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污泥产量处于逐年增长的趋势，2020 年中国的污泥年产量已超过 1000 万 t（干重）[1]。由于生活污泥中较高含量的重金属等有害物质[2]，导致资源化利用低，大量营养物质无法利用。研究表明，污泥中含有 30%～60% 的蛋白质及其水解产物多肽、氨基酸等营养物质，这些营养物质可以有效促进植物生长[3-4]。因此提取其中的蛋白质类成分，实现污泥资源化利用受到广泛关注。研究发现碱性热水解方法不仅可以使污泥中重金属与碱形成不溶性氢氧化物沉淀分离[5]，而且可以提取出富含多肽、氨基酸等有机物质用于农业安全生产[6-7]。但该类研究主要集中于安全性评价，对作物的生长发育、养分转化及品质影响的研究匮乏。
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近年来，设施农业的种植面积大幅扩增，尤其番茄，作为最常见的蔬菜，全球种植面积在 2018 年已达 1.822 亿 hm2[8]。为追求高产，番茄种植中过度施用化肥的现象普遍存在，因而导致果实中硝酸盐含量升高，品质降低并引发系列环境问题。研究表明，富含氨基酸、多肽等蛋白类液体有机肥不仅可以缓解以上问题，而且还能促进蔬菜产量、品质的提升[9]。氨基酸能够被植物根部直接吸收，螯合微量元素，提高植物对营养物质的吸收能力，从而促进植物的生长发育[10-11]。此外，小分子肽也可以直接被植物吸收，加速作物生长及品质提升[12-14]。含游离氨基酸的水溶性肥料可以促进作物对光能的利用，提高叶绿素含量[15]。Wang 等[9] 研究发现油菜籽粕发酵生产的游离氨基酸和短肽肥显著提高了茄子的可溶性蛋白、可溶性糖和维生素 C 含量，降低了其硝酸盐含量。然而污泥中提取的氨基酸、多肽类水溶肥对化肥的替代作用和对设施番茄产量、品质及相关养分转化酶的研究还比较匮乏。
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为了探究生活污泥中提取的热碱液在设施农业中应用的可行性及其对作物生长的影响，以番茄为供试作物，热碱液代替不同比例氮肥，在温室中进行盆栽试验，以探明热碱液对氮肥的最佳替代比及其对设施番茄产量、品质及相关养分转化酶的影响，为实现污泥的资源化、无害化利用提供科学依据。
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1 材料与方法
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1.1 试验地概况
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2021 年 8 月—2022 年 1 月在山西农业大学龙城校区（山西太原）温室大棚中进行盆栽试验，试验期间大棚温度为 25～30℃。盆栽使用内径 49 cm、高 33 cm、底径 31 cm 的聚乙烯塑料盆，供试土壤来自山西省太原市清徐县专业种植合作社 （37°36′14″N，112°20′44″E）菜园土壤，采取其 0～20 cm 的表层土壤，混匀风干后剔除残渣、碎砾，通过 2.0 mm 筛，室温下储存。该土壤为砂质壤土，其基础理化性状为 pH 7.85、有机质 14.85 g/kg、全氮 0.925 g/kg、有效磷 8.56 mg/kg、速效钾 136.00 mg/kg。
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本研究所用热碱液是生活污泥经过热碱法[7]提取的液体（山西晋联环科科技有限公司生产，山西太原），富含蛋白质、多肽、氨基酸等（表1），重金属含量远低于中华人民共和国国家标准 GB 38400—2019 《肥料中有毒有害物质的限量要求》中的要求。番茄品种为“大红一号”，番茄幼苗在三真叶期时移栽。
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1.2 试验设计
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本研究设 7 个处理，6 次重复，共 42 盆（1 株 / 盆）。试验用肥为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O5 16%）和硫酸钾（K2O 50%）。氮肥 40% 作基肥、 60% 作追肥，磷肥、钾肥全部作基肥，与土壤均匀混合。试验处理如表2 所示，N0：不施氮， M0：100% 氮肥；M1：10% 热碱液 +90% 氮肥；M2： 20% 热碱液 +80% 氮肥；M3：30% 热碱液 +70% 氮肥；M4：40% 热碱液 +60% 氮肥；M6：60% 热碱液 +40% 氮肥。
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1.3 样本采集与测定
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样本采集：选择 3 个大小一致的成熟果实，自来水洗净后用蒸馏水冲洗，榨取果汁用于测定可溶性糖、维生素 C、有机酸、可溶性固形物含量及硝酸盐浓度。果实全部收获后，将番茄植株地上部分根、茎、叶 3 个部分，在 105℃杀青 30 min 后 75℃ 烘干，测定各部位的干物质量；植株各部位烘干粉碎，测定番茄果实、茎、叶的氮含量。
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分析方法：2，6-二氯靛酚法测定番茄果实维生素 C 含量，碱氏滴定法测定有机酸含量，手持折光仪测量新鲜果汁的可溶性固形物含量，蒽酮-硫酸比色法测定可溶性糖含量，菲林试剂滴定法测定还原糖含量，硝酸盐测定仪测定硝酸盐含量，凯氏定氮仪测定全氮含量。
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1.4 氮素循环关键酶活性测定
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取番茄第 2～3 片叶子，迅速放入液氮，之后置于-80℃冰箱保存。取 0.1 g 样本，加入 1 mL 提取液进行冰浴匀浆，4℃、4000 r/min 离心 10 min，取上清液。用检测试剂盒分别测定叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶的活性，试剂盒购买于北京索莱宝生物有限公司。
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1.5 逼近理想解排序分析
