王旋旋 田罡銘 吳鳳芝

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030）

磷是植物生長發(fā)育不可缺少的大量營養(yǎng)元素之一，但是大多數(shù)土壤中能被植物直接吸收利用的磷都是以極低的濃度存在的（Hinsinger，2001），為滿足植物對(duì)磷的需求，需要在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中投入大量的磷肥。然而，磷肥的大量施用以及施用方法不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致土壤中磷素大量積累，從而產(chǎn)生磷素流失的風(fēng)險(xiǎn)（Koopmans et al.，2004；Nair et al.，2004）。國內(nèi)外大量研究表明，合理的間套作能有效提高作物對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收利用、改善土壤生態(tài)環(huán)境，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)（Zhang & Li，2003；Li et al.，2007；Li et al.，2013；Dissanayaka et al.，2015）。吳鳳芝等（2013）、劉淑芹和吳鳳芝（2015）的研究表明，分蘗洋蔥伴生番茄能夠顯著促進(jìn)番茄幼苗生長；吳瑕（2016）研究發(fā)現(xiàn)，番茄/分蘗洋蔥套作（伴生）能夠提高土壤中解磷菌和溶磷菌的含量，提高土壤中有效磷含量，促進(jìn)番茄植株對(duì)磷營養(yǎng)的吸收，促進(jìn)番茄生長、提高番茄產(chǎn)量。張紅剛（2007）研究發(fā)現(xiàn)，蠶豆/玉米間作系統(tǒng)中，蠶豆根系分泌物能夠活化玉米根際土壤中的礦質(zhì)磷，提高玉米根際土壤中的有效磷含量。番茄（Solanum lycopersicum L.）是設(shè)施栽培中最主要的果菜類蔬菜之一，為了提高產(chǎn)量，種植者常常盲目大量施肥，導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化，影響了番茄品質(zhì)，威脅著食品安全和人們的健康。前人研究中，對(duì)伴生系統(tǒng)中減少磷肥使用量的研究甚少，本試驗(yàn)采用分蘗洋蔥伴生減磷處理，通過對(duì)番茄生長指標(biāo)、光合指標(biāo)及產(chǎn)量的測(cè)定、分析，探討減磷的可行性，旨在為伴生栽培提供科學(xué)的施肥指標(biāo)，為減肥增效提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄品種為粉和平，由西安市和平蔬菜研究所提供；分蘗洋蔥品種為綏化，由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施生理生態(tài)課題組多年保存。供試土壤為番茄連作8 a的土壤，基本化學(xué)性狀采用鮑士旦（2005）的方法進(jìn)行測(cè)定：NH4+-N含量為14.49 mg·kg-1，NO3--N 為 44.9 mg·kg-1， 有 效 磷 為269.55 mg·kg-1，速效鉀為 186.06 mg·kg-1，EC 值為0.29 mS·cm-1（土水比為1∶2.5），pH值為6.06（土水比為1∶5）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2016年4～9月在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)日光溫室內(nèi)進(jìn)行，采用盆栽方式，試驗(yàn)用盆上口內(nèi)徑30 cm、下底內(nèi)徑23 cm、高23 cm，每盆裝土8 kg，常規(guī)施肥量為每盆施尿素2.5 g、硫酸鉀5 g、磷酸氫二銨5 g。設(shè)置分蘗洋蔥伴生（T）和不伴生（CK）2個(gè)處理，番茄常規(guī)育苗，四葉一心時(shí)定植，伴生處理在番茄植株周圍種植分蘗洋蔥（番茄幼苗定植3 d后，將未發(fā)芽、保存完好的分蘗洋蔥蔥頭栽植于番茄植株周圍，栽深約5 cm，將分蘗洋蔥蔥頭按入土中，每株番茄周圍栽植4株分蘗洋蔥），常規(guī)施氮、鉀肥，磷肥為常規(guī)施肥量的50%；不伴生處理按常規(guī)施肥。每處理3次重復(fù)，每重復(fù)6盆，隨機(jī)排列，為防止邊際效應(yīng)和人畜破壞，設(shè)保護(hù)盆16盆。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

1.3.1 番茄植株生長指標(biāo)的測(cè)定 在番茄定植后30、37、44 d，每處理隨機(jī)選取4株，分別用米尺測(cè)定株高，用游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗（距根莖1 cm處）。

番茄定植后45 d（拉秧期），每處理隨機(jī)選取4株，用分析天平（精確稱量到0.000 1 g）測(cè)定全株鮮質(zhì)量；然后105 ℃殺青，75 ℃恒溫條件下烘干至恒重，測(cè)定全株干質(zhì)量。

1.3.2 番茄植株光合指標(biāo)的測(cè)定 在開花期（定植后30 d）和盛果期（定植后37 d），采用光合儀（LI-6400XT，北京力高泰科技有限公司）測(cè)定番茄葉片（從上往下數(shù)第3葉片）的氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、光合速率。在晴朗無云的正午進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定時(shí)避免其他植株或葉片的遮擋。

1.3.3 番茄產(chǎn)量的測(cè)定 番茄植株留3穗果摘心，調(diào)查坐果總數(shù)；盛果期第2穗果成熟后，采用稱量法測(cè)定單果質(zhì)量；單株累計(jì)測(cè)產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 分蘗洋蔥伴生減磷處理對(duì)番茄生長指標(biāo)的影響

