土壤和肥料是保障农作物产量和安全的基础，合理的使用化肥是农作物高产和稳产的关键因素之一，而过量的施用化肥会导致土壤结构破坏，致使土壤质量持续下降，从而对农业生产和人类健康造成巨大危害^[1]。研究表明，有机肥部分替代化肥可以提高土壤有机质含量，改善土壤理化性质，提高作物产量，改善农产品品质^[2-4]。张茜等^[5]采用不同施肥措施（鸡粪、秸秆和尿素配施）对设施番茄进行长期定位观测，结果发现增施有机肥和秸秆显著提高了土壤有机质及速效养分的含量，有效抑制土壤酸化。吴金栋等^[6]发现在露地茄栽培中用有机肥部分替代化肥可显著提高单果质量和单株结果数，产量增加 13.8%～22.3%，果实中镁和硫含量显著增加，可溶性糖、可溶性蛋白质、维生素 C 和氨基酸含量均有不同程度地提高。赵云霞等^[7]研究表明，在沙培日光温室条件下，适宜有机肥施用可以促进番茄生长，提高果实产量和品质。刘长旭等^[8] 研究表明，在施肥水平为 1545 kg/hm² 时，减量 20% 同时施用有机肥可以显著提高番茄生长中后期土壤养分供应能力，土壤速效氮、有效磷及速效钾含量均随有机肥施用的增加而增加。刘金平等^[9]发现化肥减量 10%、20% 的基础上不施用有机肥会减慢番茄生长，番茄株高与茎粗显著性低于对照，且产量与品质也低于对照，最优施肥方式是减施化肥 20%，配施有机肥。宋以玲等^[10]发现化肥减量 10%～30% 条件下，配施与所减化肥相同重量的生物有机肥，油菜增产 4.6%～24.6%，根际土壤细菌和放线菌数分别显著提高了 111.3%～210.8% 和 12.5%～34.1%，而真菌数显著降低了 20.37%～39.68%，同时提高了根际土壤中性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性，而降低了土壤脲酶和脱氢酶活性，提高了土壤有机质含量。许多研究表明在化肥减量 20%～40% 的情况下，配施生物有机肥不仅不会导致农作物减产，还能改善土壤微生物区系结构和土壤酶活性^[11-13]。因此，增加有机肥施入来减少化肥施入量是实现化肥零增长的快速有效途径。

右江河谷地区属典型的亚热带季风气候，属天然的冬季温室，是广西冬季蔬菜主要生产地区之一，成为全国南菜北运的重要生产基地，该区域的樱桃番茄更是享誉全国。研究表明，多年过度施肥导致肥料利用率低、土壤退化^[14]，设施栽培土壤连续种植 3～5 年蔬菜作物即出现不同程度的连作障碍^[15]，蔬菜产量与品质严重下降^[16]。有机肥替代化肥对提高蔬菜产量和品质、减少化肥用量、改善环境质量均能产生有益的影响^[17]。菌棒有机肥以广西山区乡村振兴食用菌产业的农业废弃物为原料，经过简单发酵得来，具有来源广泛、经济实惠、制作简单，无重金属、抗生素等有害物质，是一种理想的有机肥料。利用化肥肥料与废弃菌棒制作有机肥配施研究施肥处理对樱桃番茄苗期生长、产量、品质、土壤酶活性及土壤微生物种群、数量的影响，寻找化肥减量的最佳施肥配比，探明有机肥对土壤性质的影响，以期为改善土壤肥力和维持樱桃番茄持续健康发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试作物为樱桃番茄，品种为‘粉娇’（台湾农友种子有限公司提供），供试土壤的基本理化性状：全氮 1.61 g/kg，碱解氮 103.38 mg/kg，有效磷 57.15 mg/kg，速效钾 205.16 mg/kg，有机质 16.76 g/kg；化肥由云天化股份有限公司提供，供试菌棒肥料为食用菌生产后的废弃菌棒添加尿素调节碳氮比、添加 EM 菌加速降解有机质、经过充分腐熟的菌棒有机肥，含水量 28.0%，有机质含量 65%，pH 值 8.15，含氮 2.05%、磷（P₂O₅）1.02%、钾（K₂O）1.45%。

