全 文 ：中国生态农业学报 2011年 5月 第 19卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2011, 19(3): 597−601


* 山西省科技攻关项目(20090311027)和天津市科技攻关计划培育项目(06YFGPNC03100)资助
** 通讯作者: 王小波(1981~), 男, 硕士, 实验师, 主要研究方向为新型肥料、农业环境等。E-mail: wangxiaobo1111@163.com
王艳(1964~), 女, 博士, 教授, 主要从事农业环境及新型肥料的研制工作。E-mail: wangy64@263.net
收稿日期: 2010-08-07 接受日期: 2010-12-10
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.00597
植物源杀菌包膜复合肥对番茄生长、氮肥
利用率及病害的影响*
王 艳1 王小波2** 卢树昌2 新 楠2 刘志强3
(1. 山西财经大学国际贸易学院 太原 030006; 2. 天津农学院农学系 天津 300384;
3. 山西农业大学资源与环境学院 太谷 030801)
摘 要 利用植物源杀菌材料作为包衣剂研制出杀菌包膜复合肥, 在番茄小区试验中研究了其杀菌及对番茄
生长的影响。结果表明: 各杀菌包膜复合肥处理(分别用 ZYF1~ ZYF5表示)均能有效延缓养分的释放, 与施普
通复合肥处理(CK1)相比各杀菌包膜复合肥处理土壤硝态氮在番茄生长后期仍能保持较高含量。除 ZYF4处理
外, 其余杀菌包膜复合肥处理番茄产量均明显高于 CK1, 其中 ZYF3 处理番茄产量最高, 达 11.1 kg·m−2, 较
CK1 高 16.8%。各杀菌包膜复合肥处理的氮肥利用率也均大于 CK1(33.3%), 其中 ZYF2、ZYF3 处理分别较
CK1处理高 9.9个和 9.5个百分点。各杀菌包膜复合肥对番茄的 Vc含量无显著影响, ZYF1处理显著降低了番
茄的硝酸盐含量, 而 ZYF2、ZYF4、ZYF5处理则促进了番茄对硝酸盐的累积。各杀菌包膜复合肥处理显著降
低了番茄枯萎病、灰霉病的发病率, 其中 ZYF1 处理对这两种病菌均有较高的抑制作用, 使发病率较 CK1 分
别下降 17.7个和 12.5个百分点。
关键词 包膜复合肥 植物源杀菌材料 养分释放 番茄 营养品质 发病率 硝态氮
中图分类号: S145.6 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)03-0597-05
Effect of plant-based fungicide coated compound fertilizer on tomato
growth, nitrogen use efficiency and disease incidence
WANG Yan1, WANG Xiao-Bo2, LU Shu-Chang2, XIN Nan2, LIU Zhi-Qiang3
(1. School of International Trade, Shanxi University of Finance & Economics, Taiyuan 030006, China; 2. College of Agronomy,
Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 3. College of Resources and Environment, Shanxi Agricultural University,
Taigu 030801, China)
Abstract Fungicide coated compound fertilizers were developed by using plant-based fungicidal materials. Then selected tomato
species were used as experiment materials to study the effects of the fertilizers on growth, quality and nutrient use efficiency of plants.
Based on the results, the coated fertilizers delayed nutrient release effectively in the ZYF1~ZYF5 (5 coated fertilizers with different
plant-based fungicidal materials) treatments. Soil nitrate contents were higher even towards the later period of tomato growth under
coated fertilizer treatments than that under conventional compound fertilizer treatment (CK1). Except for ZYF4, tomato yields for the
coated fertilizer treatments were significantly higher than that for CK1. ZYF3 had the highest yield (11.1 kg·m−2), which was about
16.8% higher than that of CK1. Nitrogen use efficiency under the coated fertilizer treatments was higher than that of CK1 (33.3%).
Nitrogen use efficiencies of ZYF2 and ZYF3 were respectively 9.9 and 9.5 percentage points higher than that of CK1. The coated
fertilizers did not significantly influence tomato Vc content. While ZYF1 significantly reduced tomato nitrate content, ZYF2, ZYF4
and ZYF5 increased tomato nitrate content. Coated fertilizer treatments significantly lowered the incidence of tomato wilt and gray
mold diseases. Among the treatments, ZYF1 potentially inhibited tomato wilt and gray-mold disease incidence more significantly,
with disease incidence decrease of 17.7 and 12.5 percentage points compared with CK1.
