邓爱妮 罗金辉 苏初连 酒元达 刘子记 杨衍 赵敏
摘要:【目的】研究堿性含腐植酸营养液施用对海南樱桃番茄地酸化土壤理化环境及植株生长、果实产量和营养品质的影响,以期为碱性含腐植酸营养液在酸化土壤改良和优质樱桃番茄生产中的应用提供参考依据。【方法】采用盆栽试验,以酸性土壤为试验土壤,设不追肥(CK)、追施0.30‰复合肥(0.30‰ CF)、0.30‰腐植酸营养液(0.30‰ FDG)、0.20‰腐植酸营养液(0.20‰ FDG)和0.16‰腐植酸营养液(0.16‰ FDG)共5个处理,于樱桃番茄生育期内定期测定盆栽土壤pH,收获期(植株移栽120 d)测定叶片SPAD值、植株株高和茎粗以及果实产量和品质,测定盆栽土壤电导率、有效养分、阳离子交换性能及酶活性等指标,并对樱桃番茄果实品质、产量与土壤理化性质进行相关分析。【结果】在樱桃番茄植株移栽120 d时,施用0.20‰~0.30‰腐植酸营养液的盆栽土壤pH>5.60,而施用复合肥的土壤pH<5.00;0.20‰~0.30‰腐植酸营养液处理的盆栽土壤有机质含量相比复合肥处理均提高6.8%;腐植酸营养液处理的盆栽土壤电导率均低于复合肥处理,而阳离子交换量、交换性钙和交换性镁含量、酸性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性高于复合肥处理。虽然腐植酸营养液处理的土壤有效氮磷钾含量呈现不同程度降低,但根据耕层土壤有效养分含量分级指标,其仍处于高水平,可满足樱桃番茄生长对土壤养分的需求。施用0.20‰~0.30‰腐植酸营养液的樱桃番茄植株株高、茎粗和生物量高于其他处理,果实产量和营养品质优于或等同于复合肥处理,其中0.30‰腐植酸营养液处理的果实产量较复合肥处理增产2.2%。相关分析结果表明,果实产量与土壤有机质含量、碱解氮含量和阳离子交换量呈显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)正相关;品质大部分指标与土壤pH、交换性钙含量、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性呈显著或极显著正相关,与土壤电导率呈显著负相关。【结论】腐植酸营养液处理以0.20‰~0.30‰施用量效果最佳,既能改良酸化土壤,又可提高樱桃番茄产质量。
关键词: 腐植酸营养液;樱桃番茄;酸性土壤;产量;品质
中图分类号: S641.2 文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2021)05-1282-09
Abstract: 【Objective】In order to provide theoretical and practical basis for application of alkaline humic acid fertili-zer amendment substituting chemical fertilizer in acified soil improvement and high quality cherry tomato production,the effects of humic acid fertilizer amendment substituting chemical fertilizer on soil physical and chemical environment,cherry tomato plant growth, fruit yield and quality were studied. 【Method】Pot experiments were conducted and acid soil was as test soil. Five treatments were established:0.30‰ compound fertilizer(0.30‰ CF),0.30‰ humic acid fertilizer amendment treatment(0.30‰ FDG),0.20‰ humic acid fertilizer amendment treatment(0.20‰ FDG),and 0.16‰ humic acid fertilizer amendment treatment(0.16‰ FDG),with an unfertilized treatment as the control(CK). Soil