微生物菌剂替代化肥对日光温室番茄产量和品质的影响
摘要：微生物菌剂的使用可以改善土壤结构、增加土壤有机质含量，有利于实现农业可持续发展和生态友好种植。为探究微生物菌剂替代化肥对日光温室番茄产量和品质的影响，设置8个微生物菌剂替代化肥处理，测定番茄的单果质量、植株性状、产量以及品质。结果表明，每1hm2施用1000kg复合肥和40kg微生物菌肥时，番茄单果质量、植株性状以及番茄品质最佳，产量为7982.63kg/667m2；每1hm2施用微生物菌肥用量高于80kg时，会消耗土壤中的营养元素，如氮、磷、钾等，造成番茄生长所需的营养元素供应不足，致使番茄产量及品质的下降。
1材料与方法
1.1试验地点与供试材料
番茄是一种广泛种植且营养丰富的蔬菜，富含维生素C、维生素B群、膳食纤维、胡萝卜素和番茄红素等多种对人体有益的营养成分[1]。番茄不仅可以生食，还可以加工制成番茄酱、汁或整果罐藏等多种食品形式，因而在全球范围内广泛栽培。据统计，2023年我国番茄种植面积超过110万hm2，总产量达到7000万t[2]。
温室番茄是在受控环境中培育的番茄品种，通过利用温室技术控制温度、湿度、光照等，从而为番茄提供良好的生长条件，番茄产量和品质均较高[3]。其不受季节影响，可实现全年的稳定产量，对于供应连续性有较高要求的市场具有重要意义[4]。在温室番茄种植中，为了提高番茄产量和减少病虫为害，往往需要大量使用化肥和农药，造成环境污染和形成有害化学物质残留，对消费者健康构成潜在威胁[5]。此外，温室番茄生长环境缺乏自然风的吹拂和土壤中微生物的共生，可能导致番茄缺乏多样化的营养成分，影响其综合营养价值[6]。
微生物菌剂是一类含有特定微生物的生物制品，包括细菌、真菌、放线菌等。微生物菌剂可以促进土壤环境的改良，增加土壤有机质含量，改善土壤结构，提高土壤肥力，有助于番茄植株的生长发育[7-8]。微生物菌剂中的有益菌种，如固氮菌、解磷菌和钾解菌等，能与植物根系建立共生关系，将土壤中的营养物质转化为植物可利用的形式，促进根系生长，增强植物的抗逆性和免疫力，提高番茄植株对病虫害的抵抗能力，减少化学农药的使用，实现绿色种植[9]。此外，微生物菌剂还有助于提高土壤中微生物的多样性和数量，促进养分循环利用，使养分更易被植物吸收利用[10]。本研究通过探讨微生物菌剂替代化肥对日光温室番茄产量和品质的影响，以期为微生物菌剂替代化肥提供参考，促进农业可持续发展。
试验地点位于江苏现代农业（蔬菜）产业技术体系东海推广示范基地桃林镇核心区，属温带季风气候，四季分明，雨热同季，年平均气温14℃，年降水量800~1000mm，降水主要集中在夏季，土质为砂壤土。
供试番茄品种为‘圣罗兰’，由东海县嘉乐农业科技有限公司提供；微生物菌剂包含木霉菌和萎缩芽孢杆菌，有效活菌数＞2亿/g，由浙江道济农业科技发展有限公司提供；复合肥氮︰磷︰钾=15︰15︰15，N+P2O5+K2O≥45%，由雅苒国际贸易有限公司提供。
1.2试验设计
试验设在江苏现代农业（蔬菜）产业技术体系东海推广示范基地桃林镇核心区的生产大棚内。试验大棚是日光温室，东西走向，定植密度2000株/667m2，种植行距60cm，操作行距100cm，株距40cm。保持充足的通风和光照。
