微生物菌肥对设施番茄生长特性及酸化土壤化学性质的影响

丛 山，孙 瑶*，王志典

(1.烟台市农业技术推广中心，山东烟台 264001；2.栖霞市农村能源办公室， 山东烟台 265300)

我国设施蔬菜栽培因其高效利用矿质养分、水分、光照、温度等环境因素而增加蔬菜的生长周期，提高设施蔬菜产量[1]。番茄作为我国设施蔬菜的主要作物，由于其对水分及矿质养分的需求量较大，农民在生产中往往通过盲目增施肥料的方式来获得高产[2-3]。化肥的过量施用不仅造成资源浪费，而且引发一系列环境问题，其突出表现为过量施肥造成设施蔬菜土壤表层养分富集，其土壤盐渍化、酸化及土传病害等连作障碍问题严重，从而使作物减产、品质下降，对现代农业可持续发展与环境保护构成严重威胁。微生物菌肥是一种人工制成的微生物活菌制剂，能够在土壤中繁殖并形成有益植物生长的微生物优势菌群，这些菌群可产生活性物质，改善土壤微生态平衡[4-5]，增强营养吸收，促进植物生长[5-7]，提高产量，改善品质[8]。目前，我国微生物肥料应用较为广泛，其应用面积约占我国耕地面积的5.6%。根据作物种类、土壤条件、气候条件的不同而选择适宜的、应用效果稳定的微生物肥料产品对设施蔬菜质量提高具有重要意义。笔者在微生物菌肥与普通肥料配合施用的基础上，研究该菌肥对番茄产量、品质及土壤养分状况的影响，旨在从源头控制农产品污染，提高肥料利用率，改善设施土壤微生物的多样性，达到提高设施蔬菜产质量的目的，也为高效合理施用微生物菌肥提供理论依据。

1　材料与方法

1.1试验地概况试验地设置在面积540 m2的海阳市方圆街道设施蔬菜大棚中，前茬种植辣椒。土壤类型为棕壤，地势平坦，肥力均匀，有良好的水浇条件。试验前取土化验结果：有机质9.95 g/kg，碱解氮143.4 mg/kg，速效磷68.7 mg/kg，速效钾156.4 mg/kg，pH 5.85，电导率(EC)292.5 μS/cm。

1.2试验材料供试微生物菌肥由山东普方生物科技有限公司生产，产品形态为液体，其技术指标为有效活菌数≥2亿/L。供试番茄品种为以色列齐达利。

1.3试验设计采用随机区组排列，4个处理，3次重复，共12个小区，小区面积为39 m2。①常规施肥对照(CK)：施用充分腐熟鸡粪，用量为30 m2/hm2，复混肥(N+P2O5+K2O≥45%)4 500 kg/hm2，收第一茬番茄开始至收获结束前30 d每月追施高氮型复混肥225 kg/hm2；②微生物菌肥与常规施肥处理：在常规施肥的基础上，微生物菌肥用量为600 kg/hm2；③微生物菌肥与常规施肥处理：在常规施肥的基础上，微生物菌肥用量为1 200 kg/hm2；④微生物菌肥与常规施肥处理：在常规施肥的基础上，微生物菌肥用量为1 800 kg/hm2。微生物菌肥均采用叶面喷施。除微生物菌肥的用量不同外，各处理基肥、追肥、灌溉及其他田间管理措施均一致。

1.4田间管理于2016年7月20日播种育苗，8月15日定植，10月30日开始采收果实，2017年1月19日收获结束。栽培方式采用畦栽，畦宽100 cm，畦间距35 cm，株距35 cm，行距70 cm，种植密度为36 000株/hm2。第一穗果开始膨大后30 d，根据天气情况10 d左右追肥1次。整个生育期灌水8次，每次灌溉20～30 mm，各处理灌水量需保持一致。

1.5测定项目与方法分别于试验前及果实采收后采集土样，用于土壤化学性质的测定[9]，每个土壤样品按照随机多点混合的原则进行采集，带回实验室自然风干后用于分析测试。选取试验小区中间位置长势均匀的20株固定番茄植株作为测产区，于盛果期对测产区的番茄果实分开称重并计算产量。果实硝酸盐、Vc、可溶性固形物、可滴定酸、番茄红素分别采用水杨酸法[10]、2，6-二氯酚靛酚滴定法[10]、手持折光仪、酸碱中和滴定法[11]和紫外分光光度法[12]测定。

