追施沼肥对番茄生长、产量和品质的影响

贾亮亮，赵京奇，杨晨璐，刘兰清，陈建伟，杨改河，任广鑫

(1.西北农林科技大学 农学院，陕西杨凌 712100； 2.西北农林科技大学 林学院，陕西杨凌 712100；3.陕西省循环农业工程技术研究中心，陕西杨凌 712100)

追施沼肥对番茄生长、产量和品质的影响

贾亮亮1,3，赵京奇1,3，杨晨璐1,3，刘兰清1,3，陈建伟2,3，杨改河1,3，任广鑫1,3

(1.西北农林科技大学 农学院，陕西杨凌 712100； 2.西北农林科技大学 林学院，陕西杨凌 712100；3.陕西省循环农业工程技术研究中心，陕西杨凌 712100)

探讨追施沼肥对番茄生长、产量和品质的影响，旨在为日光温室栽培追施沼肥在番茄上的应用提供理论依据。采用裂区设计，研究主栽蔬菜—番茄在日光温室种植条件下，追施不同量的沼肥和喷施不同体积分数的沼液对番茄生长、产量和品质的影响。结果表明，在喷施沼液体积分数相同的条件下，追施75 t·hm-2沼肥促进番茄植株的生长，提高番茄的硬度、单果质量、产量、维生素C质量分数、可溶性糖质量分数和糖酸比，且优于常规施肥(CG)，有效改善番茄品质，提高经济效益。在沼肥追施量一致的条件下，喷施体积分数为50%的沼液为最优。在二因素交互作用下，喷施沼液的体积分数为50%、沼肥追施量为75 t·hm-2时，有利于番茄的生长、增产和品质的改善。

沼肥；番茄；产量；品质

沼肥是畜禽粪便、农作物秸秆、生活垃圾等废弃物经厌氧发酵产气后所得沼液、沼渣等剩余物质的总称[1]。沼肥中不仅含有丰富的有机质、腐植酸、N、P、K等营养成分，而且含有氨基酸、维生素、酶、微量元素等生命活性物质,这些营养物质可利用率高,能迅速被作物吸收利用，是一种速效兼备的有机复合肥。沼肥在蔬菜种植中已得到广泛应用，可以在很大程度上降低生产成本，保护环境，节约能源等。目前，中国蔬菜栽培主要以设施栽培为主，为了高产而大量使用化肥和农药，严重影响蔬菜的产量和品质以及土壤的环境。沼肥作为一种可再生的优质有机肥料[2-3]，应用在农业生产中，不仅具有增产提质的作用[4-5]，还具有改良土壤[6-7]，增强作物的抗性，减少病虫害发生的作用[8-9]，促进生态农业、绿色食品的发展[10]。此外，沼肥的合理施用还可以减少农药和化肥的使用量，减轻化肥和农药对农产品、土壤和水体的污染，为发展无公害农业提供基础数据。因此，本研究通过日光温室里的小区试验，探讨追施沼肥对设施番茄生长发育、产量和品质的影响，揭示沼肥资源化利用、具有经济效益的最佳追肥量、喷施体积分数，为沼肥的合理利用、无公害蔬菜的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

番茄品种：北京银月亮种业生产的抗TY粉果HL2109。

沼肥：追施的沼肥取自陕西省杨凌示范区大寨镇农村户用沼气池正常产气3个月以上的沼气池水压间沼液和沼渣的混合物(统称为沼肥)，以猪粪和人粪为主要发酵原料。

沼液：是沼肥沉淀后过滤所得到的液体。沼液、沼渣的具体基本成分见表1。

1.2 试验地点

试验地位于大寨镇的设施栽培基地。日光温室面积约为667 m2，类型为长屋面短后坡半地下式塑料温室，跨度为8 m，长度85 m，钢架土木结构混搭。土壤基本成分见表1。

