提高。表明随着沼液施用量的增加，土壤pH值呈逐渐上升趋势，且在处理Ⅵ达到峰值，pH值为7.05，比处理I提高7.47%。处理Ⅳ、V、Ⅵ与处理I、Ⅱ的土壤pH值存在显著差异。说明单施化肥和沼液施用量较少会导致土壤pH值下降，施用一定量的沼液能提高土壤pH值，从而有效防止土壤酸化。

2.1.2 对土壤养分含量的影响 由表3看出，不同施肥处理间土壤全氮含量存在显著差异，各沼液处理的土壤全氮含量均显著高于常规化肥处理。处理I～Ⅲ的土壤全氮含量均低于种植前的2.38g/kg，下降最多的是处理I，比种植前下降了8. 4%，其余各处理的土壤全氮含量均较种植前有不同程度的提高，处理V的土壤全氮含量最高，为2.51g/kg。

与番茄种植前相比，处理I～Ⅲ的土壤碱解氮含量均下降，低于种植前的183mg/kg，但处理I～Ⅲ之间差异不显著，而处理Ⅳ～Ⅵ的土壤碱解氮含量有不同程度的提高，且处理V、Ⅵ与常规化肥处理I差异显著。其中处理Ⅵ最高，达223.4mg/kg，比处理I高25.4%。这说明施用适量沼液能有效提高土壤碱解氮含量。

与番茄种植前相比，处理I、Ⅱ的土壤速效磷含量均下降，低于种植前的53.7mg/kg，但两处理间差异不显著，而处理Ⅲ～Ⅵ有不同程度的提高，并且与常规化肥处理I差异显著。其中处理Ⅵ最高，土壤速效磷含量达57.33mg/kg，比处理I高出13.4%。这说明施用适量沼液能显著提高土壤速效磷含量，从而提供番茄生长所需营养元素。

与番茄种植前相比，处理I～Ⅳ的土壤速效钾含量均下降，低于种植前的129.8mg/kg，处理I～Ⅲ之间差异不显著，而处理V、Ⅵ有不同程度的提高。处理Ⅳ～Ⅵ的土壤速效钾含量显著高于处理I，其中处理Ⅵ土壤速效钾含量最高，达142.63mg/kg，比处理I高49.6%。这说明施用适量的沼液比常规化肥更利于土壤速效钾的保持，有助于补给番茄生长对钾素的消耗。

与番茄种植前相比，处理I、Ⅱ的土壤有机质含量均下降，低于种植前的19.70g/kg，且两处理间差异不显著，而处理Ⅲ～Ⅵ有不同程度的提高，并且与常规化肥处理I差异显著。其中有机质含量最高的是处理Ⅵ，达23.23mg/kg，比处理I高30.7%，这说明施用适量沼液能显著提高土壤有机质含量。

2.1.3 对土壤微生物数量的影响 由表4看出，与常规施用化肥处理I相比，处理Ⅱ～Ⅵ的细菌数量显著减少，其中处理V细菌数量最低，比处理I减少约19%，其次是处理Ⅵ，比处理I减少18.4%。说明沼液能够对土壤中的细菌产生抑制作用，原因可能是沼肥发酵已将有机物分解，沼肥施人土壤后没有更多的有机物质供细菌利用。

土壤放线菌和真菌数量与土壤细菌的变化趋势不同，与常规化肥处理I相比，处理Ⅱ～Ⅵ的土壤放线菌和真菌数量显著增加，其中处理Ⅵ的数量最多，比处理1分别增加了72.4%和61.6%。原因可能是施用沼液对土壤酸度有影响。

从土壤微生物总数的变化来看，与常规化肥处理相比，施用沼液增加了土壤微生物总数。由于沼液中含有较多的碳水化合物及N、P、K等多种营养物质，因而比化肥更能激化微生物的繁育，提高土壤微生物活性。