试验共设8个处理，每个处理长14m，宽3.2m。处理1：每1hm2施用1000kg复合肥和40kg微生物菌肥；处理2：每1hm2施用800kg复合肥和40kg微生物菌肥；处理3：每1hm2施用600kg复合肥和40kg微生物菌肥；处理4：每1hm2施用400kg复合肥和40kg微生物菌肥；处理5：每1hm2施用400kg复合肥和60kg微生物菌肥；处理6：每1hm2施用400kg复合肥和80kg微生物菌肥；处理7：每1hm2施用400kg复合肥和100kg微生物菌肥；处理8：每1hm2施用1000kg复合肥。处理1～处理8每隔20d灌根1次，共灌根3次。
1.3指标测定分析与数据处理
采用五点取样法，在每个区域中随机选取5株番茄，分别测定番茄果实的重量和数量、平均果实重量和数量、每个区域产量、果实横径和纵径、果形指数（果实纵径/果实横径）、番茄株高和茎粗，以及第3穗果与第4穗果之间的叶长、叶宽；使用水果硬度计测定番茄的果实硬度；使用蒽酮比色法测定番茄的总糖含量；使用酸碱滴定法测定番茄的总酸含量；使用手提式折光仪测定番茄的可溶性固形物含量；使用分光光度法测定番茄的维生素C含量。
使用Excel汇总数据，使用SPSS16.0软件进行差异性显著性分析。
2结果与分析
2.1不同处理对番茄单果质量的影响
由表1可知，处理1～处理7的番茄单果质量、果实纵径、果实横径、果形指数、果实硬度均显著高于处理8；处理1对应的番茄单果质量、果实纵径、果实横径、果形指数、果实硬度指标均为最高。对比处理1～处理4可以发现，随着复合肥使用量的减少，单果质量、果实纵径、果实横径均显著降低，但对果形指数和果实硬度无显著影响。对比处理4～处理7可以发现，当复合肥使用量不变时，随着微生物菌肥使用量的增加，单果质量、果实纵径、果实横径呈先增加后减小的趋势，对果形指数和果实硬度无显著影响。
2.2不同处理对番茄植株性状和产量的影响
由表2可知，处理1～处理7的番茄茎粗、叶长、单株果数无显著差异，但均显著高于处理8。同时，8个处理间番茄株高、叶宽无显著差异。
由图1可知，处理1～处理7的番茄产量均显著高于处理8的番茄产量。对比处理1～处理4可知，随着复合肥使用量的减少，营养元素，如氮、磷、钾不足，导致番茄产量有所下降。对比处理4～处理7可以发现，随着生物菌肥使用量的增加，番茄产量先增加后减少，分析原因为微生物菌肥中含有的微生物需要消耗土壤中的营养物质来维持其生命活动，如果微生物菌肥使用过多，可能会导致土壤中的营养元素，如氮、磷、钾等被微生物过度消耗，从而造成蔬菜生长所需的营养元素供应不足，影响番茄正常生长。另外，微生物菌肥使用过多，可能会导致土壤酸碱度偏离番茄生长的最佳范围，从而抑制了番茄生长。因此，在使用微生物菌肥时，需要确定最佳使用剂量，以保证微生物菌肥的施用效果。
2.3不同处理对番茄品质的影响
由表3可知，处理1～处理7的番茄总糖、总酸、糖酸比、可溶性固形物、维生素含量均显著高于处理8。对比处理1～处理4可以发现，番茄总糖、总酸、维生素含量显著降低。这是由于当复合肥使用不足时，番茄植株无法获得足够的养分支持，使其生长发育受限，叶色变淡、茎秆细弱，光合作用受阻，致使根系发育不良，抗逆性降低，从而影响了植株对水分和养分的吸收及果实的大小和品质。对比处理4～处理7发现，随着微生物菌肥使用量的增加，番茄总糖、总酸、维生素含量先增加后减小。
3结论与讨论
微生物菌肥中的有益微生物不仅能促进土壤中的养分转化和循环利用，提高土壤肥力，有利于番茄植株的生长和发育，而且能改善土壤结构，增强土壤透气性和保水性，有助于减少温室番茄种植中的土壤侵蚀和水分蒸发，提高水肥利用效率，减少化肥使用量，降低成本，减少环境污染和病害发生，从而提费、人力以及某些野外区域的通行管制，调查范围并没有覆盖阿克苏地区全境，后期需要深入调研并对树木种类和信息进行增补、完善。