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逼近理想解排序法（TOPSIS 法）是一种常见的综合评价方法，本研究用于评价番茄果实的产量及品质指标，以获得综合水平最佳的试验处理，计算方式参照 Rasool 等[16]的研究。
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1.6 统计与分析
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采用 SPSS 23.0 进行方差分析，对各数据分别进行分析。在 P<0.05 水平下，均值以最小显著性差异法进行检验。产量和品质的相关性分析采用皮尔森指数，酶与其他指标间的分析采用曼特尔检验。
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2 结果与分析
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2.1 产量及氮素吸收
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从番茄果实数量来说，与 M0 处理相比，M2、 M3、M4 处理分别增加 13.95%、2.33%、20.93%，果数最高是 M4 处理，为 13 颗 / 株。产量及单果重均随着热碱液施入比例的增加而呈现先升后降的趋势，与 M0 处理相比，M2、M3、M4 处理产量分别增加 2.98%、17.88%、12.41%，其中 M3 处理产量达到最高，为 1079.69 g/ 株，与 M4 处理无显著性差异（P>0.05），与其余各处理均呈现显著性差异 （P<0.05）。M3 处理的单果重达到最高（98.38 g/ 颗），与其余各处理间存在显著性差异（P<0.05），与 M0 处理（85.41 g/ 颗）相比增加了 15.19%（表3）。以上说明，热碱液的施入有利于促进番茄果实产量、单果重、果实数量的提升。
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注：同列数据后不同字母表示差异达 5% 显著水平。下同。
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从植物各部位的氮素积累量来看，热碱液替代 10%～40% 氮肥可以明显提升植物的氮素吸收能力， M1、M2、M3、M4 处理分别比 M0 处理增高 1.90%、 10.36%、5.83%、6.54%，其中 M2 处理最高，氮素积累量为 3.79 g/ 株。从各部位来看，果实的养分吸收量最高，其次为叶片，养分积累量最低的是茎部（图1）。
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图1 不同试验处理下番茄地上部氮素吸收的变化
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注：柱上不同小写字母代表不同处理间差异显著（P<0.05）；误差棒表示平均值的标准差（n=6）。下同。
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2.2 番茄品质
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如表4 所示，与番茄品质相关的各指标随着热碱液施入比例的升高均呈现先升高后下降的趋势（硝酸盐除外），还原糖和可溶性糖含量均为 M2 处理最高，其还原糖含量为 1.92%、可溶性糖含量为 3.37%，与 M1、M4、M6 处理呈现显著性差异 （P<0.05）。与 M0 相比，M1、M2、M3、M4 处理的还原糖含量分别增加 3.16%、21.52%、15.19%、5.06%，可溶性糖含量分别增加 1.11%、24.35%、15.5%、5.17%。
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热碱液替代 10%～40% 尿素明显提高了番茄的有机酸含量。M1、M2、M3、M4 处理的有机酸含量相比 M0 处理分别增加 10.00%、8.57%、4.29%、 11.43%，其中 M4 处理最高，其含量为 0.78%。糖酸比是番茄品质的重要评价指标，仅 M2、M3 处理的糖酸比相比 M0 处理得到了提高，分别提高 14.91%、11.31%。
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就维生素 C 含量而言，M2（15.22 mg/100 g） 处理最高，其次为 M3（14.11 mg/100 g）处理，相较 M0 处理分别提升 22.15%、13.24%。
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热碱液替代 20%～40% 氮肥时对提升番茄的可溶性固形物含量有较强的促进作用，M2 处理的可溶性固形物含量最高（3.60%），相比 M0 处理提升 17.26%。
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随着热碱液施入比例的升高，硝酸盐含量呈逐渐下降的趋势，M1、M2、M3、M4、M6 处理的硝酸盐含量分别比 M0 处理降低 41.67%、47.92%、 50.52%、53.65%、49.52%。
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2.3 硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性
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硝酸还原酶负责植物细胞中硝酸盐-亚硝酸盐的还原[17-18]，谷氨酰胺合成酶是无机氮转化为有机氮的关键酶[19]，负责将 NH4 + 同化为氨基酸。由图2 可知，M0 处理的硝酸还原酶活性最高，为19.67 µmol/（g·h），其次为 M2 处理，硝酸还原酶活性为 13.61 µmol/（g·h）。施热碱液处理的硝酸还原酶活性均显著低于 M0 处理。随着热碱液替代比例的升高，谷氨酰胺合成酶活性先升高后下降， M2 处理达到最高，为 14.40 µmol/（g·h）。
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图2 不同试验处理中硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性的变化
