中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (19): 3869-3878.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.19.013
收稿日期:
2023-03-23
接受日期:
2023-07-21
出版日期:
2023-10-01
发布日期:
2023-10-08
通信作者:
联系方式:
滕云飞,E-mail:82101191058@caas.cn。
TENG YunFei1(), SHANG Bin1, TAO XiuPing2()
Received:
2023-03-23
Accepted:
2023-07-21
Published:
2023-10-01
Online:
2023-10-08
摘要:
【目的】探明猪粪沼液对设施无土栽培番茄的营养效应,为沼液的基质栽培应用提供科学依据。【方法】以番茄为研究对象,采用不同肥源(沼液和化肥)及不同类型基质(草炭和炉渣)的复因子试验设计,形成沼液+草炭(DP)、化肥+草炭(MP)、沼液+炉渣(DC)和化肥+炉渣(MC)4个处理,对番茄的生长、光合、养分吸收以及基质的理化特性等指标进行测定。【结果】DP处理的生物量比MP处理提高12.6%,同时DC处理比MC处理提高70.9%,但DP和MP处理的生物量显著高于DC和MC处理(P<0.05)。DP处理叶片的气孔导度(Cond)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)显著高于其他处理(P<0.05),且光合速率Pn最高,为(18.17±0.47)µmol·m-2·s-1,沼液处理显著提高了番茄的生物量和叶片的光合效率。DP处理的全株氮含量和全株磷含量比MP处理分别提高46.9%和19.7%,DC处理的全株氮含量和全株磷含量分别是MC处理的1.38和2.45倍。与化学肥料处理相比,猪粪沼液显著提高了基质的pH,增加了基质的有机质和有效磷含量(P<0.05)。DP处理果实的总产量最高,为(6.0±0.4)kg·m-2,但与MP处理无显著性差异。猪粪沼液显著提高了番茄果实的可溶性糖和Vc含量(P<0.05),提高了果实的品质。主成分分析结果表明,DP处理的各项指标综合表现最好,MP和DC处理次之,MC处理最差。【结论】猪粪沼液施入草炭基质中可以提高叶片光合效率,促进植株对氮、磷的吸收,改善基质的生态环境,且在保证产量的前提下,果实品质更好。因此,在设施番茄生产中推荐组合使用。
滕云飞, 尚斌, 陶秀萍. 猪粪沼液对设施基质栽培番茄的营养效应[J]. 中国农业科学, 2023, 56(19): 3869-3878.
TENG YunFei, SHANG Bin, TAO XiuPing. Nutritional Effects of Liquid Digestate on Tomatoes Grown in Facility Substrates[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(19): 3869-3878.
表1
沼液和两种基质的特性"
名称 Name | 电导率 Electrical conductivity (ms∙cm-1) | pH | 总氮 Total nitrogen (g·kg-1) | 氨氮 NH4+-N (mg·L-1) | 有机质 Organic matter (%) | 有效磷 Available phosphorus (mg·kg-1) | 速效钾 Available potassium (mg·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
沼液1) Liquid digestate | 6.8±0.2 | 8.01±0.01 | 1000±40 | 813.3±6.4 | 213.0±3.0 | 232.5±0.7 | 697.0±2.8 |
草炭基质 Peat substrate | 0.4±0.1 | 5.75±0.08 | 3.1±0.1 | - | 8.4±0.4 | 263.6±1.2 | 821.1±0.01 |
炉渣基质 Cinder substrate | 0.29±0.01 | 7.88±0.14 | 0.2±0.05 | - | 1.5±0.04 | 18.0±0.05 | 37.7±1.2 |
表2
各处理肥料的施入量"
处理 Treatment | 基肥 Base fertilizer (65%) | 追肥1) Topdressing fertilizer (35%) |
---|---|---|
猪粪沼液+草炭基质(DP) Liquid digestate applied on peat substrate | 2.06 L | 0.35 L/次,10次 0.35 L/time, 10 times |
化肥+草炭基质(MP) Mineral fertilizer applied on peat substrate | N: 2.06 g, P2O5: 1.91 g, K2O: 6.24 g | 每次N: 0.35 g; P2O5: 0.12 g; K2O: 0.44 g,10次 N: 0.35 g, P2O5: 0.12 g, K2O: 0.44 g per time; 10 times |
猪粪沼液+炉渣基质(DC) Liquid digestate applied on cinder substrate | 5.91 L | 0.35 L/次,10次 0.35 L/time, 10 times |
