不同量化肥与有机肥配施对设施番茄栽培土壤硝化潜势和pH的影响

【目的】利用9年设施番茄定位试验,研究施氮量以及有机无机肥配施对土壤硝化潜势和pH的影响,为提高设施土壤供氮能力和减缓设施土壤酸化的施肥管理提供理论依据。【方法】设施番茄栽培定位施肥田间试验位于辽宁沈阳,始于2013年,每年种植一季番茄。设置施用尿素N 0、187.5、375.0、562.5 kg/hm^(2)4个水平(N0、N1、N2、N3),在每个氮水平下又设置施有机肥75000 kg/hm^(2)处理(MN0、MN1、MN2、MN3),共8个处理。2021年,于番茄第一穗果膨大期(S1)、第二穗果膨大期(S2)、收获期(S3)和休耕期(S4),采集0—10和10—20 cm土层土壤样品,测定土壤硝化潜势(NP)、pH、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和硝态氮(NO_(3)^(−)-N)含量,以及休耕期土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量,计算矿质氮(N_(min))占TN的比例(N_(min)/TN)。【结果】化学氮肥施用量、施用有机肥及二者交互作用均显著影响土壤NP、pH和NO_(3)^(−)-N含量。与单施化肥相比,有机无机肥配施降低了S1期土壤NP,但提高了S2~S4期土壤NP。N1处理土壤pH与N0处理无显著差异,N2、N3处理显著降低了0—20 cm土层pH,且N3处理降幅显著大于N2处理(P<0.05);4个有机无机肥配施处理土壤pH在S1、S2期无显著差异,在S3、S4期随化学氮肥施用量增加而逐渐降低,但降低幅度明显小于单施化肥处理。单施化肥和有机无机肥配施处理土壤pH下降速率分别为0.00~0.20ΔpH/a和0.00~0.08ΔpH/a。有机无机肥配施显著增加番茄生长期土壤NO_(3)^(−)-N含量及收获期和休耕期土壤NH_(4)^(+)-N含量,单施化肥和有机无机肥配施处理土壤NO_(3)^(−)-N含量分别为4.43~197.35 mg/kg和35.16~400.04 mg/kg。与单施化肥相比,有机无机肥配施显著提高土壤SOC和TN含量,显著降低土壤N_(min)/TN(P<0.05)。单施化肥处理土壤NP与NO_(3)^(−)-N含量和pH呈正相关,与NH_(4)^(+)-N含量呈负相关;有机无机肥配施处理土壤NP与SOC、TN和S2期NO_(3)^(−)-N含量均呈正相关,与S2期pH和休耕期N_(min)/TN呈负相关。单施化肥处理土壤pH在S3和S4期与NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(−)-N含量呈显著负相关,有机无机肥配施处理土壤pH在S1、S2和S4期与NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(−)-N含量呈显著负相关,单施化肥和有机无机肥配施处理土壤pH在休耕期均与N_(min)/TN呈显著负相关,有机无机肥配施处理土壤pH还与TN含量呈显著负相关。【结论】与单施化肥相比,有机无机肥配施提高土壤有机碳、全氮含量以及番茄生长中后期土壤NO_(3)^(−)-N含量(硝化潜势),同时降低土壤N_(min)/TN,有效减缓土壤pH下降速率。尿素N 187.5 kg/hm^(2)与有机肥75000 kg/hm^(2)配施处理提高设施土壤供氮能力、减缓土壤酸化的效果最突出。

膜下滴灌技术在早春设施番茄栽培上的应用

为进一步推广应用水肥一体化技术,解决阜宁县早春设施番茄栽培中出现的水肥管理粗放、低效问题,研究了膜下滴灌精准肥水管理技术在早春设施番茄上的应用。本次试验结果表明,与大水漫灌技术比,膜下滴灌技术可节水41.9%、节肥28.6%、降低病害发生率51.3%、增产17%,提早10 d上市。