pH was monitored regularly during planting. The leaf SPAD, plant height,stem diameter,fruit yield and quality were investigated at harvest period(transplanting 120 d), soil conductivity, effective nutrients, cation exchange properties and enzyme activity were detected, and cherry tomato quality,correlation analysis on yield,and soil physicochemical properties was conducted. 【Result】The soil pH treated by 0.20‰-0.30‰ humic acid fertilizer amendment was >5.60 at fruit maturity stage, while soil pH treated by compound fertilizer was<5.00. Compared with unfertilized treatment(CK),0.20‰-0.30‰ humic acid fertilizer amendment increased soil organic matter by 6.8%. Humic acid fertilizer amendment decreased soil electrical conductivity when compared with the compound fertilizer treatment. In addition,soil cation exchange capacity,soil exchangeable calcium and magnesium,acid phosphatase,sucrase and polyphenol oxidase activity were higher than that treated with compound fertilizer. Although the content of available N,P and K in soil treated with humic acid fertilizer amendment were decreased to different levels,it was still at a high level according to the classification index of available nutrient content in top soil,which could meet the demand of soil nutrient for cherry tomato plant growth. The plant height,stem diameter and biomass of cherry tomato treated with 0.20‰-0.30‰ humic acid fertilizer amendment were higher than those treated with other treatments,and the nutritional quality of fruit was superior to or equal to those treated with compound fertilizer. Compared with compound fertilizer treatment,0.30‰ humic acid fertilizer amendment increased fruit yield by 2.2%. Cherry tomato fruit yield was significantly(P<0.05, the same below) or extremely(P<0.01, the same below) positively correlated with organic matter,alkali-hydrolyzable nitrogen,and cation exchange capacity. In addition,most indexes of cherry tomato fruit quality were significantly or extremely positively correlated with soil pH,exchangeable calcium,acid phosphatase,and sucrase activities,and significantly negatively correlated with soil electrical conductivity. 