Key words Coated compound fertilizer, Plant-based bacteriocidal material, Nutrient release, Tomato, Nutrition quality,
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Disease incidence, Nitrate nitrogen
(Received Aug. 7, 2010; accepted Dec. 10, 2010)
自20世纪60年代中期, 我国开始大规模使用化
肥、农药[1], 这对于从根本上解决我国人口的温饱问
题和促进经济腾飞起到重要作用。而目前, 随着人
民生活水平的提高, 化肥、农药的大量使用又导致
一系列的负面效应, 不仅浪费资源, 而且成为危害
人类身体健康的隐形杀手[2]。National Academy of
Sciences (NAS)[3]报道了食品中残留的杀菌剂比杀虫
剂和除草剂对人类的致癌作用更强。生态和谐农业
可持续发展的要求, 促使人们急需发展环境友好、
和谐的农药和化肥, 其中研究和开发植物源杀菌缓
释肥料可以很好地解决目前化肥、农药大量使用带
来的诸多负面效应。
我国对药肥的研究始于20世纪80年代, 其中多
以化肥为载体进行施药, 如浙江和宁夏研制的除草
尿素, 采用包衣法将除草剂包裹在尿素颗粒外表[4],
而所包的药多为化学合成物。同时国内外也有很多
学者在进行包膜缓释肥的研究 [5−6], 但采用植物源
杀菌膜材料进行其缓释和杀菌效果的研究目前尚少
见报道。我国约有高等植物30 000余种, 其中很多具
有杀虫或抑菌活性[7]。本研究将植物的杀菌与肥料
的缓释相结合, 用筛选出的既有杀菌效果又有缓释
效果的植物源材料包膜, 研制出杀菌包膜复合肥料,
并研究其对植物生长的影响。为开发多功能新型肥
料 , 提高肥料利用率 , 同时减少病虫害 , 增加农民
收入提供依据。
1 材料与方法
试验于 2008 年在天津市西青区大柳滩村大棚
进行, 大棚种植蔬菜的时间为 30年以上。前茬作物
为油麦菜(Cichorium endivia), 油麦菜的前茬作物为
番茄(Solanum lycopersicum), 病害主要为番茄枯萎
病和灰霉病。土壤基础化学性质为: 有机质 16.87
g·kg−1、pH 8.4、全氮 0.89 g·kg−1、速效磷 35.2 mg·kg−1、
速效钾 159.3 mg·kg−1。
试验各处理为 : 不施肥(CK0); 施复合肥(17︰
17︰17)2 220 kg·hm−2(CK1); 分别施含相同复合肥
量的相应自制杀菌包膜复合肥, 膜材料分别为中药
材 A、中药材 B、中药材 C、中药材 D、中药材 E, 重
量占肥料全重的 15%(ZYF1、ZYF2、ZYF3、ZYF4、
ZYF5)。所有处理施 16 660 kg·hm−2有机肥为基肥,
其他肥料也做为基肥一次施入, 中间无追肥。各处
理小区面积为 7.5 m2, 重复 3次, 小区随机排列。种
植作物为番茄, 品种为“珍宝”, 于 2月 25日移苗, 定
植, 6月 15 日收获。
期间采集 6 次土样, 分析土壤硝态氮含量。在
盛果期(5 月 16 日)调查番茄枯萎病、灰霉病发病情
况, 计算发病率, 公式为: 发病率=发病植株数/总植
株数×100%; 同时每小区随机取成熟的果实样品 5
个, 以水杨酸−硫酸比色法[8]测定硝酸盐含量, 以 2、
6-二氯靛酚滴定法测定 Vc 含量, 以 H2SO4-H2O2消
煮、半微量开氏法[9]测定全氮含量。每次分小区收
获后称重统计产量 , 计算氮肥利用率 , 公式为 : 氮
肥利用率=(施氮区吸氮量−对照区吸氮量)/施氮量
×100%。