设施番茄连作对产量、品质和土壤功能的影响

设施内番茄长期连作导致的土壤功能下降是限制我国番茄产业可持续发展的重要因素。在日光温室内进行盆栽试验,研究了不同连作年限(0、5、20年)对番茄产量、品质和土壤化学性质、酶活性、微生物群落结构及数量的影响。结果表明:番茄长期连作导致番茄果实产量(22.33%~29.88%)、果实可溶性糖含量(43.44%~55.12%)、维生素C含量(6.88%~32.39%)、硝酸盐含量(19.40%~24.42%)和糖酸比(61.23%~133.92%)均呈升高的趋势,同时也伴随着总酸度(13.51%~35.14%)的降低。连作使土壤pH和碳氮比显著降低,连作5和20年的土壤p H分别比连作0年的土壤下降了0.20、1.23个单位,碳氮比分别下降了6.46%、8.33%,而电导率和养分含量结果相反,其中连作5和20年的土壤电导率比连作0年的土壤分别提高6.53%、26.75%。连作导致土壤中过氧化氢酶和多酚氧化酶活性下降,脲酶和酸性磷酸酶活性增强。连作改变了土壤中微生物群落的结构和组成。与连作0年相比,连作5年的细菌丰富度和多样性均无显著变化,但连作20年的土壤中二者均显著降低;连作后真菌丰富度降低,多样性先降低后升高。连作0和5年的土壤细菌群落结构更相似,而连作5和20年的土壤真菌群落结构更相似。变形菌门(Proteobacteria)和Gp6是3个处理细菌相对丰度最高的门和属;子囊菌门(Ascomycota)和Ascomycota_unidentified_1_1是真菌相对丰度最高的门和属。连作抑制了一些优势菌群的生长,如细菌放线菌门(Actinobacteria)和属于该菌门的沉积岩杆菌属(Ilumatobacter),以及真菌球囊菌门(Glomeromycota),同时也促进了某些优势菌群的生长,如细菌芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和属于该菌门的芽单胞菌属(Gemmatimonas)以及真菌Cladorrhinum属相对丰度升高。连作显著增加了真菌的数量(49.16%~59.22%)和尖孢镰刀菌的数量(820%~2679%),降低了放线菌/真菌,放线菌数量随连作年限的增加呈先升高后降低的趋势,长期连作导致番茄商品性价值和土壤功能均降低。

长期施用有机肥对设施番茄土壤有效磷含量及磷素淋失风险的影响

探讨设施蔬菜长期施用有机肥的土壤有效磷含量及磷素淋失风险,可为设施蔬菜栽培合理施肥提供重要参考。以连续8 a设施番茄栽培田间定位施肥试验为依托,选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)及与低、中、高量有机肥配施(M1NPK、M2NPK、M3NPK)5个处理,研究各施肥处理土壤全磷(Total-P)、有效磷(Olsen-P)和可溶性磷(CaCl_(2)-P)含量及其剖面分布特征,分析了土壤磷素环境阈值和农学阈值随剖面分布的变化以及设施番茄栽培适宜的磷素施用量。结果表明:在0~50 cm土层,各处理土壤Total-P、Olsen-P和CaCl_(2)-P含量均随土层深度的增加呈逐渐下降趋势,其含量均表现为0~10 cm土层显著高于30~50 cm土层(P<0.05);与CK相比,各施肥处理土壤Total-P、Olsen-P和CaCl_(2)-P含量均有所增加,且随有机肥施用量的增加而增加,且施用中量(M2)和高量(M3)有机肥对0~20 cm土层土壤Total-P、Olsen-P和CaCl_(2)-P含量的影响显著(P<0.05)。在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm和40~50 cm土层,土壤磷素环境阈值随土层深度的增加呈先上升后下降趋势,其数值依次为139.6 mg·kg^(−1)、152.4 mg·kg^(−1)、133.5 mg·kg^(−1)、86.1 mg·kg^(−1)和42.3 mg·kg^(−1);在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层,土壤磷素农学阈值随土层深度的增加而逐渐降低,依次为185.1 mg·kg^(−1)、120.5 mg·kg^(−1)、92.8 mg·kg^(−1)和56.0 mg·kg^(−1)。以土壤磷素农学阈值所对应的土壤Olsen-P含量作为磷素淋失风险评价标准,通过土壤Olsen-P含量与施磷量(P2O5)之间的相关关系,求出设施番茄栽培适宜磷素(P2O5)用量为344.9~530.3 kg∙hm^(−2),其中有机肥供应的磷素(P2O5)用量为119.9~305.3 kg·hm^(−2)。综上,连续8 a设施番茄栽培定位施肥条件下,在施用化学氮磷钾肥(N 375 kg·hm^(−2)、P2O5225 kg·hm^(−2)和K2O 450 kg·hm^(−2))的基础上配施低量有机肥(15000 kg·hm^(−2)),不仅可以提高0~20 cm土壤有效磷含量,使番茄产量显著增加,而且可以有效控制土壤磷素淋失风险。