不同土壤改良措施对土壤理化性质及樱桃番茄生长发育的影响_刘豆宁.pdf

第 13 卷第 11 期 基层农技推广 Vol 13 No 11 2025 年 11 月 Primary Agricultural Technology Extension Nov 2025 不同土壤改良措施对土壤理化性质及樱桃番茄生 长发育的影响 刘豆宁 1 雍艳霞 2 席国术 2 吴焜玥 3 曹云娥 4 1 吴忠市红寺堡区农业技术推广服务中心 宁夏吴忠 751999 2 吴忠市红寺堡区农业农村局 宁夏吴忠 751999 3 宁夏回族自治区农业综合开发中心 宁夏银川 750011 4 宁夏大学葡萄酒与园艺学院 宁夏银川 750021 摘要 为解决土壤退化问题 提高土壤质量 促进作物生长 以樱桃番茄品种 首尔红 为研究对象 以未处理土壤为对照 CK 设置T1 单施蚯蚓粪3吨 亩 T2 单施生物炭200 kg 亩 T3 蚯蚓粪1 5吨 亩 生物炭100 kg 亩 处理 探讨生物炭 蚯蚓粪对土壤理化性质及樱桃番茄生长发育的影响 以期为实际生产提供理论依据 结果表明 不同 土壤改良措施均能提高土壤含水量 总孔隙度 土壤养分 有机质 酶活性 降低土壤容重 其中单施蚯蚓粪 T1 的持水能力与保肥效果最好 比对照土壤含水量提高12 60 速效氮 全磷 速效磷 有机质分别比对照提高12 81 24 38 22 92 10 85 蚯蚓粪与生物炭配施 T3 保氮效果最好 比对照提高45 45 单施蚯蚓粪 T1 的可 溶性固形物 可溶性糖 有机酸含量显著最高 分别比对照提高29 79 22 53 11 76 蚯蚓粪与生物炭配施 T3 的维生素C含量显著最高 比对照提高31 29 增产效果最佳 比对照增产8 72 通过隶属函数综合分析 单施 蚯蚓粪的 T1 生产性能最高 因此在生产中优先推荐施用蚯蚓粪 3吨 亩 关键词 生物炭 蚯蚓粪 樱桃番茄 品质 产量 随着现代农业的快速发展 1 土壤退化严重制 约了农业的可持续发展 2 因此 通过合理的土壤 改良措施提高土壤质量 促进作物生长 成为当前 农业生态研究的重要课题 近年来 生物炭 3 和蚯蚓粪 4 作为重要的有 机土壤改良剂 在改善土壤结构 提高养分有效 性 增强微生物活性等方面效果显著 5 蚯蚓粪 作为一种高效有机基质 在改善土壤结构 调节 pH值及维持碳平衡方面具有显著优势 6 施用蚯 蚓粪可显著改善土壤微生态环境 促进作物根系 生长和养分吸收 7 与普通有机肥相比 施用蚯 蚓粪不仅能提高番茄产量 也能提高果实品质 8 生物炭以其可观的比表面积 多元的官能团结构 以及强大的离子交换特性 在土壤改良方面呈现 基金项目 国际农业发展基金贷款优势特色产业发展示范项目 红寺堡区 新品种新技术推广 NXHS Z 24010 作者简介 刘豆宁 女 1984 年生 本科 农艺师 主要从事蔬菜种植技术推广及病虫害防治 粮食作物高产提升技术推 广工作 通信作者 曹云娥 女 1977 年生 博士 教授 主要从事非耕地利用与智慧节水 作物栽培生理及营养研究 出显著成效 9 生物炭通过影响土壤细菌群落结 构及其丰度 促进氮 磷 钾营养元素循环转化 进而提高土壤质量 10 同时 施用生物炭还能改 善土壤理化性质 间接提升有益微生物活性 11 通过调控根际微环境促进农作物产量提升与品 质优化 12 目前 关于生物炭与蚯蚓粪配施对土 壤理化性质及作物生长影响的研究相对较少 尤 其是针对番茄这一重要经济作物的研究更为缺 乏 以樱桃番茄品种 首尔红 为研究对象 以未处 理土壤为对照 单施生物炭 单施蚯蚓粪 生物炭 与蚯蚓粪配施为处理 探讨不同土壤改良措施对土 