茭白葉堆肥不同用量對番茄生長、產量、品質及土壤肥力的影響

陳劍 齊文 蔣海凌 陳偉強

摘 ? ?要：為明確茭白葉堆肥的潛在應用價值，采用設施栽培，研究茭白葉堆肥的不同堆制原料和施肥量對番茄生長、產量、品質、氮肥利用率和土壤肥力的影響。結果表明，移栽后21 d內，2種茭白葉堆肥對番茄株高、莖粗的促生長效果均好于商品有機肥；番茄的氮素農學效率、氮養分吸收量及氮素利用效率均隨著茭白葉堆肥施肥量的增加呈上升趨勢；商品有機肥在相同施肥量下對土壤有機質、氮、磷含量的提高效果好于2種茭白葉堆肥。2種堆肥在氮肥施用量為470.25 kg·hm-2時番茄產量均最高，T5處理（堆肥A）、T8處理（堆肥B）產量分別為112.68 t·hm-2、106.98 t·hm-2；T8處理番茄品質為各處理中最優，其可溶性蛋白、維生素C、可溶性糖、有機酸含量（w，后同）分別為7.23 mg·g-1、40.61 mg·100 g-1、5.88%和0.66%。研究表明，茭白葉堆肥對番茄產量、品質、氮肥利用率均有較好提升效果，T8處理（堆肥B施用量28 068.59 kg·hm-2）的施肥方案最具推廣價值。

關鍵詞：番茄；茭白葉堆肥；產量；品質；氮肥利用率；土壤肥力

中圖分類號：S641.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2023）06-069-08

Effects of different application amounts of Zizania latifolia leaf compost on tomato growth， yield， quality and soil fertility

CHEN Jian， QI Wen， JIANG Hailing， CHEN Weiqiang

（Zhejiang Taizhou Academy of Agricultural Sciences， Linhai 317000， Zhejiang， China）

Abstract： To explore the application potential of Zizania latifolia leaves compost， the effect of raw materials of the compost and amount of the compost used on the growth， production and quality of tomato and nitrogen use efficiency， soil fertility under facility cultivation was evaluated. The growth-promoting effects of two kinds of Zizania leaf compost on tomato plant height and stem diameter were better than those of commercial organic fertilizer within 21 days after transplanting. The nitrogen agronomic efficiency， nitrogen nutrient uptake and nitrogen use efficiency of tomato increased with the increase of Zizania latifolia leaf compost fertilizer. The effect of commercial organic fertilizer on soil fertility was better than that of two kinds of Zizania leaf compost under the same amount of fertilizer. The yield of tomato was the highest when the nitrogen fertilizer application rate was 470.25 kg·hm-2， the yield of T5 treatment（compost A）and T8 treatment（compost B）was 112.68 t·hm-2 and 106.98 t·hm-2， respectively. The quality of tomato treated with T8 was the best among all treatments， and the content of soluble protein， vitamin C， soluble sugar， organic acid reached 7.23 mg·g-1， 40.61 mg·100 g-1， 5.88% and 0.66% respectively. Zizania latifolia leaf compost has a good effect on tomato yield， quality and nitrogen use efficiency， and the fertilization scheme of T8 treatment（compost B application amount of 28 068.59 kg·hm-2）had the most promotion value.

Key words： Tomato; Zizania latifolia leaves compost;Yield; Quality; Nitrogen use efficiency; Soil fertility

浙江省是我國茭白生產的第一大省，近幾年茭白的種植面積穩定在3×104 hm2左右，約占全國種植總面積的45%[1]。茭白生產中常有“一斤茭白一斤廢葉”的說法，采收時茭白上部葉片和下部殘留葉鞘的鮮質量占植株總質量的50%～70%，浙江省每年產生的茭白秸稈鮮質量可達2×106 t以上[2-3]。茭白秸稈如果得不到科學合理的處置，不僅會造成環境污染和資源浪費，也會嚴重制約茭白產業的可持續發展。為了解決茭白秸稈綜合利用的難題，各地茭白產區開展積極探索，形成了利用茭白秸稈堆制有機肥、覆蓋果園、加工青貯飼料、制作食用菌基料、加工工藝品等多種應用模式[3-5]。茭白葉中含有豐富的營養成分，其有機質含量（w，后同）可達65.50%、N含量為3.70%、P2O5含量為0.50%、K2O含量為2.10%[6]，將茭白葉堆肥還田是補充農田土壤各類養分最直接和最有效的方式，具有良好的經濟效益和生態效益，是發展生態農業的一條有效途徑[7]。