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2.4 相关性分析
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由图3 可知，产量和还原糖、可溶性糖、维生素 C、可溶性固形物、硝酸盐含量均与氮素积累量呈显著正相关，尤其产量及可溶性糖含量与氮素积累量呈现极显著正相关，说明番茄的氮素吸收能力对其产量、品质的提升起重要作用。产量、硝酸盐含量、氮素积累量与硝酸还原酶活性均呈显著正相关，维生素 C、有机酸含量与硝酸还原酶活性呈极显著负相关。产量和氮素积累量与谷氨酰胺合成酶活性呈极显著正相关，还原糖、可溶性糖、维生素 C、可溶性固形物含量与谷氨酰胺合成酶活性呈显著正相关，说明硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性与番茄产量、品质、氮素积累量密切相关。
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图3 相关性分析
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注：* 表示 0.05 水平显著相关，** 表示 0.01 水平显著相关，*** 表示 0.001 水平显著相关，NR 表示硝酸还原酶，GS 表示谷氨酰胺合成酶，Martel 为曼特尔检验，Pearson 为皮尔森分析。
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2.5 TOPSIS 分析
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TOPSIS 综合评价法用于估计番茄产量和品质的综合性能。对番茄产量、可溶性糖、还原糖、有机酸、糖酸比、维生素 C、可溶性固形物及硝酸盐含量进行了综合分析（表5），TOPSIS 分析综合得分大小顺序为 M3>M2>M4>N0>M6>M1>M0 处理，可知热碱液替代部分氮肥对番茄产量、品质效果较好。尤其 M3 处理相对最优，其次为 M2 处理，说明 20%～30% 热碱液的处理下番茄产量和品质可达到最优。
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3 讨论
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3.1 热碱液施入对番茄的产量、氮素吸收的影响
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研究表明，由于大多数蔬菜作物的根系有限[20]，种植周期短，有机类肥料对蔬菜无显著影响[21]。但也有研究证明，氨基酸、多肽类肥料可以促进茄子[22]、辣椒[23]等蔬菜的品质和产量提升。本研究发现番茄种植中，热碱液替代部分氮肥可以明显促进氮素吸收，达到显著增产的效果，热碱液替代 30%～40% 氮肥较单施氮肥可增产 12%～18%（表1）。产量与氮素积累量呈显著正相关，氮素积累量与硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性呈显著正相关（图3），热碱液处理通过促进硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性提升，从而提升氮素吸收，促进增产。在所有的热碱液处理中，热碱液替代 20%～30% 氮肥时硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性处于最高，说明热碱液替代 20%～30% 氮肥有利于促进番茄的氮素积累和转化，与 Abbasi 等[24] 研究结果一致。
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注：Z+ 为正理想解，Z- 为负理想解，D+ 表示到正理想解的距离，D-表示到负理想解的距离，S+ （0<S+ <1）为质量性能得分，S+ 越大，D+ 越小，即越接近最大值。
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3.2 热碱液施入对番茄品质指标的影响
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番茄果实中的糖和酸度对果实风味品质有很大影响，一般将可溶性糖、有机酸、糖酸比作为主要评价指标。本研究中，热碱液代替 10%～40% 氮肥均使可溶性糖、有机酸含量得到不同程度的提升，尤其 M2 处理效果最明显，可溶性糖含量提升 24.75%，糖酸比提升 14.91%。Alfosea-Simón 等[25] 的研究也发现相同的现象，其表明联合施用多种氨基酸有利于促进作物中糖酵解和三羧酸循环，从而提升可溶性糖和有机酸的含量。维生素 C 是重要的营养品质指标，决定了番茄的营养价值[26]。本研究发现热碱液替代 10%～40% 氮肥对维生素 C 的积累有较大的益处，这是由于维生素 C 由碳水化合物合成，随着热碱液替代比例的升高，植物吸收的有机氮增高，促进碳水化合物的合成，从而促进维生素 C 含量的升高[27]。Ye 等[28]的研究证实了一定比例的有机类肥料与化肥配施可以促进番茄品质的提升。食品中硝酸盐的累积是影响消费者健康问题的主要原因之一。化肥无疑是作物吸收硝酸盐、亚硝酸盐的主要来源，大量研究表明施用有机类肥料可以有效缓解这一问题。在本研究中，虽然各处理番茄积累的硝酸盐含量远低于国家蔬菜安全标准 600 mg/kg[29-30]，但所有热碱液处理的硝酸盐含量相比单施氮肥降低了 40% 以上，这一结果证实了热碱液的有效性及安全性。Wu 等[31]研究中出现了同样的现象，有机类肥料在番茄果实中产生的硝酸盐含量远低于化肥。本研究通过 TOPSIS 综合分析发现热碱液替代 20%～30% 的氮肥是提升产量、番茄品质的最佳选择（表5）。
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4 结论
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污泥热碱液对化肥的合理替代可以对作物生长及品质起到积极作用。一定比例的热碱液替代氮肥可以提升谷氨酰胺酶活性，促进氮素吸收转化，从而提高产量及品质。热碱液替代 20%～30% 氮肥时，还原糖、可溶性糖、维生素 C、可溶性固形物、硝酸盐含量及糖酸比均达到最优水平。污泥热碱液在设施农业中的合理施用不仅可以对设施作物产生积极的作用，而且可为污泥的资源化利用提供了一条新思路。
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参考文献
