全 文 ：沼渣与化肥配合施用对温室番茄生长
发育、产量及品质的影响*
谢景欢1 摇 陈摇 钢2 摇 袁巧霞1**摇 林贵英1 摇 王志山1 摇 郭聪颖1 摇 钟摇 辉1
( 1 华中农业大学工学院, 武汉 430070; 2 武汉市农业科学研究所, 武汉 430052)
摘摇 要摇 采用随机区组试验设计,研究了沼渣与化肥配合施用对番茄生长发育、产量和品质
的影响.结果表明: 沼渣与化肥配合施用有利于番茄生长发育,其中 60%沼渣+40%化肥处理
的植株生长发育状况良好,产量高于其他处理;60%沼渣+40%化肥处理果实 Vc 含量为
91郾 09 mg·kg-1,比对照高 21郾 32 mg·kg-1,总糖含量比对照高 2郾 13% ,果实品质有明显改善.
在试验组合中,60%沼渣与 40%化肥配合施用为设施番茄的最佳配比.
关键词摇 温室摇 沼渣摇 番茄摇 生长发育摇 产量摇 品质
文章编号摇 1001-9332(2010)09-2353-05摇 中图分类号摇 S626郾 5,S216郾 4摇 文献标识码摇 A
Effects of combined application of biogas residues and chemical fertilizers on greenhouse to鄄
mato爷s growth and its fruit yield and quality. XIE Jing鄄huan1, CHEN Gang2, YUAN Qiao鄄
xia1, LIN Gui鄄ying1, WANG Zhi鄄shan1, GUO Cong鄄ying1, ZHONG Hui1 ( 1College of Engineering
and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2Wuhan Institute of Ag鄄
ricultural Sciences, Wuhan 430052, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(9): 2353-2357.
Abstract: With randomized block design, a field experiment was conducted in greenhouse to study
the effects of combined application of biogas residues and chemical fertilizers on the tomato growth
and its fruit yield and quality. The combined application of biogas residues and chemical fertilizers
benefited the tomato growth and its fruit yield and quality. The yield of the combined application of
60% biogas residues and 40% chemical fertilizers were higher than the other treatments. The fruit
quality under the application of 60% biogas residue and 40% chemical fertilizers also improved sig鄄
nificantly, with the Vc content (91郾 09 mg·kg-1) and total sugar content being 21郾 32 mg·kg-1
and 2郾 13% higher than the control, respectively. Among the test fertilization combinations, 60%
biogas residue combined with 40% chemical fertilizers was the best one for greenhouse tomato爷 s
growth and its fruit yield and quality.
Key words: greenhouse; biogas residues; tomato; growth; yield; quality.
*国家“十一五冶科技支撑计划项目(2008BADC4B17)、武汉市科技
攻关项目(200920222083)和湖北省水利厅项目资助.
**通讯作者. E鄄mail: qxyuan@ mail. hzau. edu. cn
2009鄄12鄄31 收稿,2010鄄06鄄30 接受.
摇 摇 20 世纪 80 年代以来,食品安全问题已引起越
来越多的关注[1],“积极发展绿色农业,提倡生产安
全、无公害的绿色农产品冶已成为世界发展趋势,而
设施栽培的高投入、高产出和高品质,是实现农产品
绿色化的一个重要途径.近几年,我国设施农业发展
