譚洪吉，高艷明，李建設(shè)，魏文璐

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川 750021）

功能肥料是一類新型的肥料，與傳統(tǒng)肥料配合施用，可以節(jié)省肥料的用量，減少施肥次數(shù)，節(jié)省勞動(dòng)力，同時(shí)，也能減少養(yǎng)分損失，提高肥料利用率，降低對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。功能肥料意在強(qiáng)調(diào)肥料的功能，為農(nóng)作物提供營(yíng)養(yǎng)、改善農(nóng)作物品質(zhì)、培肥地力[1]、改善土壤性質(zhì)[2]等。

氨基酸肥料作為一種功能肥料，具有清潔無(wú)污染、改善生態(tài)環(huán)境、提高植株抗逆能力的特點(diǎn)[3]。有研究表明，氨基酸肥料可直接被植物根系吸收利用[4-5]，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量，并改善作物品質(zhì)[6]。黃腐酸是腐殖酸的一種[7]，是土壤有機(jī)質(zhì)的重要組成部分，通過(guò)促進(jìn)土壤的保水與持水能力，影響土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，同時(shí)，釋放土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)作物對(duì)氮素的積累和利用，提高作物的產(chǎn)量與品質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)效益[8]。海藻素是在海藻中提取的天然肥料，含有作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)、海藻酸等，且易于被植物迅速吸收。海藻素作為一類生物刺激素，既可對(duì)作物單獨(dú)施用，也可與肥料配施，不僅可以調(diào)理土壤[9]，提高養(yǎng)分利用效率[10]，還有一定的抑菌防病效果[11]，對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育具有促進(jìn)作用。張健等[12]研究認(rèn)為，氨基酸可促進(jìn)櫻桃番茄生長(zhǎng)，提高其產(chǎn)量和氮素利用率。張麗麗等[13]研究認(rèn)為，黃腐酸有利于提高番茄磷素利用率，促進(jìn)番茄生長(zhǎng)，提高其產(chǎn)量和品質(zhì)。楊萍等[14]研究認(rèn)為，海藻肥既可提高番茄產(chǎn)量與品質(zhì)，也可增加番茄葉片中葉綠素的含量?；谇叭说难芯砍晒?，為進(jìn)一步明確在基質(zhì)栽培櫻桃番茄生產(chǎn)過(guò)程中混施功能肥料的最佳組合，本試驗(yàn)選取3 種功能肥料，結(jié)合營(yíng)養(yǎng)液共設(shè)置7 種組合方式，探究不同功能肥料對(duì)基質(zhì)栽培櫻桃番茄的品質(zhì)、產(chǎn)量及基質(zhì)環(huán)境的影響，篩選出最適合的功能肥料用于櫻桃番茄的生產(chǎn)，提高其種植效益。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2020年7月—2021年1月在寧夏園藝產(chǎn)業(yè)園科研開發(fā)區(qū)11號(hào)日光溫室中進(jìn)行，采用基質(zhì)栽培，供試溫室長(zhǎng)度80 m、跨度7 m。地理坐標(biāo)為38°35′N，103°19′E，屬于溫帶大陸性氣候區(qū)，年降水量少，蒸發(fā)量大。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)所用營(yíng)養(yǎng)液為寧夏大學(xué)專用營(yíng)養(yǎng)液，其配方如表1所示，栽培基質(zhì)為商品基質(zhì)，供試櫻桃番茄品種為‘香妃9 號(hào)’。試驗(yàn)共設(shè)置7 個(gè)處理，分別為在營(yíng)養(yǎng)液中添加氨基酸（T1）、黃腐酸鉀（T2）、海藻素（T3）3 種功能肥料，以及3 種功能肥料的混合物[氨基酸+黃腐酸鉀（T4）、氨基酸+海藻素（T5）、黃腐酸鉀+海藻素（T6）]，以不添加功能肥料為對(duì)照（CK），如表2所示。小區(qū)面積8.4 m2（1.4 m×6.0 m），每個(gè)處理重復(fù)3次，共21個(gè)小區(qū)。每小區(qū)布置6個(gè)泡沫栽培箱（長(zhǎng)100 cm、寬50 cm、深30 cm），共種植櫻桃番茄24株，株距24 cm，行距140 cm，三稈整枝，定植株數(shù)為1 906株/667 m2，于全生育期每日上午9：00滴灌，苗期為400 mL/（株·d），開花期為700 mL/（株·d），結(jié)果盛期為900 mL/（株·d）。