【Conclusion】Humic acid fertilizer amendment can be employed with 0.20‰-0.30‰ for the best benefits with regard to the improvement of acid soil pH and fruit yield and quality of cherry tomato.
Key words: humic acid fertilizer amendment; cherry tomato; acid soil; yield; quality
Foundation item: Basic Scientific Research Project for Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences(16300820 20003,1630082020009); Agricultural Technology Experiment Demonstration and Service Support Project of Ministry of Agriculture and Rural Affairs(2019)
0 引言
【研究意义】樱桃番茄为海南冬季果菜重要作物之一,全岛种植面积已扩增至0.56万ha(伍壮生等,2018),以露地种植为主,土壤类型主要为砖红壤,复合(混)肥和尿素是当地种植户常施用的肥料(辛曙丽和刘永华,2019)。由于可耕作土地复种指数高及番茄需肥量大等原因,樱桃番茄生产中过量使用化肥,不仅造成肥料浪费(Simpson et al.,2011),在高温高湿多雨的露地种植条件下还会加快土壤酸化和盐渍化进程(Guo et al.,2010;金修宽,2018),制约樱桃番茄产业可持续发展。随着化肥、农药双减政策和零增长目标的提出,以其他肥料替代化肥的研究快速发展(李双和曾宪成,2019;刘中良等,2020)。近年来,腐植酸肥料在践行“化肥零增长”行动、配施或替代无机肥维持土壤酸碱平衡、调节土壤养分和改善土壤生产环境的功效越来越引起国内外学者的关注(孔令冉等,2019;李雙和曾宪成,2019)。因此,研究含腐植酸肥料替代化肥对番茄酸性土壤环境、番茄品质和产量的影响,可为推广腐植酸肥料替代技术提供理论依据,同时对改善酸性土壤环境及推动番茄产业可持续发展具有重要的现实意义。【前人研究进展】腐植酸肥料是腐植酸与大量元素肥料或有机肥合成的肥料,具有增加土壤养分和阳离子吸附量、降低表土盐分含量和维持土壤酸碱度平衡等特点(Parvan et al.,2013),可提高表层土壤养分含量(Danut? et al.,2019)及土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性(Li et al.,2019)。刘馨等(2017)研究表明腐植酸肥与有机肥配施能较好降低番茄连作土壤电导率,提高土壤pH及果实维生素C和可溶性固形物含量。邓爱妮等(2020)进行樱桃番茄露地酸性土壤改良试验,结果表明腐植酸营养液配施复合肥能显著提高露地耕层酸化土壤pH和阳离子交换量,追肥过程中不会产生植株缺素或过量的危害,可满足植株生长对矿物质元素的需求。吴敏等(2020)研究表明,腐植酸肥与无机肥配施有利于促进酸性砖红壤速效钾和有机质的积累,对土壤pH影响不显著。此外,肖瑶(2016)研究发现施加腐植酸肥后酸性黑钙土pH有所下降。【本研究切入点】目前,已有关于含腐植酸肥料对土壤pH、养分、酶活性及果蔬品质影响的研究报道,主要集中于腐植酸肥料与无机肥(有机肥)的配施研究,而有效替代无机肥(有机肥)的研究鲜见报道;且施用腐植酸肥料后果蔬产量、品质与土壤理化环境指标关联性缺乏相关分析。【拟解决的关键问题】结合海南樱桃番茄地酸性土壤特性和樱桃番茄需肥特点,通过盆栽试验,采用含碱性腐植酸营养液替代化肥施用,研究其对土壤理化性质及樱桃番茄植株生长、果实产量和营养品质的影响,分析土壤理化性质变化与樱桃番茄产量和营养品质的相关性,为碱性含腐植酸营养液科学有效地替代化肥在酸化土壤改良和优质樱桃番茄生产中的应用提供参考依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地点与材料