迅猛,截至 2005 年底,我国各类设施面积已经达到
250 余万 hm2,其中 95%以上以生产蔬菜为主[2] .但
由于大量化肥的使用,严重影响了设施蔬菜栽培的
土壤环境、作物产量和品质.沼肥作为一种优质的有
机肥料[3],不仅能显著改良土壤,确保农作物生长
所需的良好微生态环境,还有利于增强作物抗冻、抗
旱能力,减少病虫害,提高作物产量[4-6],其在设施
栽培中的应用及与化肥配合施用方法已引起许多学
者的关注.有研究表明,与未施肥处理相比,化肥与
有机肥配施明显增加了玉米秸秆的氮素含量,降低
了 C / N[7];有机无机复混肥处理的稻谷产量显著高
于化肥处理,比化肥处理增产 7郾 7% ~ 19郾 3% [8];沼
肥和化肥混合施用能有效提高草莓产量,改善草莓
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 9 月摇 第 21 卷摇 第 9 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Sep. 2010,21(9): 2353-2357
表 1摇 供试沼渣养分状况
Tab. 1摇 Nutrients of the experimental residue
项目
Item
pH 含水量
Water content
(% )
有机质
Organic matter
(g·kg-1)
总 氮
Total N
(g·kg-1)
总 磷
Total P
(g·kg-1)
总 钾
Total K
(g·kg-1)
速效磷
Available P
(mg·kg-1)
速效钾
Available K
(mg·kg-1)
堆沤前 Before composting 7郾 17 87郾 80 782郾 34 22郾 28 15郾 97 9郾 02 3郾 62 2郾 82
堆沤后 After composting 6郾 40 64郾 04 533郾 10 7郾 28 12郾 88 8郾 88 2郾 00 2郾 67
品质[9];与不施肥对照相比,化肥和有机肥基追肥
各半可改善蔬菜农艺性状,使蔬菜产量提高 103%
~219% ,植株氮累积量增加 153% ~ 216% ,氮肥利
用率明显提高[10];在施用氮磷钾化肥基础上,每营
养钵增施沼液 500 ml,不但能改善蔬菜营养品质,使
莴笋和生菜硝酸盐含量分别降低 53郾 5%和 45郾 5% ,
而且可使两种蔬菜分别增产 51郾 0%和 56郾 7% [11];
与对照和施氮肥处理相比,田间浇灌沼液不仅可提
高夏玉米地上部干物质量、叶面积指数和叶绿素含
量,而且还可提高叶片中一些生物酶活性,增产效果
显著[12] .本试验研究了沼渣与化肥不同配比对温室
番茄生长发育、产量及品质的影响,以期得到沼渣与
化肥配合施用的适宜比例,为设施蔬菜有机生产提
供基础资料.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 试验材料
试验于 2009 年在武汉市华中农业大学工学院
试验基地的温室内进行.供试土壤为红壤土,供试土
壤基本理化性质为:pH 值 5郾 77,有机质 6郾 88 g·
kg-1,电导率 404 滋S·cm-1,总氮 0郾 29 g·kg-1,总磷
2郾 68 g·kg-1,田间持水量 28郾 17% ,容重 1郾 05 g·
cm-3,比重 2郾 76,孔隙度 61郾 96% .
供试作物为番茄,品种为美国红王 1 号.沼渣来
源于武汉市汉南区寒山种猪场.新鲜沼渣静置 3 d,
将上层沼液取出,沼渣和木屑以 1郾 83 颐 1 (干质量
比)的比例混合堆沤,堆沤时间为 2009 年 1 月 8
日—4 月 6 日,4 月 7 日将沼渣按照试验设计施入土
壤.新鲜沼渣和堆沤后的沼渣养分状况见表 1.试验
用化肥为尿素(含 N 46% )、普通过磷酸钙(含 P2O5
12% )和硫酸钾(含 K2O 50% ).
1郾 2摇 试验设计
采用随机区组试验设计,共设 6 个处理:100%
沼渣( T1 )、80% 沼渣+20% 化肥( T2 )、60% 沼渣 +
40%化肥(T3)、40%沼渣+60%化肥(T4)、100%化
肥(T5)、不施任何肥料(对照,CK),每处理 3 次重
复.每个小区面积为 5郾 4 m2(2郾 7 m伊2 m),每小区种
植 5 行,株行距为 40 cm伊50 cm,每小区定植 30 株.
试验地四周设保护行,小区间设宽 26 cm、深 40 cm
的隔离沟. 2009 年 1 月 20 日育苗,4 月 9 日移栽,9
月 26 日拉秧.各处理栽培管理措施相同.
堆沤好的沼渣采用对角线法取样混合后进行施
肥. 沼渣全部作为基肥随整地施入. 全沼渣处理
(T1)不追肥,CK处理不施肥,其余各处理具体施肥
量见表 2.普通过磷酸钙全部做底肥,尿素和硫酸钾
50%做底肥,50%做追肥. 追肥根据番茄的需肥特
性,分 5 次在不同时期施入[13],5 次追肥占总追肥
量的比例分别为 15% 、20% 、30% 、20%和 15% .
