李 蒙,朱思遠(yuǎn),袁童瑤,馮世杰,張瑩麗,申 君

(信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院園藝學(xué)院/信陽(yáng)市大別山區(qū)園藝植物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 信陽(yáng) 464000)

【研究意義】無(wú)土栽培是指不使用傳統(tǒng)土壤栽培,而以草炭、珍珠巖等基質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)土壤栽培作物的方法。其能使植物根系更好深入基質(zhì)并吸收其養(yǎng)分,具有土傳病蟲害發(fā)生率低、減少連作障礙、養(yǎng)分散失少及利用率高等諸多優(yōu)點(diǎn),是我國(guó)園藝作物栽培中廣泛應(yīng)用的一種方法[1-2]。優(yōu)質(zhì)栽培基質(zhì)的透氣及持水能力較強(qiáng),且含有大量有益于作物生長(zhǎng)的微量元素,因此基質(zhì)栽培在園藝作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著重要作用,也是果蔬生產(chǎn)過(guò)程向現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)[3]。近年來(lái),隨著人們對(duì)園藝產(chǎn)品品質(zhì)要求的提升,培育抗病強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好的園藝作物尤為重要。生物有機(jī)肥是在普通肥料中加入細(xì)菌、真菌等有益菌群從而提高基質(zhì)肥力及基質(zhì)腐熟度而制成的一種新型肥料[4]。生物有機(jī)肥相比傳統(tǒng)肥料加了多種功能性有益微生物、菌群,可以為園藝作物提供養(yǎng)分,疏松土壤、改善作物根際微生物環(huán)境、增強(qiáng)作物根系抗病性,有效改善基質(zhì)理化性質(zhì)[5-6]。生物有機(jī)肥中的菌群不僅可以提高植株的品質(zhì)和產(chǎn)量,還能抑制土傳病蟲害的發(fā)生[7-8]。因此,有必要探究栽培基質(zhì)中添加生物有機(jī)肥對(duì)提高番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】王成等[9]研究發(fā)現(xiàn),常規(guī)化肥配施3600 kg/hm2的生物有機(jī)肥能夠顯著降低韭菜葉片硝酸鹽含量,提高維生素C、可溶性糖含量,提高韭菜干物質(zhì)積累。陳雪梅等[6]研究發(fā)現(xiàn)施用多種生物有機(jī)肥均可以使土壤肥沃、肥力增加,還能有效改善園藝作物的品質(zhì)、產(chǎn)量及促進(jìn)作物生長(zhǎng)。楊天杰等[4]研究發(fā)現(xiàn),含有芽孢桿菌的生物有機(jī)肥是一種新型的有機(jī)肥,在基質(zhì)中施用可減少青枯病發(fā)生,且對(duì)該病害的防除效果最好,也可顯著改善基質(zhì)有機(jī)質(zhì)及硝態(tài)氮含量。孫婷等[10]研究發(fā)現(xiàn),生物有機(jī)肥與傳統(tǒng)化肥配施對(duì)作物根際微生物影響較大,可改善鹽化潮土中食細(xì)菌微型動(dòng)物的相對(duì)豐度,有利于冬小麥生長(zhǎng)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】番茄(LycopersiconesculentumMill.)是無(wú)土栽培規(guī)?；a(chǎn)的主要經(jīng)濟(jì)作物,具有抗逆性強(qiáng)、品質(zhì)好等特點(diǎn)[11]。前人研究多集中在大田施用肥料栽培作物,而無(wú)土栽培條件下,探討生物有機(jī)肥對(duì)基質(zhì)肥力、相關(guān)酶活性以及番茄生理生長(zhǎng)指標(biāo)的影響卻鮮有報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】采用桶式基質(zhì)培的方式,將生物有機(jī)肥與栽培基質(zhì)按照不同比例進(jìn)行混配,研究其對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)元素積累、基質(zhì)酶活性和番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,以期篩選出適宜番茄栽培的生物有機(jī)肥用量,為提高基質(zhì)肥力、增加番茄產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為‘粉都金冠王’番茄種子,購(gòu)自河南豫藝種業(yè)有限公司;供試生物有機(jī)肥為‘土膳坊’(N+P2O5+K2O總養(yǎng)分≥5.5%,有機(jī)質(zhì)≥45%,水分≤30%,有效活菌數(shù)2.52×108個(gè)/g,其中細(xì)菌1.82×108個(gè)/g,真菌4.33×107個(gè)/g,其他菌種2.11×107個(gè)/g),購(gòu)于河南博龍生物科技有限公司;栽培基質(zhì)為草炭、珍珠巖、蛭石,均購(gòu)于信陽(yáng)上天梯恒源礦業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021年4—11月在信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院智慧園藝實(shí)驗(yàn)基地物聯(lián)網(wǎng)溫室內(nèi)進(jìn)行。將生物有機(jī)肥與栽培基質(zhì)[v(草炭)∶v(蛭石)∶v(珍珠巖)=1∶1∶1]按照不同比例進(jìn)行混配,每桶總基質(zhì)量為12 kg,設(shè)置0%、6%、12%、18%、24%生物有機(jī)肥添加量共5個(gè)處理(依次為CK、T1、T2、T3、T4),每個(gè)處理重復(fù)3次。使用栽培基質(zhì)培育番茄幼苗,穴盤清洗干凈并消毒,將基質(zhì)按配比混勻后,裝入50孔育苗穴盤中,種子需先進(jìn)行溫湯浸種,壓穴后播種,每穴1粒種子,澆透水并覆蓋薄膜。待幼苗三葉一心時(shí),挑選生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)一致且無(wú)機(jī)械損傷的番茄植株移栽至生物有機(jī)肥與栽培基質(zhì)混配的栽培桶(上口徑33.5 cm,下口徑22 cm,高26 cm)中,每桶移栽1株。試驗(yàn)共5組處理,每個(gè)處理放置1行,每行放置10個(gè)栽培桶,共移栽50株。定植成活后,需根據(jù)植株的健壯程度定時(shí)定量澆灌Hoagland營(yíng)養(yǎng)液,在開花結(jié)果期適當(dāng)增加其用量,保證植株的日常營(yíng)養(yǎng)需要,病蟲害防治等需按常規(guī)管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。番茄出現(xiàn)第六花絮后打頂,果實(shí)完全成熟后采收測(cè)定果實(shí)橫徑、縱徑、單果重、單株產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)等指標(biāo)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 基質(zhì)理化性質(zhì)測(cè)定 分別對(duì)栽培前、后的基質(zhì)進(jìn)行取樣并風(fēng)干,參照郭世榮[12]的方法測(cè)定基質(zhì)的理化性質(zhì);使用pH測(cè)定儀測(cè)定基質(zhì)pH;將基質(zhì)和純水按1∶5的比例混合均勻,過(guò)濾后使用電導(dǎo)儀測(cè)定基質(zhì)EC值。

