复合酵素和生物质炭配施对番茄生长发育和产量、品质的影响

沈奕 赏莹莹

摘要：以星宇201番茄为材料，通过田间试验，研究复合酵素和生物质炭配施对番茄生长及产量、品质的影响。结果表明，施用复合酵素、生物质炭可明显提高番茄植株的株高、茎粗、叶绿素相对含量、果实产量，番茄果实品质得到改善，与常规土壤栽培（CK）相比，生物质炭处理的番茄植株株高、茎粗有明显提高，复合酵素处理的番茄植株叶绿素相对含量有明显提高、果实品质有明显改善;复合酵素和生物质炭配施既有利于番茄生长发育，又能增加产量并改善果实品质，处理效果优于复合酵素、生物质炭单独施用。

关键词：复合酵素;生物质炭;番茄;生长发育;产量;品质

中图分类号： S641.206  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）05-0133-03

收稿日期：2017-06-20

基金项目：内蒙古自治区自然科学基金（编号：2016MS0405，2016MS0221）;内蒙古科技大学产学研合作培育基金（编号：CXY201603）。

作者简介：沈 奕（1985—），女，浙江绍兴人，硕士，助教，从事园林规划设计、植物造景研究。E-mail：1129414677@qq.com。

番茄是我国主要的出口蔬菜，在生长发育过程中对矿质元素的吸收量较大[1]，其产量、品质与土壤肥力状况有密切的關系。内蒙古西部地区土壤质地以细沙、粉沙为主，土壤沙化现象比较严重，养分含量相对较低、肥力差[2-4]，而目前国内外番茄市场竞争日趋激烈，消费者对番茄品质的要求提高，为提高番茄产量，农民多通过施加大量化学肥料来实现，这就造成番茄品质下降、环境出现污染等问题[5]。因此，生产上亟需一种肥料养分全面、肥效均衡持久且可以缓解农药、化肥、激素性肥料对生态环境造成危害、改善土壤结构、提高肥料利用率、改善蔬菜品质的新型肥料。

复合酵素从日本引进，含有多种有益于植物生长的微生物，主要成分为光合细菌，能够利用光能将一些色素类及维生素B群、多种氨基酸等转化为光合菌细胞，其细胞内含有未知的生长刺激物和抗病毒物质，对农作物的发育和免疫力可产生一定的促进作用[6-9]。生物质炭是生物质在完全或部分缺氧条件及相对较低的温度（<700 ℃）条件下，经热解炭化形成的一种含碳量极其丰富、性质稳定的产物，本质属于黑炭的一种[10]，稳定性及表面性状良好，且自身含有大量农作物生长所必需的矿质元素，在全球碳生物地球化学循环、土壤改良、土壤污染物质生态修复等方面有较好的应用前景[10-13]。大量研究与实践应用表明，施用生物质炭有利于提高土壤肥力，促进农作物生长，增加作物产量[14-16]。顾美英等研究发现，施用生物质炭能够提高新疆灰漠土、风沙土连作棉田根际土壤养分和微生物多样性，且对风沙土的改良效果好于灰漠土[17]。李明等研究不同秸秆生物质炭对红壤性水稻土养分及微生物群落结构的影响时发现，水稻和玉米秸秆炭均可提高土壤的养分含量和微生物量水平，可改变土壤的微生物群落结构[18]。

当前，多对复合酵素、生物质炭分别单独使用作为土壤改良剂进行研究，复合酵素和生物质炭配施应用于番茄种植鲜有报道。本试验以星宇201番茄为供试作物，研究复合酵素、生物质炭对番茄生长发育及产量品质的影响，以期为复合酵素与生物质炭配施在番茄生产上的实际应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

星宇201番茄种子，市购，为当地农田使用种子。复合酵素，淡黄色细小颗粒状，由日本大道产业株式会社生产。生物质炭，由内蒙古西北部农区收集的番茄植株秸秆制成，制作过程为：秸秆洗净，自然风干;粉碎，过2 mm筛，置于白玉坩埚中，在GWL-1700GA型经管式电炉上500 ℃热解3 h，加热前通入氮气驱尽炉内空气形成氮气环境;冷却，过20目筛，储存于干燥器中备用。