1郾 3摇 测定项目与方法
1郾 3郾 1 土壤和沼渣基本理化性状测定摇 试验前测定
土壤和沼渣的基本理化性状,田间持水量采用威尔
科克斯法,容重采用环刀法,比重采用比重瓶法,根
据土壤容重及比重计算土壤孔隙度[l4] .土壤含水量
采用烘干法测定,有机质采用重铬酸钾容量法鄄稀释
热法测定,总氮、总磷用流动注射分析仪测定,速效
磷采用 NaHCO3 浸提鄄钼锑抗比色法测定,全钾、速
效钾采用火焰光度计法测定[15] . pH 值采用便携式
pH计测定,水土比为 2 颐 1;EC 值用电导率仪法测
定,水土比为 5 颐 1.
1郾 3郾 2 果实品质测定摇 番茄第 3 穗果实成熟时测定
各项品质目标.维生素 C 的测定采用 2,6鄄二氯靛酚
滴定法,总糖的测定采用蒽酮比色法[16];总酸的测
定采用 NaOH 滴定法(GB / T 123456—90);糖酸比
由总糖和总酸的比值计算得到.
1郾 3郾 3 生理指标测定摇 在植株生长发育的苗期、开
表 2摇 各处理施肥量
Tab. 2摇 Fertilizer application rate of each treatment
肥料种类
Fertilizer
type
沼 渣
Biogas
residues
(kg)
尿 素
Urea
(g)
过磷酸钙
Superphosphate
(g)
硫酸钾
Potassium
sulfate
(g)
T1 34郾 02 0 0 0
T2 27郾 22 119郾 15 680郾 40 101郾 86
T3 20郾 41 238郾 34 1360郾 80 203郾 67
T4 13郾 35 357郾 49 2041郾 20 305郾 45
T5 0 595郾 83 3402郾 00 509郾 21
4532 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
花期和结果初期,每处理每次随机抽取 3 株,测定株
高、茎粗、叶片数和叶绿素含量指标. 株高是从根茎
部到生长点的距离,用直尺测量;叶片数为展开叶
数,采用直接观察法;茎粗以第一片真叶下部节间为
准,用游标卡尺测量;叶绿素含量用 SPAD鄄502 叶绿
素测定仪(日本)测定,每处理随机抽取 3 株,每株
分别取上、中、下 3 个部位的叶片进行测定. 果实产
量以累计采收量计.
1郾 4摇 数据处理
采用 Excel软件处理数据,SPSS 11郾 5 统计软件
进行方差分析,Duncan法进行多重比较.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 沼渣与化肥配合施用对番茄植株生长发育的
影响
2郾 1郾 1 株高和茎粗 摇 由图 1 可以看出,苗期各施肥
处理的株高变化不大,T4 处理最高,为 17郾 44 cm,比
对照高 3郾 77 cm.开花期和结果期的株高变化明显,
开花期变化相对小一些. 这与番茄生育期营养分配
有关,两个时期大部分养分用于生殖生长,从而使营
养生长变化不明显.开花期和结果期株高都以 T3 处
理最高,分别为 48郾 33 和 90 cm.同一时期各肥料处
理间差异不显著,但是同一处理各生育期差异显著
(P<0郾 05).
图 1摇 各施肥处理番茄不同生育时期株高和茎粗的变化
Fig. 1摇 Changes of plant height and stem diameter of tomato at
different growth periods under different fertilization treatments.
玉:苗期 Seedling; 域:花期 Flowering stage; 芋:结果期 Fruiting stage.
下同 The same below.
摇 摇 茎粗和株高的变化相似,但 T3 和 CK 处理有茎
秆变细的现象. 苗期茎粗比株高变化明显,其中 T4
处理最大,为 0郾 67 cm,比对照大 0郾 15 cm;开花期茎
粗的变化稍缓,开花期和结果期都以 T4 处理的茎粗
最大,分别为 1郾 04 和 1郾 25 cm. 开花期和结果期茎
粗差异不显著,但它们与苗期差异显著;T4 和 T2 处
理差异显著,其他处理间差异不显著.
2郾 1郾 2 叶片数和叶绿素含量 摇 由图 2 可知,各个生
育期不同施肥处理间叶片数变化不大,苗期 T2 处理
叶片数最多(8郾 89),这是由于该处理苗期追肥量
少,又施用了大量的有机肥,植株生长旺盛,叶片数
较多.开花期 T6 处理叶片数最多(17郾 22),T2 处理
叶片数最少(16郾 33).结果期 T6 处理的叶片数最多
(18郾 89),T2 处理的叶片数最少(18郾 22). 开花期与
结果期叶片数的变化远小于苗期. 各个生育期间叶
片数差异显著(P<0郾 05),但是各肥料处理间差异不
显著.