1.3.2 基質(zhì)微生物數(shù)量測(cè)定 參照丁玥琪[13]的方法對(duì)番茄基質(zhì)取樣并測(cè)定微生物數(shù)量。每組稱取需測(cè)定的基質(zhì)樣品10 g與90 mL無(wú)菌水混合放在錐形瓶中,并放入無(wú)菌玻璃珠,搖勻備用。分別使用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、PDA培養(yǎng)基及高氏Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基用于分離培養(yǎng)細(xì)菌、真菌及放線菌,細(xì)菌使用10-4、10-5、10-6稀釋度的菌懸液,真菌及放線菌使用10-3、10-4、10-5稀釋度的菌懸液,各重復(fù)3次。

1.3.3 基質(zhì)酶活性測(cè)定 參照關(guān)松萌[14]的方法采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定番茄基質(zhì)脲酶活性;采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定基質(zhì)過(guò)氧化氫酶活性;采用3, 5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定蔗糖酶活性;采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定基質(zhì)磷酸酶活性。

1.3.4 基質(zhì)堿解氮、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定 使用SYS-ZSE型土壤肥料養(yǎng)分檢測(cè)儀測(cè)定基質(zhì)堿解氮、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì),取土壤聯(lián)合浸提粉劑1袋,倒入蒸餾水制備基質(zhì)浸提劑;取風(fēng)干基質(zhì)或新鮮基質(zhì)1 g放入基質(zhì)浸提瓶,吸取20 mL基質(zhì)浸提劑于浸提瓶,取約0.3 g土壤脫色劑加入浸提瓶,劇烈震蕩后過(guò)濾,即為基質(zhì)速效養(yǎng)分待測(cè)液;用吸管分別吸取一定量的基質(zhì)浸提液、基質(zhì)浸提液+土壤養(yǎng)分混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液、基質(zhì)速效養(yǎng)分待測(cè)液于3個(gè)小試管中,依次加入專用劑測(cè)定基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量;取1袋土壤有機(jī)質(zhì)浸提劑與蒸餾水混合制備基質(zhì)有機(jī)質(zhì)浸提劑,稱取風(fēng)干基質(zhì)4 g,加入20 mL基質(zhì)有機(jī)質(zhì)浸提劑,搖勻過(guò)濾,測(cè)定基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量。