1.6数据分析采用Microsoft Excel 2007进行数据处理，采用SAS 8.2软件进行统计分析，采用Duncan统计方法进行显著性分析。

2　结果与分析

2.1微生物菌肥对设施番茄产量的影响由表1可知，微生物菌肥对番茄具有一定的促生作用，可明显提高单果质量和番茄产量。该菌肥不同施用量对番茄的增产作用表现：CK的平均产量为56 592.0 kg/hm2，3种不同用量的微生物菌肥较CK的增产幅度为2.49%～7.98%。其中，处理③的增产效果最优，其产量达61 107.0 kg/hm2，较CK增产7.98%，达显著水平，处理②和④与CK差异不显著。同时处理③的番茄单果质量也与CK差异显著，较对照提高了7.62%。

2.2微生物菌肥对设施番茄营养品质的影响番茄中Vc、糖酸比及可溶性固形物的含量是反映番茄品质的重要指标。

微生物菌肥与普通肥料配施可显著促进番茄的生长，改善番茄果实营养品质与风味。由表2可知，不同用量微生物菌肥的番茄果实中Vc、可溶性固形物、番茄红素含量均显著高于CK，而可滴定酸和硝酸盐含量显著低于CK。综合各处理番茄营养品质指标，以处理③最优，其Vc含量为316.4 mg/kg，可溶性固形物含量为5.3%，番茄红素含量为20.1 μg/g，分别较对照CK增加了11.7%、12.8%、9.2%；其可滴定酸与硝酸盐含量分别较CK减少了27.4%和20.4%。

表1不同处理对设施番茄经济性状及产量的影响

Table1Effectsofdifferenttreatmentsontheeconomiccharacterandyieldofgreenhousetomato

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著

Note:Different lowercases in the same column stand for significant differences at 0.05 level

表2　不同处理对设施番茄营养品质的影响

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)

Note:Different lowercases in the same column stand for significant differences at 0.05 level

2.3微生物菌肥对设施番茄土壤养分状况的影响由表3可知，设施番茄施用微生物菌肥后土壤某些化学性质发生变化。与CK相比，处理②和④的土壤pH分别下降了0.01和0.02，CK与2个处理间无显著差异，但与处理③的差异达显著水平，处理②较CK土壤pH提高了0.20。各处理对设施番茄土壤电导率(EC)和有机质含量的影响无显著差异。而处理③在土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量方面均高于CK和其他处理，且与CK间存在显著差异，分别较CK提升了21.3%、38.7%和9.2%。

表3　不同处理对设施番茄土壤养分含量的影响

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)

Note:Different lowercases in the same column stand for significant differences at 0.05 level

3　结论与讨论

微生物菌肥是一种活菌制品，其中的微生物可降解难降解的腐殖质，促进土壤团粒结构的形成，改善土壤保水性、保肥性和透气性。施用微生物菌肥即是向土壤中补充有机质，提高土壤肥力，改善土壤养分状况[13-14]。该研究在设施番茄上施用微生物菌肥可改善设施土壤化学性质，显著提高土壤pH进而改良土壤，对土壤速效肥力产生较大影响，其中碱解氮、速效磷、速效钾的含量较常规施肥显著提高，这与前人研究结果一致[15-17]。而对土壤有机质含量无影响，这是由于土壤有机质主要源于试验基施鸡粪、番茄的须根及微生物菌肥，而该试验所有处理基肥相同，试验所选番茄苗也需大小均匀一致，因此主要取决于叶面喷施微生物菌肥的用量，鉴于该试验仅进行1年，因而该菌肥对土壤有机质的影响并不明显，具体原因有待进一步研究。

由于微生物菌肥中的各类微生物在生长繁殖过程中产生许多如氨基酸、生长素、赤霉素、吲哚乙酸等对植物有益的代谢产物，它们能够增强植物长势、提高作物产量、改善果实品质[18-19]。该试验结果表明，微生物菌肥配施其他肥料可显著提高番茄的根系活力和硝酸还原酶活性，尤其对增加果实番茄红素含量、降低硝酸盐含量具有极显著的效果。这也与前人研究结果一致[20-21]。

通过对3种不同用量微生物菌肥与常规施肥进行比较，筛选出适宜的施用浓度，不仅可以增产7.98%，还能提高果实营养品质，其番茄Vc、可溶性固形物、番茄红素含量分别增加了11.7%、12.8%和9.2%，可滴定酸和硝酸盐含量分别减少了27.4%和20.4%。同时微生物菌肥可在一定程度上改善土壤酸度，其pH提高了0.20个单位，土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高了21.3%、38.7%和9.2%。因此，该试验类似条件下施用1 200 kg/hm2效果最好。

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