1.3 试验方案

试验为沼肥追施量和叶面喷施沼液体积分数2个因素的裂区试验，其沼肥追施量为主处理，共设6个水平，分别为ZF1(追施沼肥45 t·hm-2)、ZF2(追施沼肥60 t·hm-2)、ZF3(追施沼肥75 t·hm-2)、ZF4(追施沼肥90 t·hm-2)、CG(常规追施复合肥162 kg·hm-2，即每株约5 g[11])、CK(不追肥)，其中CG和CK是对照组；叶面喷施沼液体积分数为副处理，共设3个水平，分别为PF1(喷施沼液体积分数为0%，即喷施清水)、PF2(喷施沼液体积分数为50%)、PF3(喷施沼液体积分数为100%)。试验共设18个处理，每垄作为一个处理，每处理重复2次。小区面积为10.5 m2(1.5 m×7 m)，处理间间隔50 cm，重复间间隔50 cm，每垄栽植2行，相邻处理间间隔1行作为保护行。具体施肥安排为：追施沼肥共2次，以灌根的形式分别在第1层、第3层果的膨大期各施1次；喷施沼肥共3次，按375 kg·hm-2喷施沼液,分别在开花期、第2层、第4层果的膨大期各喷施1次。基肥各处理施肥标准一致，施农家肥45 000 kg·hm-2、复合肥750 kg·hm-2[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15]、磷肥1 125 kg·hm-2(P2O5质量分数≥12%)[12-14]。

番茄种植按当地常规方法，2015-11-13 移栽，每垄栽植2行，垄长 7.0 m，宽 1.2 m，株间距为 40 cm左右，每行定植17株，移栽后大水浇灌，移栽后到开花前一般不浇水，可根据实际情况而定。2016-02-17打顶，留4穗果，3月7日试验结束。

表1 耕层土壤及沼肥的基本理化性质Table 1 Basic physicochemical properties of soil and biogas fertilizer

1.4 测定项目及方法

1.4.1 沼肥及土壤理化性质 沼肥选用中下部的固液混合物，耕层土样采用“S”形取样法取5个点混合，测定各指标。有机质测定采用重铬酸钾容量法、碱解氮用碱解扩散法、速效磷用碳酸氢钠法、速效钾用火焰光度法，用pH计测定pH[15]。

1.4.2 番茄农艺性状及生理指标 每处理随机抽取5株挂牌并测定生长和生理指标。株高用卷尺测定；茎粗用游标卡尺测定；叶片数为完全展开叶，用直接观察法；叶绿素SPAD值用SPAD-502测定。

1.4.3 果实品质及产量 番茄品质的测定：取第3穗成熟果测定各项品质指标，采用硬度计测定硬度，可溶性固形物质量分数采用折光计测定；可溶性糖质量分数采用蒽酮法测定[16]；有机酸质量分数采用酸碱滴定法测定[17]；维生素 C质量分数采用 2，6-二氯靛酚滴定法测定[18]。单果质量及产量用电子天平测量，其中产量以累计采收量计。

1.5 数据处理

采用 Microsoft Excel 2003 软件处理数据，SPSS 20.0统计软件进行方差分析， LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 沼肥对番茄植株生长发育的影响

2.1.1 株高和茎粗 由图1可知，株高和茎粗均随追肥量的增加先增大后减小。在喷施沼液体积分数一致的条件下，ZF3处理的株高最大(182.1 cm)，与对照CK(不追肥)和CG(常规施肥)相比，分别增加22.8 cm和10.2 cm，且均达到极显著性水平(P<0.01)；茎粗的变化趋势与株高相似，也是ZF3处理达到最大，与CK、CG差异达到极显著水平，而其他(CG、ZF1、ZF2、ZF4)追肥处理间差异不显著。

在追肥量相同的条件下，PF2的株高和茎粗均达到最大值，差异达到显著性水平(P<0.05)，说明只要追肥量、喷肥沼液体积分数适当，均有益于番茄株高、茎粗的生长。

2.1.2 叶片数和叶绿素 由图2可知，叶片数的变化随追肥量的增加呈先增大后减小的趋势。在喷施沼液体积分数相同的条件下，ZF3处理的叶片数最多(25.13)，与CK、ZF1、ZF2相比差异显著(P<0.05)，但与对照CG相比差异不显著；在追肥量相同的条件下，PF2处理的叶片数最多(23.9)，与喷施清水(PF1)相比显著增加，但喷肥处理间叶片数差异不显著，说明追肥和喷施都有助于叶片数的增加。

不同大、小写字母分别表示差异达1%和5%显著水平。下同。 Different uppercase letters and lowercase letters mean significant difference at 1% and 5% levels,respectively.The same as below.