目前，我國關于茭白秸稈堆肥的研究主要集中在堆肥物料配比、堆肥過程變化、篩選發酵菌劑等方面[6-9]。磐安縣曾利用茭白秸稈發酵有機肥在鮮食大豆上開展肥效試驗，發現茭白秸稈發酵有機肥對鮮食大豆的生物產量及干豆產量均有明顯增產效果[10]，而關于茭白秸稈的堆肥產品在其他作物上的應用效果，現有的研究仍然較少。為了明確茭白葉堆肥在蔬菜生產中的施用方法和實際應用效果，筆者將茭白葉分別與雞糞和豬糞按一定比例混合，并加入生物菌劑等輔料，堆制成2種有機肥，與當地常用的商品有機肥進行比較，研究不同堆肥施肥量對設施番茄生長、產量、品質、氮吸收以及土壤肥力等指標的影響，以期為茭白葉的堆肥還田提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年1－7月在浙江省臺州市黃巖區曦禾有機農場設施大棚內開展，試驗區域內地勢平坦，土層深厚，年降水量1 708.5 mm左右。土壤基本狀況為：沙壤土、pH值5.92、有機質含量（w，后同）25.34 g·kg-1、全氮含量1.68 g·kg-1、全磷含量0.42 g·kg-1、全鉀含量21.78 g·kg-1、水解性氮含量（堿解氮）169.13 mg·kg-1、有效磷含量20.35 mg·kg-1、速效鉀含量114.56 mg·kg-1，整體屬高肥力土壤。

1.2 材料

試驗作物為番茄，品種為常豐903，由上海市常豐種苗有限公司繁育的大紅果番茄。

參試商品有機肥選用當地蔬菜合作社常用品牌，為江蘇省南通市產的爾康牌有機肥；參試的2種茭白葉堆肥均為項目組前期于臺州市農業科學研究院基地內堆制而成。堆制方法如下：將茭白葉與畜禽糞便輔料（堆肥A輔料為干雞糞，堆肥B為干豬糞）按照3∶1質量稱取混勻后，在自制堆肥箱（長×寬×高=2.0 m×2.0 m×1.5 m）中采用層層堆疊的方式，每堆疊完一層物料撒上適量的微生物菌劑（酵素菌速腐劑，淮安大華生物科技有限公司），物料裝滿堆肥箱后在箱體表面覆蓋塑料薄膜，待堆體溫度超過50 ℃后去除塑料薄膜，根據堆體實際發酵情況適時翻堆，保證堆體中心最高溫度不超過70 ℃，堆制21 d。商品有機肥及2種茭白葉堆肥的基本理化性質見表1。

1.3 方法

試驗共設8個處理，每個處理3次重復，每個小區面積約15 m2，隨機區組排列。以不施肥處理T1為CK，T2處理為當地蔬菜合作社習慣施肥（即每667 m2施用商品有機肥22 500 kg作為基肥，基肥中不再添加化肥，折合施用純N量為376.20 kg·hm-2）。以T2處理中所施氮量作為1.00 N，2種茭白葉堆肥分別設置0.75 N（純N 282.15 kg·hm-2）、1.00 N（純N 376.20 kg·hm-2）、1.25 N（純N 470.25 kg·hm-2）等3個氮肥施用梯度，所有處理有機肥均作為基肥一次性施入，試驗期間不再追肥，具體試驗設置見表2。

參試番茄于2021年1月14日播種，2月25日（4葉期，株高20 cm左右）移栽，行株距為60 cm×40 cm，折合667 m2種植4.10×104株，移栽前對土地進行平整，均勻撒上有機肥后加薄土覆蓋，再蓋地膜，種植期間采用膜下滴灌方式進行灌溉，其余各項措施均按田間習慣方法統一管理，5月18日開始采收，7月10日結束采收。

1.4 測定項目

番茄生長指標及產量測定：番茄移栽1周后，每個小區選取10株長勢均勻的番茄植株做好標記，每周調查1次株高、莖粗。番茄果實成熟期，對各小區番茄根據長勢分批采收，每次采收詳細記錄單株產量及果實個數。