表1 營(yíng)養(yǎng)液配方Table 1 Nutrient solution formula

表2 不同試驗(yàn)處理方案及肥料來(lái)源Table 2 Different experimental treatment schemes and fertilizer sources

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 葉片光合指標(biāo)的測(cè)定

在晴天上午10：00 左右，采用LI-6800 光合儀（美國(guó)LI-COR公司）對(duì)盛果期葉片進(jìn)行蒸騰速率、凈光合速率、胞間二氧化碳（CO2）濃度、氣孔導(dǎo)度測(cè)定。

1.3.2 基質(zhì)相關(guān)酶活性的測(cè)定

參照關(guān)松蔭[15]的方法，基質(zhì)中脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測(cè)定，堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定，蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定，過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定。

1.3.3 基質(zhì)微生物數(shù)量的測(cè)定

參照李阜棣等[16]的方法，細(xì)菌、真菌及放線菌數(shù)量采用稀釋平板法測(cè)定，其中，細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)，真菌采用馬丁-孟加拉紅培養(yǎng)基培養(yǎng)，放線菌采用改良的高氏1號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng)。

1.3.4 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

在盛果期，每個(gè)處理隨機(jī)摘取第2 穗果10 個(gè)，參照高俊鳳[17]的方法，果實(shí)可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定，維生素C含量采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定，硝酸鹽含量采用水楊酸比色法測(cè)定，有機(jī)酸含量采用氫氧化鈉滴定法測(cè)定，可溶性固形物含量采用數(shù)顯糖度計(jì)測(cè)定。以可溶性糖含量與有機(jī)酸含量的比值表示糖酸比。

1.3.5 產(chǎn)量的測(cè)定

以小區(qū)為單位，測(cè)定第1—5穗果櫻桃番茄產(chǎn)量，統(tǒng)計(jì)果數(shù)，測(cè)單果質(zhì)量，并將小區(qū)產(chǎn)量折合成667 m2產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2010、Origin 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、圖表繪制，采用SPSS 20.0 中的最小顯著差數(shù)法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)櫻桃番茄葉片光合能力的影響

由表3 可知：各處理的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度無(wú)顯著差異；T3處理的凈光合速率顯著高于其他處理，相對(duì)于對(duì)照，增長(zhǎng)幅度達(dá)39.97%；T1、T3、T4處理的胞間CO2濃度顯著高于T5、T6處理，與對(duì)照無(wú)顯著差異。綜上所述，T3處理相對(duì)于其他處理可顯著提高凈光合速率，對(duì)胞間CO2濃度也有一定的提升效果，說(shuō)明T3處理可以促進(jìn)櫻桃番茄的光合能力。

表3 不同處理對(duì)櫻桃番茄葉片光合能力的影響Table 3 Effects of different treatments on photosynthetic capacities of cherry tomato leaves

2.2 不同處理對(duì)基質(zhì)中酶活性的影響

如表4 所示：各處理的脲酶活性均顯著高于CK，其中T5處理的脲酶活性顯著高于其他處理，說(shuō)明T5處理可顯著提高基質(zhì)中脲酶的活性；T4、T6處理與CK 相比可顯著提高基質(zhì)中堿性磷酸酶活性，T2、T3、T5處理與T4、T6處理無(wú)顯著差異；T4處理的蔗糖酶活性顯著高于CK、T2、T3處理，T1、T5、T6處理與T4處理無(wú)顯著差異，均可提高基質(zhì)中蔗糖酶活性；T5處理的過(guò)氧化氫酶活性顯著高于CK、T1、T3處理，T2、T4、T6處理與T5處理無(wú)顯著差異。綜上可知：與對(duì)照相比，T4處理可顯著提高基質(zhì)中堿性磷酸酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性；T5處理可顯著提高脲酶、堿性磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性，而蔗糖酶活性與T4處理無(wú)顯著差異；T6處理對(duì)堿性磷酸酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶活性有促進(jìn)作用，T5處理的脲酶活性顯著高于T4、T6處理。綜合可知，T5處理對(duì)基質(zhì)中酶活性變化影響最顯著，T4、T6次之。