從表1可以看出，定植后30、37、44 d分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄株高與對(duì)照均無顯著差異。定植后30 d，分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄莖粗顯著高于對(duì)照；定植后37、44 d，分蘗洋蔥伴生減磷處理的莖粗亦高于對(duì)照，但差異不顯著。

從表1還可以看出，定植后45 d（拉秧期）分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄全株鮮、干質(zhì)量均顯著高于對(duì)照，分別較對(duì)照提高了32.11%和22.41%。

2.2 分蘗洋蔥伴生減磷處理對(duì)番茄植株光合指標(biāo)的影響

從表2可以看出，開花期和盛果期分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄葉片光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率均明顯高于對(duì)照，比對(duì)照分別提高了11.83%和33.21%、9.09%和25.00%、12.08%和25.39%，但差異均未達(dá)到顯著水平。

表1 分蘗洋蔥伴生減磷處理對(duì)番茄生長指標(biāo)的影響

表2 分蘗洋蔥伴生減磷處理對(duì)番茄光合指標(biāo)的影響

2.3 分蘗洋蔥伴生減磷處理對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄單株坐果數(shù)和單果質(zhì)量均高于對(duì)照，但無顯著性差異；單株產(chǎn)量比對(duì)照顯著提高了25.49%。

表3 分蘗洋蔥伴生減磷處理對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

間套作是指在同一塊土地上，同時(shí)種植兩種或兩種以上作物的栽培方式。國內(nèi)外大量研究表明，合理的間套作能夠充分利用水分、光照等資源，還能夠顯著改善土壤中的礦質(zhì)養(yǎng)分，提高土壤有效養(yǎng)分含量，促進(jìn)作物生長、提高產(chǎn)量（漆智平，1999；Li et al.，1999；張恩和和張福鎖，2000；Hinsinger et al.，2011）。Dissanayaka 等（2015） 研究發(fā)現(xiàn)，白羽扇豆與玉米間作，白羽扇豆的根系分泌物能夠?qū)a-P中的磷釋放，供給玉米吸收，從而促進(jìn)玉米的生長。劉淑芹和吳鳳芝（2015）研究表明，套作分蘗洋蔥的番茄株高與干、鮮質(zhì)量等生長指標(biāo)均有不同程度的增加。本試驗(yàn)結(jié)果與前人的研究結(jié)果基本吻合，在分蘗洋蔥伴生的基礎(chǔ)上，將磷肥的施用量降為常規(guī)施肥的50%，番茄植株的株高、莖粗與對(duì)照均無明顯差異；在拉秧期，全株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量較對(duì)照顯著增加了32.11%和22.41%。

劉淑芹等（2016）通過對(duì)番茄葉片內(nèi)蛋白質(zhì)含量與種類的研究發(fā)現(xiàn)，分蘗洋蔥伴生的番茄葉片中與光合作用有關(guān)的蛋白質(zhì)呈上調(diào)趨勢(shì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明：開花期和盛果期分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄葉片光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率比對(duì)照分別提高了11.83%和33.21%、9.09%和25.00%、12.08%和25.39%，但差異均未達(dá)到顯著水平。

孫曉涵等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，與馬鈴薯單作相比，間作花生的馬鈴薯產(chǎn)量顯著提高。董雪嬌等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，套種分蘗洋蔥的番茄產(chǎn)量增加了11.35%。本試驗(yàn)結(jié)果顯示：分蘗洋蔥伴生處理的番茄單果質(zhì)量較對(duì)照有所提高，但差異不顯著；而單株產(chǎn)量顯著提高了25.49%。說明伴生栽培不僅能夠增加番茄產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，而且增種分蘗洋蔥也能獲得額外的收益，提高土地利用率和生產(chǎn)率，增加農(nóng)民收益。

本試驗(yàn)中番茄伴生減磷不減產(chǎn)的原因可能是：一是伴生系統(tǒng)中根系分泌物對(duì)土壤難溶性磷的活化作用，導(dǎo)致土壤中植物可吸收利用磷含量增加；二是根系分泌物通過改變土壤中微生物種類和組成，改變土壤酶活性，導(dǎo)致土壤中有效磷含量增加；三是伴生導(dǎo)致作物的根形態(tài)發(fā)生變化，從而使植物磷吸收量增加。

基于以上原因，提出伴生能夠減少磷肥的施用量這一創(chuàng)新點(diǎn)，本試驗(yàn)結(jié)果表明，分蘗洋蔥伴生番茄能夠減少磷肥的施用量，對(duì)緩解中國目前因磷肥施用量大導(dǎo)致的環(huán)境污染及水資源污染具有重要的意義，為分蘗洋蔥伴生系統(tǒng)下施肥技術(shù)提供依據(jù)。但是本試驗(yàn)只是在分蘗洋蔥伴生條件下設(shè)置了減磷50%這一個(gè)減肥水平，只是驗(yàn)證了伴生條件下減磷的可行性，沒有確定伴生條件下減磷的最適量，在今后的試驗(yàn)中將增加伴生常規(guī)施磷處理為對(duì)照，設(shè)置減磷30%、50%、70%等不同水平，進(jìn)一步研究伴生條件下不同施磷水平對(duì)番茄生長發(fā)育、光合指標(biāo)及產(chǎn)量的影響。