李佳璠 宋夢(mèng)圓 許盟盟 高麗紅 謝越

摘要：為探究微生物肥及與氨基酸肥配合施用對(duì)以蚯蚓糞肥為底肥的冷棚番茄的影響，從而挖掘不同有機(jī)肥混合施用的應(yīng)用價(jià)值，以櫻桃番茄吉甜一號(hào)和中果型番茄黃金番茄為試驗(yàn)材料，分析不同施肥處理對(duì)大棚番茄生長(zhǎng)（指標(biāo)為株高、莖粗、葉綠素、葉面積）、品質(zhì)（指標(biāo)為可溶性固形物含量、維生素C含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量、糖酸比、單果質(zhì)量）和產(chǎn)量（指標(biāo)為坐果率、產(chǎn)量）的影響，并利用主成分分析法和隸屬函數(shù)法對(duì)番茄品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，在以蚯蚓糞為底肥的冷棚番茄生產(chǎn)中，追施微生物肥（MF）只顯著提高了黃金番茄坐果—轉(zhuǎn)色期的葉面積和株高，但降低了黃金番茄的品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，提高了吉甜一號(hào)的品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。追施微生物肥結(jié)合葉面噴施氨基酸肥（MF+AF）降低了2種番茄的品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。MF、MF+AF處理雖然對(duì)番茄的坐果率無(wú)顯著影響，但卻降低了番茄的總產(chǎn)量。綜合分析可知，MF、MF+AF處理對(duì)不同品種番茄生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響不一致，MF處理可提高櫻桃番茄吉甜一號(hào)的品質(zhì)，不追施微生物肥和氨基酸肥（CK）可以保障中果型番茄黃金番茄的品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：微生物肥;氨基酸葉面肥;蚯蚓糞肥;番茄品質(zhì);綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)： S143.6;S641.206文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2022）12-0173-07

收稿日期：2021-08-24

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：2019YFD1001900）;國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)（編號(hào)：CARS-23）。

作者簡(jiǎn)介：李佳璠（1999—），女，河北邢臺(tái)人，碩士研究生，從事設(shè)施蔬菜栽培生理與環(huán)境調(diào)控研究。E-mail：18845897632@163.com。

通信作者：謝 越，博士，講師，從事設(shè)施蔬菜栽培生理與環(huán)境調(diào)控研究。E-mail：yue.xie@cau.edu.cn。

番茄（Solanum lycopersicum）是我國(guó)蔬菜栽培中最主要的園藝作物之一，在國(guó)內(nèi)的播種面積占蔬菜總播種面積的4.7%[1]。由于設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中超量施用化肥的問(wèn)題普遍存在，嚴(yán)重影響了番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)，但是隨著人民生活水平的提高，消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)番茄的關(guān)注度越來(lái)越高[2]。因此，急需新型、綠色的肥料部分替代化肥。