1.3.5 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 在番茄成熟時(shí),隨機(jī)采樣并把根系清洗干凈,用吸水紙擦干,使用直尺測(cè)量番茄株高、上下胚軸長(zhǎng)及根長(zhǎng);使用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量植株莖粗;使用葉面積掃描儀測(cè)出植株生長(zhǎng)點(diǎn)下第3片葉的葉面積;使用萬(wàn)分之一天平稱量植株全株干、鮮重;根體積測(cè)定使用排水法;根系活力測(cè)定使用TTC法,重復(fù)3次;根據(jù)以上所測(cè)數(shù)據(jù),按公式求得根冠比、壯苗指數(shù)。

1.3.6 葉綠素、類胡蘿卜素含量測(cè)定 采用葉綠素定量測(cè)定法測(cè)定番茄葉綠素、類胡蘿卜素含量[15]。取植株盛花期各處理生長(zhǎng)點(diǎn)下第3片葉,剪碎后取0.2 g與20 mL的混合浸提液混合放入25 mL的容量瓶中,置于黑暗處,葉片發(fā)白時(shí)可放在光照環(huán)境,用混合浸提液定容至25 mL,搖勻后備用,用紫外分光光度計(jì)分別測(cè)量在663、646、470 nm下的吸光值。

1.3.7 光合氣體交換參數(shù)測(cè)定 取番茄盛花期各處理生長(zhǎng)點(diǎn)下第3片葉,采用光合測(cè)定系統(tǒng)(Li-6400,USA)于9:00—11:00測(cè)定光合氣體交換指標(biāo),包括凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)等指標(biāo),每個(gè)處理測(cè)定6株。

1.3.8 番茄產(chǎn)量測(cè)定 待番茄果實(shí)成熟時(shí)采樣,每個(gè)處理取3株,使用電子天平測(cè)量單果重及單株重量;使用直尺測(cè)量果實(shí)橫徑、縱徑,果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑;使用果實(shí)硬度機(jī)垂直壓入番茄果實(shí),待壓到探頭刻度線為止,待數(shù)值穩(wěn)定時(shí)讀數(shù);當(dāng)果形指數(shù)≤0.70時(shí)為扁平形,0.70<果形指數(shù)≤0.86時(shí)為扁圓形,0.86<果形指數(shù)≤1.00時(shí)為圓形,1.00<果形指數(shù)≤1.50時(shí)為高圓形[16]。

1.3.9 可溶性蛋白及硝酸鹽含量測(cè)定 可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定[17];硝酸鹽含量參照任琴[18]的方法測(cè)定。

1.3.10 番茄果實(shí)品質(zhì)測(cè)定 待番茄果實(shí)成熟時(shí)采樣,每個(gè)處理取3株,采用蒽酮-濃H2SO4比色法測(cè)定可溶性糖含量;采用GB12295-90折射儀法測(cè)定可溶性固形物含量;采用甲醇水比色法測(cè)定總黃酮含量;采用2, 6-二氯靛酚滴定法[19]測(cè)定維生素C含量;采用丙酮-石油醚混合溶液比色法測(cè)定番茄紅素含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 26.0和Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)的影響

由表1可知,栽培前各處理基質(zhì)容重在0.20～0.28 g/cm3,其中T4處理最大,顯著高于CK、T2、T3處理,T3處理最小;隨著生物有機(jī)肥添加量的增多,EC值隨之升高,其中T4處理最高,為1.22 mS/cm;總孔隙度、氣水比、pH均呈先升后降趨勢(shì),其中T3處理的總孔隙度最大,相比CK提高28.26%;pH介于5.82～6.53,T3處理最大,適宜番茄生長(zhǎng)。