数据采用 SAS 9.1 软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同杀菌包膜复合肥处理对土壤硝态氮含量的
影响
由图1可以看出, 施肥第5 d测定时不同施肥处
理 土 壤 硝 态 氮 含 量 表 现 为 CK1>ZYF5>ZYF4>
ZYF1>ZYF2>ZYF3。在前20 d CK1处理土壤硝态氮
含量一直为最高, 到40 d以后则为最低, 表现为直
线下降, 说明普通复合肥在前40 d养分已经大量释
放。而各包膜复合肥处理土壤硝态氮含量表现为有
升有降 , 整体下降幅度较小 , 其中ZYF4处理在第
40 d左右大量释放, ZYF2处理在40~70 d时大量释
放, ZYF3处理在70~110 d时还能保持大量释放。由
此可知, 杀菌包膜缓释复合肥能有效延缓养分释放,
使各处理番茄植株能在生长后期获得更多的有效
养分。



图1 不同施肥处理土壤中硝态氮含量变化
Fig. 1 Contents of soil nitrate nitrogen under different
fertilizer treatments
CK1为普通复合肥, ZYF1、ZYF2、ZYF3、ZYF4、ZYF5为含相同
肥量不同植物杀菌材料包膜的复合肥 ,下同。CK1: Conventional
compound fertilizer; ZYF1, ZYF2, ZYF3, ZYF4, ZYF5 are coated
fertilizers with different plant-based fungicidal materials. The same
below.
第 3期 王 艳等: 植物源杀菌包膜复合肥对番茄生长、氮肥利用率及病害的影响 599


2.2 不同杀菌包膜复合肥处理对番茄 Vc含量的影响
Vc 是广泛存在于新鲜水果、蔬菜及许多生物体
中的一种重要维生素, 作为一种高活性物质, 它参
与很多新陈代谢过程, 对其含量的测定, 可以作为
鉴别果蔬品质的重要指标之一[10]。
由表 1 可见, 与不施肥相比, 各施肥处理明显
提高了番茄 Vc含量, 且差异达显著水平。但各施肥
处理间差异不明显, Vc 含量最高的 ZYF3 处理较
CK1 仅高 2.3 mg·kg−1, 说明各杀菌包膜复合肥对番
茄的 Vc含量没有显著影响。

表 1 各施肥处理对番茄产量、品质、氮肥利用率的影响
Table 1 Effect of different fertilizer treatments on tomato’s yield, quality and nitrogen use efficiency
处理
Treatment
Vc含量
Vc content (mg·kg−1)
硝酸盐含量
Nitrate content (mg·kg−1)
产量
Yield (kg·m−2)
氮肥利用率
Nitrogen use efficiency (%)
CK0 176.1±4.9b 58.1±2.8d 6.7±0.40d
CK1 196.5±6.3a 67.9±0.6b 9.5±0.77c 33.3±0.3c
ZYF1 195.9±5.2a 63.6±2.7c 10.2±0.10b 38.0±2.0b
ZYF2 197.3±6.7a 74.3±2.9a 10.8±0.44ab 43.2±3.5a
ZYF3 198.8±8.2a 64.8±4.0bc 11.1±0.33a 42.8±2.6a
ZYF4 196.9±11.0a 74.4±4.2a 9.4±0.67c 36.0±1.7bc
ZYF5 197.1±11.3a 76.5±5.2a 10.2±0.13b 38.2±2.6b
CK0: 不施肥 No fertilizer. 下同 The same below.