1.2 试验设计

2020 年 9 月至 2021 年 3 月在广西百色市永乐乡华润小镇（北纬 23°35′，东经 106°6′）连栋大棚内进行田间试验，试验共设置 6 个处理，常规施肥 （仅施化学肥料，基肥为 N：180 kg/hm²、P₂O₅：120 kg/hm²、K₂O：120 kg/hm²； 追肥为 N：120 kg/hm²、 K₂O：180 kg/hm²） 作为对照（CK），其余 5 个处理（T1、T2、T3、T4、T5） 分别为化肥减量 10%、 20%、30%、40%、50% 并配施 5.0 t/hm² 的菌棒有机肥，基肥在定植前 3 d 开沟施入土壤，追肥在樱桃番茄第一穗、第三穗果膨大期分两次施用，均为溶解后条施入土壤；小区面积 10.0 m×1.5 m，株行距0.8 m×1.2 m，随机排列，3 次重复，生育期全程清水滴灌。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 植株生长指标和产量及相关农艺性状观测与测定

定植后每隔 7 d，利用卷尺测量苗期株高，游标卡尺测量茎粗；记录始花期、单穗开花数、始收期、单穗果数、单果重、果长、果径粗等农艺性状，并统计小区产量。

1.3.2 根际土壤各项指标测定

在第一花序果实成熟的盛果期（1 月 15 日），随机以 S 形 8 点取样，混样、风干、过筛后进行土壤酶活性测定和土壤微生物培养。土壤脲酶采用苯酚-次氯酸钠比色法测定，纤维素酶和蔗糖酶采用 3，5-二硝基水杨酸比色法测定，土壤磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法测定，土壤过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法测定^[18]；土壤可培养微生物数量（根际土壤细菌数、 放线菌数和真菌数）采用平板菌落计数法测定^[19]。

1.3.3 樱桃番茄品质的测定

采收盛果期各小区长势均匀具有代表性的果实样品，测定其品质指标及养分含量。可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，可滴定酸含量采用滴定法测定，可溶性固形物含量采用手持糖度计（PAL-1，日本 ATAGO 公司）测定，维生素 C 含量采用 2，6-二氯靛酚滴定法测定^[20]。

1.3.4 数据处理及分析方法

采用 Excel 2010 处理数据和绘制图表，SPSS 20.0 进行单因素方差分析及多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对樱桃番茄生长的影响

由表1 可知，定植后 14 d，CK 的苗期高度与其他处理差异不显著，定植后 28 d，T1 和 T2 的苗期高度显著高于 T3、T4 和 T5。定植后 14 d，T3 的茎粗显著大于 CK、T1、T2 和 T5，而定植后 28 d，各处理之间的茎粗差异不显著。

2.2 化肥减量配施有机肥对樱桃番茄农艺性状的影响

由表2 可知，不同施肥处理对樱桃番茄始花期、始收期具有比较显著的影响，对株高和单穗花数的影响不显著。CK 始花期和始收期均显著早于其他处理，T1～T5 间均未表现出显著性差异，与 CK 相比，各处理始花期延后 1.5～2.8 d，始收期延迟 7.0～8.0 d。

注：同列小写字母不同表示在 0.05 水平差异显著，大写字母不同表示 0.01 水平差异显著。下同。

2.3 不同减肥处理对樱桃番茄产量、品质的影响

由表3 可知，化肥减量 10%～50% 配施有机肥具有增产效应，分别比 CK 增产 10.6%、10.5%、 8.4%、0.6% 和 0.2%，T1～T3 的产量极显著性高于 CK。T1～T5 的单穗果数分别比 CK 增加 20.8%、 18.3%、17.3%、12.9% 和 12.7%；T1、T2 的单果重显著性高于 CK、T4 和 T5，T1 和 T2 的单果重分别比 CK 重 3.48% 和 1.10%。