1.2 试验设置

试验于2016年3—10月在内蒙古自治区西部萨拉齐农田大棚内进行，共设置4个处理，分别为常规土壤栽培（CK），土壤总氮、有机碳含量分别为0.64、5.80 g/kg，有效磷、速效钾含量分别为23.07、228.17 mg/kg，蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性分别为0.54 mg/（kg·d）、0.056 mg/（g·h）、0.80 mL/g，阳离子交换量（CEC）为0.82 cmol/kg，pH值为 8.01;施加复合酵素，按20 g/kg比例施加到表层土壤中，耕翻均匀;施加生物质炭，按20 g/kg比例施加到表层土壤中，耕翻翻匀;复合酵素和生物质炭配施（混合物），将复合酵素、生物质炭按质量比1 ∶ 1混匀，将混合物按20 g/kg比例施加到表层土壤中，耕翻均匀。2016年5月20日开始施用，每 30 d 施加1次，共施用4次。试验采用完全随机设计，小区面积10 m2，每处理重复3次。2016年3月1日播种育苗，2016年4月20日将土地翻匀整平，大水漫灌;选择长势一致的番茄苗，按行距35 cm、株距30 cm进行定植，后5～7 d内控制灌水，其后视植株大小和天气情况进行灌溉。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 番茄植株生长发育状况 在番茄整个生长发育过程中，分别于2016年4月20日、6月1日、7月15日、8月18日、9月20日采用卷尺测量番茄株高即根茎部到生长点的实际高度，采用游标卡尺测量茎粗即第4张真叶处直径，采用CCM-200型叶绿素仪测定叶绿素相对含量。

1.3.2 番茄果实产量及品质 自番茄定植后记录开花期、坐果期、始收期、盛果期等，收获时测定挂果数、株产量、小区产量、单果质量等。盛果期时，从各小区选取第3穗果具有代表性、已完熟的番茄果实3个，采用四分法破碎，分别采用2，6-二氯靛酚滴定法、蒽酮比色法、酸碱滴定法、烘干法测定维生素C、可溶性糖、有机酸（苹果酸）含量及含水量[19]，重复3次，计算糖酸比。

1.4 数据处理与统计分析

采用Excel 2003、SPSS 18.0软件对试验数据进行统计和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对番茄生长发育的影响

2.1.1 对番茄植株株高的影响 由图1可知，2016年4月20日定植时，施加复合酵素、生物质炭、复合酵素与生物质炭配施（混合物）及常規土壤栽培（CK）的番茄植株平均株高分别为23.0、23.5、23.5、23.0 cm，相互间差异不显著（P>0.05）;7月15日后，施加复合酵素、生物质炭、混合物的番茄植株平均株高显著高于对照（P<0.05），其中施用混合物对番茄株高的增加效果最为明显，其次是生物质炭;9月20日时，施用复合酵素和生物质炭混合物的番茄植株相对最高，较CK增加27.02%。

2.1.2 对番茄植株茎粗的影响 由图2可知，2016年4月20日定植时，施加复合酵素、生物质炭、混合物及常规土壤栽培（CK）的番茄植株平均茎粗分别为3.02、3.03、3.05、3.00 mm，相互间差异不显著（P>0.05）;随着番茄植株的生长，各处理的番茄植株生长加快，施用复合酵素、生物质炭、混合物处理的番茄植株茎粗6月1日时分别比常规土壤栽培（CK）增加0.30、0.30、0.40 mm，8月18日时分别增加0.64、0.67、0.77 mm，均显著高于CK，且复合酵素和生物质炭混合处理效果最明显; 9月20日时， 施用复合酵素和生物质炭混

合物的番茄植株茎粗相对最大。

2.1.3 对番茄叶片叶绿素相对含量的影响 叶绿素是与光合作用有关的重要色素，在光合作用的光吸收中起核心作用[20]。由图3可知，随着番茄的生长发育，各处理番茄叶片的叶绿素相对含量整体呈增加趋势，增加幅度高低大致为混合物>复合酵素>生物质炭>CK;番茄叶片中叶绿素相对含量平均值与对照相比差异显著，其中以复合酵素、生物质炭混合物处理提高幅度最大，较CK（常规土壤栽培）平均增加 19.94%，其次是复合酵素单独处理，较CK（常规土壤栽培）平均增加14.49%。