2.3 不同杀菌包膜复合肥处理对番茄硝酸盐含量的
影响
蔬菜硝酸盐含量是健康食品的重要指标, 硝酸
盐对人体的潜在威胁早已受到人们的普遍关注[11−12]。
有研究显示, 氮肥用量与蔬菜硝酸盐含量呈显著相
关, 不同氮源对蔬菜硝酸盐含量的累积作用以化学
氮肥> 有机氮肥。科学控制施氮量与氮源种类是降
低硝酸盐含量的重要措施[13−15]。由表1可见, CK0由
于没有施肥故硝酸盐含量最低, 而各杀菌包膜复合
肥可能由于供肥模式的不同对番茄硝酸盐的积累
影响也不同 , ZYF1供肥模式能较好地降低番茄硝
酸盐的累积, 而ZYF2、ZYF4、ZYF5则提高了番茄
硝酸盐的累积 , 而ZYF3处理与其没有显著差异 ,
故进一步研究ZYF1养分释放模式对提高番茄品质
更有意义。
2.4 不同杀菌包膜复合肥处理对番茄产量的影响
由表1可知 , 各杀菌包膜复合肥处理的番茄产
量除ZYF4外, 其余均明显高于CK1, 其中ZYF3处理
的产量最高, 达11.1 kg·m−2, 较CK1高16.8%, 各施
肥处理较CK0产量高40.3%~65.7%; 其他杀菌包膜
复合肥处理番茄产量为ZYF2>ZYF1>ZYF5>ZYF4,
除ZYF4外，其他3个处理间差异未达显著水平。番
茄生长过程中, 保持营养生长与生殖生长的适度与
平衡是提高经济产量的基础和关键[16]。杀菌包膜复
合肥养分释放与番茄的养分吸收较为一致, 保持了
营养生长与生殖生长的适度与平衡, 在营养生长和
后期的生殖生长期间均能提供养分, 因而比复合肥
更为明显地促进了经济产量的形成。
2.5 不同杀菌包膜复合肥处理对番茄氮肥利用率的
影响
由表1可见 , 各杀菌包膜复合肥处理的氮肥利
用率均大于CK1处理(33.3%), 与CK1处理相比 , 除
ZYF4外, 其余杀菌包膜复合肥处理均能显著提高番
茄对氮肥的利用率, 这与各处理的产量水平保持一
致。ZYF2、ZYF3处理氮肥利用率分别比CK1处理高
9.9个和 9.5个百分点 , 杀菌包膜复合肥处理中 ,
ZYF2、ZYF3显著高于ZYF1、ZYF4和ZYF5。说明
ZYF2、ZYF3处理更能有效地提高氮肥利用率, 从而
减少氮素损失, 提高施肥的经济效益, 减轻对环境
的污染。
2.6 不同杀菌包膜复合肥处理对番茄病害的影响
试验地属老菜地, 病害非常严重, 番茄种植中
以番茄枯萎病和灰霉病最为严重。番茄枯萎病菌的
专化性极强, 只危害番茄, 病源为半知菌亚门、镰孢
属的番茄萎蔫病菌。病菌在土壤中越冬, 笠年随雨
水、灌溉水及土壤传播, 土温28 ℃适合繁殖, 土壤
潮湿、连作、耕作时伤根、生长势弱、施氮肥等条
件下均易发病[17]。
番茄灰霉病由葡萄孢菌(Botry tis cinerea)引起,
也属于半知菌亚门真菌 [18]。在长期连作的保护地 ,
灰霉病在土壤中大量累积, 加上冬春两季有一段时
间处于低温高湿利于灰霉病发生的环境条件, 使灰
霉病发生严重, 给番茄造成大量损失。
由表2可知, CK0、CK1感染番茄枯萎病比例均
在60%以上, 而施用杀菌包膜复合肥后都明显降低,
差异达显著水平, 杀菌包膜复合肥对番茄枯萎病起

600 中国生态农业学报 2011 第 19卷


表2 不同施肥处理对番茄发病率的影响
Table 2 Effect of different fertilizer treatments on tomato disease incidence %
病害 Disease CK0 CK1 ZYF1 ZYF2 ZYF3 ZYF4 ZYF5
枯萎病 Tomato fusarium wilt 63.5±3.6a 61.5±1.8a 43.8±6.3bc 48.9±1.8b 44.8±4.8bc 39.6±6.5c 36.5±3.6c
灰霉病 Tomato grey mould 29.2±1.8a 30.2±4.8a 17.7±1.8c 24.0±1.8b 22.9±4.8bc 22.9±1.2bc 22.9±2.1bc