-
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部．2020 年城乡建设统计年鉴［Z/OL］．2021［2022-05-28］．https：//www.mohurd.gov.cn/gongkai/fdzdgknr/sjfb/tjxx/jstjnj/index.html．
-
[2] Hei L，Jin P，Zhu X，et al．Characteristics of speciation of heavy metals in municipal sewage sludge of guangzhou as fertilizer［J］．Procedia Environmental Sciences，2016，31：232-240．
-
[3] Liu Y，Kong S，Li Y，et al．Novel technology for sewage sludge utilization：preparation of amino acids chelated trace elements（AACTE）fertilizer［J］．Journal of Hazardous Materials，2009，171（1-3）：1159-1167．
-
[4] Tejada M，García-Martínez A M，Rodríguez-Morgado B，et al． Obtaining biostimulant products for land application from the sewage sludge of small populations［J］．Ecological Engineering，2013，50：31-36．
-
[5] 马彦峰，吴韶华，单连斌．沉淀法处理含重金属污水的研究 ［J］．环境保护科学，1998，24（3）：3．
-
[6] Nurdiawati A，Nakhshiniev B，Zaini I N，et al．Characterization of potential liquid fertilizers obtained by hydrothermal treatment of chicken feathers［J］．Environmental Progress & Sustainable Energy，2018，37（1）：375-382．
-
[7] Tang Y，Xie H，Sun J，et al．Alkaline thermal hydrolysis of sewage sludge to produce high-quality liquid fertilizer rich in nitrogen-containing plant-growth-promoting nutrients and biostimulants［J］．Water Research，2022，211：118036．
-
[8] FAOSTAT．Food and agriculture organization of the United Nations［EB/OL］．（2018-12-12）［2022-05-28］．http：//faostat.fao.org/．
-
[9] Wang J，Liu Z，Wang Y，et al．Production of a water-soluble fertilizer containing amino acids by solid-state fermentation of soybean meal and evaluation of its efficacy on the rapeseed growth ［J］．Journal of Biotechnology，2014，187：34-42．
-
[10] Wang C，Wu S，Tankari M，et al．Stomatal aperture rather than nitrogen nutrition determined water use efficiency of tomato plants under nitrogen fertigation［J］．Agricultural Water Management，2018，209：94-101．
-
[11] Farzadfar S，Knight J D，Congreves K A．Soil organic nitrogen：an overlooked but potentially significant contribution to crop nutrition［J］．Plant and Soil，2021，462（1-2）：7-23．
-
[12] Hill P W，Quilliam R S，Deluca T H，et al．Acquisition and assimilation of nitrogen as peptide bound and D-enantiomers of amino acids by wheat［J］．Plos One，2011，6（4）：e19220．
-
[13] Soper F M，Paungfoo-Lonhienne C，Brackin R，et al．Arabidopsis and Lobelia anceps access small peptides as a nitrogen source for growth［J］．Functional Plant Biology，2011，38（10）：788-796．
-
[14] Paungfoo-Lonhienne C，Schenk P M，Lonhienne T G A，et al． Nitrogen affects cluster root formation and expression of putative peptide transporters［J］．Journal of Experimental Botany，2009，60（9）：2665-2676．
-
[15] Kimio I，Yoshiyuki N，Hironori K，et al．Effect of osmotic stress on turgor pressure in mung bean root cells［J］．Plant & Cell Physiology，1987，28（6）：987-994．
-
[16] Rasool G，Guo X，Wang Z，et al．Coupling fertigation and buried straw layer improves fertilizer use efficiency，fruit yield，and quality of greenhouse tomato［J］．Agricultural Water Management，2020，239：106239．