表1 栽培前后基質(zhì)理化性質(zhì)

栽培后各處理的基質(zhì)容重在0.18～0.22 g/cm3,其中T4處理最大,顯著高于CK,T1處理最小;T3處理的基質(zhì)總孔隙度、pH最大,相比CK分別提高3.13%、15.48%,T2處理的基質(zhì)氣水比最大(0.62);pH與EC值相較栽培前整體減小。

2.2 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)基質(zhì)微生物數(shù)量的影響

由表2可知,基質(zhì)微生物數(shù)量均隨著生物有機(jī)肥添加量的增加而增加,以細(xì)菌數(shù)量最多;細(xì)菌、放射菌、真菌數(shù)量均為T4處理最優(yōu),相較CK分別提高27.34%、12.22%、63.52%;基質(zhì)細(xì)菌、放射菌、真菌數(shù)量各處理間存在顯著差異。綜上所述,基質(zhì)微生物數(shù)量與生物有機(jī)肥添加量有明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系,添加一定量的生物有機(jī)肥,可使番茄根際微生物數(shù)量增加。

表2 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)基質(zhì)微生物數(shù)量的影響

2.3 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)基質(zhì)酶活性的影響

由圖1可知,基質(zhì)中脲酶、過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、磷酸酶活性均呈先升后降趨勢(shì),均為T3處理顯著高于其他處理,相比CK分別提高23.10%、10.58%、20.98%、16.91%;其中脲酶活性在T1處理最小[3.55 mg/(g·24 h)],且與T4處理無(wú)顯著差異;過(guò)氧化氫酶活性在T4處理最小[3.81 mL/(g·h)];蔗糖酶活性在T1處理最小,且與T4處理無(wú)顯著差異;磷酸酶活性在T4處理最小[3.58 mg/(g·24 h)]。綜上所述,添加一定量的生物有機(jī)肥可以增加基質(zhì)酶活性,其中T3處理下,基質(zhì)脲酶、過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、磷酸酶活性最高。

不同小寫字母間表示差異顯著(P<0.05)。下同。Different lowercase letters indicate significant differences(P<0.05). The same as below.圖1 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)基質(zhì)酶活性的影響Fig.1 Effects of different amounts of bio-organic fertilizers on the activity of matrix enzymes

2.4 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)基質(zhì)堿解氮、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量的影響

由圖2可知,基質(zhì)堿解氮、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)均呈先升后降趨勢(shì),均為T3處理最大,相比CK分別提高58.69%、8.71%、29.36%、26.02%;堿解氮含量在T4處理最小,為108.98 mg/kg;速效鉀含量在T4處理最小,且與CK無(wú)顯著差異;速效磷含量在T4處理最小,為100.91 mg/kg,且與CK無(wú)顯著差異;有機(jī)質(zhì)含量在T2和T4處理間無(wú)顯著差異,相比CK分別提高15.50%、13.65%。綜上所述,添加一定量的生物有機(jī)肥,基質(zhì)堿解氮、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)均有所提高,其中T3處理的基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量增加最顯著。

圖2 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)基質(zhì)堿解氮、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量的影響Fig.2 Effects of different bio-organic fertilizer additions on alkali-hydrolyzed nitrogen, available potassium, available phosphorus and organic matter contents in matrix

2.5 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響

由表3可知,各處理中番茄的生長(zhǎng)指標(biāo)大多呈先升后降趨勢(shì),其中株高、莖粗、根長(zhǎng)、全株鮮重、全株干重均為T3處理最大,葉面積在T2處理時(shí)達(dá)到最大值;但各處理根體積呈下降趨勢(shì),在T1處理時(shí)達(dá)到最大,相比CK提高25.22%,T4處理最小;與CK相比,各生長(zhǎng)指標(biāo)在T1～T4處理均有不同程度的提升,且T4處理時(shí)均下降。綜上所述,添加一定量的生物有機(jī)肥能促進(jìn)番茄的株高、莖粗、根長(zhǎng)等生長(zhǎng)指標(biāo)的增加,尤以T3處理效果最佳,T3處理全株鮮重、干重最大,干物質(zhì)積累量多。

