增效磷尾矿粉对小番茄的生长、品质和土壤理化性状的影响

Effects of Synergistic Phosphorus Tailings Powder on the Growth and Quality of Cherry Tomato and Soil Physical and Chemical Properties

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2026.04.006

李莹莹 Yingying LI , 孙玉翠 Yucui SUN , 杨大润 Darun YANG , 王芳 Fang WANG , 李恒 Heng LI , 付克剑 Kejian FU

云南云天化股份有限公司研究院云南昆明 650228 Research Institute, Yunnan Yuntianhua Co., Ltd., Kunming, Yunnan 650228, China

Author notes:

Correspondence to: 孙玉翠(1984—)，女，硕士，高级工程师，从事新型肥料产品开发等工作；441970295@qq.com

摘要：

为探究增效磷尾矿粉对作物生长、品质和土壤理化性状的影响，以温室地栽小番茄为试验对象，开展了试验研究。试验共设置5个分别施用增效磷尾矿粉5.0、10.0、15.0、20.0、25.0 g/株作为底肥的处理(L1~L5)，以不施增效磷尾矿粉的处理为对照(L0)，测定了各处理的小番茄的生长、品质和土壤理化性状等指标。结果表明：L1~L5处理的小番茄的株高、花朵数、单株果实数及单株果实质量均高于L0处理的；L1~L5处理的小番茄果实中可溶性糖、蛋白质和维生素C的含量均高于L0处理的，而有机酸含量均低于L0处理的；L1~L5处理的土壤中有效磷、交换性钙、交换性镁的含量及pH均高于L0处理的。增施增效磷尾矿粉作底肥可促进小番茄的生长，提升果实品质，并改善土壤理化性状。

关键词：

小番茄; 增效磷尾矿粉; 生长指标; 品质指标; 理化性状;

Abstract：

To investigate the effects of synergistic phosphorus tailings powder on crop growth, quality, and soil physical and chemical properties, a study is conducted using greenhouse ground-planted cherry tomatoes as the test subject. Five treatments (L1-L5) are set up with basal applications of synergistic phosphorus tailings powder at rates of 5.0, 10.0, 15.0, 20.0, and 25.0 g per plant, respectively. A treatment without the application of synergistic phosphorus tailings powder is used as the control (L0). Growth and quality indicators of cherry tomato, as well as soil physical and chemical properties, are measured across different treatments. The results show that plant height, number of flowers, number of fruits per plant, and fruit weight per plant in treatments L1-L5 are higher than those in the L0 treatment. The contents of soluble sugar, protein, and vitamin C in cherry tomato fruits in treatments L1-L5 are higher than those in the L0 treatment, while the organic acid content is lower. The soil available phosphorus, exchangeable calcium, exchangeable magnesium contents, and pH in treatments L1-L5 are higher than those in the L0 treatment. Applying synergistic phosphorus tailings powder as a basal fertilizer can promote the growth of cherry tomato plants, improve fruit quality, and enhance soil physical and chemical properties.

Keyword：

cherry tomato; synergistic phosphorus tailings powder; growth indicators; quality indicators; physical and chemical properties;

目前，我国磷矿资源储量比较丰富，但磷矿平均品位低于17%(P₂O₅质量分数)，中低品位磷矿经富集成为精矿后产生大量的磷尾矿，而磷尾矿的堆放会对空气、土地资源、水资源等造成一定的危害^[1]。磷尾矿中的磷、镁、钙、铁等元素为农作物生长所需的营养元素，将磷尾矿活化、增效制备成肥料，不仅可以解决磷尾矿堆积产生的环境问题，还可提高磷矿资源的利用效率^[2-3]。

近年来，国内外学者对磷尾矿制备肥料或土壤调理剂的研究较多，制备方法包括酸法、生物法、高温法等^[4]。孙鹏等^[5]在复合肥中添加磷尾矿代替磷石膏作填料配制了N-P₂O₅-K₂O分别为15-5-5、13-5-7的两种复合肥，大田试验结果表明，这两种复合肥对玉米的株高、鲜质量、植株养分含量等均具有一定的促进作用。郑建国等^[6]利用磷尾矿合成新型缓释肥料聚磷酸钙镁，并将聚磷酸钙镁与传统肥料和聚磷酸铵添加钙镁元素肥料在西瓜上进行了农学对比试验，结果表明，聚磷酸钙镁处理的西瓜产量高于其他施肥处理的。崔雅芬等^[7]利用复合微生物菌剂对磷尾矿进行活化，将得到的活化磷尾矿与普通肥料一起施用，发现其可以提高玉米产量、改善玉米性状。陈威等^[8]介绍了机械活化在尾矿利用中的研究进展，其中机械活化可以使尾矿颗粒粒径减小、比表面积增大、密度减小，从而提高了尾矿的活化性能、降低了发生反应的条件，大幅提高了尾矿的利用效率。本文利用机械设备粉碎磷尾矿得到磷尾矿粉，将其与腐殖酸增效剂混合均匀得到增效磷尾矿粉，以小番茄为材料，采用温室大棚地栽试验方法，研究了不同用量的增效磷尾矿粉作底肥对小番茄生长、品质和土壤理化性状的影响，旨在为增效磷尾矿粉在农业中的合理利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022年6月—10月在云南省昆明市晋宁区精垦农业科技有限公司温室大棚内进行。当地平均海拔为1 950 m，年平均气温为20 ℃。