2.4 化肥减量配施有机肥对不同时期的樱桃番茄土壤酶活性的影响

由表4 可知，T1、T2 和 T3 可溶性糖含量显著性高于 CK、T4 和 T5，分别比 CK 增加 7.3%、 6.4% 和 8.2%。T1～T5 的可溶性固形物含量均极显著性高于 CK，分别增加 7.5%、11.3%、11.3%、 5.7% 和 4.7%，T2 和 T3 与 T1、T4 和 T5 也表现出显著性差异；T1～T5 的可滴定性酸含量均低于 CK，分别比 CK 低 8.5%、10.6%、12.8%、10.6% 和 4.3%，其中 T1～T3 达显著性水平。T1、T3 维生素 C 含量显著高于 CK、TS，T1～T3 的糖酸比极显著性高于 CK、T4 和 T5。

2.5 化肥减量配施有机肥对土壤酶活性的影响

由表5 可知，T1～T5 的酸性磷酸酶活性显著性高于 CK，分别比 CK 提高 8.6%、17.3%、6.8%、 5.6% 和 5.5%；T1、T2 的脲酶活性极显著性高于 CK，分别比 CK 提高 8.8%、7.6%，而 T4 和 T5 的脲酶活性与 CK 相比降低 5.6% 和 7.1%；T1～T5 的纤维素酶活性极显著性高于 CK，分别比 CK 提高 15.7%、 15.0%、25.2%、4.7% 和 12.6%；T1～T5 蔗糖酶活性显著性高于 CK，分别比 CK 提高 22.0%、48.2%、3 8.0%、30.7% 和 20.7%。T1～T5 的过氧化氢酶活性极显著性低于 CK，分别比 CK 降低 7.7%、10.2%、 12.8%、20.5% 和 23.1%。

2.6 化肥减量配施有机肥对土壤微生物种类和数量的影响

由图1 可知，T1～T5 的土壤细菌数量高于 CK，分别提高 11.7%、21.1%、5.0%、12.9% 和 19.9%，其中 T1、T2、T4、T5 达显著水平；T1～T5 的土壤放线菌也显著性高于 CK，分别增加 39.1%、53.3%、4 1.2%、61.2% 和 63.5%；T1～T5 的土壤真菌数量也显著性高于 CK。

2.7 樱桃番茄产量、品质性状的相关性

由表6 可知，樱桃番茄产量与维生素 C 的含量存在极显著性相关，与可溶性糖、可滴定性酸呈负相关，与可溶性固形物呈正相关。单果重与可溶性糖含量呈极显著性正相关，与可溶性固形物和维生素 C 含量呈负相关；单穗果数与可溶性固形物呈极显著性正相关，与可溶性糖和糖酸比呈负相关；果长、果径粗与可滴定性酸、糖酸比呈极显著性或显著性正相关，可滴定性酸与糖酸比呈显著性正相关。

注：图中柱上小写字母不同表示在 0.05 水平差异显著。

注：* 表示显著性相关，** 表示极显著性相关，下同。

2.8 不同土壤酶活性与土壤微生物数量的相关性分析

由表7 可知，酸性磷酸酶活性与细菌和真菌数量呈正相关，脲酶活性与细菌和放线菌的数量呈负相关，而纤维素酶和蔗糖酶活性与土壤微生物数量均呈正相关，过氧化氢酶活性与微生物的数量呈负相关，与放线菌的数量呈显著性负相关。脲酶与酸性磷酸酶活性呈极显著性正相关，放线菌与细菌和真菌的数量均呈显著性正相关。