到很好的抑制效果。各杀菌包膜复合肥处理中 ,
ZYF5处理对番茄枯萎病的抑制效果最好, 其发病率
仅为36.5%, ZYF2相对于其他包膜复合肥处理而言
发病率最高, 为48.9%。各处理对番茄枯萎病的抑制
效果ZYF5>ZYF4>ZYF1>ZYF3>ZYF2。
由表2可知 , CK1感染灰霉病比例高达30.2%,
施用杀菌包膜复合肥处理对灰霉病均有显著抑制效
果, 各处理发病率显著低于CK1; 其中ZYF1处理的
抑制效果最好, 发病率为17.7%; 其余施肥处理间差
异不明显。现有的研究结果表明, 植物中抗菌有效
成分主要分4大类 : 萜类化合物及其衍生物 ; 生物
碱、酞胺及蛋白质等含氮、硫化合物; 脂肪类化合
物 , 主要是长链碳烷和脂肪酸; 芳香族化合物 , 包
括酚类黄酮类以及芪类等[19−20] 。ZYF1中的主要活
性成分是生物碱和黄酮类化合物, 氧化苦参碱是其
重要的活性生物碱之一[21], ZYF2中含有精油成分[22],
ZYF3中有蛇床子素 [23], ZYF4的主要成分是蒽醌类
衍生物[24], ZYF5中含有盐酸小檗碱、盐酸药根碱、
盐酸巴马汀等多种生物碱[25], 这些膜材料中的活性
物质都具有杀菌功能, 因此对这两种病菌都产生了
很好的抑制作用。此结果与李永刚等[26]、胡仁火等[27]
的研究结果一致。
3 讨论
从我国极为丰富的物种资源中筛选出具有杀菌
作用的几种植物源材料, 同时借鉴包膜肥的生产原
理与技术, 制得中药包膜杀菌肥料。因所用材料为
天然植物本身, 易于自然降解, 使用后几乎无残留,
因而对作物、土壤、水体及周围环境无任何污染, 对
人畜亦具有较高的安全性。
利用植物源材料包膜肥料后, 在土壤中因其膜
的作用阻止了肥料养分的快速释放, 随着时间和土
壤环境的改变, 植物源膜开始腐化, 同时养分开始
释放, 可以有效地延缓肥料养分的释放速率。在温
度高、水分大时, 膜腐化快, 养分释放也同时加速,
而这也是作物快速生长的时期, 其养分可有效供给
作物吸收, 进而提高产量和肥料利用率。特别是该
种养分释放模式可以协调作物营养生长与生殖生长
的时间关系, 防止营养生长过度, 促进后期的生殖
生长, 进而提高作物的经济产量。不同养分释放模
式也影响着作物体内不同成分的累积, 在增产的同
时, 促进有益成分的增加, 减少有害成分的积累是
最佳的释放模式。本试验中除 ZYF4外, 其余杀菌包
膜复合肥处理的产量均明显高于 CK1, 其中 ZYF3
的小区产量最高, 达 11.1 kg·m−2, 较 CK1高 16.8%。
各杀菌包膜复合肥处理的氮肥利用率也均大于
CK1(33.3%), 其中 ZYF2、ZYF3分别比 CK1 高 9.9
个和 9.5个百分点。在番茄品质方面, 不同施肥处理
对 Vc含量没有明显影响, 而 ZYF1处理显著降低了
番茄硝酸盐含量, ZYF2、ZYF4、ZYF5 处理则提高
了番茄硝酸盐的累积。
植物是生物活性化合物的巨大天然宝库, 其产
生的次生代谢产物超过 400 000 种, 被公认为是化
学合成杀菌剂替代品的最好开发资源[28]。植物体中
的某些活性物质可很好地抑制土壤中的病菌, 本研
究中选用的几种材料制成的杀菌包膜复合肥对番茄
枯萎病、灰霉病都产生很好的抑制作用, 显著降低
了发病率, 其中 ZYF1 对这两种病菌都有较高的抑
制作用, 从而使其发病率较 CK1分别下降 17.7个和
12.5个百分点。ZYF1中的生物碱对这两种病菌的抑
制效果较好, 相似的研究还有 McDowell 等[29]发现
异喹琳小粟碱能防止 Mahonia trifoliata 和 M.
swaseyi 两种真菌引起的根腐烂, Wippich 等[30]指出
芦竹碱(gramine)、喹嗪生物碱(sparteine lupanine)在
1~5 mmol·L−1 浓度下能够抑制大麦白粉病菌分生孢
子萌发。
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