4種有機(jī)生態(tài)型無土栽培組合基質(zhì)對番茄品質(zhì)和效益的影響

魏淑蓮

（肅南裕固族自治縣自然資源局，甘肅 肅南 734000)

傳統(tǒng)的有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)主要采用草炭、蛭石和珍珠巖作栽培基質(zhì)，其存在的主要問題是：草炭是不可再生資源，并且長期開采對濕地生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞；蛭石是次生礦物，需經(jīng)1 000 ℃高溫煅燒才能利用，在煅燒過程中需要消耗巨大的能源；草炭、蛭石和珍珠巖銷售價格昂貴，增加了生產(chǎn)成本。經(jīng)社會實踐調(diào)查，甘肅省酒泉市年產(chǎn)農(nóng)業(yè)有機(jī)物料資源量達(dá)651.21萬t（畜禽糞便527.88萬t，作物秸稈104.88萬t，沼渣和食用菌渣14.84萬t，餅肥3.61萬t），用于飼料、還田、肥料的占比55%，剩余293.04萬t的農(nóng)業(yè)有機(jī)物料隨意堆放，對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境造成了污染。經(jīng)室內(nèi)分析，這些農(nóng)業(yè)有機(jī)物料含有機(jī)質(zhì)43.61%～49.56%、N 1.56%～1.78%、P2O50.29%～0.33%、K2O 1.56%～1.78%，而重金屬離子H g、C d、C r和P b含量均小于國家規(guī)定（GB 8172—87）的含量標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)于栽培基質(zhì)前人做了大量的研究工作，例如將河沙與草炭、蛭石、珍珠巖按照體積比1∶1∶1∶1混合，降低了基質(zhì)的容重和EC值，增大了總孔隙度，提高了有機(jī)質(zhì)和速效氮磷鉀含量[1]。將香蕉與菠蘿廢棄莖葉[2]、菌渣[3]、椰糠[4]與蛭石等混合用于基質(zhì)育苗，可提高蔬菜幼苗綜合素質(zhì)，使根系活力和長勢等指標(biāo)都最高。將花生殼[5]、腐熟雞糞與草木灰[6]、牛糞[7]、稻殼[8]、菌渣[9]、沼渣與醋糟[10]和草炭、珍珠巖、蛭石等混合進(jìn)行蔬菜無土栽培，促進(jìn)了黃瓜、大白菜、生菜、甜瓜、番茄、青椒等蔬菜作物的生長發(fā)育，改善了農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀；還有研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵玉米秸稈[11]、木屑與棉籽殼[12]可替代草炭與珍珠巖，竹條炭化制備的生物炭[13]可部分替代草炭作為栽培基質(zhì)，而玉米秸稈+食用菌渣+雞糞、高粱秸稈+鋸末渣+羊糞、葵花秸稈+沼渣+豬糞、油菜秸稈+葡萄酒渣+牛糞對番茄品質(zhì)和效益影響的研究未見文獻(xiàn)報道。為了解決上述問題，本文進(jìn)行了4種有機(jī)生態(tài)型無土栽培組合基質(zhì)對番茄品質(zhì)和效益影響的研究，旨在為甘肅非耕地設(shè)施蔬菜有機(jī)生態(tài)型無土栽培研究及開發(fā)價格低廉的基質(zhì)提供技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗時間與地點

試驗于2019年在甘肅省酒泉市肅州區(qū)銀達(dá)鎮(zhèn)六分村非耕地節(jié)能日光溫室內(nèi)進(jìn)行，溫室長90 m，脊高4.0 m，跨度8.0 m，墻體底寬1.8 m，上口寬1.4 m，在溫室內(nèi)用磚、水泥砌成長6.5 m，寬0.6 m，深0.3 m的栽培槽，槽間距60 cm，槽南側(cè)留直徑3 cm的排水孔，滴灌栽培，栽培用水全部循環(huán)利用。