试验于2019年10月在中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所(儋州)蔬菜研究中心基地(东经109°29′29.57″,北纬19°29′27.38″)大棚进行。供试土壤取自该基地樱桃番茄露地耕层土壤(0~20 cm),系典型酸性砖红壤,土壤基本理化性质:pH 5.18、电导率(EC)29.32 mS/m、有机质(OM)11.6 g/kg、碱解氮(AN)68.20 mg/kg、有效磷(AP)71.75 mg/kg、速效钾(AK)90.05 mg/kg。
试验所用樱桃番茄为千禧品种,由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所蔬菜研究室提供。供试肥料:富帝高牌碱性含腐植酸营养液(简称FDG)由中国热带农业科学院分析测试中心提供,pH(1∶250)10,腐植酸含量6%,氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)含量分别为15%、5%和10%;水溶复合肥(简称CF)为上海芳甸生物科技有限公司生产,氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)含量均为20%,含少量微量元素(0.0006%~0.6%);有机肥为生物有机肥,有机质含量大于40%,有效活菌数大于0.20亿/g,由海南中农东方有限公司生产。
1. 2 试验设计
采用土培盆栽试验,整个樱桃番茄生育期施肥以基肥和追肥方式进行。供试土壤风干后过2 mm筛,基肥按土壤和有机肥重量比3∶1比例添加有机肥,待土壤与有机肥混匀后,每盆装混合土7.5 kg。盆栽试验设5个处理(表1),每处理设3次重复,共计15盆,随机区组排列。移苗前,按照表1进行第1次追肥,每盆称取适量复合肥(或腐植酸营养液)溶于2.00 L清水,溶解完全后浇入土壤,混匀且平衡一周。2019年11月4日,选取长势基本一致、无病虫害的樱桃番茄幼苗移栽入盆中,每盆移栽2株。11月11日开始施肥处理,追肥方法见表1,每隔10 d灌根追肥1次,追肥至果实收获期。试验期间累计施肥13次,不同处理氮磷钾养分投入总量见表2。盆栽试验期间统一管理,种植期间注意浇水,保持盆栽土壤湿润。
1. 3 测定项目及方法
樱桃番茄植株移栽7、46、67、103和120 d时,取适量根系土壤测定pH。植株移栽120 d(果实收获期)时,进行全株破坏性取样:植株用于农艺性状和生物量测试;果实用于产量测算和营养品质测定;每盆根系土壤收集2份,一份用于酶活性测试,另一份风干后研磨过筛制成10、60和100目土壤样品,用于土壤理化指标测试(鲍士旦,2000)。
1. 3. 1 土壤样品指标测定 pH和电导率采用电极法测定,有机质含量采用重铬酸钾容量法测定,碱解氮、有效磷和速效钾含量分别采用碱解扩散法、碳酸氢钠浸提比色法和醋酸铵浸提—火焰光度计法测定,阳离子交换量(CEC)采用乙酸铵交换—凯氏定氮法测定,交换性钙(1/2Ca2+)和交换性镁(1/2Mg2+)采用乙酸铵交换—火焰光度计法测定;脲酶(UE)、酸性磷酸酶(ACP)、蔗糖酶(SC)、过氧化氢酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)活性测定方法参照土壤酶测定试剂盒(苏州科铭生物技术有限公司)说明书。
1. 3. 2 植株农艺性状、生物量和果实产量测定 采用TYS-4N便携式植物营养仪(浙江托普云农科技股份有限公司)测定成熟叶片叶绿素SPAD值,采用卷尺和游标卡尺(上海九量五金工具有限公司)测定植株地上部株高和茎粗。每株实收测产,采收成熟度一致的樱桃番茄果实称重,测算果实产量;地上部茎叶杆烘干后称重,测算植株生物量;每株选取10颗成熟度和大小均匀果实测量单果重。