化肥+炉渣基质(MC) Mineral fertilizer applied on cinder substrate | N: 5.91 g, P2O5: 2.60 g, K2O: 7.05 g | 每次N: 0.35 g; P2O5: 0.12 g; K2O: 0.44 g,10次 N: 0.35 g, P2O5: 0.12 g, K2O: 0.44 g per time; 10 times |
表3
沼液基质栽培对番茄叶片总N和叶绿素含量的影响"
处理 Treatment | 总N含量 Leaf total nitrogen (%) | 叶绿素含量 Chlorophyll content (mg·g-1 FW) | 叶绿素a/叶绿素b Chl a/Chl b |
---|---|---|---|
DP | 3.98±0.01c | 1.10±0.03b | 6.15±0.11b |
MP | 4.06±0.01b | 1.15±0.03b | 5.46±0.35c |
DC | 3.91±0.02d | 1.28±0.13a | 5.42±0.28c |
MC | 4.58±0.05a | 1.35±0.03a | 6.92±0.35a |
显著性 Significant | |||
肥料 Fertilizer | * | ns | * |
基质 Substrate | * | * | ns |
肥料×基质 Fertilizer×Substrate | * | ns | * |
表4
收获期各处理植株氮磷钾含量"
处理 Treatment | 根 Root (%) | 茎 Stem (%) | 叶 Leaf (%) | 果 Fruit (%) | 全株含量 Total-plant (g) |
---|---|---|---|---|---|
N | |||||
DP | 2.99±0.04d | 5.13±1.16a | 4.76±0.80b | 3.98±0.11b | 11.27±1.44a |
MP | 3.46±0.04c | 3.20±0.19b | 3.99±0.26b | 3.06±0.09c | 7.67±0.28b |
DC | 4.49±0.05b | 5.82±1.15a | 6.28±1.05a | 4.57±0.12a | 9.64±1.32a |
MC | 5.05±0.17a | 4.63±0.08ab | 4.34±0.38b | 2.84±0.05d | 4.05±0.44c |
P | |||||
DP | 0.36±0.03b | 0.45±0.13a | 0.17±0.02bc | 0.25±0.03b | 0.73±0.09a |
MP | 0.20±0.02c | 0.34±0.02a | 0.22±0.02b | 0.26±0.07b | 0.61±0.02b |
DC | 0.53±0.03a | 0.36±0.02a | 0.33±0.04a | 0.46±0.10a | 0.76±0.11a |
MC | 0.13±0.01d | 0.19±0.09b | 0.13±0.06c | 0.25±0.01b | 0.22±0.02c |
K | |||||
DP | 1.10±0.01d | 2.17±0.01c | 1.04±0.02d | 2.38±0.03c | 5.37±0.55b |
MP | 1.78±0.02b | 2.67±0.02b | 2.34±0.03a | 2.77±0.03a | 6.14±0.19a |
DC | 1.38±0.03c | 2.75±0.02a | 1.61±0.02c | 2.83±0.04a | 4.50±0.83b |
MC | 2.08±0.04a | 1.72±0.01d | 2.13±0.01b | 2.58±0.05b | 2.44±0.20c |
表5
不同时期各处理基质养分特性变化情况"
日期 Date | 处理 Treatment | 电导率 Electrical conductivity (ms·cm-1) | pH | 有机质 Organic matter (%) | 总氮 Total nitrogen (%) | 有效磷 Available phosphorus (g·kg-1) | 速效钾 Available potassium (g·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
定植后30 d 30 d (DAP) | DP | 0.95±0.01b | 7.28±0.03a | 5.08±0.03a | 0.59±0.12a | 0.20±0.02c | 0.34±0.02bc |
MP | 0.84±0.01c | 7.12±0.03b | 4.85±0.05b | 0.58±0.15a | 0.62±0.01a | 0.51±0.15a | |
DC | 1.51±0.36a | 7.10±0.02b | 3.21±0.06c | 0.20±0.08b | 0.45±0.001b | 0.48±0.04b | |
MC | 0.91±0.12b | 6.77±0.04c | 1.74±0.15d | 0.27±0.03b | 0.09±0.001d | 0.27±0.01c | |
定植后60 d 60 d (DAP) | DP | 1.50±0.01a | 7.03±0.15a | 5.09±0.07a | 0.50±0.11b | 0.47±0.001a | 0.22±0.004b |