化感效應指數（IR）的計算：當T≥C時，IR=1-C/T；當T0表示化感促進作用，IR<0表示化感抑制作用，其絕對值的大小與作用強度保持一致[11]。

番茄不同部分含N量：收獲期每小區隨機選取3株番茄植株采樣，將采集的植株按不同器官（果實、莖、葉、根）分開，烘干、稱質量、粉碎，采用硫酸-過氧化氫消煮法測定植株不同部位含N量。

氮肥利用相關指標的計算公式如下[12]：

氮素農學效率/（kg·kg-1）=（施氮處理產量-不施氮處理產量）／施氮量； ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

氮素偏生產力/（kg·kg-1）=施氮處理產量／施氮量； ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

氮養分吸收量/（kg·hm-2）=氮養分含量×干物質量； ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

氮素利用效率/%=（施氮處理氮素累積量-不施氮處理氮素累積量）／施氮量×100。

番茄品質指標測定：采收中期，各個小區摘取長勢均勻具有代表性的果實樣品進行品質測定[13-15]，采用考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白含量，采用2，6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，采用滴定法測定有機酸含量。

土壤理化指標測定：番茄收獲結束后，利用“S”型采樣法在距離主根5 cm處，用取樣器采集0～20 cm耕層土樣，委托杭州綠城農科檢測技術公司進行土壤理化指標的檢測，土壤理化指標主要包括：pH值、有機質含量、水解性氮（堿解氮）含量、有效磷含量、速效鉀含量等。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2007進行數據處理和制作圖表，采用SPSS16.0軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對番茄長勢的影響

由表3可知，移栽后35 d，各處理番茄株高以T8處理為最高，達81.00 cm，分別比T1（CK）、T2處理顯著提高了35.45%、29.39%。調查期間，各處理番茄株高增幅為164.60%～224.56%，增幅最大為T6處理，分別比T1（CK）、T2處理的株高增幅提高了36.43%、22.54%。施用堆肥A的3個處理，移栽后35 d的番茄株高及株高增幅，隨著施肥量的增加均呈先升高后降低趨勢；施用堆肥B的3個處理，移栽后35 d的番茄株高隨著施肥量的增加而增加，株高的增幅隨著施肥量的增加而降低。

移栽后35 d，各處理番茄的莖粗以T8處理為最粗，達10.87 mm，分別比T1（CK）、T2處理顯著提高了22.41%、14.18%。調查期間，各處理番茄的莖粗增幅為60.41%～112.03%，T2處理的莖粗增幅最大。施用同一種堆肥的處理，移栽后35 d的番茄莖粗均隨著施肥量的增加而增加，莖粗的增幅則未呈現明顯規律。

2.2 不同施肥處理對番茄植株生長的化感效應

由表4可以看出，各施肥處理中，T2處理在7 d和14 d時對番茄株高表現出抑制效應，T2處理和T3處理在7 d時對番茄莖粗表現出抑制效應，其余處理在不同時期對番茄株高、莖粗均表現為促進效應。各處理對番茄生長的化感效應并未隨時間推移表現出明顯規律，其中T2、T3、T6和T8處理均在21 d時對番茄株高促進效應最強，T4、T5和T7處理均在35 d時對番茄株高促進效應最強；T3、T4、T5和T8等處理均在14 d時對番茄莖粗促進效應最強，T2、T6和T7處理分別在28、21、35 d時對番茄莖粗促進效應最強。除T6外的其余施用堆肥的處理，在調查期間對番茄株高的促進效應均顯著高于T2處理，在7、14、21 d，對番茄莖粗的促進效應也顯著高于T2處理；施用同一種堆肥的處理，對番茄株高、莖粗的促進效應并未隨著施肥量的提高而增強。

2.3 不同施肥處理對番茄產量的影響

由圖1可知，不同施肥處理間番茄的單果質量存在一定差異。其中單果質量最大為T5處理，達365.60 g，比T1（CK）顯著提高12.84%，比T2處理提高了2.01%；3種有機肥氮肥施用水平同為1.00 N（純N 376.20 kg·hm-2）時，單果質量最大為T2處理，達358.40 g，分別比T4、T7處理顯著提高9.17%、11.48%；當2種堆肥氮肥施用水平達到1.25 N（純N 470.25 kg·hm-2）時，T5處理、T8處理與T2處理之間單果質量均無顯著差異。施用同一種堆肥的處理，番茄的單果質量均隨著施肥量的增加而增加；相同氮肥施用水平下，施用堆肥A處理的單果質量均要高于施用堆肥B的處理，但差異均不顯著。

