肥料和蚯蚓对番茄植物性状、产量、品质及土壤指标的影响研究

作     者：Muhammad Hasnain 

作者单位：东北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王平

授予年度：2021年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

主      题：蚯蚓 牛粪堆肥 化学肥料 产量属性 土壤质量 肥料施用时间 

摘      要：在现代农业中,农业生产高度依赖于大量使用化学肥料。由于化肥的施用方法和/或管理方法不当,其养分利用效率普遍较低,不可避免地造成许多严重的生态问题,如污染地下水和破坏土壤结构,以及影响作物品质等不良结果。与化肥农业相比,施用各种类型的有机肥料或生态友好型农业肥料被认为是发展环保农业的基础。其中,生物堆肥被认为是一种优质肥料,可以改善土壤质量,增加作物产量。但由于其矿化速度慢,某些堆肥中的大量养分不能及时满足作物的快速生长需求。因此,生物堆肥通常与化肥一起使用。因其结合了有机和化学肥料的优势,近些年常被应用于更高效环保的现代可持续农业中。然而,由于堆肥类型的不同和作物对养分的要求不同,需要人们掌握更详细信息以获得最大的生产效益,如最佳肥料混合比率和施用时间等。此外,土壤分解者（如蚯蚓）的分解能力在提高堆肥养分释放速度和改善土壤条件方面也发挥着重要作用。因此,研究有机肥料和化学肥料的混合比例,以及蚯蚓添加的现代可持续农业生物技术,对提高有机肥料在农业生产中的作用和减少农业化肥用量具有重要意义。本研究在植物生长室中开展了两项实验,以研究牛粪堆肥与化肥的不同混合比例和肥料施用时间（实验Ⅰ）,以及牛粪堆肥与化肥的不同混合比例和蚯蚓添加（实验Ⅱ）对土壤指标、作物产量、品质、植物性状的影响。具体而言,该研究以番茄（Solanum Lycopersicum L.）作为目标作物,在实验I中设置了对照（不施肥）和四个堆肥与化肥的混合比例处理,包括OF0（0堆肥和100%化学肥料）,OF30（30:70）,OF50（50:50）,OF70（70:30）,和两个肥料施用时间（N25和N50）,在实验II中设置了四个肥料混合比例,包括OF0（0:100）,OF40（40:60）,OF70（70:30）,and OF100（100:0）,以及添加和不添加蚯蚓实验处理。测量了土壤指标（有机质、有效氮和有效磷含量）、植物形态性状（株高、分枝数、根茎比、比叶面积、总根长和比根长）、生理性状（总叶绿素、总类胡萝卜素和叶N含量）、植物生物量（地上和地下生物量）、果实产量（果实数量和重量、果实长度、果实直径和果实单重）和质量（番茄果实的总糖、p H、维生素C、水分和番茄红素含量）以及实验后期蚯蚓的存活数量等指标。主要结论如下:（1）所有使用堆肥混合肥的土壤指标,植物性状和产量均比不施肥处理好。此外,30%化肥+70%堆肥处理（OF70）的有效氮、磷和有机质含量,以及植物生物量和果实产量均优于纯化肥处理（OF0）。（2）施氮时间,以及其与肥料混合配比处理的交互作用对所有指标的影响均不显著,各处理间的果实质量也基本相似。（3）与OF0处理相比,添加蚯蚓显著提高了植物生物量和产量,尤其是在全有机肥条件下（OF100）。并且OF100处理提高了蚯蚓的存活率。（4）OF100处理（有机肥含量高）显著提高了蚯蚓数量,而纯化肥处理（无有机肥）则显著降低了蚯蚓数量。（5）与OF0处理相比,无论蚯蚓是否添加,OF100处理中的所有土壤参数（有效氮磷,有机质）均显著提高。（6）肥料及其与蚯蚓的相互作用对番茄植株的形态性状和生理性状没有显著影响,而生理性状除胡萝卜素外,其他均受蚯蚓处理影响显著,且添加蚯蚓处理的植物叶片N浓度和总叶绿素数值较高。