目前，常用于代替化肥的肥料有微生物肥、氨基酸水溶肥和以動(dòng)物糞便為原料的有機(jī)肥。微生物肥是一類(lèi)由微生物及其產(chǎn)物組成的活性制品，其施用可以減少化肥的施用，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，而微生物肥中的微生物可以促進(jìn)植株生長(zhǎng)，被稱(chēng)為植物促生菌（plant growth-promoting bacteria，PGPB）[3]。植物促生菌分泌1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）脫氨酶、胞外多糖、生長(zhǎng)素（IAA）、赤霉素（Gas）、脯氨酸等代謝產(chǎn)物，能夠?qū)⑼寥乐袕?fù)雜的有機(jī)物質(zhì)分解成更簡(jiǎn)單的形式，使這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)易于被植物吸收，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)[4]。施加微生物肥料對(duì)番茄生長(zhǎng)的促進(jìn)作用不僅表現(xiàn)在能夠提高番茄株高、莖粗、莖干質(zhì)量、葉面積等營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)指標(biāo)上，還體現(xiàn)在能夠降低番茄果實(shí)硝酸鹽含量，提高番茄果實(shí)還原性糖、維生素C、可溶性固形物、番茄紅素含量及產(chǎn)量等生殖生長(zhǎng)指標(biāo)上[5-7]。氨基酸肥是一種以氨基酸為原料的肥料，為了防止氨基酸在土壤微生物作用下被分解，通常采用葉面噴施的方式以保證肥效[8]。氨基酸不僅含有植物需要的氮素營(yíng)養(yǎng)，而且能絡(luò)合一些微量元素，例如復(fù)合氨基酸中的—NH2、—OH、—COOH可絡(luò)合Fe、Cu、Zn、Mn等元素，從而提高植物吸收微量元素的速率，甘氨酸、谷氨酸等氨基酸還具有明顯的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)功能，有利于蛋白酶、葉綠素的合成，從而促進(jìn)植物吸收二氧化碳進(jìn)行光合作用[8-10]。在番茄栽培過(guò)程中，噴施氨基酸葉面肥可以增加植株株高、莖粗、葉片數(shù)和葉綠素含量，顯著提高果實(shí)的維生素C含量、有機(jī)酸含量、可溶性糖含量、糖酸比和可溶性蛋白含量，增加番茄單果質(zhì)量和小區(qū)產(chǎn)量[11-13]。蚯蚓糞肥是使用蚯蚓的排泄物發(fā)酵制成的肥料，富含大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如腐殖質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、植物所需的各種元素，且蚯蚓糞肥中的營(yíng)養(yǎng)含量高于由相同有機(jī)廢料制成的普通堆肥產(chǎn)物[14]。已有研究發(fā)現(xiàn)，適量施加蚯蚓糞肥對(duì)番茄植株株高、莖粗均有促進(jìn)作用，且使番茄果實(shí)的維生素C、有機(jī)酸、可溶性糖含量顯著升高，產(chǎn)量相較于不施加蚯蚓糞肥顯著提高[15-17]。

綜合評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)是探究肥料對(duì)番茄產(chǎn)量、品質(zhì)影響的重要一步。單一性狀的突出并不能反映整體的情況，只有綜合性狀優(yōu)良的施肥方案才具有推廣價(jià)值。主成分分析法在減少原有信息損失的基礎(chǔ)上，使各個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為彼此間線性獨(dú)立的綜合指標(biāo)，極大程度地避免了指標(biāo)間相關(guān)性的干擾[18]。隸屬函數(shù)法通過(guò)計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，通過(guò)加權(quán)計(jì)算得出綜合評(píng)分[19]。將主成分分析法和隸屬函數(shù)法進(jìn)行結(jié)合使用是進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的有效方法，目前，已有研究結(jié)合上述2種方法對(duì)番茄[20]、辣椒[21]、菠菜[22]、大白菜[23]、大豆[24]和玉米[25]的品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

已有研究發(fā)現(xiàn)，微生物肥與氨基酸肥有利于番茄生長(zhǎng)，但是關(guān)于蚯蚓糞作為底肥的微生物肥與氨基酸葉面肥配合施用的效果還鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)以常規(guī)施加水溶肥作對(duì)照，研究施用微生物肥及微生物肥與氨基酸肥配合施用2種施肥方案對(duì)大棚種植的吉甜一號(hào)和黃金番茄植株生長(zhǎng)、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為高品質(zhì)番茄栽培施肥方案的制定提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)設(shè)在河北省張家口市尚義縣官村（地理位置為41°9′8.55″N、113°56′56.23″E，海拔1 59 m）大棚內(nèi)，試驗(yàn)時(shí)間為2020年5月10日至10月13日。

供試肥料為豐田寶微生物菌肥、慧動(dòng)力氨基酸葉面肥，購(gòu)自山東豐田寶農(nóng)業(yè)科技有限公司;常規(guī)追施水溶肥為金正大復(fù)合肥，購(gòu)自金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司;供試品種為“吉甜一號(hào)”和“黃金番茄”，購(gòu)自北京天安農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。本試驗(yàn)所用底肥：金正大復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量分別為16%、16%、16%）、磷酸二銨（N、P2O5、K2O含量分別為8%、46%、0），金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司;持力棚（純B含量為15%，Na2B4O7·4H2O含量為99%）、辛硫磷顆粒（總有效成分含量為5%），美國(guó)硼砂集團(tuán);腐熟羊糞，唐縣赫輝有機(jī)肥銷(xiāo)售公司;蚯蚓糞肥，北京豐收時(shí)節(jié)農(nóng)業(yè)科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