表3 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響

由圖3可知,根系活力、壯苗指數(shù)及根冠比均呈先升后降趨勢(shì),均在T3處理時(shí)達(dá)到最大值,相比CK分別提高19.99%、41.03%、13.93%,其中根系活力在T1、T4處理無(wú)顯著差異;壯苗指數(shù)在T3、T4處理無(wú)顯著差異,相比CK分別提高41.03%、30.77%;根冠比在T1～T3處理無(wú)顯著差異。綜上所述,添加一定量的生物有機(jī)肥能促進(jìn)番茄根系活力、壯苗指數(shù)及根冠比的增加,其中T3處理的根系活力及壯苗指數(shù)優(yōu)于其他處理。

圖3 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄根系活力、壯苗指數(shù)及根冠比的影響Fig.3 Effects of different bio-organic fertilizer additions on tomato root vigor, vigorous seedling index and root-shoot ratio

2.6 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄葉片光合色素含量的影響

由圖4可知,光合色素是作物生長(zhǎng)健壯的關(guān)鍵指標(biāo),葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素及葉綠素總含量呈先升后降趨勢(shì),均為T3處理最大;葉綠素a含量在T1處理最小,且與CK、T4處理無(wú)顯著差異;葉綠素b含量在CK、T1、T2、T4處理無(wú)顯著差異;類胡蘿卜素含量在T4處理最小,且與CK、T1處理無(wú)顯著差異;葉綠素總含量在T1處理最小(17.19 mg/g),且與CK、T4處理無(wú)顯著差異。綜上所述,添加一定量的生物有機(jī)肥有利于番茄葉片光合色素的積累,其中T3處理番茄葉片的光合色素含量?jī)?yōu)于其他處理,光合作用能力最強(qiáng)。

圖4 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄葉片光合色素含量的影響Fig.4 Effects of different bio-organic fertilizer additions on the content of photosynthetic pigments in tomato leaves

2.7 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄葉片光合參數(shù)的影響

由圖5可知,番茄葉片的Pn、Gs及Tr呈先升后降趨勢(shì),均在T3處理時(shí)達(dá)到最大值,相比CK分別提高31.33%、34.48%、26.45%,而葉片的Ci呈先降后升趨勢(shì),在T3處理最小,相比CK降低25.03%;與CK相比,除Gs在T1處理外,Pn、Gs及Tr在T1～T4處理均顯著提高,但Ci在各處理顯著降低。綜上所述,添加一定量的生物有機(jī)肥可促進(jìn)番茄葉片Pn、Gs及Tr增加,其中T3處理的Pn、Gs及Tr高于其他處理,Gi低于其他處理。

圖5 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄葉片光合參數(shù)的影響Fig.5 Effects of different amounts of bio-organic fertilizers on photosynthetic parameters of tomato leaves

2.8 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄果實(shí)產(chǎn)量的影響

由表4可知,番茄果實(shí)的果實(shí)硬度、果形指數(shù)呈先降后升趨勢(shì),在T3處理時(shí)最小,而單果重、單株產(chǎn)量呈先升后降趨勢(shì),在T3處理時(shí)顯著高于其他處理,相比CK分別提高21.35%、19.78%;與對(duì)照相比,番茄果實(shí)的單果重、單株產(chǎn)量在T1～T4處理均有不同程度的提高,且各處理差異較大,但果實(shí)硬度、果形指數(shù)均有不同程度的降低;T2、T4處理單果重、單株產(chǎn)量無(wú)顯著差異;單果重在T1處理最小,相比CK提高6.25%。綜上所述,生物有機(jī)肥的添加可使番茄果實(shí)的果形指數(shù)與果實(shí)硬度顯著降低,而單果重、單株產(chǎn)量顯著提高,其中T3處理顯著優(yōu)于其他處理。

表4 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄果實(shí)產(chǎn)量的影響

2.9 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄可溶性蛋白和硝酸鹽含量的影響

由圖6可知,可溶性蛋白含量呈先升后降趨勢(shì),而硝酸鹽含量呈先降后升趨勢(shì),其中可溶性蛋白含量在T3處理最多(1.49 mg/g),相比CK提高65.56%,T1處理最少;硝酸鹽含量在T3處理最少(0.91 mg/g),相比CK降低11.65%,T1處理最多。綜上所述,添加一定量的生物有機(jī)肥對(duì)番茄的可溶性蛋白及硝酸鹽影響較大。

圖6 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄可溶性蛋白和硝酸鹽含量的影響Fig.6 Effects of different bio-organic fertilizer additions on soluble protein and nitrate content in tomato