表4 不同處理對(duì)基質(zhì)中酶活性的影響Table 4 Effects of different treatments on enzymatic activities in the substrate mg/(g·h)

2.3 不同處理對(duì)基質(zhì)中微生物數(shù)量的影響

如圖1 所示：不同處理間微生物數(shù)量總體表現(xiàn)為細(xì)菌＞放線菌＞真菌，且變化顯著。各處理的細(xì)菌數(shù)量表現(xiàn)為T4＞T6＞T5=T2＞T3=T1＞CK，T4、T6、T5和T2處理的細(xì)菌數(shù)量明顯高于CK、T1和T3處理；不同處理間真菌的數(shù)量表現(xiàn)為T4＞T5＞T6＞T3＞T1＞T2＞CK，T4處理的真菌數(shù)量達(dá)11×105CFU/g，比對(duì)照提高450%；不同處理間放線菌數(shù)量表現(xiàn)為T5＞T4＞T6＞T2＞T3＞T1＞CK，T5、T4處理的放線菌數(shù)量明顯高于其他處理，相對(duì)于對(duì)照分別提高了109.61%、83.12%。綜上所述，T4和T5處理可以促進(jìn)基質(zhì)中微生物的繁殖，提高微生物的數(shù)量。

圖1 不同處理對(duì)基質(zhì)微生物數(shù)量的影響Fig.1 Effects of different treatments on microbial quantities in the substrate

2.4 不同處理對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

由表5 可知：T3、T4、T5、T6處理的維生素C 含量顯著高于CK處理，其中T4、T5處理的維生素C含量最高；T3、T4、T5、T6處理的可溶性糖含量顯著高于其他處理，與對(duì)照相比，分別提高了16.72%、21.74%、15.44%、20.09%；T5、T6處理的可溶性固形物含量顯著高于其他處理；T3、T4、T6處理的糖酸比高于其他處理，但與T5處理無(wú)顯著差異；各處理的硝酸鹽含量均沒(méi)有顯著差異。綜上所述，T4、T5處理的維生素C含量均高于其他幾個(gè)處理，T4處理的糖酸比、可溶性糖含量高于T5處理，但差異不大，而T5處理的可溶性固形物含量顯著高于T4處理。所以，相對(duì)于其他處理，T5處理更有利于提高櫻桃番茄的品質(zhì)與風(fēng)味。

表5 不同處理對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different treatments on fruit quality

2.5 不同處理對(duì)櫻桃番茄產(chǎn)量的影響

由表6可知：T1、T2、T3、T4、T5處理的產(chǎn)量顯著高于CK 處理，分別提高了20.64%、21.86%、22.32%、20.16%、12.84%；T1處理的單果質(zhì)量最大，除T2外，與其他各處理相比均無(wú)顯著差異。

表6 不同處理對(duì)櫻桃番茄產(chǎn)量的影響Table 6 Effects of different treatments on yields of cherry tomatoes

2.6 基質(zhì)中微生物數(shù)量、酶活性與果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)量間相關(guān)性分析

如圖2 所示：基質(zhì)中細(xì)菌數(shù)量與脲酶活性呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與堿性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；放線菌數(shù)量與脲酶、堿性磷酸酶和過(guò)氧化氫酶活性呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。果實(shí)中可溶性固形物含量與基質(zhì)中堿性磷酸酶活性、真菌數(shù)量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與放線菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；硝酸鹽含量與堿性磷酸酶活性、細(xì)菌數(shù)量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；可溶性糖含量與放線菌、真菌數(shù)量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與堿性磷酸酶活性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；維生素C含量與脲酶、堿性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性以及細(xì)菌數(shù)量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與真菌、放線菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。可見，基質(zhì)中微生物數(shù)量與酶活性的關(guān)系密不可分，而微生物數(shù)量與酶活性又對(duì)果實(shí)品質(zhì)有著重要影響。

