中圖分類號：S641.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2025）07-093-08

Effects of different combinations of sand and soil on soil physicochemical properties and the growth， yield and quality of tomato

YANG Shimei'，WANG Shiyu2，WANG Cuili'，CHENLiang'，KOU Yanyan

（1.Gansulinsas calAlkaloidscorodnurocegcnleirgtione sourcesUtilizationCenter，Jingtai 73o4oo，Gansu，China）

Abstract：Toexplore theimprovement effectofdesertyellowsandonthecultivationsoiloffacilityvegetables in the HexiCorridor，byaddingdiferentproportionsofdesertyellowsandtothefacilitysoil，theinfluenceofthechangeinthe proportion ofyellowsandonthephysical andchemical propertiesof thesoil，as wellas the growth，yieldandqualityof tomato were studied.Theresults showed thattheratioofsand addition was inverselyproportional tothecontentof soil organic mater，totaltrogen，lkal-drolyabletrogen，totalposphors，vailableposphors，totalpotassailablepotassium，ECvalue，andpH.Whentheratioofsoiltoandis3：1，thecontentof totalnitrogen，totalphosphorus， total potassium， decreased by 17.85% ， 16.4% ， 12.21% compared with soil culture，respectively， the EC value and pH decreased by 6.27% ，0.31，and the ventilation porosity increased by 5.79 percent point.Tomato plant growth，yield and quality indicators showed positive growth firstandthen negative growth with the increaseof proportionofsand.When the ratio of soil to sand is3：1，the plant heightand stem diameter of tomato plants are increased by 4.45% 5.49% ，the single fruit mass，single plant yield and 667m² yield are increased by 9.20% 20.40% and 17.39% ，respectively，the content of solublesugar，solubleprotein，vitamin Candsolublesolidsinfruitsareigher thanthatinothertreatments，andthecontentof solublesolids wassignificantly increasedbyO.O9 percent pointscompared with soilcultivation.The tomato growth index，yieldindex，andqualityindex areoptimalwhentheratioofsoil tosandis3：1.Thecorrelationanalysis shows that thechanges ofsoil physicochemical propertiesarecloselyrelatedtothe growth，yieldandqualityof tomato. The aditionofsand can improve soilconditions，increase tomato yieldand improvequalitywhich provides theoretical basisforthe improvementof facilitysoil in thisarea. KeyWords：Tomato; Sand ratio; Chemical and physical properties of soil; Quality;Correlation analysis

河西走廊地處甘肅省西北部、黃河以西、祁連山和巴丹吉林沙漠中間，屬大陸性干旱氣候，日照時間長，光照資源豐富，氣溫日變化大，利于農(nóng)作物干物質積累。設施農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)域優(yōu)勢明顯，其中設施番茄是栽培最多的作物之一，是淡季蔬菜供應、提高農(nóng)業(yè)效益、增加農(nóng)民收入、促進農(nóng)村發(fā)展的主要途徑之一。近年來，隨著設施蔬菜種植面積擴大，種植年限增長，產(chǎn)生了一系列問題，如長期大量施肥和不合理灌溉導致土壤板結、貯水功能減弱、土壤養(yǎng)分積累量不足、土壤鹽漬化、排水不暢等[2-]，進而影響蔬菜產(chǎn)量和品質。

針對以上問題，人們使用土壤改良劑、生物菌肥[8]、有機肥[]、添加腐熟的作物秸稈[10]、灌溉洗鹽[]等措施對土壤進行改良，在土壤物理和化學性質改善方面取得一定的效果。其中，農(nóng)作物秸稈添加到土壤中可以提升土壤養(yǎng)分含量，有效改善土壤理化性質，但秸稈分解緩慢，易導致土壤病原體增加，作物病害加重，作物產(chǎn)量降低[]，灌溉洗鹽需水量較大。由于試驗區(qū)域、種植作物、土壤類型及管理模式的差異，土壤問題原因多樣化，解決方法不能同一而論。河西地區(qū)毗鄰沙漠，黃沙隨處可見，黃沙中營養(yǎng)物質較少，孔隙度較大，透氣性較好[13-14]，使用黃沙改良土壤較使用土壤改良劑、生物菌肥、有機肥、灌溉洗鹽等方式可降低成本。研究表明，通過在土壤中摻沙可以改變土壤的理化性狀，對作物生長產(chǎn)生積極影響[15]。土壤摻沙可以改善土壤環(huán)境，提高玉米產(chǎn)量[，黃沙種植番茄也取得了成功[]。但在河西沙區(qū)設施土壤中添加黃沙對土壤改良及番茄生長、品質、產(chǎn)量影響的研究鮮見報道。鑒于此，筆者在前人研究的基礎上，通過在土壤中添加不同比例黃沙，分析土壤理化性質、番茄生長、產(chǎn)量和品質的變化，得出添加不同比例黃沙對該地區(qū)設施土壤的改良評價結果，旨在為該地區(qū)設施土壤改良提供有效方法和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