图1 不同处理组合下番茄的株高和茎粗
Fig.1 Plant height and stem diameter of tomato under different treatments

图2 不同处理组合下番茄的叶片数和叶绿素SPAD值Fig.2 Leaf number and chlorophyll SPAD value of tomato under different treatments

不同处理的叶绿素SPAD值变化相对较小，变幅为56.21～56.91。在喷施沼液体积分数一致的条件下，ZF3处理的叶绿素SPAD值最高(56.91)，显著高于CK、ZF1、ZF2处理，与CK相比提高1.2%。在追肥量一致的条件下，喷施不同体积分数的沼液对叶绿素SPAD值的影响相对较小，均未达到显著水平，说明喷施不同体积分数的沼液对提高叶绿素SPAD值的效果不明显。

2.2 沼肥对番茄外观品质及产量的影响

从表2和表3可以看出，追施沼肥和喷施沼液对番茄单果质量、纵横比和产量具有极显著影响，但追施沼肥和喷施沼液的交互作用对番茄单果质量、纵横比和产量的影响不显著。ZF3PF2处理的单果质量最大，为212.32 g，比对照常规施肥(CGPF2)和不施肥(CKPF2)分别提高3.8%和20.1%。喷施沼液体积分数相同时，番茄的单果质量随追施沼肥量的增加而增加，当追肥量增加到一定值时，继续增施沼肥，番茄的单果质量随追施沼肥量的增加有减少的趋势，这可能是施肥过量，土壤水势小，不利于植物吸收更多的养分与水分，导致果实生长受限。追施沼肥量相同时，总体趋势为PF2处理的单果质量最大。

果实纵横比最小的处理为ZF3PF3，其值为0.671，而纵横比最大的处理为CKPF1(0.752)。喷施沼液体积分数相同时，果实纵横比随追肥量的增大而减小，当追肥量增加到一定值时，继续增加追施沼肥量，番茄的纵横比差异不显著。追施沼肥量相同时，果实纵横比随喷施沼液体积分数的增加而减小。

ZF3PF2处理产量最大，为9.97 kg·m-2，显著高于对照常规施肥(CGPF2)和不施肥(CKPF2)处理，且分别提高11.8%和29.8%。喷施沼液体积分数相同时，番茄的产量随追施沼肥量的增加而增加，当追肥量增加到一定值时，继续增施沼肥，对产量无显著性差异。其中ZF3、ZF4处理差异不显著，ZF3与ZF4处理相比，当追肥量减少20.0%，产量反而增加1.3%。追施沼肥量相同时，总体趋势PF2处理的番茄产量最高。因此，在ZF3PF2处理下，产量最高，更节肥。

表2 不同施肥处理下番茄的外观品质及产量Table 2 Appearance quality and yield of tomato under different fertilization treatments

注：同列不同字母表示显著性差异(P<0.05)，下同。

Note:Different letters in each column indicate significant difference(P<0.05),the same as below.

2.3 沼肥对番茄储运品质和营养品质的影响

由图3-A、图3-E可知，追施沼肥对果实的硬度和有机酸质量分数有显著影响。喷施沼液体积分数一致时，果实的硬度、有机酸质量分数随沼肥追施量的增加而增大，ZF4的硬度和有机酸质量分数均达到最大，分别为9.88 kg·cm-2和0.38%，与CK相比达到极显著性差异(P<0.01)，但与CG相比差异不显著。追施沼肥量一致时，PF3处理果实的硬度最大(9.65 kg·cm-2)，但处理间差异不显著。PF2处理的有机酸质量分数最大(0.363%)，与处理PF1和PF3差异显著。