2.10 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

由表5可知,番茄果實(shí)的可滴定酸呈先降后升趨勢(shì),T3處理最小,而可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、番茄紅素均呈先升后降趨勢(shì),其中可溶性糖、番茄紅素在T3處理時(shí)均顯著高于其他處理,相比CK分別提高24.67%、56.25%、36.17%;與對(duì)照相比,番茄果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)在T1～T4處理均有不同程度的提高,且各處理差異較大;T2、T4處理的可溶性糖無(wú)顯著差異;番茄紅素在T1處理最小。綜上所述,生物有機(jī)肥的添加可使番茄果實(shí)的可滴定酸、可溶性糖、可溶性固形物、總黃酮含量、維生素C、番茄紅素顯著提高,其中T3處理顯著優(yōu)于其他處理,有效改善果實(shí)品質(zhì)。

表5 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

2.11 番茄生長(zhǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)與基質(zhì)特性指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表6可知,株高、莖粗受基質(zhì)理化性質(zhì)影響較大,株高與基質(zhì)速效鉀含量呈極顯著正相關(guān),莖粗與基質(zhì)速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量、脲酶活性、蔗糖酶活性呈極顯著正相關(guān);全株干重與基質(zhì)pH、過(guò)氧化氫酶活性、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)。表明干重受基質(zhì)理化性質(zhì)影響較大,基質(zhì)pH增加可能促進(jìn)番茄體內(nèi)干物質(zhì)量積累。番茄可溶性蛋白含量與根系活力受基質(zhì)pH影響較大,其中可溶性蛋白與基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素呈極顯著正相關(guān);番茄硝酸鹽含量與基質(zhì)pH、酶活性、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān),說(shuō)明番茄體內(nèi)不應(yīng)含有過(guò)多的硝酸鹽。單果重與較多基質(zhì)特性呈正相關(guān),其中與基質(zhì)pH、過(guò)氧化氫酶活性、速效磷含量、有機(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)。

表6 番茄生長(zhǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)與基質(zhì)特性指標(biāo)的相關(guān)性分析

3 討 論

3.1 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)的影響

基質(zhì)的理化性質(zhì)不僅會(huì)影響基質(zhì)中水分與養(yǎng)分的運(yùn)輸,還會(huì)影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),栽培后基質(zhì)容重整體較栽培前減小,總孔隙度較栽培前有小幅度上升,可能是因?yàn)檠b盤時(shí)基質(zhì)較緊實(shí),在栽培過(guò)程中變疏松,有利于根系生長(zhǎng),但固定基質(zhì)作用效果低。基質(zhì)在pH 6.0～7.0時(shí)番茄生長(zhǎng)最佳,尤其以pH 6.5的基質(zhì)栽培番茄效果最好,而EC值能反映基質(zhì)中水溶性鹽含量,過(guò)多會(huì)阻礙番茄生長(zhǎng),從而影響番茄品質(zhì)及產(chǎn)量[20-21]。本試驗(yàn)中pH在T3處理時(shí)接近6.5,番茄生長(zhǎng)最佳,EC值栽培后較栽培前有大幅度下降。

3.2 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)基質(zhì)特性的影響

基質(zhì)微生物數(shù)量與酶活性不僅影響基質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)元素含量[14],還影響番茄品質(zhì)和產(chǎn)量。趙佳等[22]研究表明,研制的新型生物有機(jī)肥可使基質(zhì)微生物多樣性增加,有利于基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素增加。本試驗(yàn)中添加一定量的生物有機(jī)肥,不僅細(xì)菌、真菌、放射菌數(shù)量均增加,尤其是細(xì)菌數(shù)量,而且T3處理對(duì)酶活性的促進(jìn)作用均優(yōu)于其他處理,證明T3處理下機(jī)制特性最好,這與鄭雪芳等[23]研究發(fā)現(xiàn)研制的微生物制劑運(yùn)用IMA處理方法可使番茄根際真菌及細(xì)菌數(shù)量增加一致。

3.3 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)基質(zhì)堿解氮、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量的影響