1.2 試驗材料

番茄專用肥（自制，尿素、磷酸二銨、硫酸鉀、硫酸鋅、硼酸和鉬酸銨按風(fēng)干質(zhì)量比0.334 5∶0.445 0∶0.180 6∶0.022 2∶0.011 1∶0.006 6混合）；雞糞、羊糞、豬糞、牛糞、食用菌渣、沼渣、鋸末渣、葡萄酒渣、玉米秸稈、高粱秸稈、葵花秸稈、油菜秸稈、草炭、蛭石、珍珠巖、秸稈發(fā)酵劑等均購于當(dāng)?shù)厥袌?。番茄品種FA-189，由以色列選育。

1.3 試驗方法

1.3.1 組合基質(zhì)發(fā)酵方法

配制基質(zhì)前，將各種物料分別粉碎后過10 mm篩，噴自來水，使水分含量達(dá)到60%～65%[14]，堆成高2.0 m的梯形，蓋上廢舊塑料薄膜，在塑料薄膜上開直徑3～5 cm小洞若干個，堆在溫室內(nèi)（室溫25～30 ℃）發(fā)酵，發(fā)酵時間和參數(shù)見表1，發(fā)酵結(jié)束后，將物料放置在陰涼干燥處自然風(fēng)干（含水量小于5%）備用。

表1 參試材料發(fā)酵參數(shù)

1.3.2 試驗處理

試驗共設(shè)計5個處理，處理1，草炭∶蛭石∶珍珠巖＝0.5∶0.3∶0.2；處理2，玉米秸稈∶食用菌渣∶雞糞＝0.5∶0.3∶0.2；處理3，高粱秸稈∶鋸末渣∶羊糞＝0.5∶0.3∶0.2；處理4，葵花秸稈∶沼渣∶豬糞＝0.5∶0.3∶0.2；處理5，油菜秸稈∶葡萄酒渣∶牛糞＝0.5∶0.3∶0.2，均為體積比。以處理1為對照，每處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3.3 種植方法

在栽培槽內(nèi)填入10 cm厚核桃大小泡沫板，鋪1層編織袋后填入20 cm厚的栽培基質(zhì)，壓實整平，每個處理填入15個栽培槽。2019年4月1日選擇苗齡80 d的番茄苗定植，株距35 cm，每槽定植2行。灌溉水pH值調(diào)到6.5～6.8，采用膜下滴灌，定植前一次性灌透，定植后再灌1次，以后每隔7 d灌溉1次，每次灌水量120 m3/hm2。番茄第1果穗、第2果穗、第3果穗核桃大小時分別追施番茄專用肥3.0 t/hm2，追肥穴施，施肥深度10 cm。

1.3.4 樣品采集與指標(biāo)測定

番茄收獲時每個小區(qū)隨機(jī)選擇3壟，每壟采集5株分別測定株高、莖粗、單果質(zhì)量、單株果質(zhì)量，每個小區(qū)每次采收分別計產(chǎn)，將小區(qū)平均產(chǎn)量換算成公頃產(chǎn)量。株高采用鋼卷尺測量；莖粗采用游標(biāo)卡尺測定主莖基部1 cm處；番茄果實硝酸鹽測定采用水楊酸硝化法；VC測定采用2,6-二氯靛酚滴定法；可溶性糖測定采用蒽酮-硫酸法；可溶性蛋白測定采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法；可溶性固形物采用折射儀測定；可滴定酸測定采用堿滴定法[15]；產(chǎn)值按產(chǎn)值＝產(chǎn)量×產(chǎn)品市場銷售價格求得；基質(zhì)成本按基質(zhì)成本＝基質(zhì)施用量×基質(zhì)市場售價求得；基質(zhì)利潤按基質(zhì)利潤＝產(chǎn)值-基質(zhì)成本求得。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)生態(tài)型組合基質(zhì)對番茄生長和品質(zhì)的影響

