杏鮑菇菌渣袋式栽培基質(zhì)配方對番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

徐 陽，張小蘭，劉 杰，范文麗，馬金明，孫周平*

(1.設(shè)施園藝省部共建教育部重點實驗室，遼寧省設(shè)施園藝重點實驗室，遼寧省設(shè)施蔬菜工程實驗室，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；2.江蘇綠港現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技有限公司，江蘇 宿遷 223800)

無土栽培是解決設(shè)施蔬菜連作障礙的有效途徑，在發(fā)達國家得到集約化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，實現(xiàn)了高產(chǎn)高效[1]。隨著我國循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強，農(nóng)林廢棄物作為無土栽培基質(zhì)原料已經(jīng)被大量研究和成功應(yīng)用，如作物秸稈、菇渣、中藥渣、畜禽糞肥、稻殼、玉米芯、沼渣、爐灰渣、椰糠等[2-6]。在栽培方式上，槽式栽培與土壤栽培的管理比較接近，易于學(xué)習(xí)和掌握，因此，目前我國營養(yǎng)基質(zhì)栽培幾乎全部采取槽式無土栽培方式。袋式栽培因具有便于肥水的控制，減輕病害發(fā)生，適宜商品化、智能化生產(chǎn)等特點，在我國逐漸得到重視。然而，槽式栽培與袋式栽培的比較研究結(jié)果表明[7-9]，槽式栽培營養(yǎng)基質(zhì)并不能完全適宜袋式栽培，不同的栽培方式需要不同的營養(yǎng)基質(zhì)配方。因此，研究適宜袋式栽培的日光溫室番茄營養(yǎng)基質(zhì)配方非常必要。

食用菌菌渣是我國食用菌產(chǎn)業(yè)的主要廢棄物，每年至少產(chǎn)生4.57×107萬t[10]。因菌渣含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，多年來，許多學(xué)者進行了不同種類食用菌菌渣槽式栽培基質(zhì)配方及其栽培效果研究[11-14]，但食用菌菌渣袋式栽培營養(yǎng)基質(zhì)配方研究還非常鮮見。杏鮑菇是我國工廠化生產(chǎn)的主要食用菌之一，由此產(chǎn)生的食用菌菌渣養(yǎng)分含量穩(wěn)定，產(chǎn)量大。為此，本文以杏鮑菇菌渣為主要原料，研究了杏鮑菇菌渣與草炭不同配比對袋式栽培營養(yǎng)基質(zhì)理化性質(zhì)以及日光溫室番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期篩選出適合日光溫室番茄袋式栽培的杏鮑菇菌渣基質(zhì)配比，為日光溫室蔬菜的可持續(xù)健康發(fā)展提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

本試驗于2016年8月至2017年1月在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科研基地日光溫室進行。供試番茄品種為“DF09”，紅色，無限生長型，質(zhì)地硬，大果型。供試基質(zhì)材料為腐熟后粉碎過篩的杏鮑菇菌渣、草炭，原始材料理化性質(zhì)見表1，試驗所用速溶平衡復(fù)合肥養(yǎng)分比例為22-12-16，速溶高鉀復(fù)合肥養(yǎng)分比例為19-6-25。

1.2 試驗設(shè)計

將腐熟的杏鮑菇菌渣與草炭按不同體積比配制成4種復(fù)合營養(yǎng)基質(zhì)，分別為A[對照(CK)，全菌渣]；B(菌渣∶草炭=3∶1)；C(菌渣∶草炭=1∶1)；D(菌渣∶草炭=1∶3)，并添加一定的NPK復(fù)合肥，以滿足番茄苗期的生長需要。

表1 原料初始理化性質(zhì)

本試驗采用袋式栽培，基質(zhì)袋材料為黑白膜，尺寸為50 cm×20 cm×10 cm，每袋基質(zhì)用量為7 L左右，每個栽培袋定植2株番茄。每個處理20個基質(zhì)袋，共40株番茄，分為兩行排列，每行10個基質(zhì)袋，20株番茄，第一行用于取樣測定，第二行用于測定小區(qū)產(chǎn)量。2016年6月15日播種，8月30日選擇三葉一心長勢一致的壯苗定植，單稈整枝，吊蔓栽培，10月30日掐尖，留四穗果，2017年1月20日拉秧。試驗采用課題組研制的水-肥一體化插箭式自動灌溉系統(tǒng)。試驗中苗期、開花期施速溶平衡復(fù)合肥，每株每7 d施3 g；盛果期施速溶高鉀復(fù)合肥，每株每5 d施3 g，拉秧前一個月停止施肥。

1.3 測量指標及方法

測定番茄生長過程中3個時期(定植前0 d、坐果期60 d、拉秧期110 d)基質(zhì)理化性質(zhì)：容重、孔隙度(三相測定儀)；EC、pH(電導(dǎo)率儀、pH計)；堿解氮(堿解擴散法)；有效磷(碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法)；速效鉀(醋酸銨浸提，火焰光度法)。植株干物質(zhì)積累：分別取番茄植株的地上部與地下部，烘干稱取干重；果實中可溶性還原糖(蒽酮法)；有機酸(酸堿滴定)；Vc含量(分光光度法)；可溶性蛋白(考馬斯亮藍法)；可溶性固形物(糖度分析儀法)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