供试土壤：砖红色土壤，pH为7.50，w(全氮)为0.88 g/kg，w(有机质)为9.27 g/kg，w(有效磷)为164.1 mg/kg，w(速效钾)为364.9 mg/kg。

1.2 供试材料

供试作物：小番茄，品种为“黄金1号”，精垦农业科技有限公司自育品种，幼苗株高为5~8 cm。

供试肥料：增效磷尾矿粉(磷尾矿粉+质量分数0.1%腐殖酸)，粒径为38 μm，w(Ca)为32.02%，w(Mg)为14.26%，w(P₂O₅)为5.98%，w(SiO₂)为5.22%；平衡肥，N-P₂O₅-K₂O为19-19-19；高钾肥，N-P₂O₅-K₂O为10-6-43。供试肥料均为云南云天化股份有限公司研发中心自制。

1.3 试验设计

试验设不施用增效磷尾矿粉(L0)以及分别施用增效磷尾矿粉5.0、10.0、15.0、20.0、25.0 g/株(L1~L5)等6个处理，每个处理设置3次重复，完全随机排列。小番茄实施单行垄作栽培方式，垄宽40 cm，株距约为50 cm，每个重复种植3株小番茄，每个处理共种植9株小番茄。试验于6月11日定植，定植前在各试验区域施用不同量的增效磷尾矿粉作为底肥，追肥以平衡肥和高钾肥为主。小番茄定植7 d后开始追肥，每隔7~12 d追施一次，整个试验期共追肥10次。根据小番茄的生长周期，将追肥的施用时期分成前期(第1~第3次)、中期(第4~第7次)、后期(第8~第10次)，前期施用平衡肥3.0 g/株，中期施用高钾肥5.0 g/株，后期施用平衡肥5.0 g/株。试验期间，每个处理的水肥管理、打杈打顶、农药施用和环境控制均一致。

1.4 项目测定

生长指标：自定植7 d后开始测量小番茄的株高，使用皮尺测量从地表根部至植株顶部的距离，共测量3次，每次均于施肥前进行测量；自小番茄植株出现花朵时，计数不同处理的花朵数，共计数3次，每次均于施肥前进行计数；自小番茄结果后开始采摘果实，共采摘11次，统计每个处理采摘的果实数量和果实质量，计算单株果实数及单株果质量。

品质指标：在采摘小番茄期间，随机选择其中一次采摘的果实进行品质指标分析，每个处理随机选择3~5个番茄果实进行制样检测，检测指标主要包括蛋白质、可溶性糖、维生素C和有机酸等的含量。维生素C含量采用2, 6-二氯酚靛酚法测定^[9]，可溶性糖含量采用蒽酮法测定^[10]，蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定^[11]，有机酸含量采用NaOH滴定法测定^[12]。

土壤指标：番茄果实采摘结束后，在每个处理的试验区域随机采集土壤样品3份，阴干后，采用电感耦合等离子体发射光谱法测定土壤中交换性钙和交换性镁的含量^[13]，采用钼锑抗比色法测定土壤中有效磷的含量^[14]，采用pH计测量土壤的pH。

1.5 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 26软件进行数据统计，采用最小显著差异法(LSD)进行方差分析(P＜0.05)，采用Origin 2019软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对小番茄生长的影响

不同施肥处理对小番茄生长的影响见图 1，图中不同小写字母表示各处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

图 1

不同施肥处理对小番茄生长的影响

从图 1可知：虽然各处理间的小番茄株高不存在显著性差异，但与L0处理相比，L1~L5处理的小番茄株高分别增长了1.17%、2.59%、2.84%、5.09%、5.93%；比较同一开花时期的花朵数，虽然各处理间无显著性差异，但L1~L5处理的小番茄花朵数均略多于L0处理的，并随着增效磷尾矿粉施用量的增加逐渐增多；施用增效磷尾矿粉对小番茄的单株果实数具有一定的提升作用，L1~L5处理的小番茄单株果实数分别比L0处理的增加2.43%、3.24%、4.21%、5.34%、7.12%；与L0处理相比，L1~L5处理的单株果质量分别增加了2.97%、4.93%、6.50%、7.27%、7.80%。综合来看，施用增效磷尾矿粉作底肥对小番茄的株高、花朵数、单株果实数及单株果质量均有一定的促进作用。