1. 3. 3 果实品质指标测定 选取成熟度一致的樱桃番茄果实,每盆采集1份果实样品,每份样品重量不少于500 g,每份样品单独制样,洗净后取果肉部分制成匀浆,冷冻存放待测。樱桃番茄果实可溶性固形物含量用PAL-1数显折射仪(日本ATAGO爱拓公司)测定,蛋白质含量采用凯氏定氮法测定(GB 5009.5—2016),维生素C(VC)含量采用2,6-二氯靛酚滴定法(GB 5009.86—2016)测定,可滴定酸和可溶性糖含量分别采用指示剂滴定法(GB/T 12456—2008)和3,5-二硝基水杨酸比色法(NY/T 2742—2015)测定,番茄红素含量采用高效液相色谱法(NY/T 1651—2008)测定,果实样品中钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、镁(Mg)、铜(Cu)、锰(Mn)、锌(Zn)和铁(Fe)含量采用硝酸湿式消解—等离子体发射光谱法(GB 5009.268—2016)测定。
1. 4 统计分析
采用Excel 2016对试验数据进行计算、处理和作图,用SPSS 16.0进行比较和数据差异显著性检验。
2 结果与分析
2. 1 腐植酸营养液对土壤pH的影响
樱桃番茄植株移栽7、46、67、103和120 d后盆栽根系土壤pH变化情况见图1。植株移栽第7 d时,土壤pH由5.18提高至5.32~5.61;移栽7~120 d,不同施肥处理的盆栽土壤pH呈现不同的变化趋势,不追肥(CK)和追施0.16‰~0.30‰ FDG的土壤pH变化幅度小,趋于平稳,而追施0.30‰ CF的土壤pH变化幅度大且呈降低趋势。移栽120 d(收获期)时,CK、0.30‰ CF、0.30‰ FDG、0.20‰ FDG和0.16‰ FDG处理的土壤pH分别为5.34、4.88、5.64、5.63和5.56;与CK相比,0.30‰ CF处理土壤pH降低0.46,0.30‰ FDG、0.20‰ FDG和0.16‰ FDG处理土壤pH分别增加0.30、0.29和0.22;不追肥、追施复合肥和追施营养液处理的土壤pH差异达显著水平(P<0.05,下同)。
2. 2 腐植酸营养液对土壤养分的影响
土壤有效养分是樱桃番茄直接利用的养分,其含量高低代表不同处理土壤的生产能力。从表3可看出,与CK相比,追肥增加了樱桃番茄土壤中有机质含量,施肥有利于土壤有机质的积累。0.20‰~0.30‰ FDG处理土壤有机质含量最高,其次是0.16‰ FDG和0.30‰ CF处理;0.16‰~0.30‰ FDG处理与0.30‰ CF处理的土壤有机质含量差异达显著水平,其中,0.20‰~0.30‰ FDG处理土壤有机质含量较0.30‰ CF处理均提高6.8%。表明单施0.16‰~0.30‰ FDG较0.30‰ CF提高樱桃番茄盆栽酸性土壤有机质含量效果显著。0.16‰~0.30‰ FDG处理的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量均低于0.30‰ CF处理,高于CK,差异达显著水平。
2. 3 腐植酸营养液对土壤电导率和阳离子交换性能的影响
由表4可知,樱桃番茄植株移栽120 d后,所有处理土壤电导率由大到小排序为0.30‰ CF>CK>0.16‰ FDG>0.20‰ FDG>0.30‰ FDG,其中施用腐植酸营养液对盆栽土壤电导率降低效果显著。0.16‰~0.30‰ FDG处理的阳离子交换量和交换性钙、交换性镁含量较0.30‰ CF处理分别增加0.7%~6.0%、28.1%~37.0%和11.1%~27.8%,其中对交換性钙含量的提升效果达显著水平。此外,0.30‰ CF处理的土壤交换性钙含量低于CK,显著降低10.4%,可能是土壤pH降低导致钙离子活性降低(Zhao et al.,2014)。
2. 4 腐植酸营养液对土壤酶活性的影响
由表5可知,樱桃番茄植株移栽120 d后,0.16‰~0.30‰ FDG处理土壤酸性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性高于0.30‰ CF处理和CK,差异均达显著水平;0.16‰ FDG处理土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性最大,分别为485、880和5.00 U/g;以0.20‰ FDG处理土壤酸性磷酸酶活性最大,为0.66 U/g;随着腐植酸营养液施用量增加,土壤多酚氧化酶活性增加,较复合肥处理提高6.3%~28.6%,且差异达显著水平。
2. 5 腐植酸营养液对樱桃番茄植株农艺性状、生物量和果实产量的影响