-
[17] Kolbert Z，Bartha B，Erdei L．Exogenous auxin-induced NO synthesis is nitrate reductase-associated in Arabidopsis thaliana root primordia［J］．Journal of Plant Physiology，2008，165（9）：967-975．
-
[18] Chamizo-Ampudia A，Sanz-Luque E，Llamas A，et al．Nitrate reductase regulates plant nitric oxide homeostasis［J］．Trends in Plant Science，2017，22（2）：163-174．
-
[19] Huang Y，Chen Y，Wen D，et al．Biochar-based molybdenum slow-release fertilizer enhances nitrogen assimilation in Chinese flowering cabbage（Brassica parachinensis）［J］．Chemosphere，2022：134663．
-
[20] Brumm I，Schenk M．Influence of nitrogen supply on the occurrence of calcium deficiency in field grown lettuce［J］．Acta Horticulturae，1993，339（339）：125-136．
-
[21] Xia L，Lam S K，Yan X，et al．How does recycling of livestock manure in agroecosystems affect crop productivity，reactive nitrogen losses，and soil carbon balance?［J］．Environmental Science & Technology，2017，51（13）：7450-7457．
-
[22] Wang J，Liu Z，Wang Y，et al．Production of a water-soluble fertilizer containing amino acids by solid-state fermentation of soybean meal and evaluation of its efficacy on the rapeseed growth ［J］．Journal of Biotechnology，2014，187：34-42．
-
[23] 张妮，程云霞，张攀，等．氮肥减施与氨基酸肥料替代对制干辣椒生长，产量及品质的影响［J］．中国瓜菜，2021，34（11）：89-93．
-
[24] Abbasi M K，Tahir M M．Economizing nitrogen fertilizer in wheat through vcombinations with organic manures in kashmir，pkistan ［J］．Agronomy Journal，2012，104（1）：169-177．
-
[25] Alfosea-Simón M，Simón-Grao S，Zavala-Gonzalez E A，et al． Application of biostimulants containing amino acids to tomatoes could favor sustainable cultivation：implications for tyrosine，lysine，and methionine［J］．Sustainability，2020，12（22）：9729．
-
[26] Worthington V．Nutritional quality of organic versus conventional fruits，vegetables，and grains［J］．The Journal of Alternative & Complementary Medicine，2001，7（2）：161-173．
-
[27] Veit‐Köhler U，Krumbein A，Kosegarten H．Effect of different water supply on plant growth and fruit quality of Lycopersicon esculentum［J］．Journal of Plant Nutrition and Soil Science，1999，162（6）：583-588．
-
[28] Ye L，Zhao X，Bao E，et al．Bio-organic fertilizer with reduced rates of chemical fertilization improves soil fertility and enhances tomato yield and quality［J］．Scientific Reports，2020，10（1）：1-11．
-
[29] Wang Z H，Li S X．Effects of N forms and rates on vegetable growth and nitrate accumulation［J］．Pedosphere，2003，13（4）：309-316．
-
[30] Hernández T，Chocano C，Moreno J，et al．Towards a moresustainable fertilization：combined use of compost and inorganic fertilization for tomato cultivation［J］．Agriculture，Ecosystems & Environment，2014，196：178-184．
-
[31] Wu Y，Yan S，Fan J，et al．Combined application of solubleorganic and chemical fertilizers in drip fertigation improves nitrogen use efficiency and enhances tomato yield and quality［J］． Journal of the Science of Food and Agriculture，2020，100（15）：5422-5433．