2.2 不同施肥处理对番茄产量和品质的影响

2.2.1 对番茄产量的影响 由表5看出，不同施肥处理对番茄单株结果数无显著影响。从番茄平均单果重来看，处理Ⅱ和Ⅲ分别比常规化肥处理I下降10.6%和6.2%，处理Ⅳ、V、Ⅵ分别比处理I增加7.1%、10.6%和18.1%，处理I与处理Ⅱ～V的番茄平均单果重差异木显著，与处理Ⅵ差异显著。这说明高沼液施用量对提高番茄单果重效果明显。

由表5看出，施用沼液的处理Ⅱ和Ⅲ番茄平均产量分别比常规化肥处理I下降14.1%和7.4%，处理Ⅳ～Ⅵ的番茄平均产量分别比处理I提高7.9%、11.2%和20.7%，处理I与处理Ⅲ～V差异不显著，与处理Ⅵ差异显著。较高沼液施用量的处理Ⅳ、V和常规化肥处理I的产量相近，说明不管是施用沼液还是施用化肥均可提高产量，当666.7㎡沼液施用量在12000kg以上时，番茄能获得较高产量。

2.2.2 对番茄品质的影响 由表6看出，各试验处理的番茄果实硬度、可溶性总糖含量、可滴定酸含量、Vc含量、硝酸盐含量均存在显著差异。与常规化肥处理I相比，处理Ⅱ、Ⅲ的番茄可溶性总糖、可滴定酸含量均降低，而处理Ⅳ、V、Ⅵ的含量均显著增加，这说明高沼液施用量对提高番茄可溶性总糖、可滴定酸含量效果明显，但处理Ⅳ、V、Ⅵ的番茄糖酸比均比常规化肥处理I低。乐素菊等认为番茄果实风味主要取决于可溶性糖和可滴定酸的绝对含量，与糖酸比关系不大，说明高沼液施用量能使番茄酸甜可口，提高番茄的生食品质。

与常规化肥处理I相比，沼液处理Ⅱ和Ⅲ的番茄VC含量差异不显著，处理Ⅳ、V、Ⅵ的番茄Vc含量显著提高，其中处理Ⅵ的含量最高，比处理I提高了37.1%，其次是处理V。这说明高沼液施用量对提高番茄Vc含量效果明显。

不同用量的沼液处理均可降低番茄果实硝酸盐含量，除处理Ⅱ外，其他沼液处理的番茄硝酸盐含量均比处理I显著降低，其中处理Ⅵ硝酸盐含量最低，比处理I降低了38.5%。这说明沼液处理与常规化肥处理相比，能够在一定程度上降低番茄的硝酸盐含量。

沼液处理可不同程度地提高番茄果实硬度，其中处理Ⅱ、Ⅲ与处理I的差异不显著，而处理Ⅳ、V、Ⅵ与处理I差异显著，处理Ⅵ的提高幅度最大，比处理I的番茄果实硬度高38.6%。

3 结论与讨论

适量施用沼液有利于提高土壤肥力，改善土壤理化性状。本试验结果表明，沼液的施用对土壤各养分含量的影响程度不同，沼液施用量较少时，沼液中的N、P、K含量比例并未达到番茄生长所需的比例；当用量较高时，其所带入的N、P、K量可能比较适中，不但能使番茄在生长过程中合理利用各种土壤养分而增加产量和改善品质，而且能减少氮素养分的流失和提高土壤养分利用率。与常规化肥处理相比，666.7㎡沼液用量为14000kg的滴灌处理土壤pH值提高了7.47%，碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量分别提高了25.4%、13.4%、49.6%和30.7%；土壤放线菌和真菌数量分别增加了72.4%和61.6%，土壤细菌数量则减少了18.4%。施用沼液番茄单果重增加了18.1% ，666.7㎡产量提高了20.7%；番茄可溶性糖、可滴定酸、Vc含量均增加，果实硬度和生食品质提高，硝酸盐含量降低。

随着沼液施用量的增加，土壤营养得到改善，土壤微生物总量不断提高，番茄产量和营养品质也呈现不断提高的趋势。结合与常规化肥处理的比较，日光温室番茄滴灌沼液666.7㎡施用量以12000～14000kg较适宜。