壤理化性质及樱桃番茄生长发育的影响 为实际生 产提供理论依据 DOI 10 20257 ki jcnj 2025 11 011 第 11 期 刘豆宁等 不同土壤改良措施对土壤理化性质及樱桃番茄生长发育的影响 19 1 材料与方法 1 1 试验材料 供试樱桃番茄品种为 首尔红 生物炭购自 上海海诺炭业有限公司 蚯蚓粪购自宁夏万辉生 物环保科技有限公司 各供试材料基础性质如表 1所示 表 1 供试材料的基础性质 供试材料 pH值 EC mS cm 速效氮 mg kg 速效磷 mg kg 速效钾 mg kg 有机质 g kg 生物炭 9 12 2 07 97 19 607 67 501 79 941 44 蚯蚓粪 7 83 1 82 160 14 579 73 273 65 123 97 1 2 试验设计 试验采用随机区组试验设计 处理设计如表 2 每个处理 3次重复 定植前将生物炭 蚯蚓粪 撒施在 0 30 cm土层 充分混匀 各处理水肥管理 病虫害防治措施一致 采用园式配方 1 2倍液进行 灌溉 表 2 试验设计 处理 土壤改良措施 CK 未处理土壤 T1 单施蚯蚓粪 3 吨 亩 T2 单施生物炭 200 kg 亩 T3 蚯蚓粪与生物炭配施 蚯蚓粪 1 5 吨 亩 生物炭 100 kg 亩 1 3 测定指标与方法 土壤理化性质参考鲍士旦 13 的方法 土壤酶活性 参考关松荫 14 的方法 果实品质参考张志良 15 的方法 统计小区产量折合为亩产 1 4 数据分析 用 SPSS 21 0进行统计分析 采用 Duncan法进 行单因素方差分析 用 Origin 2022制图 2 结果与分析 2 1 生物炭 蚯蚓粪对土壤理化性质的影响 2 1 1 生物炭 蚯蚓粪对土壤物理性质的影响 由 图 1 可知 生物炭 蚯蚓粪处理的土壤含水量显著 高于对照 T1 T3处理分别比对照提高了 10 68 12 60 12 17 T1 T3 处理的容重分别比对照降 低了 6 32 14 56 13 46 T1 T2 处理的总孔 隙度显著高于对照 但与 T3 处理间无显著性差异 T1 T2处理的总孔隙度分别比对照提高了 3 66 3 26 2 1 2 生物炭 蚯蚓粪对土壤化学性质的影响 图 1 生物炭 蚯蚓粪对土壤物理性质的影响 注 不同小写字母表示差异显著 P 0 05 下同 20 基层农技推广 2025年第 13 卷 由表 3可知 T1处理的速效氮 全磷 速效磷 有 机质含量均显著高于其他处理 分别比对照提高 12 81 24 38 22 92 10 85 T3处理的全 氮含量显著高于其他处理 比对照提高 45 45 T2处理的速效钾显著高于其他处理 比对照提高 62 87 表 3 生物炭 蚯蚓粪对土壤化学性质的影响 处理 pH EC mS cm 全氮 g kg 速效氮 mg kg 全磷 g kg 速效磷 mg kg 速效钾 mg kg 有机质 g kg CK 7 47 0 01 c 0 81 0 03 d 0 66 0 01 d 30 37 0 07d 3 20 0 01d 332 90 2 29d 280 26 6 96 d 39 53 0 01d T1 8 04 0 06 a 0 93 0 01 c 0 81 0 01 b 34 26 0 03a 3 98 0 01a 409 20 1 08a 346 90 2 02 c 43 82 0 03a T2 7 56 0 08 b 1 15 0 01 a 0 71 0 02 c 31 13 0 08c 3 42 0 03c 380 02 0 55c 456 47 1 16 a 42 90 0 08c T3 7 