摇 摇 3 个生育期的叶绿素含量变化不大,总体规律
为:结果期>开花期>苗期,并且各生育期不同处理
间叶绿素含量变化也较小. 与株高和叶片数基本相
同,各个生育阶段的叶绿素含量差异显著 ( P <
0郾 05),但是不同肥料处理间差异不显著.
2郾 2摇 沼渣与化肥配合施用对番茄产量的影响
由表3可知,T3处理的产量最高,为65397 kg·
图 2摇 各施肥处理番茄不同生育时期叶片数和叶绿素含量
的变化
Fig. 2摇 Changes of leaf number and chlorophyll content of toma鄄
to at different growth periods under different fertilization treat鄄
ments.
55329 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 谢景欢等: 沼渣与化肥配合施用对温室番茄生长发育、产量及品质的影响摇 摇 摇 摇 摇
表 3摇 各施肥处理番茄产量与果实品质
Tab. 3 摇 Quality and yield of tomato fruit under different
fertilizer treatments
处理
Treat鄄
ment
产 量
Yield
(kg·hm-2)
总 酸
Total acid
(% )
含糖量
Sugar
content
(% )
Vc
(mg·
kg-1)
糖酸比
Ratio of
sugar to
acid
CK 42127Aa 0郾 20Ab 2郾 91Aab 69郾 77Aa 14郾 36Aa
T1 49280Aa 0郾 16Aab 2郾 04Aa 75郾 58Aa 13郾 82Aa
T2 59767Aa 0郾 18Ab 5郾 56Bc 77郾 52Aa 30郾 72Bb
T3 65397Aa 0郾 30Bc 5郾 04Bc 91郾 09Aa 16郾 67Aa
T4 47810Aa 0郾 12Aa 2郾 47Aab 96郾 90Aa 20郾 01ABa
T5 46413Aa 0郾 29Bc 3郾 03Ab 75郾 58Aa 12郾 57Aa
同列不同大、小写字母分别表示处理间差异极显著(P<0郾 01)和显著
(P<0郾 05) Different capital and small letters in the same column meant
significant difference among treatments at 0郾 01 and 0郾 05 levels, respec鄄
tively.
·hm-2 .除 T4 处理外其余各沼渣处理产量都比纯沼
渣处理高.可见,沼渣与化肥配合施用增产效果高于
纯沼渣处理. 各施肥处理产量高低顺序为 T3 >T2 >
T5>T4>T1>T6 .各处理间差异均不显著.
摇 摇 T4、T5 产量比对照略高,远低于沼渣与化肥组
合的其他处理,这与 T4、T5 生育期间发生脐腐病有
关.结果初期,由于施氮肥过多,阻碍了植株对钙的
吸收,进而发生脐腐病. T4 化肥使用量占总施肥量
的 60% ,化肥肥效较快,导致植株吸氮量大,影响了
钙的吸收,进而产生病害. T5 为全化肥处理,发病原
理与 T4 相同,并且病害比 T4 严重,导致两处理产量
减少. T3 产量比 T1 高 16117 kg·hm-2,由于 T1 为全
有机肥处理,肥效较慢,导致其产量低于其他沼渣与
化肥组合处理,但与对照相比其产量仍高 17%左
右.
2郾 3摇 沼渣与化肥配合施用对番茄果实品质的影响
2郾 3郾 1 总酸摇 由表 3 可知,T3 处理总酸含量最高,为
0郾 30% ,比对照高 0郾 1% ,比施用纯沼渣和纯化肥处
理分别高 0郾 14%和 0郾 02% ,沼渣和化肥配合使用比
单纯使用沼渣和化肥效果好,它能够克服有机肥肥
效缓慢和化肥肥效快、易流失等缺点;同时,T3 处理
分别比 T2、T4 处理高 0郾 12%和 0郾 18% . T4 处理最
低,比对照低 0郾 08% . 不同施肥处理对总酸含量的
影响差异达到显著水平.
