沙地設(shè)施番茄苗期基質(zhì)配方的篩選

雷蘇妮+王軒+張柏豪

摘要：以番茄品種金棚一號(hào)為試材，以腐熟的鋸末為主要原料，與腐熟的豬糞、雞糞、沙子按照一定的比例組成的四種復(fù)合基質(zhì)：A、鋸末∶有機(jī)肥∶沙子=2∶3∶5；B、鋸末∶有機(jī)肥∶沙子=3∶2∶5；C、純糞∶沙子=2∶3；D、新天地育苗基質(zhì)∶沙子=1∶1。以CK1取自楊凌新天地的育苗基質(zhì)，與CK2以沙化土為對(duì)照研究了不同基質(zhì)對(duì)番茄幼苗株高、徑粗、葉綠素含量、地下鮮重、地上鮮重、地下干重、地上干重、壯苗指數(shù)的影響，并對(duì)其基質(zhì)理化性質(zhì)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：處理B的番茄幼苗株高最高，幼苗徑粗最好，葉綠素含量最多，地上鮮重、地下鮮重、地上干重、地下干重最高，壯苗指數(shù)最高，并且與其他處理之間存在顯著性差異。各處理都顯著高于兩對(duì)照。處理B的基質(zhì)理化性質(zhì)表現(xiàn)的最好，較接近于理想基質(zhì)。

關(guān)鍵詞：番茄；腐熟的鋸末；沙子；豬糞；雞糞；基質(zhì)

中圖分類號(hào)：S641

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2017）05003904

1引言

土地沙化是指因氣候變化和人類活動(dòng)所導(dǎo)致的天然沙漠?dāng)U張和沙質(zhì)土壤上植被破壞、沙土裸露的過(guò)程。我國(guó)是世界上土地沙化面積較大、分布較廣、危害嚴(yán)重的國(guó)家之一。目前我國(guó)沙化土地主要分布在我國(guó)北方廣大干旱和半干旱，以及部分半濕潤(rùn)地帶。其中，我國(guó)北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶、草原區(qū)、大沙漠的邊緣地帶是沙化最為嚴(yán)重的地區(qū)。經(jīng)過(guò)了“三北”防護(hù)林體系建設(shè)工程、黃河中游各省區(qū)營(yíng)造水土保持林計(jì)劃等措施，我國(guó)沙化土地的治理取得了一些成效，但是仍有面積廣大的沙化土地常年屬于空置，造成了資源浪費(fèi)。

農(nóng)業(yè)廢棄物是指在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被丟棄的有機(jī)類物質(zhì)，主要包括農(nóng)林生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的植物殘余類廢棄物、牧漁業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)物類殘余廢棄物、農(nóng)業(yè)加工過(guò)程中產(chǎn)生的加工類殘余廢棄物和農(nóng)村生活垃圾等[1]。合理利用農(nóng)業(yè)廢棄物資源：一方面可以有效地降低或者消除由于農(nóng)業(yè)廢棄物引起的環(huán)境污染問(wèn)題[8]，另一方面也可解決農(nóng)村能源短缺問(wèn)題。最重要的是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的肥料化利用，生產(chǎn)有機(jī)肥料可以補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，提高土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的有效性，并有助于改善土壤質(zhì)地，增加其在我國(guó)農(nóng)業(yè)中的利用[9]。

無(wú)土栽培包括水培、霧培[5]和基質(zhì)培等方式。由于受成本、實(shí)用性和操作管理難度等方面因素影響，水培和霧培應(yīng)用程度遠(yuǎn)不如基質(zhì)培。目前世界上90%以上的商業(yè)性無(wú)土栽培是采用基質(zhì)栽培方式。世界上普遍應(yīng)用的無(wú)土栽培基質(zhì)是巖棉和草炭。巖棉有很強(qiáng)的吸水和保水性，目前已成為國(guó)外應(yīng)用最多的無(wú)土栽培基質(zhì)。由于巖棉不可降解，長(zhǎng)期應(yīng)用會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；同時(shí)，巖棉的價(jià)格比較昂貴，增加了栽培成本。而草炭是難以再生的自然資源，長(zhǎng)期開(kāi)采會(huì)使資源枯竭，并破壞地貌和生態(tài)環(huán)境。如果采用以沙子為主的基質(zhì)不但會(huì)大大降低成本，而且取材方便，資源豐富，既可以減少資源浪費(fèi)，又可以重復(fù)再利用，同時(shí)也可以改善沙化地土壤，增加耕地面積。另外，研究鋸末在農(nóng)業(yè)廢棄物資源的基質(zhì)化方向的應(yīng)用，也是減少育苗基質(zhì)的成本有效突降。同時(shí)研究可對(duì)沙化土進(jìn)行改良，增加我國(guó)耕種地面積。