由表6可知,施用0.20‰~0.30‰ FDG的樱桃番茄植株株高和茎粗高于其他处理,其中施用0.30‰ FDG的樱桃番茄植株株高、茎粗和叶片SPAD值最高,较0.30‰ CF处理分别提高3.4%、4.8%和0.8%。
腐植酸营养液与复合肥处理间的樱桃番茄单果重无显著差异(P>0.05,下同)。与0.30‰ CF相比,0.20‰~0.30‰ FDG处理的植株生物量表现为增加,增幅分别为0.5%和7.5%,其中0.30‰ FDG处理达显著水平。追肥处理至果实收获期,与CK相比,所有追肥处理(0.30‰ CF和0.16‰~0.30‰ FDG处理)均能显著提高樱桃番茄单株果实产量,增产率分别为79.1%、62.6%、74.7%和83.1%,以0.30‰ FDG处理的应用效果最佳。0.30‰ FDG处理樱桃番茄单株果实产量较0.30‰ CF处理产量提高2.2%;0.20‰ FDG处理单株果实产量较0.30‰ CF处理略微减产,减产率为2.5%,但差异不显著。综合考虑表6中各处理农艺性状、单株生物量和果实产量指标值,以0.30‰ FDG处理效果最佳。
2. 6 腐植酸营养液对樱桃番茄果实品质的影响
由表7可知,0.16‰~0.30‰ FDG处理的樱桃番茄果实可溶性固形物、维生素C、Ca、Fe、Na、K、Mg、Cu、Zn和Mn含量均高于0.30‰ CF处理;果实可溶性固形物、维生素C、蛋白质和Fe含量及糖酸比随腐植酸营养液施用量的增加而增加,说明增加腐植酸营养液施用量对上述营养品质积累具有正效应。0.20‰~0.30‰ FDG处理的樱桃番茄果实维生素C、蛋白质、Ca、Fe、Na、Mg、Cu、Zn和Mn含量及糖酸比均显著高于0.30‰ CF处理,0.30‰ FDG处理的果实番茄红素含量也显著高于0.30‰ CF处理;0.30‰ CF处理的果实Ca、Na、K、Mg、Cu、Zn和Mn含量低于CK,其中Ca、Cu和Mn含量与CK达显著差异水平。
2. 7 樱桃番茄果实品质、产量与土壤理化性质的相关分析结果
选取腐植酸营养液处理后显著优于CK和复合肥处理的樱桃番茄果实营养指标(VC、Ca、Fe、Na、Mg和Mn)、果实产量与土壤理化指标(pH、OM、AN、AP、AK、EC、CEC、1/2Ca2+、1/2Mg2+和酶活性)进行相关分析,结果(表8)表明,上述土壤理化指标与樱桃番茄果实VC、Ca、Fe、Na、Mg和Mn指标以及果实产量存在210个相关关系,其中32个相关系数达显著水平,18个相关系数达极显著水平(P<0.01,下同)。樱桃番茄果实中Vc含量与土壤有机质(OM)、阳离子交换量(CEC)和交换性镁(1/2Mg2+)含量呈显著或极显著正相关;果实中Ca含量除了与土壤电导率(EC)呈显著负相关外,与土壤pH、交换性钙(1/2Ca2+)含量、酸性磷酸酶(ACP)活性和蔗糖酶(SC)活性呈显著或极显著正相关;果实中Fe含量与土壤交换性镁含量和多酚氧化酶(PPO)活性呈显著正相关,而果实中Na含量与土壤中交换性钙含量、酸性磷酸酶活性和蔗糖酶活性呈显著正相关;果实中Mg和Mn含量均与土壤pH、交换性钙含量、酸性磷酸酶活性和蔗糖酶活性呈显著或极显著正相关,与土壤电导率呈显著负相关;果实产量与土壤有机质、碱解氮(AN)含量和阳离子交换量呈显著或极显著正相关。此外,相关分析结果还观察到2个主要的相关组,二者之间有着许多内在联系。第一组为土壤理化性质参数之间的显著或极显著相关性(正负相关):土壤电导率与pH、交换性钙含量、酸性磷酸酶活性和蔗糖酶活性呈显著负相关;土壤pH与交换性钙含量、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性之间,有机质含量与阳离子交换量、交换性镁含量之间以及土壤碱解氮含量与有效磷、速效钾含量之间均呈显著或极显著正相关。第二组为果实不同元素之间的显著或极显著相关性(正相关):果实VC与Fe元素之间,Ca与Na、Mg、Mn元素之间,Na与Mg、Mn元素之间以及Mg与Mn元素之间均存在显著或极显著相关性。
3 讨论