由图3-B、图3-C、图3-D、图3-F分析得知,追施沼肥和喷施沼液对番茄的可溶性固形物质量分数、维生素C质量分数、可溶性糖质量分数、糖酸比均影响显著。且在喷施沼液体积分数相同时，都随追肥量的增大先增加后减小。其中，ZF3的可溶性固形物质量分数最高(6.00%)，与CK、ZF1、ZF4达到显著性水平(P<0.05)，其中与CK达到极显著性水平(P<0.01)；维生素C质量分数的变化趋势与其类似，ZF3的维生素C质量分数最高(10.93%)，与CK、ZF1、ZF4达到显著性水平，与对照CK、ZF1达到极显著性水平；ZF3的可溶性糖质量分数也是最高(3.62%)，除与ZF4差异不显著外，与其他处理相比均达到显著性差异；从番茄的糖酸比来看，糖酸比最大的为ZF3处理(9.79)，比对照CG和CK分别提高5.0%和10.1%，差异达到显著水平。当追施沼肥量一致时，PF2处理的可溶性固形物质量分数、维生素C质量分数、可溶性糖质量分数和糖酸比均达到最大值，分别为5.98%,10.39%、3.46%和9.51，其中可溶性固形物质量分数、可溶性糖质量分数和糖酸比达到显著性水平，说明喷施沼液可提高番茄的营养品质。

2.4 二因素交互作用对番茄储运品质和营养品质的影响

从表4、表5可知，追施沼肥、喷施沼液对番茄的硬度、可溶性固形物质量分数、维生素C质量分数、可溶性糖质量分数、有机酸质量分数都有极显著性影响。硬度最大的处理为ZF4PF3(10.15 kg·cm-2)，最小的处理为CKZF1(8.48 kg·cm-2)。喷施沼液体积分数相同时，果实的硬度随施肥量的增加而增加，当硬度增加到一定值时，继续增加追肥量，则对硬度影响的差异不显著。ZF3处理与ZF4处理相比，追肥量减少了20.0%，而果实硬度只减少了0.1%，因此，在硬度减少不大的情况下，ZF3处理更节肥。追施沼肥量相同时，PF3硬度最大，但处理间差异不显著。

ZF3PF2处理的可溶性固形物质量分数、维生素C质量分数、可溶性糖质量分数、有机酸质量分数和糖酸比均达到最大值，分别为6.43%、11.93%、3.8%、0.384%和9.90%。当喷施沼液体积分数相同时，果实的可溶性固形物质量分数、维生素C质量分数、可溶性糖质量分数、有机酸质量分数和糖酸比均随追肥量的增大呈先增大后减少的趋势。追肥量相同时，PF2处理的总体趋势较好。因此，追施75 t·hm-2、喷施50%的沼液(ZF3PF2处理)的果实综合品质较好。

表3 不同施肥处理下番茄的外观品质及产量的显著性检验F值Table 3 Significant test F value for appearance quality and yield of tomato under different fertilization treatments

注：*表示差异显著，**表示差异极显著，下同。

Note:* means significant difference,and **means extremely significant differencem,the same as below.

图3 不同处理下番茄的果实硬度、可溶性固形物质量分数、维生素C质量分数、可溶性糖质量分数、有机酸质量分数和糖酸比Fig.3 Fruit hardness,soluble solid,vitamin C mass fraction,soluble sugar organic acid mass fraction and sugar-acid ratio of tomato under different treatments