種植試驗(yàn)在長(zhǎng)65 m、寬10 m的冷棚內(nèi)進(jìn)行，冷棚為南北走向，2個(gè)品種分別在2個(gè)條件相同的冷棚內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。定植前施用750 kg/hm2復(fù)合肥、300 kg/hm2磷酸二銨、6 kg/hm2持力硼、90 kg/hm2辛硫磷顆粒、30 000 kg/hm2腐熟羊糞、45 000 kg/hm2 蚯蚓糞肥作為底肥。雙行栽培，行距45 cm，株距30 cm，留7穗果打頂。除施肥外，其他管理措施保持一致。

本試驗(yàn)設(shè)追施微生物肥（MF）、追施微生物肥+氨基酸葉面肥（MF+AF）和常規(guī)追施水溶肥（CK）3個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)4次重復(fù)，共有12個(gè)處理小區(qū)，各處理小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)小區(qū)的面積為54.17 m2。番茄于2020年5月10日定植，2020年10月13日拉秧。MF、MF+AF處理的微生物肥于定植后果實(shí)坐果—轉(zhuǎn)色期一次性施入，施加時(shí)間為6月14日。氨基酸葉面肥、水溶肥按照肥料說(shuō)明推薦使用量和當(dāng)?shù)卮笈锓殉Ｒ?guī)管理施加，追肥時(shí)期和追肥量見(jiàn)表1。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 番茄生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 開(kāi)花后在每個(gè)小區(qū)選取5株長(zhǎng)勢(shì)一致的番茄，在施肥時(shí)間前后定株測(cè)量植株株高、莖粗、葉面積、葉片數(shù)。株高用鋼卷尺測(cè)量植株莖基部至生長(zhǎng)點(diǎn)的距離;莖粗用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量距生長(zhǎng)點(diǎn)約15 cm處的橫、縱向直徑，取平均值;選取頂端前3張完全展開(kāi)的功能葉，用鋼卷尺測(cè)量其葉長(zhǎng)、葉寬，按照下式計(jì)算其葉面積（LA）：

LA=0.347 ×（L×W）-10.7[26]。

式中：L為葉長(zhǎng);W為葉寬。

1.3.2 番茄品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定 分別選取20個(gè)第1、第3、第5、第7穂的成熟果實(shí)，用蒽酮比色法[27]測(cè)定果實(shí)可溶性糖含量，用酸堿滴定法[28]測(cè)定果實(shí)可滴定酸含量，用2，6-二氯酚靛酚鈉滴定法[29]測(cè)定果實(shí)維生素C含量，用TD245型數(shù)字折光儀[30]測(cè)定果實(shí)可溶性固形物含量。分別選取20個(gè)第1穂、第3穂、第5穗、第7穂的成熟果實(shí)，用電子天平稱(chēng)量其單果質(zhì)量。

1.3.3 番茄產(chǎn)量指標(biāo)的測(cè)定 對(duì)每個(gè)小區(qū)選取5株長(zhǎng)勢(shì)一致的番茄，定株計(jì)算其坐果率;待番茄全部采收后，計(jì)算每個(gè)處理的總產(chǎn)量，相關(guān)計(jì)算公式：

坐果率=坐果數(shù)量/開(kāi)花數(shù)量×100%。

1.4 番茄果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的計(jì)算

對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，對(duì)其進(jìn)行主成分分析，選取累計(jì)方差貢獻(xiàn)率大于75%的主成分。根據(jù)主成分的方差貢獻(xiàn)率和特征向量計(jì)算所選主成分的得分，將其作為該主成分的綜合得分[31]。

對(duì)主成分的綜合得分，采用如下公式計(jì)算隸屬函數(shù)值[32]：

U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）;i= ，3，…，n。（1）

式中：Xi為第i個(gè)綜合指標(biāo)數(shù)值;Xmin為第i個(gè)綜合指標(biāo)的最大值;Xmin為第i個(gè)綜合指標(biāo)的最小值。