本研究盆栽试验所用土壤系典型强酸性砖红壤,pH低于5.50,而樱桃番茄适宜的土壤pH为5.60~6.70(谭宏图,2018)。本研究结果表明,腐植酸营养液处理对土壤pH和有机质均有提升作用,土壤pH提高0.22~0.30,0.20‰~0.30‰腐植酸营养液处理相比复合肥处理的土壤有机质含量提高了6.8%,说明合理施用腐植酸营养液有利于提升肥力可持续性。无机肥已被证实长期施用会使土壤酸化,且随着施氮量的增加pH降低越显著(金修宽,2018)。本研究中腐植酸营养液处理对土壤酸化有明显的缓解作用,腐植酸营养液具有较强碱性(pH为10),对于缓解土壤的自酸过程、提高原土壤pH的增加幅度可能起到重要作用;同时,腐植酸自身含有酚羟基、醇羟基、羧基等多种官能团的大分子芳香化合物,其作为营养液施入土壤后引入外源大分子有机物质含量,进而增加土壤有机质含量(陈士更等,2019)。腐植酸营养液处理的土壤速效养分含量低于复合肥处理,推测原因为营养液处理的土壤pH升高及其氮磷钾投入量低于复合肥,使得腐植酸营养液处理的土壤氮磷钾含量较复合肥处理降低(梅旭阳等,2016;胡敏等,2017;邱全敏等,2020)。虽然施用腐植酸营养液提高土壤速效养分较复合肥缓慢,但其土壤碱解氮含量大于150 mg/kg、有效磷含量大于20 mg/kg和速效钾含量大于150 mg/kg,土壤速效养分均处于较高水平(张慎举和卓开荣,2015),可满足樱桃番茄短期生长需求。在长期耕作前提下,单施腐植酸营养液改良和培肥酸化土壤需进一步评估其氮磷钾供应水平。
本研究结果显示,腐植酸营养液的施用不会产生盐分表聚现象,有效促进盆栽土壤阳离子交换量、交换性钙和交换性镁的积累;土壤交换性钙与pH、阳离子交换量和交换性镁与有机质呈显著或极显著正相关。综合来看,可能是腐植酸营养液提高盆栽酸性土壤pH和有机质含量的过程促进了土壤矿化过程中发生有机阴离子脱羧基化,并释放出钙、镁等碱性物质(Hue,2011),且腐植酸具有多种活性官能团,可提高土壤阳离子交换能力(段佳丽等,2015),使得土壤培肥和保肥性能增强。此外,土壤酶活性作为土壤新陈代谢重要的肥力指標(张慎举和卓开荣,2015),其中磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶分别与土壤中有机磷分解转化、糖类水解和有毒酚类物质氧化过程密切相关。本研究中腐植酸营养液处理的土壤酸性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性大于复合肥处理。腐植酸营养液处理的土壤脲酶和过氧化氢酶活性略低于复合肥处理,与贺婧等(2009)的研究结果一致,说明腐植酸对脲酶和过氧化氢酶有所抑制,有效减缓尿素释放和分解的速度,提高氮肥利用率。本研究中盆栽土壤酸性磷酸酶和蔗糖酶活性与pH、交换性钙呈显著或极显著正相关,与电导率呈显著负相关,但土壤酶活性与土壤养分含量相关性不显著,与宋震震等(2014)的研究结果存在差异。因此,本研究中土壤酶活性与土壤养分含量的相关性有待进一步研究。
腐植酸含有细胞激肽酶类等生物刺激素,能促进植物细胞生长,从而促进植株生长(Rady and Rehman,2016)、增加作物产量和改善果实品质(陈士更等,2019)。本研究中,与不追肥处理相比,追肥处理的樱桃番茄单株产量显著增加,其中0.30‰腐植酸营养液处理较复合肥处理增产2.2%。施用0.20‰~0.30‰腐植酸营养液的樱桃番茄植株获得较优的株高、茎粗、叶片SPAD值和植株生物量,且果实营养品质优于或等同于复合肥处理,可能与盆栽土壤物理性质得到有效改善有较大关系。通过相关性分析发现,樱桃番茄单株产量与土壤有机质、碱解氮含量和阳离子交换量呈显著或极显著正相关;果实钙、镁和锰元素的积累与土壤pH、交换性钙含量及酸性磷酸酶和蔗糖酶活性,果实铁元素的积累与土壤交换性镁含量和多酚氧化酶活性,以及果实中钠元素的积累与土壤交换性钙含量、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性均存在显著或极显著正相关性;然而,果实钙、镁和锰元素的积累与土壤电导率有显著负相关性。果实维生素C含量的积累与土壤有机质、交换性镁含量和阳离子交换量呈显著或极显著正相关。相关分析结果表明樱桃番茄果实中每种营养元素的吸收也受到其他元素不同程度的影响,因此,在施肥中合理科学施肥补充营养元素尤为重要。
4 结论
在盆栽试验条件下,腐植酸营养液替代复合肥可提高土壤pH、有机质、阳离子交换量、交换性钙和交换性镁含量,增加土壤酶活性,降低土壤电导率;与施用复合肥相比,施用腐植酸营养液降低了盆栽土壤氮磷钾有效含量,但上述养分指标含量仍处于高水平,收获时植株生物量、单株产量和果实营养品质优于或等同于复合肥处理。综合考虑,在本研究条件下,0.20‰~0.30‰腐植酸营养液施用量效果最佳,既能改良酸化土壤,又可提高樱桃番茄产量和品质。
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(責任编辑 罗 丽)