MP | 1.62±0.01a | 6.67±0.23b | 4.12±0.07b | 0.69±0.10a | 0.02±0.01d | 0.48±0.01a | |
DC | 1.10±0.11b | 6.70±0.06b | 4.46±0.39ab | 0.19±0.02c | 0.34±0.01b | 0.15±0.03c | |
MC | 1.20±0.01b | 6.66±0.28b | 3.96±0.46b | 0.16±0.04c | 0.05±0.001c | 0.16±0.01c | |
定植后120 d 120 d (DAP) | DP | 1.06±0.02d | 6.65±0.08b | 6.65±0.37a | 0.50±0.05b | 0.65±0.002a | 0.17±0.01bc |
MP | 1.98±0.05a | 6.56±0.02c | 5.58±0.04b | 0.68±0.01a | 0.21±0.01b | 0.23±0.01a | |
DC | 1.42±0.03c | 6.77±0.03a | 4.92±0.18c | 0.45±0.04b | 0.65±0.002a | 0.19±0.001b | |
MC | 1.53±0.02b | 6.52±0.03c | 3.59±0.06d | 0.21±0.03c | 0.04±0.01c | 0.17±0.01c |
表6
猪粪沼液对基质栽培番茄产量和品质的影响"
处理 Treatment | 产量 Yield (kg·m-2) | 单果重 Fruit fresh weight (g/plant) | 单株果实数 Fruit number (no/plant) | 可溶性糖含量 Soluble sugar content (g·100 g-1 FW) | 维生素C Vc content (mg·100 g-1 FW) | 可溶性蛋白含量 Soluble protein content (mg·g-1) |
---|---|---|---|---|---|---|
DP | 6.0±0.4a | 177.1±8.4a | 11.3±1.2ab | 36.57±2.69a | 0.10±0.01a | 5.18±1.11c |
MP | 5.8±0.2a | 145.3±3.4b | 13.3±0.6a | 32.07±2.29b | 0.09±0.01a | 4.43±1.97c |
DC | 3.4±0.5b | 103.6±14.3c | 10.0±2.0b | 36.98±2.74a | 0.10±0.01a | 19.79±1.45a |
MC | 2.2±0.1c | 96.7±3.3c | 7.7±0.6c | 23.28±1.16c | 0.07±0.01b | 12.43±2.25b |
[1] |
http://www.moa.gov.cn/govpublic/XMYS/201510/t20151023_4875680.htm.
|
[2] |
中国畜牧兽医年鉴编辑委员会. 中国畜牧兽医年鉴-2022. 北京: 中国农业出版社, 2022.
|
China Animal Husbandry and Veterinary Yearbook Editorial Committee. China Animal Husbandry and Veterinary Yearbook-2022. Beijing: China Agriculture Press, 2022. (in Chinese)
|
|
[3] |
宋英今, 王冠超, 李然, 陈冠益. 沼液处理方式及资源化研究进展. 农业工程学报, 2021, 37(12): 237-250.
|
|
|
[4] |
张明慧, 高大文. 臭氧组合絮凝工艺处理牛粪沼液的研究. 中国沼气, 2020, 38(1): 37-44.
|
|
|
[5] |
doi: 10.1016/j.apenergy.2012.04.050 |
[6] |
doi: 10.23986/afsci.60068 |
[7] |
doi: 10.3389/fsufs.2019.00058 |
[8] |
doi: 10.1007/s13593-013-0196-z |
[9] |
|
[10] |
doi: 10.2478/fhort-2018-0027 |
[11] |
乔锋, 肖洋, 赵淑苹. 海林农场沼肥连年施用对玉米产量和土壤化学性质的影响. 中国农学通报, 2018, 34(36): 93-98.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb18080109 |
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb18080109 |
|
[12] |
张钧恒, 马乐乐, 李建明. 全有机营养肥水耦合对番茄品质、产量及水分利用效率的影响. 中国农业科学, 2018, 51(14): 2788-2798. doi: 10.3864/j/issn.0578-1752.2018.14.015.
|
|
|
[13] |
王红宁, 林琭, 汤昀, 李永平, 孙俊宝, 张生智, 吴晓璇. 沼液营养液对基质栽培草莓叶片气体交换日变化的影响. 河北农业大学学报, 2019, 42(6): 57-64.
|
|
|
[14] |
doi: 10.1080/1343943X.2020.1743189 |
[15] |
鲍士旦. 土壤农化分析. 3版. 北京: 中国农业出版社, 2000.
|
|
|
[16] |
蔡庆生. 植物生理学实验. 北京: 中国农业大学出版社, 2013.