圖2 基質(zhì)中微生物數(shù)量、酶活性與果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)量間相關(guān)性分析Fig.2 Correlation analysis of microbial quantities,enzymatic activities in the substrate and fruit quality and yields

2.7 主成分隸屬函數(shù)分析

由表7 可知，綜合光合能力、品質(zhì)產(chǎn)量、基質(zhì)微生物數(shù)量和基質(zhì)酶活性等評(píng)價(jià)指標(biāo)，T5處理表現(xiàn)最好，其次是T4處理。

表7 相關(guān)指標(biāo)的主成分值、隸屬函數(shù)值、綜合評(píng)價(jià)值及綜合排名Table 7 Principal component values,membership function values,comprehensive evaluation values and comprehensive ranking of relevant indexes

3 討論

3.1 不同功能肥料對(duì)櫻桃番茄光合效率的影響

光合效率通常以凈光合速率、胞間CO2濃度、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度等指標(biāo)來(lái)反映[18]，其大小與類囊體反應(yīng)相關(guān)，光合效率越高，植株進(jìn)行碳同化時(shí)活躍的化學(xué)能越多。WANG 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，海藻肥可提高海棠的光合速率和光合色素含量，促進(jìn)植株生長(zhǎng)。崔?；ǖ萚20]研究認(rèn)為，噴施海藻肥可提高冬小麥的蒸騰速率和光合速率，促進(jìn)冬小麥生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累，提高其產(chǎn)量。本研究發(fā)現(xiàn)，在營(yíng)養(yǎng)液中單獨(dú)添加海藻素（T3）可明顯提高櫻桃番茄凈光合速率和胞間CO2濃度，與對(duì)照相比，增幅分別為39.97%、6.61%，說(shuō)明海藻素可以提高櫻桃番茄的光合能力。本研究中單獨(dú)施用氨基酸（T1）和黃腐酸鉀（T2）的處理在氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率上與對(duì)照無(wú)差異，但分別對(duì)胞間CO2濃度和凈光合速率有一定的影響，說(shuō)明氨基酸和黃腐酸鉀在一定程度上也可以提高櫻桃番茄的光合能力。而試驗(yàn)中不同功能肥料組合的混合施用均未能提高櫻桃番茄的光合能力，甚至略有下降，可能是2種功能肥料之間產(chǎn)生了拮抗作用，因而降低了其光合能力。

3.2 不同功能肥料對(duì)基質(zhì)中微生物數(shù)量及酶活性的影響

土壤微生物和酶參與有機(jī)質(zhì)分解、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)等多種生化過(guò)程，是評(píng)價(jià)土壤肥力及其環(huán)境質(zhì)量的重要生物學(xué)指標(biāo)[21]。微生物數(shù)量越多，土壤生物活性越強(qiáng)[22]。脲酶是一種酰胺酶，其作用極為專性，它僅能水解尿素，形成的最終產(chǎn)物是氨、二氧化碳和水，其活性可以用來(lái)表示土壤的氮素狀況[23]；磷酸酶可以將土壤中的有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的形式，磷酸酶活性是評(píng)價(jià)土壤磷素轉(zhuǎn)化方向與強(qiáng)度的指標(biāo)[15]；蔗糖酶可水解土壤中的蔗糖，將其轉(zhuǎn)化為利于植物吸收的形式，有助于植物的生長(zhǎng)發(fā)育，其活性可用來(lái)表征土壤的肥力情況[24]；過(guò)氧化氫酶能促進(jìn)生物呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)氧化氫分解為水和氧，從而降低過(guò)氧化氫對(duì)生物和土壤的毒害作用[25]。本研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照相比，在營(yíng)養(yǎng)液中混合添加氨基酸與黃腐酸鉀、氨基酸與海藻素處理均可顯著增加基質(zhì)中細(xì)菌、真菌及放線菌的數(shù)量，即對(duì)基質(zhì)中微生物數(shù)量的增加具有促進(jìn)作用，而且可顯著提高基質(zhì)中脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶活性以及肥料的利用率，從而促進(jìn)櫻桃番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，提高果實(shí)品質(zhì)?；|(zhì)中微生物數(shù)量與各種酶活性呈顯著正相關(guān)，可能是由于氨基酸、黃腐酸鉀、海藻素可以促進(jìn)基質(zhì)中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，活化基質(zhì)中大量及微量元素，增加基質(zhì)中養(yǎng)分的含量，促進(jìn)微生物的繁殖發(fā)育，改善基質(zhì)的微生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而提高了基質(zhì)的酶活性。