因此，本試驗(yàn)以番茄為材料，比較以沙子為主要成分的不同基質(zhì)配方對(duì)番茄的生長(zhǎng)情況的影響，進(jìn)一步優(yōu)化基質(zhì)配比，確定最適宜番茄生長(zhǎng)的混合基質(zhì)配方，這樣便為更好地利用沙子基質(zhì)提供了依據(jù)，期待其在更大范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用。

2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

2.1試驗(yàn)材料

番茄品種選用的是金鵬一號(hào)。金鵬一號(hào)番茄是組合系無(wú)限生長(zhǎng)型，三穗果，株高80～110 cm，果形好，果實(shí)高園，似蘋(píng)果形，幼果無(wú)綠肩，成熟果粉紅色，一般單果重200～250 g，大而整齊，高抗葉霉病和番茄花葉病毒，果肉厚，耐低溫生長(zhǎng)，耐運(yùn)輸，商品形狀好，味酸甜適口，果臍小，品質(zhì)好，抗病，坐果率高，收獲集中，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。是當(dāng)前北方溫室番茄種植最好的品種之一。

沙土采自本地的沙荒地，粒徑>0.02 mm；豬糞和雞糞取自楊凌五星村養(yǎng)豬場(chǎng)和養(yǎng)雞場(chǎng)，都為新鮮的農(nóng)家肥。豬糞與雞糞按1∶1混合；鋸末由楊凌杜寨村提供。

將豬糞、雞糞和鋸末按照需要進(jìn)行配置發(fā)酵，初始C/N比調(diào)至30∶1。發(fā)酵地點(diǎn)是在西北農(nóng)林科技大學(xué)北校區(qū)園藝場(chǎng)的大棚內(nèi)進(jìn)行。地面鋪上塑料，將要發(fā)酵的基質(zhì)倒上然后用塑料蓋上，包嚴(yán)。因發(fā)酵的時(shí)間的是冬季，所以基質(zhì)發(fā)酵的時(shí)間比較長(zhǎng)。前30 d在塑料包裹中厭氧發(fā)酵，之后接起上覆蓋薄膜，每隔7 d進(jìn)行一次通氣發(fā)酵，堆翻后又蓋上塑料。發(fā)酵腐熟的鋸末基質(zhì)晾干：將40%的甲醛[3，4]原液稀釋50～100倍，把經(jīng)過(guò)堆置發(fā)酵的鋸末基質(zhì)平鋪在一層塑料薄膜的地面上平鋪一層約10 cm厚，然后用噴壺或噴霧器將已稀釋的甲醛溶液將這層介質(zhì)均勻噴濕，接著再鋪上第二層，再用甲醛溶液噴濕，直至所有要消毒的基質(zhì)均噴濕甲醛溶液為止，最后用塑料薄膜覆蓋封閉48 h，將消毒的基質(zhì)攤開(kāi)，暴曬至少7 d以上，直至基質(zhì)中沒(méi)有甲醛氣味方可備用。作為對(duì)照試驗(yàn)的育苗基質(zhì)購(gòu)置于楊凌新天地。

2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.2.1栽培設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)采用的是穴盤育苗。穴盤采用的是50孔的。穴盤購(gòu)于楊凌新天地。育苗過(guò)程是在日光溫室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)有6個(gè)處理，隨機(jī)排列。