采用SPSS 17.0軟件進行方差分析，多重比較采用Duncan新復(fù)極差法，試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010進行統(tǒng)計分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對基質(zhì)理化性質(zhì)的影響

圖1 為不同處理復(fù)合基質(zhì)容重和總孔隙度的變化。容重可以反映基質(zhì)疏松、緊實程度，由圖1a可知，隨著番茄生育期延長，C、D處理基質(zhì)容重均高于A處理。0 d時，C、D處理容重顯著高于A處理且D處理顯著高于C處理，A、B處理間差異不顯著，定植后110 d時，C、D處理容重顯著高于A處理且A、B處理間差異不顯著，各處理基質(zhì)容重大小為D>C>B>A，A、C處理較0 d時的基質(zhì)容重分別降低6%、2%，B、D處理較0 d時的基質(zhì)容重分別增加7%、10%。

圖1 不同處理對營養(yǎng)基質(zhì)容重和總孔隙度影響

總孔隙度可以反映基質(zhì)的通氣、持水能力，由圖1b可以看出，隨著番茄生育期延長，A、B、C處理總孔隙度隨著種植時間的延長均高于D處理。0 d時，B、C、D處理總孔隙度與A處理差異不顯著，B處理的總孔隙顯著高于D處理；60 d時，B處理高于A處理但差異不顯著，C處理低于A處理且差異不顯著，D處理顯著低于A處理，B處理顯著高于C處理，C處理顯著高于D處理；110 d時，D處理顯著低于A處理，且A、B、C處理差異不顯著，A、C處理較0 d基質(zhì)總孔隙度分別增加2%、0.5%，B、D處理較0 d時基質(zhì)孔隙度分別降低0.9%、4%。

圖2為不同處理復(fù)合基質(zhì)EC和pH的變化。EC值可以反映基質(zhì)中可溶性鹽離子濃度，由圖2a可知，隨番茄生育期的延長，A、B處理EC值均高于C、D處理；0 d時，C、D處理EC值顯著低于A處理，A、B處理EC值差異不顯著；60 d時，B處理EC值顯著高于A處理，C、D處理EC值顯著低于A處理且C、D處理差異不顯著；110 d時，各處理EC值大小為A>B>C>D且各處理間差異顯著，各處理較0 d時EC值分別增加10%、0.8%、29%、38%。

pH值可以反映基質(zhì)酸堿度，由圖2b可知，0 d時，C處理pH值顯著高于A處理，D處理pH值顯著低于A處理，A、B處理間差異不顯著；60 d時，B、D處理pH值顯著低于A處理，A、C處理pH值差異不顯著；110 d時，B、C、D處理pH值顯著高于A 處理，各處理較0 d時pH值分別增加3%、6%、3%、6%。

圖2 不同處理對基質(zhì)EC和pH的影響

2.2 不同處理對基質(zhì)養(yǎng)分含量的影響

圖3為不同處理復(fù)合基質(zhì)中堿解氮、有效磷和速效鉀含量的變化。由圖3a可知，0 d時， D處理堿解氮含量顯著低于A處理，B處理堿解氮含量顯著高于A處理，且A、C處理間差異不顯著；60、110 d時，C、D處理顯著低于A處理，D處理顯著低于C處理，且A、B處理差異不顯著，各處理110 d時較0 d基質(zhì)中堿解氮含量分別增加了76%、31%、56%、31%。

圖3 不同處理對基質(zhì)中堿解氮、有效磷、速效鉀含量的影響

由圖3b可知，隨番茄植株的生長，B、C、D處理有效磷含量均低于A處理。0 d時，B、C、D處理有效磷含量顯著低于A處理且B、C、D處理差異不顯著；60 d時，B、D處理有效磷含量顯著低于A 處理，二者差異不顯著，C處理有效磷含量顯著低于A處理；110 d時，C、D處理有效磷含量顯著低于A 處理且二者差異不顯著，B處理有效磷含量最低且顯著低于A處理，各處理110 d時較0 d時基質(zhì)中有效磷含量分別降低了24%、48%、32%、18%。

由圖3c可知，在整個生育期，各處理中速效鉀含量順序為A>B>C>D，隨番茄植株的生長，B、C、D處理速效鉀含量均顯著低于A處理，B處理顯著高于C、D處理，C處理顯著高于D處理，各處理110 d時較0 d時基質(zhì)中速效鉀含量分別降低了18%、37%、37%、34%。