由圖2可知，不同施肥處理間番茄的產量存在一定差異。其中產量最高為T2處理，達116.15 t·hm-2，施用堆肥的處理產量最高為T5處理，達112.68 t·hm-2。當3種有機肥氮肥施用水平同為1.00 N（純N 376.20 kg·hm-2）時，T4處理、T7處理分別比T2處理顯著減產19.78%、34.89%；當2種堆肥氮肥施用水平達到1.25 N（純N 470.25 kg·hm-2）時，T5處理、T8處理與T2處理之間產量均無顯著差異。施用同一種堆肥的處理，番茄產量均隨著施肥量的增加而提高；相同氮肥施用水平下，施用堆肥A的處理產量均高于施用堆肥B的處理。

2.4 不同施肥處理對番茄品質的影響

由表5可知，不同施肥處理中T8處理番茄的品質最好，其可溶性蛋白含量、維生素C含量、可溶性糖含量、糖酸比均為最高，分別為7.23 mg·g-1、40.61 mg·100 g-1、5.88%、8.91，比T1（CK）分別顯著提高122.46%、123.13%、41.69%、110.64%，比T2處理分別顯著提高31.93%、36.64%、18.55%、23.92%。施用同一種堆肥的處理，可溶性蛋白含量、維生素C含量、可溶性糖含量、糖酸比均隨著施肥量的增加而提高，有機酸含量隨著施肥量的增加而降低；相同氮肥施用水平下，3種有機肥對番茄品質的提升效果為堆肥B＞堆肥A＞商品有機肥。

2.5 不同施肥處理對番茄氮肥利用率的影響

由表6可知，不同施肥處理間番茄各部位含氮量存在一定差異。番茄莖稈和葉片含氮量最高的均為T8處理，分別達2.22%、2.68%，比T1（CK）處理分別顯著提高了50.00%、44.86%，比T2處理分別提高了6.22%、3.88%；番茄根部與果實含氮量最高的均為T5處理，分別達2.25%、2.18%，比T1（CK）處理分別顯著提高了41.51%、51.39%，比T2處理分別提高了4.65%、7.39%。施用同一種堆肥的處理，番茄各部位的含氮量均隨著氮肥施用水平的提高而提高。

由表7可知，不同施肥處理間番茄各部位的氮積累量存在一定差異。番茄莖稈和根部氮積累量最多的均為T8處理，分別達47.05、7.23 kg·hm-2，比T1（CK）處理分別顯著提高了54.06%、53.50%，比T2處理分別顯著提高了17.24%、16.24%；番茄葉片氮積累量最多的為T5處理，達42.32 kg·hm-2，比T1（CK）處理顯著提高了46.18%，比T2處理提高了10.15%；番茄果實氮積累量最多的為T2處理，達81.32 kg·hm-2，比T1（CK）處理顯著提高了68.85%。施用同一種堆肥的處理，番茄不同部位的氮積累量均隨著氮肥施用水平的提高而提高。

由表8可知，T2處理的氮素農學效率、氮素偏生產力及氮素利用效率均最高，T5處理的氮養分吸收量最高；施用同一種堆肥的處理，氮素農學效率、氮養分吸收量及氮素利用效率均隨著氮肥施用水平的提高而顯著提高；相同氮肥施用水平下，施用2種堆肥的處理間氮養分吸收量及氮素利用效率均無顯著差異。

2.6 不同施肥處理對土壤肥力的影響

由表9可知，番茄收獲結束后，各處理土壤的pH值為5.48～5.96；相同氮肥施用水平下，施用2種堆肥的處理間pH值均無顯著差異；施用2種堆肥的處理在氮肥施用水平達到1.25 N（純N 470.25 kg·hm-2）時，與T2處理之間pH值均無顯著差異。T2處理收獲后土壤的有機質、堿解氮、有效磷、全氮含量均為最高，分別為29.70 g·kg-1、192.71 mg·kg-1、102.65 mg·kg-1、2.09 g·kg-1，分別較試驗前提高17.21%、13.94%、404.42%、24.40%；土壤速效鉀含量最高的為T5處理，達386.17 mg·kg-1，較試驗前提高了237.09%。施用同一種類堆肥的各處理，土壤的有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均隨著施肥量的增加呈上升趨勢；3種有機肥在氮肥施用水平同為1.00 N（純N 376.20 kg·hm-2）時，商品有機肥對土壤肥力的提升效果最好，除速效鉀外的其余土壤肥力指標均高于堆肥處理。