2.2.2基質(zhì)配比設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理，基質(zhì)配置按照體積比進(jìn)行：

A、鋸末∶有機(jī)肥∶沙子=2∶3∶5，

B、鋸末∶有機(jī)肥∶沙子=3∶2∶5，

C、純糞∶沙子=2∶3，

D、新天地育苗基質(zhì)∶沙子=1∶1，

CK1、新天地育苗基質(zhì)，

CK2、純沙。

2.2.3栽培管理

2010年3月16日對(duì)買到的番茄種子進(jìn)行浸種催芽，浸種時(shí)放入55 ℃的清水中浸泡15 min，后將種子浸泡在蒸餾水中12 h。將浸泡后的種子取出放于弄濕的紗布，將其放于28 ℃的智能型恒溫培養(yǎng)箱中催芽[2]。每天早晚清水沖洗，等到80%的種子露白后進(jìn)行播種，播種前將配置好的基質(zhì)裝盤，澆透，播種時(shí)一穴一種，覆基質(zhì)，厚度為0.5～1 cm，澆水。播種后將其放置于日光溫室內(nèi)，用地膜覆蓋于盤上，提高低溫，保證其生長(zhǎng)良好。等到大部分苗長(zhǎng)出后，去掉地膜，保證苗接收陽(yáng)光，也防止溫度過(guò)高，影響苗生長(zhǎng)。其后每天進(jìn)行澆水，揭棚，如遇雨天或連陰雨則不進(jìn)行，以防爛根[7]。

2.3研究方法

2.3.1對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)的測(cè)定

參照連兆煌[6]的方法測(cè)定基質(zhì)孔隙度，并有改動(dòng)。取自然風(fēng)干基質(zhì)加滿至體積為V 燒杯（燒杯質(zhì)量W1），質(zhì)量為W2；浸泡水中24 h，質(zhì)量為W3；濕土樣和一塊濕紗布的質(zhì)量為W4，燒杯水分自由瀝干后與紗布的質(zhì)量為W5。每個(gè)處理重復(fù)三次。按以下公式計(jì)算：

容重=（W2-W1）/V；總孔隙度=（W3-W2）/V；通氣空隙=（W4-W5）/V；持水孔隙=[W5-W2-（W4-W3）]/V；

pH值以1∶5浸提法測(cè)定，用420A酸度計(jì)測(cè)定；電導(dǎo)率（ EC） 以1∶5浸提法測(cè)定，用DDS-307型電導(dǎo)率儀測(cè)定。

2.3.2對(duì)番茄指標(biāo)測(cè)定

2010 年4月12日即當(dāng)2片真葉展平后，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量。該實(shí)驗(yàn)對(duì)番茄的株高、莖粗、地上部分鮮質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、地下部分鮮質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量。每個(gè)處理重復(fù)選5株，每5 d測(cè)一次，共測(cè)5次。株高用卷尺測(cè)量，株高以莖基部到生長(zhǎng)點(diǎn)的高度為準(zhǔn)；莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)量，均在徑基部到徑長(zhǎng)第一片葉子的1/3處測(cè)量；用電子天平測(cè)量各質(zhì)量；將幼苗清洗干凈根部并用衛(wèi)生紙檫干，并將其地上部與地下部分開(kāi)，用牛皮紙和鋁盒做載物，先稱量鮮重并記錄后放入烘箱，105 ℃殺青，75 ℃烘干至恒重，拿出后用電子天平測(cè)量干質(zhì)量。整個(gè)過(guò)程盡量讓每個(gè)處理放進(jìn)烘箱的時(shí)間相同。對(duì)每個(gè)處理的葉綠素也進(jìn)行測(cè)定，對(duì)葉綠素的測(cè)定則選用是SPAD-502plus型葉綠素測(cè)定儀測(cè)量，每個(gè)處理選5株，每5d測(cè)一次，共測(cè)三次。

2.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用excel和方差分析。

3試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1不同配比基質(zhì)的理化性質(zhì)