2.2 不同处理对番茄产量及品质的影响

2.2.1 对番茄物候期的影响 物候期是动植物生长、发育、活动等规律与生物变化对节候的反应，而正在产生这种反应的时期叫物候期[21]。环境对动植物生长、发育的影响是一个极其复杂的过程，物候期既可以作为环境因素影响的指标，也可以用来评价环境因素对动植物影响的总体效果[22]。由表1可知，复合酵素和生物质炭混合物、复合酵素、生物质炭处理的番茄，其开花期比常规土壤栽培（CK）分别提早7、5、2 d，坐果期分别提早11、5、3 d，始收期分别提早8、6、4 d，盛果期分别提早12、8、8 d，其中混合物处理的番茄开花期、坐果期、始收期、盛果期相对最早，其次是复合酵素、生物质炭处理。因此，复合酵素、生物质炭及其配施均能促进番茄的生长发育进程，使番茄物候期提前，这有利于提高经济效益。

2.2.2 对番茄果实品质的影响 由表2可知，复合酵素、生物质炭及其混合物均能提高番茄果实的维生素C、可溶性糖、有机酸含量，复合酵素和生物质炭配施处理的效果相对最佳，其次为生物质炭处理;与常规土壤栽培（CK）相比，复合酵素和生物质炭混合物、生物质炭、复合酵素处理的番茄其维生素C含量分别提高88.59%、78.15%、70.17%，可溶性糖含量分

别提高10.35%、7.60%、4.35%，有机酸含量分别提高 71.15%、59.80%、59.35%;不同处理对番茄果实的含水量影响不显著（P>0.05），而果实糖酸比有显著降低（P<0.05）。

2.2.3 对番茄果实产量的影响 由表3可知，与常规土壤栽培（CK）相比，复合酵素和生物质炭混合物、生物质炭、复合酵素处理的番茄挂果数、小区产量、平均单果质量、单株产量均有所增加，其中以复合酵素和生物质炭配施的处理效果相对最佳，说明复合酵素和生物质炭的混合施加对增加果实质量有一定的促进作用;复合酵素和生物质炭配施处理的番茄其挂果数比CK处理平均多2个/株、单果质量增幅4.80%、单株产量增产31.06%。

3 结论与讨论

本研究结果表明，与单独施加生物质炭、常规土壤栽培（CK）相比，施加复合酵素可促进番茄植株发育、提高番茄果实产量、品质及叶片中叶绿素相对含量，番茄果实的维生素C、可溶性糖、有机酸含量提高，物候期提前;复合酵素和生物质炭配施可显著促进番茄植株的生长，提高番茄果实产量（P<0.05），明显改善番茄果实品质，与常规土壤栽培（CK）相比，番茄维生素C、可溶性糖、有机酸含量分别提高 88.59%、10.35%、71.15%，挂果数比CK平均多2个/株，单果质量比CK增加4.80%，单株产量比CK增产31.06%。

复合酵素和生物质炭配施可实现农业废弃物的循环利用，净化人类生态环境，提高资源有效利用率，具有较高的利用价值，若大量应用于农业生产，可降低化肥的使用量，减少因生产化肥而消耗的大量能源，还可避免因大量施用化肥造成的环境污染，经济效益、生态效益成效明显。

参考文献：

[1]梁 静，王丽英，陈 清，等. 我国设施番茄氮肥施用量现状及其利用率、产量影响和地力贡献率分析评价[J]. 中国蔬菜，2015，1（10）：16-21.

[2]黄昕琦，李恩贵，张景慧，等. 内蒙古西部自然植被土壤碳库及其影响因素[J]. 干旱区资源与环境，2016，30（8）：165-171.

[3]霍林桃，冯佃臣，王 晶，等. 内蒙古西部地区典型土壤理化性质的测定[J]. 安徽农业科学，2008，36（34）：15076-15077.