84 0 03 b 1 05 0 02 b 0 96 0 03 a 32 11 0 02b 3 94 0 03b 388 46 1 18b 413 34 0 35 b 43 57 0 02b 注 同列不同小写字母表示差异显著 PT3 T2 CK 且施用蚯蚓粪的 T1 T3 处理的产量显著高于对照 T1 T3处理分别比对照 增产 8 34 1 03 8 72 其中 蚯蚓粪与生物 炭配施的 T3处理增产效果最佳 2 6 土壤理化性质 酶活性与品质 产量的相关性 分析 由图 5可知 土壤含水量与产量呈强正相关关 系 土壤含水量与可溶性固形物 可溶性糖 维生 素 C pH值 有机酸呈极强正相关关系 土壤容重 与品质产量呈极强负相关关系 EC与产量 可溶性 固形物 可溶性糖呈极强正相关关系 与维生素 C 呈极强正相关关系 全氮与维生素 C 速效氮与有 机酸 全磷与有机酸 速效磷与可溶性糖 速效钾 与产量 速效钾与可溶性糖 有机质与维生素 C 有机质与可溶性糖呈极强正相关关系 脲酶 蔗糖 酶 磷酸酶 过氧化氢酶活性均与产量呈极强正相 关关系 图 4 不同土壤改良措施对产量的影响 22 基层农技推广 2025年第 13 卷 图 5 土壤理化性质 酶活性与品质 产量的相关性分析 2 7 生物炭 蚯蚓粪对樱桃番茄生产性能综合评价 成分的特征值与方差贡献率如表 5所示 利用 隶属函数将土壤理化性质 品质 产量等 21个指标 进行综合评价 累积贡献率达 92 85 表明前 4个 主成分可解释差异产生的 92 85 主成分 1到主成 分 4的特征值分别为 15 91 8 41 2 12 1 43 其与 之对应的贡献率分别为 53 02 28 02 7 06 4 75 累计方差贡献率达 92 85 不同处理隶属函数综合评价及排序结果如 表 6所示 各处理的综合平均值 D值 排序为 T1 T3 T2 CK T1处理综合评价最优 T3处 理次之 表 5 成分的特征值与方差贡献率 主成分 相关矩阵的特征值 提取因子载荷平方和 特征值 方差 累积方差 特征值 贡献率 累积贡献率 1 15 91 53 02 53 02 15 91 53 02 53 02 2 8 41 28 02 81 04 8 41 28 02 81 04 3 2 12 7 06 88 10 2 12 7 06 88 10 4 1 43 4 75 92 85 1 43 4 75 92 85 表 6 不同处理隶属函数综合评价及排序 处理 综合指标值 隶属函数值 D 值 排序 F1 F2 F3 F4 U1 U2 U3 U4 CK 6 14 1 41 1 72 0 20 0 05 0 24 0 19 0 54 0 15 4 T1 4 42 4 42 1 89 0 22 0 60 0 98 0 86 0 44 0 73 1 T2 1 17 3 06 1 17 0 43 0 86 0 035 0 72 0 38 0 57 3 T3 1 25 0 05 1 25 0 45 0 93 0 43 0 27 0 61 0 71 2 第 11 期 刘豆宁等 不同土壤改良措施对土壤理化性质及樱桃番茄生长发育的影响 23 3 讨论 经不同土壤改良措施 土壤孔隙度 持水能力 等物理特性以及 pH值 EC值等均显著优化 还促进 了氮磷钾等养分元素的富集积累 其中 T2处理孔隙 度较 CK处理提高了 3 26 容重降低了 14 56 这 一结果与文献报道的生物炭添加可使容重降低的 结论一致 16 17 此外 蚯蚓粪本身富含有机质 18 通过土壤中的微生物降解过程 促进植物生长 19 本研究中 T1处理的速效氮 全磷 速效磷 有机质 