不同綜合指標(biāo)所占權(quán)重采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

Yi=Pi∑ni=1Pi;i= ，3，…，n。（2）

式中：Pi為第i個(gè)綜合指標(biāo)貢獻(xiàn)率。

綜合評(píng)價(jià)指數(shù)（D值）采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

D=∑ni=1[U（Xi）×Yi];i= ，3，…，n。（3）

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用SPSS 6.0、Excel 019對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析、隸屬函數(shù)分析、單因素方差分析，采用Duncans法分析差異顯著性（α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理對(duì)番茄生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

由表2可以看出，隨著番茄生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)，吉甜一號(hào)番茄植株株高、葉片數(shù)不斷增加，葉面積先增加后減小，于2020年7月14日達(dá)到最大值。黃金番茄植株的株高、葉片數(shù)不斷增加;MF、CK處理的番茄植株葉面積在7月21日減小，隨著生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)，MF+AF處理番茄植株的葉面積不斷變大。與對(duì)照相比，在MF+AF處理下，吉甜一號(hào)的莖粗在6月25日顯著增加;在MF處理下，黃金番茄的葉面積和植株株高分別在7月8日和7月14日顯著提高，而其他指標(biāo)均無(wú)顯著變化。

2.2 不同處理對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

由表3可以看出， 不同肥料處理對(duì)植株第1、第

3、5、7穗果實(shí)主要品質(zhì)指標(biāo)的影響存在差異。與CK相比，MF處理顯著增加了吉甜一號(hào)第1穗果實(shí)的可溶性固形物含量和第7穗果實(shí)的可滴定酸含量，顯著降低了黃金番茄第1穗果實(shí)的單果質(zhì)量和吉甜一號(hào)第7穗果實(shí)的糖酸比;MF+AF處理顯著降低了吉甜一號(hào)第5穗果實(shí)的可溶性糖含量和第7穗果的單果質(zhì)量，顯著提高了吉甜一號(hào)第7穗果實(shí)的可滴定酸含量;其他各指標(biāo)間的差異不顯著。

2.3 番茄果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

將吉甜一號(hào)和黃金番茄2個(gè)品種的可溶性固形物含量、維生素C含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量、糖酸比5個(gè)品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定值分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分析，再對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值進(jìn)行主成分分析，結(jié)果均提取出2個(gè)主成分，其特征值、方差貢獻(xiàn)率、累積方差貢獻(xiàn)率見(jiàn)表4，特征向量見(jiàn)表5。糖酸比與吉甜一號(hào)主成分1的相關(guān)性最高，可溶性糖含量、可溶性固形物含量與吉甜一號(hào)主成分2的相關(guān)性較高。而黃金番茄的可溶性固形物含量、維生素C含量、可滴定酸含量與其主成分1的相關(guān)性較高，可溶性糖含量最能代表其主成分2。根據(jù)各成分的特征向量，將主成分用如下5個(gè)指標(biāo)向量的線性組合表示：

式中：u1、u2、u3、u4、u5分別為可溶性固形物含量、維生素C含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量、糖酸比標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值。

采用隸屬函數(shù)法，根據(jù)公式（1）對(duì)求得的主成分得分進(jìn)行綜合得分[U（Xi）]的計(jì)算，再利用公式（1）得出，吉甜一號(hào)中提取的2個(gè)綜合指標(biāo)的權(quán)重分別為0.68、0.32，黃金番茄中提取的2個(gè)綜合指標(biāo)的權(quán)重分別為0.74、0.26，最后根據(jù)公式（3）計(jì)算出吉甜一號(hào)和黃金番茄第1、第3、第5、第7穗果不同處理的綜合性評(píng)價(jià)指數(shù)（D值）（表6）。為了比較不同處理對(duì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的影響，將4穗果實(shí)的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)相加，求得吉甜一號(hào)的CK組得分為2.19，MF處理組得分為2.45，MF+AF處理組得分為1.99，可見(jiàn)吉甜一號(hào)3個(gè)施肥處理組的綜合排序?yàn)镸F>CK>MF+AF;黃金番茄的CK組得分為2.00，MF處理組的得分為1.75，MF+AF處理組得分為1.22，黃金番茄3個(gè)施肥處理組的綜合排序?yàn)镃K>MF>MF+AF。