处理Treatment硬度/(kg·cm-2)Hardness可溶性固形物质量分数/%Solublesolidmassfraction维生素C质量分数/%VitaminCmassfraction可溶性糖质量分数/%Solublesugarmassfraction有机酸质量分数/%Organicacidmassfraction糖酸比Sugar-acidratioCGPF19.25±0.21b5.68±0.10cd10.51±0.84b3.34±0.06c0.363±0.010b9.21±0.11bcPF29.75±0.17ab6.18±0.12abc10.87±0.27ab3.56±0.03b0.376±0.001ab9.46±0.04bPF39.93±0.14ab5.73±0.09cd10.69±0.09ab3.38±0.06c0.364±0.008b9.28±0.06bcCKPF18.48±0.09c5.28±0.25d8.13±0.18c2.69±0.12e0.303±0.008e8.86±0.18cPF28.53±0.22c5.45±0.21d8.83±0.44c3.02±0.07d0.331±0.005cd9.11±0.07bcPF38.88±0.23bc5.38±0.22d8.75±0.40c2.84±0.05e0.326±0.002d8.71±0.08cZF1PF18.65±0.20c5.53±0.21cd9.28±0.77bc3.10±0.04d0.337±0.005cd9.21±0.25bcPF28.93±0.23bc5.93±0.22bc9.81±0.40bc3.27±0.06cd0.349±0.001bc9.38±0.14bPF38.95±0.21bc5.70±0.18cd9.45±0.92bc3.16±0.06d0.344±0.003c9.17±0.11bcZF2PF19.43±0.14b5.88±0.13cd9.98±0.39bc3.22±0.07cd0.342±0.006cd9.42±0.04bPF29.63±0.24ab5.98±0.03abc10.87±0.27ab3.51±0.07bc0.365±0.005b9.62±0.07abPF39.90±0.25ab5.93±0.05c10.25±0.54b3.32±0.03cd0.353±0.003bc9.40±0.19bZF3PF19.60±0.22ab5.75±0.14cd11.48±0.44ab3.46±0.01bc0.356±0.006bc9.72±0.12abPF29.95±0.28ab6.43±0.15a11.93±0.00a3.80±0.07a0.384±0.005a9.90±0.05aPF310.10±0.15a5.83±0.12cd11.13±0.46ab3.59±0.03b0.368±0.004ab9.76±0.20abZF4PF19.70±0.12ab5.58±0.15cd11.04±0.44ab3.35±0.03c0.374±0.009ab8.96±0.13cPF210.08±0.15a5.90±0.20cd10.78±0.18ab3.60±0.05b0.376±0.006ab9.57±0.02abPF310.15±0.16a5.63±0.13cd9.98±0.39bc3.55±0.05bc0.376±0.002ab9.44±0.17b

表5 二因素交互作用下番茄储运品质和营养品质的显著性检验F值Table 5 Significant F value of tomato storage and nutrient quality under two-factor interaction

3 讨论与结论

张璘玮等[10]通过连续3 a定位施用沼液试验表明，施用沼液可显著提高油菜产量和品质，优于常规施用化肥种植油菜。本研究通过日光温室追施沼肥试验发现在番茄的第1、第3层果的膨大期追施沼肥更能促进番茄植株的生长。当喷施沼液体积分数相同时，在本试验的追施沼肥水平内(45～90 t·hm-2)，增加沼肥追施量均能促进番茄植株的生长，并以追施75 t·hm-2(ZF3)为最优，与灌施清水和常规施化肥相比，差异显著。在沼肥追施量相同的条件下，喷施体积分数为50%的沼液，可增强番茄植株的长势和抗逆性，与喷施清水相比，番茄的株高、茎粗、叶片数、叶绿素均有不同程度的提高，且叶片颜色有加深的趋势。这与苗锋等[19]的研究结果一致。

杨合法等[20]的研究结果表明，施用沼肥可提高番茄的产量，比不施肥增产88.24%，比施用等养分化肥相比增产7.87%。本试验结果显示，在喷施沼液体积分数一致的条件下，追施沼肥为45～90 t·hm-2时，产量随沼肥追施量的增大呈先增加后减少的趋势。其中追施75 t·hm-2处理最优，与对照灌施清水和常规使用化肥相比，分别提高31.5%和13.8%。当追肥量为90 t·hm-2(ZF4)时，产量降低，这可能是追肥过量会造成土壤水势低，养分和水分供应不足，影响生殖生长，使番茄的产量降低。在沼肥追施量一致的条件下，喷施沼液处理的产量显著高于喷施清水，这可能与喷施沼液可以增强光合作用有关[21]，延长番茄的结果期，进而使产量提高，喷施沼液原液比喷施体积分数为50%的沼液的产量低可能是沼液体积分数过高，不利于植株叶片的吸收，或促进植株的营养生长，使营养生长过盛，影响番茄的产量，具体原因有待进一步研究。