2.3 不同處理對袋培番茄植株干物質(zhì)含量的影響

根系會影響植株地上部分生長，根冠比反應(yīng)植株的生長狀況，表2為不同處理對番茄植株干物質(zhì)含量的影響。由表2可知，在開花期，隨基質(zhì)中菌渣含量降低，植株根系生長越好，D處理根系干重顯著高于A處理，較A處理高204%，B、C處理較全菌渣處理分別高82%、140%；盛果期時，B、C、D處理根系顯著高于A處理，但B、C、D處理間差異不顯著。A處理地上部、地下部干物質(zhì)含量均顯著低于其它基質(zhì)。說明，菌渣含量對植株前期根系生長影響顯著，隨番茄生育期的延長，B、C、D處理間根系無差異，植株生長趨于一致。試驗中A處理可以作為栽培基質(zhì)，但植株根系生長較差，植株生長較弱。

表2 不同處理對番茄植株干物質(zhì)含量的影響

注：同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異達到P<0.05顯著水平，下同。

2.4 不同處理對袋培番茄果實產(chǎn)量的影響

表3為不同處理對袋培番茄產(chǎn)量的影響，由表3可知，第一穗果和第二穗果B、C、D處理產(chǎn)量均顯著高于A處理，且隨基質(zhì)中菌渣含量的降低果實產(chǎn)量逐漸增加，隨番茄生育期的延長，第三穗果和第四穗果各處理番茄產(chǎn)量間差異不顯著。B、C、D處理小區(qū)產(chǎn)量均顯著高于A處理，C、D處理差異不顯著，其中C處理小區(qū)產(chǎn)量最高，為46.17 kg，其次為D處理，B、C、D處理較A處理分別增產(chǎn)10.7%、13.8%、11.4%。說明，不同配比菌渣對番茄前期產(chǎn)量形成影響顯著，后期各基質(zhì)間產(chǎn)量形成與施肥管理相關(guān)。

表3 不同處理對袋培番茄果實產(chǎn)量的影響

2.5 不同處理對袋培番茄果實品質(zhì)的影響

表4為不同處理對番茄果實品質(zhì)的影響。由表4可知，D處理有機酸含量最高，與A處理差異不顯著且顯著高于B、C處理；B、C處理糖酸比顯著高于D處理與A處理，差異不顯著；C處理可溶性固形物含量最高，為6.1%且顯著高于其它處理。各處理間可溶性糖、Vc、可溶性蛋白含量差異不顯著。說明，C處理糖酸比、可溶性固形物含量最高，C處理果實食用口感最好。

表4 不同處理對袋培番茄果實品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

根系是影響作物生長與產(chǎn)量形成的重要因素，適宜的容重、總孔隙度可以為根系提供適宜的物理環(huán)境。本試驗中，袋式栽培前后基質(zhì)容重、孔隙度變化低于10%，基質(zhì)物理性質(zhì)變化較小，可以為作物根系提供穩(wěn)定的生長環(huán)境，有利于根系生長，增加產(chǎn)量[15]。處理A、B基質(zhì)容重過小，孔隙度太大，保水性較差，同一灌溉條件下，可能有水分不足的現(xiàn)象，導(dǎo)致前期產(chǎn)量下降。菌渣pH值較高，達8以上，草炭pH為4.8，顯酸性，菌渣與不同比例草炭混合可以降低pH值，適宜植株正常生長。

合理的理化性質(zhì)和養(yǎng)分含量可以有效提高產(chǎn)量。李遠新等[16]指出在一定范圍內(nèi)隨著氮含量的增加產(chǎn)量明顯增加，磷、鉀含量對番茄產(chǎn)量形成具有間接作用。本試驗中，隨番茄生育期的延長，A處理3個時期速效養(yǎng)分含量均高于其他處理，但產(chǎn)量最低，說明過高的養(yǎng)分含量不利于番茄植株生長，D處理基質(zhì)中堿解氮、速效鉀含量均顯著低于其它處理，C處理菌渣體積比為50%時，基質(zhì)理化性質(zhì)、養(yǎng)分含量適宜番茄生長，產(chǎn)量最高，果實品質(zhì)好。

本研究中采用本課題組研制的水-肥一體化自動灌溉系統(tǒng)進行灌溉，每天灌溉10次左右，采取少量多次灌溉方式，有利于克服基質(zhì)保水保肥性能差的缺陷。試驗中各處理番茄植株后期長勢差異不顯著，這可能與后期加大每天的灌溉次數(shù)有一定關(guān)系。

本文開展了以杏鮑菇菌渣為原料的日光溫室番茄袋式栽培營養(yǎng)基質(zhì)配方研究。結(jié)果表明：隨著菌渣比例從25%增加到100%，袋培營養(yǎng)基質(zhì)的EC逐漸增大，容重逐漸降低，基質(zhì)速效養(yǎng)分顯著增加且對植株初期根系生長影響顯著。4個處理中，B、C、D處理小區(qū)產(chǎn)量均顯著高于A處理，其中C處理(菌渣∶草炭=1∶1)小區(qū)產(chǎn)量最高，為46.17 kg，較A處理增產(chǎn)13.8%，可溶性固形物含量最高，為6.1%。綜合比較，杏鮑菇菌渣與草炭比例為1∶1是適宜日光溫室番茄袋式栽培的最佳基質(zhì)配方。