3 討論與結論

3.1 茭白葉堆肥不同施肥量對番茄生長、產量及品質的影響

秸稈堆肥還田可以改善土壤環境、促進作物對養分的吸收利用、利于微生物種群的繁殖和多樣性，進而促進作物的生長發育、改善品質、提高產量[16-20]。筆者的研究結果與前人基本一致，2種茭白葉堆肥對番茄的株高、莖粗的增長均有很好的促進作用，利用化感指數分析可知，2種茭白葉堆肥在番茄移栽后21 d內，對番茄株高、莖粗表現出的正向促進效應均強于商品有機肥；2種茭白葉堆肥對番茄生長的促進效應并未隨著施肥量的提高而增強。施用同一種堆肥的處理，番茄產量與品質均隨著施肥量的增加而提高。當3種有機肥氮肥施用水平同為1.00 N（純N 376.20 kg·hm-2）時，商品有機肥對番茄產量的提升效果最好，堆肥B對番茄品質提升效果最好；當2種堆肥氮肥施用水平達到1.25 N（純N 470.25 kg·hm-2）時，T5處理、T8處理與T2處理之間產量均無顯著差異，T8處理的番茄品質最好，說明2種茭白葉堆肥在提高施肥量情況下，均可以替代商品有機肥，使番茄產量達到當地正常生產水平，而且番茄品質更好。此外有研究表明，有機肥對番茄產量的提升效果還取決于土壤地力水平，當土壤的有機質含量低于10 g·kg-1時，有機無機配施對番茄的增產效果不顯著[21]，因此當茭白葉堆肥在其他地區應用時，需根據當地實際地力調整施肥量。

3.2 茭白葉堆肥不同施肥量對番茄氮肥利用率的影響

大量研究表明[12，22-24]，增施氮肥對于植株地上部生物量及地上部氮素累積都有顯著的促進作用，但施氮量超過一定范圍后，氮素累積效率及氮肥利用效率都會顯著降低且伴隨產量的明顯下降。本研究結果與前人基本一致，施用同一種茭白葉堆肥的處理，番茄不同部位的含氮量、氮積累量及氮肥利用相關的指標均隨著施肥量的提高呈上升趨勢，且番茄的產量也隨著施肥量的增加而顯著提高。當3種有機肥氮肥施用水平同為1.00 N（純N 376.20 kg·hm-2）時，施用商品有機肥的T2處理氮肥利用率最高，當2種堆肥的氮肥施用水平提高到1.25 N（純N 470.25 kg·hm-2）時，T5、T8處理的氮養分吸收量及氮素利用效率與T2處理間均無顯著差異。在筆者的研究中，2種茭白葉堆肥的最高氮肥施用量（純N 470.25 kg·hm-2）均處于適合番茄種植的范圍內，番茄的產量及氮肥利用率均未出現下降趨勢，因此在今后的生產中可以嘗試進一步提高堆肥的施肥量。

3.3 茭白葉堆肥不同施肥量對土壤肥力的影響

有機肥營養全面，作為緩效肥料應用于農業生產可以減緩并修復連作對土壤的危害，改善土壤理化性狀、提高土壤肥力、創造良好的土壤生態環境[25-28]。筆者的研究結果與前人基本一致，施用有機肥的處理土壤pH值較T1（CK）均有所提高，這可能是因為施用的有機肥中含有較多的有機質，還含有大量的有益微生物，對土壤酸性環境有較好的緩沖作用[29]。各施肥處理的有機質及養分元素含量較T1（CK）均有所提高，且施用同一種堆肥的處理土壤有機質及養分元素含量隨著施肥量的增加而增加；3種有機肥在相同氮肥施用水平下，商品有機肥對土壤肥力的提升效果最好。

筆者的研究中分別施用2種茭白葉堆肥的T5、T8處理（氮肥施用量均為470.25 kg·hm-2），番茄的產量均能達到當地正常生產水平，對提升土壤肥力也有較好效果，其中T8處理的番茄品質為各處理中最好，因此該施肥方案（堆肥B施用量28 068.59 kg·hm-2）在番茄生產中更具推廣價值。

茭白葉堆肥對提高蔬菜產量、提升蔬菜品質、改善土壤環境等方面具有極大的利用價值，對茭白葉堆肥在其他蔬菜上的應用效果將在未來的研究中進一步摸索，希望能為茭白葉的肥料化利用提供理論支持。

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