|
|
|
[17] |
doi: 10.1016/j.indcrop.2009.10.004 |
[18] |
doi: 10.1016/j.fcr.2005.04.005 |
[19] |
doi: 10.1016/j.scienta.2010.07.009 |
[20] |
doi: 10.1080/00103624.2013.847447 |
[21] |
doi: 10.3389/fpls.2021.681145 |
[22] |
doi: 10.1007/s13399-021-01583-x |
[23] |
doi: 10.1016/j.jenvman.2020.110767 |
[24] |
doi: 10.1080/01904169909365635 |
[25] |
doi: 10.1016/j.ecoleng.2015.01.031 |
[26] |
doi: 10.2503/hortj.MI-003 |
[27] |
|
[28] |
doi: 10.2134/agronj2016.02.0122 |
[29] |
doi: 10.1080/03650340.2020.1740208 |
[30] |
doi: 10.3390/agronomy12092042 |
[31] |
doi: 10.21273/HORTSCI12026-17 |
[1] | 贺江, 丁颖, 娄向弟, 姬东玲, 张向向, 王永慧, 张伟杨, 王志琴, 王伟露, 杨建昌. 水稻分蘖期干物质积累对大气CO2浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制[J]. 中国农业科学, 2023, 56(6): 1045-1060. |
[2] | 刘娜, 谢畅, 黄海云, 姚瑞, 徐爽, 宋海玲, 于海秋, 赵新华, 王婧, 蒋春姬, 王晓光. 施钾量对花生根系和根瘤特性、养分吸收及产量的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(4): 635-648. |
[3] | 刘明慧, 田虹雨, 刘之广, 巩彪. 减磷条件下含褪黑素的尿素缓释功能肥对番茄生长、产量、品质和磷素利用效率的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(3): 519-528. |
[4] | 刘蕾, 史建硕, 张国印, 郜静, 李玭, 任燕利, 王丽英. 长期施有机肥对设施番茄土壤稀有和丰富细菌亚群落的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(18): 3615-3628. |
[5] | 高梓元, 胡京昂, 张蓓蓓, 巩彪. 磷高效利用型嫁接番茄砧木筛选及综合评价[J]. 中国农业科学, 2023, 56(14): 2761-2775. |
[6] | 常佳悦, 马小龙, 吴艳莉, 李建明. 行距和灌水量对番茄冠层光截获和光合能力、物质积累及果实品质的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(11): 2141-2157. |
[7] | 董永鑫,卫其巍,洪浩,黄莹,赵延晓,冯明峰,窦道龙,徐毅,陶小荣. 在中国大豆品种上创建ALSV诱导的基因沉默体系[J]. 中国农业科学, 2022, 55(9): 1710-1722. |
[8] | 李易玲, 彭西红, 陈平, 杜青, 任俊波, 杨雪丽, 雷鹿, 雍太文, 杨文钰. 减量施氮对套作玉米大豆叶片持绿、光合特性和系统产量的影响[J]. 中国农业科学, 2022, 55(9): 1749-1762. |
[9] | 邵淑君,胡璋健,师恺. 亚油酸乙醇胺诱导番茄对灰葡萄孢抗性的作用及机制[J]. 中国农业科学, 2022, 55(9): 1781-1789. |
[10] | 李前, 秦裕波, 尹彩侠, 孔丽丽, 王蒙, 侯云鹏, 孙博, 赵胤凯, 徐晨, 刘志全. 滴灌施肥模式对玉米产量、养分吸收及经济效益的影响[J]. 中国农业科学, 2022, 55(8): 1604-1616. |
[11] | 王梦蕊, 刘淑梅, 侯丽霞, 王施慧, 吕宏君, 苏晓梅. 番茄颈腐根腐病抗性鉴定技术的建立及抗性种质资源筛选[J]. 中国农业科学, 2022, 55(4): 707-718. |
[12] | 陈婷婷, 符卫蒙, 余景, 奉保华, 李光彦, 符冠富, 陶龙兴. 彩色稻叶片光合特征及其与抗氧化酶活性、花青素含量的关系[J]. 中国农业科学, 2022, 55(3): 467-478. |
[13] | 胡雪华,刘宁宁,陶慧敏,彭可佳,夏晓剑,胡文海. 低温胁迫对番茄幼苗不同叶龄叶片叶绿素荧光成像特性的影响[J]. 中国农业科学, 2022, 55(24): 4969-4980. |
[14] | 刘浩,庞婕,李欢欢,强小嫚,张莹莹,宋嘉雯. 叶面喷施硒与土壤水分耦合对番茄产量和品质的影响[J]. 中国农业科学, 2022, 55(22): 4433-4444. |
[15] | 万华琴,辜旭,何红梅,汤逸帆,申建华,韩建刚,朱咏莉. 沼液中HCO3-对水稻生长的类CO2施肥效应[J]. 中国农业科学, 2022, 55(22): 4445-4457. |
|