分别比对照提高 12 81 24 38 22 92 10 85 胡蒙爱等 20 的研究也支持这一结论 土壤酶活性是评价土壤质量的重要指标 21 酶 活性的高低直接反映了土壤内部生化反应速率 22 研究发现 生物炭 蚯蚓粪与生物炭配施均显著提 高了过氧化氢酶和脲酶活性 T2处理的效果优于 T3 处理 表明适量生物炭能提供更多的反应位点 促 进酶促反应 23 不同土壤改良措施均提高了磷酸酶 活性 表明施用外源有机碳可有效提高土壤酶的活 性 24 蚯蚓粪 生物炭能提高土壤有机质 养分含 量 25 本研究中蚯蚓粪 生物炭的施用能够显著提升 樱桃番茄植株株高 茎粗 其中蚯蚓粪与生物炭配 施效果最优 这一结果与前人研究一致 表明蚯蚓 粪和生物炭的添加均能促进植物生长 26 施用蚯蚓 粪的可溶性固形物 可溶性糖 有机酸含量分别比 对照提高 29 79 22 53 11 76 蚯蚓粪与生物 炭配施显著提高了维生素 C含量 比对照提高 31 29 这一结果与土壤养分含量的变化密切相关 养分含量越高果实品质越优 27 施用蚯蚓粪的处理 产量显著高于对照 T1 T3处理分别比对照增产 8 34 8 72 生物炭的添加促进了蚯蚓粪的腐殖 化进程 还通过其表面微生物群落和腐殖质成分的 氧化作用 进一步优化了番茄植株的生长发育 最 终实现了产量提升 28 4 结论 1 单施蚯蚓粪的 T1 持水能力与保肥效 果最好 比对照土壤含水量提高 12 60 速效氮 全磷 速效磷 有机质分别比对照提高 12 81 24 38 22 92 10 85 蚯蚓粪与生物炭配施 T3 保氮效果最好 比对照提高 45 45 单施生物炭 T2 显著提高了磷酸酶 蔗糖酶 脲酶 过氧化氢酶活 性 分别比对照提高 0 30 mg g d 32 34 mg g d 20 44 mg g d 0 12 mg g 20 min 2 单施蚯蚓粪的 T1 可溶性固形物 可溶 性糖 有机酸含量显著最高 分别比对照提高 29 79 22 53 11 76 蚯蚓粪与生物炭配施 T3 的维生素 C含量显著最高 比对照提高 31 29 增 产效果最佳 比对照增产 8 72 3 通过隶属函数综合分析 单施蚯蚓粪的 T1 生产性能最高 因此在生产中优先推荐施用 蚯蚓粪 参考文献 1 黄玛兰 刘彩波 张雪楠 等 土壤健康与农业新质生 产力 理论内涵 逻辑关系与推进路径 J 湖北农业科 学 2025 64 4 176 183 217 2 丁文成 宋大利 周卫 我国耕地质量主控因素及提升 策略 J 植物营养与肥料学报 2024 30 8 1580 1594 3 朱停停 甘秋雨 刘博文 等 生物炭修复砷污染土壤 的植物富集效应及微生物群落响应 J 河南大学学报 自然科学版 2025 55 3 306 313 368 4 黄楠 刘继培 赵跃 蚯蚓粪配施不同土壤改良剂对甜 瓜产量 品质及土壤理化性质的影响 J 中国土壤与肥 料 2024 3 153 158 5 张文文 杨海波 马玲 等 生物炭 三叶草和蚯蚓种 养对西瓜根际土壤细菌群落多样性的影响 J 干旱地 区农业研究 2022 40 6 175 184 6 Yuvaraj A Thangaraj R Ravindran B et al Centrality of cattle solid wastes in vermicomposting technology A cleaner resource recovery and biowaste recycling option for agricultural and environmental sustainability