試驗于2023年11月至2024年5月在廿肅省武威市涼州區(qū)黃羊鎮(zhèn)甘肅省農(nóng)業(yè)工程技術研究院試驗基地進行。該地區(qū)位于河西走廊東段、騰格里沙漠西邊，屬溫帶大陸性干旱氣候，年平均降水量100mm ，年蒸發(fā)量 2020mm ，年平均溫度 7.7^°C ，無霜期150d左右，日照時數(shù) 2873.4h 。

試驗番茄品種為愛吉155，購于武威百利種苗有限公司。

供試土壤為甘肅省農(nóng)業(yè)工程技術研究院試驗基地溫室大棚（已種植10年以上，前茬為辣椒） 0～ 20cm 土壤， pH8.65 ，有機質含量 （w， 后同 ）22.7g?kg^-1 容重 1.27g?cm^-3 ，全氮含量 21.12g?kg^-1 ，堿解氮含量 287mg?kg^-1 ，全磷含量 21.28g?kg^-1 ，速效磷含量263.21mg?kg^-1 ，全鉀含量 226.61g?kg^-1 ，速效鉀含量2215mg?kg^-1 。

沙為黃沙， pH7.87 ，有機質含量 3.1g?kg^-1. 水溶性鹽含量 0.18g?kg^-1 ，容重 1.54g?cm^-3 ，全氮含量0.13g?kg^-1 ，堿解氮含量 19mg?kg^-1 ，全磷含量0.48g?kg^-1 ，速效磷含量 28.59mg?kg^-1， 全鉀含量1.62g?kg^-1 ，速效鉀含量 51mg?kg^-1 。

1.2試驗設計

挖深 60cm 寬 60cm 長 8m 的種植槽，兩側及底部鋪防水透氣膜，中間填充種植土壤，每個栽培槽面積 4.2m² ，每個栽培槽為一個處理，每個處理3次重復。

土壤挖大棚內 0～20cm 耕層土壤，與黃沙混合均勻，設6種配比處理，分別為溫室土壤（CK1）、沙漠黃沙（CK2）、溫室土壤與沙漠黃沙體積比5：1（T1）、溫室土壤與沙漠黃沙體積比3：1（T2）、溫室王壤與沙漠黃沙體積比2：1（T3）、溫室土壤與沙漠黃沙體積比1：1（T4）。

番茄種苗定植株距 40cm ，小行距 30cm ，大行距 60cm ，每個栽培槽定植40株，于5穗果時打頂，其他栽培管理措施同當?shù)亍?/p>

1.3 測定項目與方法

番茄生長指標測定：每個處理選擇棚中部5株番茄植株進行測量，株高、莖粗、根長在番茄植株生長末期拉秧前測定，同時拔出植株將地上部和地下部分開，用清水沖洗干凈后采用電子天平分別稱鮮質量，株高和根長用卷尺測定，莖粗用游標卡尺測定。

番茄產(chǎn)量指標測定：每個處理選取第三穗果上3個具有代表性的成熟果實測定單果質量，計算單株產(chǎn)量，采用游標卡尺測定果實縱徑和果實橫徑，667m² 產(chǎn)量分批采收后統(tǒng)計。

番茄品質指標測定：番茄果實采樣方式同上， 采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[18]，采用鉬藍比 色法測定還原型維生素C含量，采用李合生的 考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白含量，采用 NaOH滴定法測定可滴定酸含量2，采用2WA-J ATC手持式折光儀測定可溶性固形物含量。