基質(zhì)的物理性狀與作物根系對(duì)水分及養(yǎng)分的吸收密切相關(guān)，在描述栽培基質(zhì)物理性狀時(shí)，容重和孔隙度是最為直觀、密切的兩種指標(biāo)。優(yōu)良的基質(zhì)在物理性質(zhì)上，固、液、氣三相比例恰當(dāng)，容重為0.1～0.8 g/cm3，總孔隙度在75%以上，理想基質(zhì)的通氣孔隙是在15%～30%范圍內(nèi)，理想基質(zhì)的持水孔隙是在40%～75%的范圍內(nèi)。由表1可知，各個(gè)試樣的容重值和總孔隙值都不能滿足理想基質(zhì)的要求。處理B的各指標(biāo)綜合較其他基質(zhì)都更接近于理想基質(zhì)，在栽培過(guò)程中，有益于作物根系對(duì)水肥的固定，利于作物的生長(zhǎng)。pH值接近中性，表示基質(zhì)具有一定的緩沖能力。由表1可知處理B的各項(xiàng)基質(zhì)性質(zhì)狀較為適中，所以可以得出結(jié)論，處理B為較優(yōu)的基質(zhì)配比。

3.2不同配比基質(zhì)對(duì)番茄幼苗株高的影響。

由表2可以看出各處理幼苗的株高均隨著育苗時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。在播種22 d后，各處理株高表現(xiàn)為：處理B的番茄幼苗株高最高；在5月4日之前處理A、處理C株高次于處理B，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，表現(xiàn)的是此消彼長(zhǎng)，但兩個(gè)處理之間無(wú)顯著性差異；在4月29日之前處理D與兩個(gè)對(duì)照之間的差異不 明顯，之后出現(xiàn)了顯著性差異，兩個(gè)對(duì)照在5月4日之后出現(xiàn)了顯著性差異；在整個(gè)測(cè)量時(shí)間內(nèi)其他處理表現(xiàn)出如下：處理D>CK1>CK2；處理A、處理B、處理C和處理D株高都優(yōu)于兩個(gè)對(duì)照的株高。

3.5不同配比基質(zhì)對(duì)番茄幼苗的地上鮮重的影響

由圖1可以看出各處理幼苗的地上部鮮重均隨著育苗時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。在播種22 d后，各處理地下部分鮮重表現(xiàn)為：處理B的番茄幼苗地下部鮮重最高，CK1的地下部分鮮重最低；處理B、處理C株高次之，但無(wú)顯著性差異。其他各處理地下部鮮重的排序?yàn)樘幚鞤 >CK2>CK1。各處理與CK1、CK2相比，都存在顯著性差異。

3.6不同配比基質(zhì)對(duì)番茄幼苗的地下鮮重的影響

由圖2可以看出各處理幼苗的地下部分鮮重隨著育苗時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。在播種22 d后，各處理地下

部鮮重表現(xiàn)為：處理B的番茄幼苗地下部鮮重最高，CK1的地下部分鮮重最低。各處理之間的順序?yàn)樘幚鞡>處理C>處理A>處理D>CK2>CK1。各處理與CK1、CK2相比，都存在顯著性差異。

3.7不同配比基質(zhì)對(duì)番茄幼苗的地上干重的影響

由圖3可以看出各處理幼苗的地上干重均隨著育苗時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。隨著測(cè)量時(shí)間的增加各處理之間的差異越明顯。在播種22 d后，各處理地上干重表現(xiàn)為：處理B的番茄幼苗地上干重最高，處理B、處理C地上干重次之，兩個(gè)處理之間無(wú)顯著性差異，各處理之間有以下排列處理B>處理C>處理A>處理D>CK2>CK1。各處理與CK1、CK2相比，都存在顯著性差異。

3.8不同配比基質(zhì)對(duì)番茄幼苗的地下干重的影響

由圖4可以看出各處理幼苗的地下干重均隨著育苗時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。在播種22 d后，各處理地下干重表現(xiàn)為：處理B的番茄幼苗地上干重最高，處理B、處理C地下干重次之，兩個(gè)處理之間無(wú)顯著性差異，其他各處理之間有以下排列處理D>CK2>CK1。各處理與CK1、CK2相比，都存在顯著性差異。