J Environmental Pollution 2021 268 115688 7 徐洪岩 张微 刘丽 等 蚯蚓粪对设施内外玉米土壤 细菌多样性及群落结构的影响 J 华北农学报 2024 39 S1 228 236 8 颜振峰 林晶晶 张林琳 化肥减量配施蚯蚓粪对连作 番茄产量 养分利用及经济效益的影响 J 江苏农业科 24 基层农技推广 2025年第 13 卷 学 2025 53 2 183 190 9 王晓玲 赵泽州 任树鹏 等 生物炭基肥在我国的制 备和应用研究进展 J 中国土壤与肥料 2022 1 230 238 10 蔺玉红 马嘉伟 张雪艳 蚯蚓粪 草炭与生物炭混合 对基质理化性质和细菌群落组成 代谢的影响 J 中国 农业大学学报 2022 27 7 84 94 11 袁访 李开钰 杨慧 等 生物炭施用对黄壤土壤养分 及酶活性的影响 J 环境科学 2022 43 9 4655 4661 12 王锋佰 王科雯 吕刚 近 10 年生物炭改良土壤研究 进展 J 辽宁林业科技 2025 1 64 68 13 鲍士旦 土壤农化分析 第 3 版 M 北京 中国农业 出版社 2000 14 关松荫 土壤酶及其研究法 M 北京 农业出版社 1986 15 张志良 瞿伟菁 植物生理学实验指导 第 3 版 M 北京 高等教育出版社 2003 16 董丽华 朱红艳 尹翠 等 不同基质栽培对日光温室 番茄品质产量及经济效益的影响 J 北方园艺 2023 13 57 62 17 申佳丽 微咸水灌溉下设施黄瓜土壤 灌溉制度协同调 控机制研究 D 银川 宁夏大学 2022 18 于英钗 王冲 孙梦实 等 蚯蚓 菌根互作对滨海盐碱 土的改良作用 J 中国农业大学学报 2019 24 5 123 129 19 张紫昕 付宁 包艺雯 等 生物炭和蚯蚓粪配施对草 莓种苗生长和繁殖的影响 J 安徽农学通报 2024 30 8 27 31 20 胡蒙爱 马嘉伟 张雪艳 生物炭引入蚯蚓粪和草炭对 基质环境 黄瓜植株生长和果实品质特性的影响 J 江 西农业大学学报 2022 44 4 852 861 21 刘善江 夏雪 陈桂梅 等 土壤酶的研究进展 J 中 国农学通报 2011 27 21 1 7 22 许云翔 何莉莉 刘玉学 等 施用生物炭 6 年后对稻 田土壤酶活性及肥力的影响 J 应用生态学报 2019 30 4 1110 1118 23 杜倩 黄容 李冰 等 生物炭还田对植烟土壤活性有 机碳及酶活性的影响 J 核农学报 2021 35 6 1440 1450 24 温云杰 张纪涛 李琳 等 沼液配施化肥对大葱产量 和土壤养分 微生物及酶活性的影响 J 中国生态农业 学报 中英文 2024 32 1 95 105 25 曹旭 张先成 王向向 等 蚯蚓粪对番茄根际土壤 微生物学特性的影响 J 北方园艺 2021 15 97 105 26 董丽华 游宏建 雍艳霞 等 不同蚯蚓堆肥方式配施生 物炭对设施土壤肥力水平及西瓜产量和品质的影响 J 江 苏农业科学 2023 51 18 163 170 27 陈红玉 卢桂宾 马光跃 等 土壤养分与冬枣果实品 质关系的多元回归分析 J 北方园艺 2022 3 58 64 28 Liang J Yang Z Tang L et al Changes in heavy metal mobility and availability from contaminated wetland soil remediated with combined biochar compost J Chemosphere 2017 181 281 288