土壤指標測定：在種植前未施肥料時采土樣，采用《土壤農(nóng)化分析》中的方法測定有機質、全氮、全磷、有效磷、全鉀和速效鉀含量及pH、EC值，參照連兆煌的方法測定土壤容重和孔隙度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 Excel2017 處理試驗數(shù)據(jù)和制作圖表，采用SPSS19.0進行單因素（ANOVA）方差與顯著性差異分析（Adonis檢驗， plt;0.05 以及Pearson相關性分析。

2 結果與分析

2.1.1對pH、EC值、容重、孔隙度的影響持水孔隙度、通氣孔隙度是土壤持水能力和通氣性的指標，pH是評價酸堿度的指標[23]；EC值是反映土壤水溶性鹽的指標，也是評價土壤鹽漬化的一個重要指標[24]。由圖1可知，CK2的pH、EC值、持水孔隙度相比其他處理最小，CK1最大。土壤添加不同比例黃沙后，T1、T2、T3、T4處理的EC值相比CK1分別降低 4.10%?6.27%?6.75%?7.47%，pl H分別降低0.26，0.31，0.37，0.65 。CK2的容重、通氣孔隙度、總孔隙度相比其他處理最大，CK1最小，T1、T2、T3、T4處理的通氣孔隙度較CK1分別顯著增加1.84、5.79、6.49、7.48百分點。以上結果表明，添加黃沙可以改變土壤通氣性、減少積水、降低土壤鹽漬化。2.1.2對土壤養(yǎng)分的影響土壤全氮、全鉀、全磷是基礎肥力，設施種植過程中氮、磷、鉀積累量大，隨著種植年限增加，土壤全氮、全磷和全鉀含量顯著增加，養(yǎng)分失調[24]。由圖2可知，CK2的有機質、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀和速效鉀含量均顯著低于其他處理，CK1的含量均最高。其中CK1的全氮含量是CK2的8.61倍，全磷含量是2.67倍，全鉀含量達到16.42倍。隨著黃沙添加比例增加，土壤有機質、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀含量均呈降低趨勢，T1、T2、T3、T4處理的全氮含量較CK1分別顯著降低 14.28% 、 17.85% ！29.46% 、 44.64% ，全磷含量分別降低 2.34% ！16.41% 、 21.09% 、 31.25% ，全鉀含量分別降低4.36%?12.21%?42.58%?46.94% 堿解氮含量分別降低 13.02%?19.54%?26.06%?39.08% ，速效磷含量分別顯著降低 9.12%，13.68%，18.25%，27.38%， 速效鉀含量分別顯著降低 12.71% 、 19.06% 、25.42%，38.13% 。因此，在養(yǎng)分積累量大的土壤中添加黃沙能夠稀釋土壤中的氮、磷、鉀濃度，降低積累量。

2.1不同土壤和黃沙配比對土壤理化性質的影響

注：不同小寫字母表示不同處理在0.05水平差異顯著。下同。 Note：Differentsmallettrs indicatesignificantdifferenceamongdifferenttreatmentsatO.O05level.Thesamebelow.

圖1不同黃沙配比對土壤pH、EC值、容重和孔隙度的影響

Fig.1Effects of different adding proportion of sand on soil pH ，ECvalue，bulkdensityand porosity

圖2不同黃沙配比對土壤養(yǎng)分含量的影響

Fig.2Effects of different adding proportion of sand on soil nutrient content

2.2不同土壤和黃沙配比對番茄植株生長指標、果實產(chǎn)量和品質的影響

2.2.1對番茄植株生長指標的影響由表1可知，隨著土壤中黃沙比例的增加，番茄株高、莖粗、植株地上部和地下部鮮質量均呈先上升后下降的趨勢。T2處理的番茄株高、莖粗、根長、植株地上部和地下部鮮質量均高于其他處理，各處理的株高、莖粗表現(xiàn)為 T2gt;T1gt;CK1gt;T3gt;T4gt;CK2，T2 處理的株高和莖粗較CK1分別增加 4.45%.5.49% 。T1、T2、和T3處理的根長與CK1差異不顯著，T4處理顯著低于CK1。T2和T4處理的植株地上部鮮質量與CK1差異顯著；T2、T3和T4處理的植株地下部鮮質量與CK1差異顯著。以上結果表明，設施土壤添加黃沙對番茄的株高、莖粗、根長、植株地上部和地下部生長有積極影響，但并非越多越好。