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摘要
随着生活污泥产量逐年增高，其无害化利用得到广泛关注。通过碱性热水解可以有效提取污泥中蛋白质、多肽、氨基酸等营养物质得到污泥碱性热解液（简称热碱液），但还需进一步探索热碱液在农业中的应用。以番茄为供试作物，设热碱液氮量分别为 0%（M0）、10%（M1）、20%（M2）、30%（M3）、40%（M4）、60%（M6）及不施氮（N0）7 个处理，研究不同热碱液与尿素的配施比例对番茄产量、品质及氮转化的影响。结果表明，M3 处理的产量和单果重均达到各处理最高，且分别比 M0 增加了 17.88% 和 15.19%。番茄的还原糖、可溶性糖、有机酸、维生素 C、可溶性固形物含量及糖酸比在施入 20% ～ 30% 热碱液后均得到显著提升，逼近理想解排序法（TOPSIS 法）分析结果显示热碱液替代 20% ～ 30% 尿素的产量、品质综合水平最优。从养分吸收角度来说，20% ～ 30% 热碱液的施入最有利于番茄对氮、磷、钾的吸收。M0 处理番茄叶中的硝酸还原酶活性最高［19.67 µmol/（g·h）］，其次为 M2 处理［13.61 µmol/（g·h）］。M2 处理番茄叶中的谷氨酰胺合成酶活性最高［14.40 µmol/（g·h）］，其次为 M3 处理［14.38 µmol/（g·h）］，二者之间无显著性差异。污泥热碱液的合理施用有利于提高作物的氮转化酶活性，提升番茄的产量及品质，降低果实的硝酸盐含量。
Abstract
The hazard-free utilization of sewage sludge has received extensive attention with the increasing production of this waste year by year. Proteins，polypeptides，amino acids and other nutrients in sludge can be effectively extracted using the method of thermal hydrolysis under alkaline condition to obtain alkaline thermal hydrolyzate（ATH）. However，it is necessary to further explore the application of ATH in agriculture. In this study，6 different combinations of ATH and urea were applied to potted tomato to investigate the effect of the substitution of ATH for urea at different ratios on the yield，quality and nitrogen conversion. In the experiment，the quantity of nitrogen supplied by ATH was 0%（M0），10%（M1），20% （M2），30%（M3），40%（M4）and 60%（M6）of the total nitrogen amount applied in each treatment，respectively. The results showed that the fruit yield and single fruit weight in M3 treatment were the highest among all treatments，and increased by 17.88% and 15.19%，respectively，as compared with those in M0. The contents of reducing sugar，soluble sugar，organic acid，vitamin C，soluble solid content and sugar-acid ratio of tomatoes were significantly improved after the substitution of ATH for 20%–30% nitrogen supply. The results of technique for order preference by similarity to ideal solution （TOPSIS）analysis showed that the comprehensive performance of fruit yield and quality of tomato reached the optimal level when replacing 20%–30% of urea with ATH. The substitution of ATH for 20%-30% nitrogen supply was most beneficial to nitrogen，phosphorus and potassium uptake by tomato. The nitrate reductase activity of tomato leaves in M0 treatment was the highest［19.67 µmol/（g·h）］，followed by that in M2 treatment［13.61 µmol/（g·h）］. The glutamine synthase activity of tomato leaves in M2 was the highest［14.40 µmol/（g·h）］，followed by that in M3 treatment［14.38 µmol/（g·h）］，without significant difference between the two treatments. Rational application of sludge pyrolytic solution can promote the activity of nitrogen-converting enzymes in the crop，improve the yield and quality of tomato，and reduce the nitrate content of fruit.
Keywords
alkaline thermal hydrolyzate ； polypeptide ； nitrogen converting enzyme ； yield ； fruit quality