基質(zhì)堿解氮易受到基質(zhì)酶活性影響。速效鉀、速效磷均易被番茄吸收。有機(jī)質(zhì)包含基質(zhì)動(dòng)植物殘?bào)w及其分泌物。本研究中,T3處理下堿解氮、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)均達(dá)到峰值,證明T3處理可供番茄吸收的養(yǎng)分最多,利于植株生長(zhǎng)。這與楊利等[24]研究發(fā)現(xiàn)施用生物有機(jī)肥對(duì)小麥基質(zhì)堿解氮、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量有促進(jìn)作用,劉慧[25]研究發(fā)現(xiàn)氨基酸水溶肥與傳統(tǒng)復(fù)合肥配施可使辣椒土壤速效養(yǎng)分含量顯著提高,張迎春[26]研究發(fā)現(xiàn)配施生物有機(jī)肥可顯著提高堿解氮、速效鉀、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量一致。

3.4 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄生長(zhǎng)及光合特性的影響

番茄的生長(zhǎng)與品質(zhì)密切相關(guān)。葉片內(nèi)含有葉綠素,葉面積變化影響著番茄光合作用速率,從而影響植株光合色素含量。作物的根系是植株合成、分泌、儲(chǔ)存、運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及代謝的重要器官[27]。壯苗指數(shù)是番茄品質(zhì)的判定標(biāo)準(zhǔn)。干鮮重則反映體內(nèi)干物質(zhì)與水分的關(guān)系[28]。大部分園藝作物需進(jìn)行光合作用,適當(dāng)?shù)墓夂献饔每梢栽黾臃洋w內(nèi)有機(jī)物的生成,改善番茄品質(zhì)[29-30]。本試驗(yàn)中,T3處理的番茄生長(zhǎng)指標(biāo)株高、莖粗、根長(zhǎng)、全株鮮重、全株干重優(yōu)于其他處理,但在T4處理下降,表明添加生物有機(jī)肥不宜過(guò)量;添加一定量的生物有機(jī)肥有利于改善番茄品質(zhì),且促進(jìn)番茄葉綠素a、b及類胡蘿卜素的形成,其中T3處理的葉綠素a、b及類胡蘿卜素優(yōu)于其他處理,Pn、Gs、Tr達(dá)到最大,Ci最小,此時(shí)番茄的光合作用最強(qiáng),有利于光合色素的生成,以滿足自身需要,加速番茄體內(nèi)的代謝過(guò)程。

3.5 不同生物有機(jī)肥添加量對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

可溶性蛋白能夠顯著提高細(xì)胞的保水能力[31]。番茄積累過(guò)多的硝酸鹽,對(duì)植株生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響?？扇苄蕴堑男纬膳c含量不僅影響果實(shí)中的甜度,還可通過(guò)糖酸比判斷果實(shí)的風(fēng)味及口感;可溶性固形物包含糖類、維生素、礦物質(zhì)等[32];總黃酮含量會(huì)促進(jìn)作物的生長(zhǎng)[19];番茄紅素對(duì)作物起到抗氧化性作用,并對(duì)人體大有裨益。本研究中,生物有機(jī)肥對(duì)番茄的可溶性蛋白及硝酸鹽含量作用較小,其中T3處理下可溶性蛋白含量最高,硝酸鹽含量最低,可能是因?yàn)樯镉袡C(jī)肥能夠抑制番茄體內(nèi)硝酸鹽含量的生成;添加一定量的生物有機(jī)肥可使番茄果實(shí)中的可溶性酸、總黃酮含量下降,而可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、番茄紅素提高;番茄紅素顯著提高可能是因?yàn)樯镉袡C(jī)肥中含有大量的有益微生物及營(yíng)養(yǎng)元素,能夠增加肥力、改善基質(zhì)結(jié)構(gòu),從而改善果實(shí)品質(zhì)。

4 結(jié) 論

添加生物有機(jī)肥可以改善基質(zhì)理化性質(zhì)、增加基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量、促進(jìn)番茄生長(zhǎng)、葉片光合色素含量和可溶性蛋白增加,其中T3處理下,即每桶生物有機(jī)肥添加量為18%時(shí),不論是基質(zhì)pH、EC值、酶活性、微生物數(shù)量等特性指標(biāo),還是番茄葉面積、莖粗、根長(zhǎng)、干重等生長(zhǎng)指標(biāo)都顯著優(yōu)于其他處理,可作為番茄栽培最適生物有機(jī)肥添加量,進(jìn)一步推廣使用。