2.2.2對番茄果實產(chǎn)量指標的影響由表2可知，隨著黃沙添加比例的增加，果實縱徑、果實橫徑、單株產(chǎn)量、 667m² 產(chǎn)量均表現(xiàn)為 T2gt;T3gt;T1gt;CK1gt;T4gt; CK2。T2處理的單果質量、單株產(chǎn)量、 667m² 產(chǎn)量較CK1分別顯著提高 9.20%?20.40%?17.39%;T 1和T3處理的單果質量、單株產(chǎn)量、 667m² 產(chǎn)量均與CK1差異不顯著；T4處理的產(chǎn)量性狀均顯著低于CK1。T2、T4、CK1、CK2的果實縱徑差異彼此均顯著，T2處理較CK1顯著增加了 11.65% ，T1和T3處理的果實縱徑與CK1差異不顯著。T1、T2和T3處理的果實橫徑與CK1差異不顯著。以上結果表明，添加一定比例的黃沙能夠提高產(chǎn)量，在T2處理下產(chǎn)量最高。

Table1 Effectsof different treatmentsonplant growth indexof tomato

表1不同配比處理對番茄植株生長指標的影響

表2不同處理對番茄產(chǎn)量的影響

Table2Effectsofdifferenttreatmentsonyieldof tomato

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。下同。 Note：Different smalletters in the same column indicate significant difference at O.O05 level.The same below.

2.2.3對番茄果實品質的影響由表3可知，果實可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C和可溶性固形物含量隨著黃沙添加比例的增大呈先升高后降低的趨勢，T2處理的含量最高，其中可溶性固形物含量顯著高于CK1、CK2、T3和T4處理，CK1、T1、T2、T3和T4處理的其他指標差異不顯著。T1處理的可滴定酸含量最高，顯著高于CK2，與其他處理差異不顯著。

2.3土壤理化性質與番茄產(chǎn)量、品質的相關性分析

由表4可知，番茄單果質量、單株產(chǎn)量、 667m² 產(chǎn)量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、可溶性固形物含量、維生素C含量與土壤pH、EC值、持水孔隙度、有機質含量、全氮含量、堿解氮含量、全磷含量、全鉀含量、速效鉀含量均呈極顯著正相關，與通氣孔隙度呈顯著或極顯著負相關； 667m² 產(chǎn)量和可溶性固形物含量與容重呈顯著負相關。可滴定酸含量與土壤pH、EC值、持水孔隙度、有機質含量、全氮含量、堿解氮含量、全磷含量、全鉀含量、速效鉀含量呈顯著或極顯著正相關，與通氣孔隙度呈負相關。以上結果表明，番茄產(chǎn)量指標、品質指標與土壤理化性質有密切關系，但不同指標間相關性存在差異。

Table3Effectsofdifferenttreatmentsonfruitqualityoftomatc

表4不同處理土壤理化性質與番茄產(chǎn)量、品質的相關性

表3不同處理對番茄果實品質的影響

Table 4Thecorrelation betweensoil physicochemical properties and tomato yield and quality

注：*表示顯著相關 （plt;0.05） ，**表示極顯著相關 （plt;0.01 ） Note：*represents significant correlation _{（plt;0.05）} ^** represents extremely significantcorrelation _{（plt;0.01）}

3 討論與結論

本研究中隨著黃沙添加比例的增加，土壤全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀和速效鉀含量及pH、EC值降低，通氣孔隙度升高。張長生等[25]通過研究摻沙對鹽堿地的影響，發(fā)現(xiàn)摻沙能夠改善土攘物理性狀。葡亞莉等研究發(fā)現(xiàn)，土壤摻沙可以改善土壤的通氣性，降低土壤EC值和pH，與本研究結果一致。設施蔬菜長期種植后土壤黏重易板結、通透性差、pH高、含鹽量大、養(yǎng)分轉化和供應慢[15]。通過添加黃沙后可以增加通氣性，降低pH、EC值，改變土壤的理化性質，這可能是黃沙中營養(yǎng)物質較少、孔隙度較大、透氣性較好造成的[13-14]。