3.3 不同功能肥料對(duì)櫻桃番茄果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)量的影響

品質(zhì)反映了蔬果的優(yōu)質(zhì)程度，維生素C、可溶性糖、有機(jī)酸、硝酸鹽含量與果實(shí)的口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有著直接的關(guān)系[26]。通常，果實(shí)內(nèi)糖、維生素C含量越高，硝酸鹽含量越低，可在一定程度上表明果實(shí)擁有高品質(zhì)。謝荔等[27]研究發(fā)現(xiàn)，用氨基酸肥料處理葡萄后，果皮花青苷以及果實(shí)可溶性糖、可溶性固形物含量等均顯著提高；張永霞等[28]研究表明，黃腐酸鉀肥料可以明顯促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，改善作物的品質(zhì)；周英等[29]研究認(rèn)為，噴施海藻葉面肥可明顯提高菠菜和不結(jié)球白菜的可溶性糖、維生素C 含量。本試驗(yàn)中2種肥料混合施用與單獨(dú)施用對(duì)櫻桃番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量表現(xiàn)出較大的差異，總體上以混合施用氨基酸+海藻素（T5）處理最好，相比于對(duì)照，可顯著提高櫻桃番茄的維生素C、可溶性糖和可溶性固形物含量，每667 m2產(chǎn)量增長(zhǎng)幅度可達(dá)12.84%?？赡茉蛉缦拢汉Ｔ逅啬芗訌?qiáng)酶對(duì)糖分、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪及各種維生素的合成運(yùn)轉(zhuǎn)，刺激多糖酶的活性，使多糖轉(zhuǎn)化為可溶性單糖，從而提高果實(shí)甜度，改善作物品質(zhì)；而氨基酸肥料可以促進(jìn)植物根系對(duì)硝酸根離子的吸收與同化，進(jìn)而促進(jìn)植株體內(nèi)氨基酸和蛋白質(zhì)的合成，最終提高果實(shí)品質(zhì)[30]。綜上所述，氨基酸與海藻素肥料混合施用對(duì)櫻桃番茄品質(zhì)與產(chǎn)量的提升效果更好，且2種肥料施用量少，成本低，簡(jiǎn)單易操作，可有效提高櫻桃番茄種植的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

本研究表明：海藻素（T3）處理可以顯著提高櫻桃番茄葉片的光合能力，促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育，提高果實(shí)產(chǎn)量；氨基酸+黃腐酸鉀（T4）、氨基酸+海藻素（T5）處理可以提高基質(zhì)中微生物的數(shù)量，與對(duì)照相比差異顯著，且兩者均可以顯著提升基質(zhì)中脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性，有效提高基質(zhì)環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育，提高果實(shí)品質(zhì)；根據(jù)主成分隸屬函數(shù)分析的綜合排序可知，混合施用氨基酸+海藻素處理表現(xiàn)最好。綜上所述，在營(yíng)養(yǎng)液中混合添加50 mg/L氨基酸+5 mg/L海藻素可有效改善基質(zhì)環(huán)境，提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量，因此，推薦使用此配方來(lái)提高基質(zhì)栽培櫻桃番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量，改善其基質(zhì)環(huán)境。