2郾 3郾 2 总糖摇 沼渣与化肥组合处理中,T2 含糖量最
高(5郾 56% ),比对照高约 1郾 9 倍;其次为 T3 处理
(5郾 04% ),比对照高 2郾 13% . 且 T2、T3 与其他处理
之间差异达到极显著水平,但二者间差异不显著
(表 3). T1 含糖量最低,该处理沼渣全部做基肥,整
个生育期没有追肥,并且有机肥肥效慢,导致植株生
长受限,进而影响光合作用,对番茄果实含糖量造成
了一定的影响.
2郾 3郾 3 Vc摇 由表 3 可以看出,不同施肥处理对果实
Vc含量的影响差异不显著. T4 处理 Vc 含量最高,
为 96郾 90 mg·kg-1,比对照高 40% ;其次为 T3 处理,
为91郾 09 mg·kg-1,比对照高 21郾 32 mg·kg-1 . 沼渣
与化肥配合施用处理 Vc 含量都比纯沼渣和纯化肥
处理高.这与杨合法等[17]的研究结果一致,即使用
沼渣、沼渣和化肥配施对提高果实 Vc 含量有一定
促进作用.另外,果实 Vc 含量随着化肥追肥量的增
加而增加,说明适量追施化肥有利于温室番茄 Vc
含量的提高.
2郾 3郾 4 糖酸比摇 糖酸比是影响番茄风味的一个重要
因素,也是评价果实品质的一个重要指标.由表 3 可
以看出,T5 处理糖酸比含量最低,为 12郾 57,稍低于
对照处理.沼渣与化肥组合处理中,T2 处理含量最
高,为 30郾 72;各处理间糖酸比差异不显著. 各施肥
处理糖酸比高低顺序为:T2 >T4 >T3 >T1 >T6 >T5,可
见,沼渣与化肥配合使用有利于果实糖酸比的提高,
对改善果实风味有一定的作用.
3摇 结摇 摇 论
有机肥与化肥配合使用明显改善了番茄植株的
生长发育状况.其中 T4 处理苗期的株高和茎粗都高
于其他各处理,分别比对照高 28%和 29% ,其中,株
高分别比全沼渣和全化肥处理高 2郾 44 和 3郾 44 cm,
茎粗分别高 0郾 09 和 0郾 15 cm.叶片数则以 T2 最多,
其次为 T4,分别比对照高 6郾 7%和 3郾 3% ;叶绿素含
量以 T3 最高,分别比对照、全沼渣和全化肥处理高
1郾 5、0郾 57 和 2郾 14. 开花期、结果期的株高和叶片数
都以 T3 最高,分别为 48郾 33 cm、90 cm 和 17、18;茎
粗和叶绿素含量则以 T4 最高,分别为 1郾 04 cm、1郾 25
cm和 54郾 6、51郾 73. 说明沼渣与化肥配合施用有利
于番茄植株的生长发育,其中以 T3(60%沼渣)和 T4
(40%沼渣)处理为宜.
对果实品质的影响:总酸含量以 T3 最高,为
0郾 30% ;总糖含量以 T2 最高,为 5郾 56% ;Vc 含量以
T4 最高,为 96郾 90 mg·kg-1,其次为 T3,为 91郾 09 mg
·kg-1;糖酸比以 T2 最高,为 30郾 72, T5 最低,为
12郾 57.说明施用纯化肥处理的植株果实风味较差.
对产量的影响:各个施肥处理中,T3 产量最高,
为 65397 kg·hm-2,比对照高 23270 kg·hm-2,分别
比 T1、T5 高 16116 和 18984 kg·hm-2,说明沼渣与
化肥配合施用比单纯施用沼渣和化肥产量高.
6532 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
综上所述,各处理中,T3 处理(60%沼+40%化)
为最适施肥配比.由于本试验在温室内进行,露地栽
培时沼渣与化肥的最佳配比还有待进一步研究.
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tected field. Chinese Agricultural Science Bulletin (中国
农学通报), 2006, 22(7): 369-372 (in Chinese)
作者简介摇 谢景欢,女,1983 年生,硕士研究生.主要从事设
施环境、设施生理生态及有机肥应用研究. E鄄mail: xiejing鄄
huan303@ sina. com
责任编辑摇 张凤丽
75329 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 谢景欢等: 沼渣与化肥配合施用对温室番茄生长发育、产量及品质的影响摇 摇 摇 摇 摇