2.2 不同施肥处理对小番茄果实品质的影响

不同施肥处理对小番茄果实品质的影响见图 2。

图 2

不同施肥处理对小番茄果实品质的影响

从图 2可知：与L0处理相比，L1~L5处理的小番茄果实中可溶性糖含量分别提升了6.55%、12.32%、16.38%、27.45%、35.49%，其中L0~L4处理间均不存在显著性差异，但L5处理的小番茄果实中可溶性糖含量显著高于L0、L1处理的；与L0处理相比，L1~L5处理的小番茄果实中蛋白质含量分别提升了2.92%、4.91%、10.66%、17.93%、24.81%，其中L0~L3处理间无显著性差异，L4、L5处理的小番茄果实中蛋白质含量均显著高于L0处理的；与L0处理相比，L1~L5处理的小番茄果实中维生素C含量分别提升了0.48%、5.83%、6.71%、9.32%、10.38%，其中L0~L3处理间无显著性差异，L4、L5处理的小番茄果实中维生素C含量均显著高于L0、L1处理的；与L0处理相比，L1~L5处理的小番茄果实中有机酸含量分别降低了5.11%、15.91%、19.02%、26.11%、28.66%，其中L2~L5处理的均显著低于L0处理的，且L4、L5处理的小番茄果实中有机酸含量均与L1处理的存在显著性差异。综上，施用增效磷尾矿粉作底肥可提高小番茄果实中可溶性糖、蛋白质和维生素C含量，并降低有机酸含量，提升果实品质。

2.3 不同施肥处理对土壤理化性状的影响

不同施肥处理对土壤理化性状的影响见图 3。

图 3

不同施肥处理对土壤理化性状的影响

从图 3可知：各处理的土壤中有效磷含量的变化情况为L5＞L4＞L3＞L2＞L1＞L0，不同处理间无显著性差异；与L0处理相比，L1~L5处理的土壤中有效磷含量分别增加了1.11%、1.72%、2.53%、2.67%、3.94%。从不同处理的土壤中交换性钙含量来看，L0~L3处理间无显著性差异，L4、L5处理分别与L0、L1处理存在显著性差异；施用增效磷尾矿粉作底肥对土壤中交换性钙含量具有一定的提升作用，且随着施用量的增加而增加，L1~L5处理的土壤中交换性钙含量较L0处理的分别提升了3.55%、7.70%、11.45%、15.70%、18.64%。各处理的土壤中交换性镁含量具有一定的差异性，除L1处理外，其他施用增效磷尾矿粉处理均显著高于L0处理；土壤中交换性镁含量随着增效磷尾矿粉施用量的增加而逐渐增加，L1~L5处理的土壤中交换性镁含量较L0处理的分别增加了5.54%、15.16%、22.74%、24.78%、34.11%。所有施肥处理的土壤均呈弱碱性，并且不同处理的土壤pH无显著性差异；随着增效磷尾矿粉施用量的增加，土壤pH逐渐升高，L1~L5处理的土壤pH较L0处理的分别提高了2.16%、3.03%、4.33%、6.06%、6.49%。综上所述，施用增效磷尾矿粉作底肥提高了土壤中有效磷、交换性钙和交换性镁的含量，并可改良酸性土壤。

3 结语

前人研究表明，磷尾矿粉经圆盘造粒、烘干后，可制得硬度大、崩解迅速的中量元素肥料，将该肥料应用于大豆和上海青作物上，能显著提高作物的鲜质量和干质量，促进作物对镁等养分的吸收利用^[15]。田间试验结果表明，施用改性磷尾矿粉对成熟期玉米产量、穗粗无显著影响，但能在一定程度上提高玉米产量，降低穗粗，获得更高的经济产量；同时该肥料可以调节土壤pH，降低土壤交换性酸总量，并通过提高阳离子交换量、土壤中交换性钙含量来消减土壤酸化，减少作物铝毒等不良现象的发生^[16]。另一项研究指出，将磷矿浮选尾矿与活化剂、尿素、氯化铵、氯化钾等原料一起造粒制得钙镁复混肥产品，与传统化肥相比，施用该肥可使芥菜增产11.16%^[17]。此外，磷尾矿与盐酸、硝酸、硫酸等发生酸解反应后，可提取磷尾矿中的钙、镁等营养元素，制备出的合格钙、镁产品用于农业生产，不仅能提高经济效益，还实现了各元素的循环高效利用^[18]。研究还表明，施用不同量的枸溶性钙镁肥可显著促进番茄果实对钙、镁元素的吸收，降低脐腐病发生率，并显著提高单果质量、颜色指数、果肉厚度、可溶性糖和维生素C含量，同时可显著降低硝酸盐含量^[19]。申晓芳^[20]的研究表明，增施钙、镁肥可以显著增加番茄的茎粗和叶片数，而钙肥的施用可显著提高番茄的产量；另外，增施钙肥可以显著提高番茄果实中的维生素C含量，同时添加钙、镁肥有利于番茄可溶性糖含量的积累。

本试验的结果显示，增效磷尾矿粉用作底肥，能够促进小番茄的株高、花朵数量、单株果实数、单株果质量的增长；对小番茄果实中的可溶性糖、蛋白质、维生素C含量具有正面的提升效应，并有效降低了果实中有机酸的含量，改善了果实的品质；在一定程度上提高了土壤中有效磷、交换性钙和交换性镁的含量，增强了土壤肥力，并对土壤酸性状况具有一定的改良作用。

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