3 讨论

3.1 化肥减量配施有机肥对樱桃番茄生长与产量的影响

化肥减量配施有机肥延后樱桃番茄的开花与采收时间，促进樱桃番茄壮苗，为高产优质创造适宜条件。有机肥养分全面，有机质含量高，促进土壤微生物增殖和提高生物活性，释放养分，促进养分循环与再利用，提高作物产量^[21]。本研究发现，化肥减量不超过 30%，增加适量的有机肥，产量可以提高 8.4%～10.6%，而化肥减量达到 50%，即使施用适量有机肥，樱桃番茄产量表现出下降的趋势，与孙晓等^[22]的研究结果类似；也表明在有机质含量较高的土壤，化肥减施、增施有机肥增产效果明显^[23]。增施有机肥对樱桃番茄产量的提高主要体现在单穗果数量上，其次表现在单果重上，表明有机肥的施用可在一定程度上降低同一穗位前期膨大果实对后期膨大果实的营养竞争效应，促进果实大小更加一致，避免大小果的出现；同时，单穗结果较多，与邢金金等^[24]研究结果一致。本研究中，在常规施肥的基础上化肥减量 20%～30%，同时配施 5.0 t/hm² 有机肥可提高樱桃番茄产量和品质。

3.2 化肥减量配施有机肥改善樱桃番茄品质

研究发现，化肥减量配施有机肥可以提高樱桃番茄的可溶性固形物、可溶性糖、维生素 C 含量，降低可滴定性酸含量，改善糖酸比。王冰清等^[25]研究也表明，化肥减量配施有机肥可提高黄瓜、苦瓜和甘蓝的可溶性糖、维生素 C 含量。而土壤中过量的氮肥导致氮代谢旺盛，消耗更多的碳骨架和还原力，降低植物同化速率，影响光合产物输出，最终降低果实中的糖含量^[26]。有机肥富含多种中、微量元素，可促进植物生长，提高光合效率；分解过程中释放多种氨基酸和多肽物质也有助于改善作物品质^[27]。

3.3 化肥减量配施有机肥对土壤理化性质的影响

土壤酶作为生物多样性、生态系统功能和土壤肥力的指标，测定酶活性可以了解有机质分解和养分循环的土壤生物学过程^[28]。本研究选取 5 种与土壤肥力紧密相关的酶，酸性磷酸酶与磷的转化相关，脲酶与氮素的转化相关，蔗糖酶和纤维素酶与有机质的分解相关，过氧化氢酶与作物抗氧化性相关。本研究中化肥减量 10%～30%，土壤中的酸性磷酸酶、脲酶、纤维素酶、蔗糖酶活性较高，这与王宁等^[29]的研究结果一致，有机肥施用增加了土壤微生物可利用碳源，使微生物保持较高活性，增加了微生物多样性和数量^[30]，刺激酶活性提高，同时有机肥施入改善了土壤的理化性质，创造了更为适宜的土壤酶作用环境条件，土壤酶活性显著提高。本研究发现，化肥减量配施有机肥处理显著提高了土壤中可培养放线菌、细菌数量，这与王磊等^[31]对大白菜增施有机肥提高土壤细菌和放线菌数量的结果一致，而真菌数量也大量增加，可能与菌棒有机肥自身所携带大量食用菌孢子在土壤中繁殖有一定的关系。

3.4 化肥减量配施有机肥樱桃番茄产量与品质、土壤酶与微生物数量相关分析

本试验发现产量与维生素 C 含量极显著正相关，而与可溶性糖含量、糖酸比、可滴定性酸含量负相关。有机肥在分解过程中释放的氨基酸和多肽等物质有利于维生素 C 的合成^[27]。土壤脲酶的活性与酸性磷酸酶活性极显著正相关，表明土壤中磷的释放有助于土壤氮素的利用，且氮、磷利用具有协同作用。

4 结论

化肥减量配施有机肥可以有效提高土壤酶活性，增加土壤微生物数量，提高樱桃番茄产量和改善品质。常规施肥减量 10%～30% 配施有机肥可以提高樱桃番茄产量 8.4%～10.6%，化肥减量 50% 配施有机肥樱桃番茄的产量有减产的趋势，因此，在土壤有机质较为丰富的南方设施环境下，补充适量有机肥，化肥的减量不应超过 50%，适当的减肥范围为 20%～30%。

参考文献