白昕等[22]研究认为，施用有机沼液生物肥可提高番茄的维生素C质量分数和可溶性糖质量分数，与对照灌水相比，分别提高56.8%和84.2%，使果实的品质得到改善。本试验研究表明，在喷施沼液体积分数相同时，追施沼肥90 t·hm-2处理的硬度最大，为9.98 kg·cm-2，番茄的硬度与追肥量呈正相关，这与周啸尘[11]的研究结果一致。当沼肥追施量为75 t·hm-2时，番茄的可溶性固形物质量分数、维生素C质量分数、可溶性糖质量分数以及糖酸比均达到最大值，与对照不施肥相比，分别提高11.7%、27.5%、27.0%和10.1%；与常规使用化肥相比，分别提高2.4%、2.2%、5.5%和5.1%，不同程度地改善了番茄果实的品质，这与杨柳[23]的研究结果一致。当沼肥追施量一致时，喷施沼液也能改善番茄果实的品质，其中喷施50%的沼液为最佳，这与徐艳玲[24]的研究结果一致。据相关文献报道，糖酸比提高1%，其食味就有明显不同[25]。按照这个推断，常规施肥与追施沼肥番茄的风味和口感就有明显不同。

本试验追施沼肥是随水冲施，节省劳动力，可以缓解农村劳动力不足的问题。当追施沼肥75 t·hm-2、沼肥体积分数为50%时，番茄的生长、产量和品质均达到最佳。合理施用沼肥不仅使废弃物中的N、P、K等养分得到循环利用，还节约资源、减少污染、增加农民的经济效益，提高种植者的积极性，实现农业生产和保护环境的双赢，为无公害农业的发展奠定基础。

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(责任编辑：成 敏 Responsible editor:CHENG Min)

Effect of Topdressing Biogas Fertilizer on Growth,Yield and Quality of Tomato

JIA Liangliang1,3,ZHAO Jingqi1,3,YANG Chenlu1,3,LIU Lanqing1,3,CHEN Jianwei2,3,YANG Gaihe1,3and REN Guangxin1,3

(1.College of Agronomy,Northwest A&F University,Yangling Shaanxi 712100,China; 2.College of Forestry,Northwest A&F University,Yangling Shaanxi 712100,China; 3.Research Center of Recycle Agricultural Engineering and Technology of Shaanxi Province,Yangling Shaanxi 712100,China)

We investigated the effect of topdressing biogas fertilizer on growth,yield and quality of tomato,so as to provide theoretical basis for the biogas fertilization to tomato in greenhouse.With split plot design,the growth,yield and quality of tomato in greenhouse affected by different topdressing amounts and spraying concentrations of biogas fertilizer were analyzed.The results showed that under same concentration,topdressing 75 t·hm-2biogas fertilizer promoted the growth of tomato plants,the tomato hardness,yield,vitamin C mass fraction,soluble sugar mass fraction and sugar acid ratio,and it was better than conventional fertilization.It also improved tomato quality and increased economic benefit.By consistent topdressing amount of biogas fertilizer,spraying biogas slurry with volume of 50% was the best.Under the condition of the interactive effect of topdressing and spraying fertilizer,the volume fraction of the spraying biogas slurry was 50% and topdressing biogas fertilizer was 75 t·hm-2,and this was benificial to increase growth,yield and quality of tomato.

Biogas fertilizer; Tomato; Yield; Quality

2016-09-12 Returned 2016-11-15

Project of Shaanxi Science and Technology Innovation(No.2014KTCL02-12);Research Center of Recycle Agricultural Engineering and Technology of Shaanxi Province(No.2015QTGC-083); GEF Grants Program(second phase)of China’s Rural Energy Ecological Construction(No.G0203-PC).

JIA Liangliang,male,master student.Research area:circular agricultural technology.E-mail:jialiangliangwan@163.com

REN Guangxin,male,master supervisor,associate professor.Research area:agricultural regional development and circular agriculture.E-mail：rengx@nwsuaf.edu.cn

日期：2017-06-05

2016-09-12

2016-11-15

陕西省科技统筹创新工程计划(2014KTCL02-12)；陕西省循环农业工程技术研究中心项目(2015QTGC-083)；中国农村能源生态建设二期GEF赠款项目(G0203-PC)。

贾亮亮，男，硕士研究生，从事循环农业技术研究。E-mail:jialiangliangwan@163.com

任广鑫，男，硕士生导师，副教授，研究方向为农业区域发展及循环农业。 E-mail：rengx@nwsuaf.edu.cn

S141.8

A

1004-1389(2017)06-0897-09

网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170605.1728.026.html