土壤作為作物生長發(fā)育的基礎，影響作物生長、產(chǎn)量、品質及生理指標的變化[3，26-27]。土壤物理性狀的改變影響蔬菜產(chǎn)量[16，25.28]，通氣性影響根系對養(yǎng)分的吸收[29]，土壤孔隙結構影響作物吸收磷的效率[30]。土壤養(yǎng)分含量及供給能力影響番茄的生長[4]，土壤鹽分高不利于養(yǎng)分、水分吸收[3]，鹽分含量影響作物株高、莖粗、干物質積累及根系生長[32-35]，土壤pH變化影響?zhàn)B分轉化循環(huán)[3]。本研究表明，隨著黃沙添加比例的增加，番茄產(chǎn)量、株高、莖粗、根長、植株地上部和地下部鮮質量均呈先升高后降低的變化趨勢。在土壤、黃沙體積比為3：1時達到最高水平，株高、莖粗較土壤栽培增加4.45%，5.49% ，單果質量、單株產(chǎn)量、 667m² 產(chǎn)量較土壤栽培分別顯著提高 9.20%，20.40%，17.39% 。呂軍[28研究發(fā)現(xiàn)，通過適量摻沙，可以提高蔬菜產(chǎn)量；葡亞莉等研究發(fā)現(xiàn)，土壤摻沙可以改善土壤環(huán)境，提高玉米產(chǎn)量；馬彥霞等在土壤中摻河沙后，甘藍葉球變大，產(chǎn)量增加；這與本研究的結果一致。這可能是添加黃沙后土壤理化性質改變，pH、EC值降低，通氣性增加，孔隙結構改變，利于養(yǎng)分轉化循環(huán)，提高了根系對水分和養(yǎng)分的吸收利用效率，從而促進了植株生長和產(chǎn)量增加。前人通過在土壤中添加農(nóng)作物秸稈提升了土壤養(yǎng)分含量，改善土壤理化性質，但作物產(chǎn)量降低[2]，與本研究的結果存在差異，可能與秸稈分解緩慢、易導致土壤病原體增加，作物病害加重有關]。

番茄品質受多種因素的影響[38-39]。本研究結果表明，隨著黃沙添加比例增加，番茄果實可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C和可溶性固形物含量均呈先升高后降低的趨勢，在土壤、黃沙體積比為3：1時，其含量均高于其他處理。嚴宗山等4研究發(fā)現(xiàn)，黃沙栽培可以提高番茄甜度，降低酸度，提高品質，與本研究結果一致。這可能是黃沙晝夜溫差高于土壤，植株中糖分積累與其生長環(huán)境溫差有關，大溫差條件下有利于糖分積累，也可能與添加黃沙后土壤理化性質改變利于果實生長有關，土壤肥料含量及供肥能力也會影響番茄的生長[14]。

本研究結果表明，番茄單果質量、單株產(chǎn)量、667m² 產(chǎn)量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、可溶性固形物含量、維生素C含量與土壤pH、EC值、持水孔隙度、有機質含量、全氮含量、堿解氮含量、全磷含量、全鉀含量、速效鉀含量均呈極顯著正相關。馬彥霞等[研究發(fā)現(xiàn)，甘藍產(chǎn)量與pH、EC值、堿解氮含量、全磷含量、速效磷含量、速效鉀含量呈極顯著負相關，與本研究結果不同，這可能是二者收獲的部位不同，對肥料利用不同造成的。

綜上所述，在添加黃沙后土壤養(yǎng)分積累量減少，pH、EC值降低，通氣孔隙度增加。在土壤、黃沙體積比為3：1時，番茄植株生長、產(chǎn)量、品質優(yōu)于其他處理。通過相關性分析表明，土壤理化性質變化與番茄生長、產(chǎn)量、品質指標緊密相關，因此，在長期設施種植土壤中添加一定比例的黃沙可以改善土壤理化性質，實現(xiàn)番茄產(chǎn)量和品質的提高。研究結果為該地區(qū)設施土壤改良提供了技術支持和理論依據(jù)。

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