3.9不同配比基質(zhì)番茄幼苗壯苗指數(shù)的影響

由圖5可以看出各處理幼苗壯苗均隨著育苗時(shí)間的延長(zhǎng)而升高。在播種22 d后，各處理地下干重表現(xiàn)為：處理B的番茄幼苗壯苗指數(shù)最高，處理B、處理C次之，兩個(gè)處理之間無(wú)顯著性差異，其他各處理之間有以下排列處理D>CK2>CK1。各處理與CK1、CK2相比，都存在顯著性差異。

4討論

農(nóng)產(chǎn)有機(jī)固體廢棄物不僅營(yíng)養(yǎng)元素含量豐富，而且

處理簡(jiǎn)單，基本不存在重金屬污染，是合成有機(jī)環(huán)保型設(shè)施蔬菜栽培基質(zhì)的理想材料。單一有機(jī)固體廢棄物在經(jīng)過(guò)處理后作為栽培基質(zhì)使用通常存在物理性狀的缺陷，混合基質(zhì)是無(wú)土栽培中基質(zhì)發(fā)展趨勢(shì)，因此在資源化利用有機(jī)固體廢棄物合成栽培基質(zhì)時(shí)，通常采用與其他無(wú)機(jī)基質(zhì)材料復(fù)配來(lái)改善其性狀。本試驗(yàn)對(duì)鋸末、家禽糞和沙子組成的混合基質(zhì)基本性狀的分析認(rèn)為，這種復(fù)合基質(zhì)的主要缺陷存在于物理性狀上，表現(xiàn)為容重偏重與大小孔隙度偏小，這種缺陷會(huì)影響到作物附著根系的發(fā)生以及根系對(duì)水肥的吸收，使用前應(yīng)與其他基質(zhì)材料復(fù)配進(jìn)行改善。本試驗(yàn)以鋸末為主的有機(jī)材料配比基質(zhì)與以草炭為主配比基質(zhì)相比也取得了較好的結(jié)果。而且鋸末比草炭取材容易、成本低廉，把鋸末作為無(wú)土栽培基質(zhì)利用也是降低栽培成本另一種途徑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廢棄物的綜合利用。因此，以鋸末作主要配比基質(zhì)為無(wú)土栽培的發(fā)展提供了一種新的方法和手段。此外，我國(guó)沙化地面積廣大，常年屬于空置，造成了資源浪費(fèi)，本試驗(yàn)在改良沙化地也有緩解作用。在本次試驗(yàn)中，未對(duì)基質(zhì)的理化性狀，即其中微生物群體數(shù)目及活性和基質(zhì)中養(yǎng)分的變化規(guī)律等問(wèn)題作更深入的研究。

5結(jié)論

以番茄品種金棚一號(hào)為試材，以腐熟的鋸末為主要原料，與腐熟的豬糞、雞糞、沙子按照一定的比例組成的四種復(fù)合基質(zhì)：A、鋸末∶有機(jī)肥∶沙子=2∶3∶5；B、鋸末∶有機(jī)肥∶沙子=3∶2∶5；C、純糞∶沙子=2∶3；D、新天地育苗基質(zhì)∶沙子=1∶1。以CK1取自楊凌新天地的育苗基質(zhì)，與CK2以沙化土為對(duì)照研究了不同基質(zhì)對(duì)番茄幼苗株高、徑粗、葉綠素含量、地下鮮重、地上鮮重、地下干重、地上干重、壯苗指數(shù)的影響，并對(duì)其基質(zhì)理化性質(zhì)進(jìn)行了分析，主要結(jié)果如下。

處理B的番茄幼苗株高最高、徑粗最好、葉綠素含量最多、地上鮮重最高、地下鮮重最高、地上干重最高、地下干重最高、壯苗指數(shù)最高。且顯著優(yōu)于其他處理。各處理都顯著高于兩對(duì)照。處理B的基質(zhì)理化性質(zhì)表現(xiàn)的最好，較接近與理想基質(zhì)。綜上所述：處理B是最好的基質(zhì)配比。

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