2.4 不同處理對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

對(duì)于吉甜一號(hào)，與CK相比，MF處理、MF+AF處理的坐果率降低，坐果率排序?yàn)镃K>MF+AF>MF;對(duì)于黃金番茄，MF+AF處理的坐果率最高，達(dá)到77.64%，MF處理的坐果率比CK低1.86百分點(diǎn)，但是2個(gè)品種在不同處理間的差異均不顯著（圖1）。與CK相比，MF、MF+AF處理的吉甜一號(hào)與黃金番茄的產(chǎn)量有所降低，總體表現(xiàn)為CK>MF>MF+AF，MF處理吉甜一號(hào)番茄產(chǎn)量較CK低3.06%，MF+AF處理的產(chǎn)量低于CK 3.42%，MF處理黃金番茄的產(chǎn)量比CK降低了4.45%，MF+AF處理比CK降低了7.32%（圖2）。

3 結(jié)論與討論

番茄的株高、莖粗、葉面積、葉片數(shù)等生長(zhǎng)指標(biāo)及生物量可直觀地反映番茄植株的生長(zhǎng)狀況，也間接地反映了番茄果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量[33]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，番茄植株的株高、葉片數(shù)隨著生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)而逐漸升高，葉面積指數(shù)隨著植株的生長(zhǎng)先增大后減小，這與張新燕等的研究結(jié)果[34]相同。MF+AF處理顯著提高了吉甜一號(hào)在定植后46 d（6月25日）的莖粗，MF處理顯著提高了黃金番茄定植后59 d（7月8日）的葉面積和定植后65 d（7月14日）的株高，這與王書(shū)娟等的研究結(jié)果[5，1 35]相同。但 MF+AF處理并未對(duì)其他時(shí)期的莖粗產(chǎn)生影響，并且有研究結(jié)果表明，番茄生長(zhǎng)指標(biāo)也受其生育時(shí)期的影響而不同，如張燕等發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理在番茄發(fā)育前期莖粗無(wú)顯著差異，在發(fā)育末期存在顯著差異[36]。

施加微生物肥提高番茄品質(zhì)已被很多研究證實(shí)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，施加微生物肥只增加了少量果穗番茄果實(shí)中的可溶性固形物含量、維生素C含量和可溶性糖含量，降低了番茄果實(shí)的糖酸比。經(jīng)過(guò)番茄品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的計(jì)算可知，吉甜一號(hào)施加MF的分值最高，這與前人得出的施加微生物肥能夠提高番茄品質(zhì)的研究結(jié)果[37-38]相同。而 MF+AF處理的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)卻低于CK，可能由于本試驗(yàn)采用蚯蚓糞肥作為底肥，蚯蚓糞肥富含有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等養(yǎng)分，可以提高土壤中的微生物含量[39]，對(duì)番茄生長(zhǎng)及品質(zhì)的改善具有明顯作用。在施加蚯蚓糞肥和MF的基礎(chǔ)上施加AF，可能會(huì)導(dǎo)致肥量過(guò)高，而施肥量過(guò)高并不利于番茄的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高[34]。在本試驗(yàn)中，黃金番茄3個(gè)施肥處理的品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)排序?yàn)镃K>MF>;MF+AF，表明相同的施肥方法和施肥量對(duì)不同品種的影響存在差異性，這與胡學(xué)木等的研究結(jié)果[40-41]相同。

在實(shí)踐生產(chǎn)中，生產(chǎn)者為了提高番茄的番茄品質(zhì)，常施用其他肥料來(lái)改善果實(shí)品質(zhì)[42]。雖然有大量研究發(fā)現(xiàn)，施加微生物肥可以提高番茄的品質(zhì)[5-7]，但本研究發(fā)現(xiàn)，施加微生物肥時(shí)應(yīng)注意與其他肥料的配施效果及品種差異，單純配施可能只會(huì)有限提高番茄品質(zhì)甚至降低番茄品質(zhì)及減產(chǎn)，降低經(jīng)濟(jì)效益，因此要注意有針對(duì)性地調(diào)整微生物肥的使用量。

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