2.1.1 對番茄生長的影響

由表2可知，不同處理番茄株高和莖粗由大到小的變化順序依次均為：處理2＞處理5＞處理4＞處理3＞處理1（對照）。處理2的株高和莖粗較對照分別增加8.38%、8.80%，均達(dá)極顯著差異水平；處理5、處理4的株高和莖粗也都極顯著高于對照；處理2、處理5、處理4這3個處理各指標(biāo)之間均無顯著差異，但都極顯著高于處理3。

2.1.2 對果實品質(zhì)的影響

由表3可知，果實可溶性糖和可溶性固形物方面，不同處理由大到小的變化順序依次均為：處理2＞處理5＞處理4＞處理3＞處理1（對照）。處理2、處理5、處理4的可溶性糖和可溶性固形物含量均極顯著高于對照，其中處理2的可溶性糖和可溶性固形物含量較對照分別增加19.57%和25.04%；處理3的可溶性糖含量極顯著高于對照，可溶性固形物含量則顯著高于對照。處理2與處理5相比較，可溶性糖和可溶性固形物含量差異不顯著；與處理4相比較，差異均顯著；與處理3比較，可溶性糖含量差異顯著，可溶性固形物含量差異極顯著。

VC和可溶性蛋白質(zhì)含量方面，不同處理由大到小的變化順序依次均為：處理2＞處理4＞處理5＞處理3＞處理1（對照）。處理2、處理4、處理5的VC和可溶性蛋白質(zhì)含量均極顯著高于對照和處理3，其中處理2較對照VC和可溶性蛋白質(zhì)含量分別增加15.10%和17.74%；處理3則顯著高于對照。處理2、處理4之間無顯著差異，但都顯著高于處理5（表3）。

可滴定酸方面，不同處理由小到大的變化順序依次為：處理2＜處理5＜處理3＜處理4＜處理1（對照）；處理2、處理5、處理3、處理4均極顯著低于對照，其中處理2較對照降低了23.53%；處理2與處理5差異不顯著，與處理3、處理4差異均達(dá)極顯著水平。硝酸鹽含量方面，不同處理由小到大的變化順序依次為：處理2＜處理5＜處理4＜處理3＜處理1（對照）；處理2、處理5、處理4、處理3均極顯著低于對照；其中處理2較對照降低22.87%，處理2與處理4、處理5之間差異不顯著，但顯著低于處理3（表3）。

2.2 有機(jī)生態(tài)型組合基質(zhì)對番茄產(chǎn)量性狀和經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表4可知，不同處理番茄單果質(zhì)量、單株果質(zhì)量、產(chǎn)量、產(chǎn)值和凈利潤由大到小的變化順序依次均為：處理2＞處理5＞處理4＞處理3＞處理1（對照）。處理2、處理5、處理4、處理3的單果質(zhì)量、單株果質(zhì)量、產(chǎn)量和凈利潤均極顯著高于對照；處理2、處理5、處理4的產(chǎn)值均顯著高于對照，處理3與對照差異不顯著；其中處理2的單果質(zhì)量、單株果質(zhì)量、產(chǎn)量、產(chǎn)值和凈利潤較對照分別增加10.68%、10.76%、9.55%、7.68%和17.71%，處理2與處理5、處理4的單果質(zhì)量、單株果質(zhì)量、產(chǎn)量、產(chǎn)值和凈利潤差異均不顯著，與處理3之間則差異均顯著。

表2 有機(jī)生態(tài)型無土栽培組合基質(zhì)對番茄植株生長的影響

表3 有機(jī)生態(tài)型無土栽培組合基質(zhì)對番茄品質(zhì)的影響

表4 有機(jī)生態(tài)型無土栽培組合基質(zhì)對番茄產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 結(jié)論與討論

不同處理番茄株高、莖粗、果實可溶性糖與可溶性固形物含量、單果質(zhì)量、單株果質(zhì)量、產(chǎn)量、產(chǎn)值和凈利潤由大到小的變化順序依次均為：處理2＞處理5＞處理4＞處理3＞處理1；果實VC和可溶性蛋白質(zhì)含量由大到小的變化順序依次為：處理2＞處理4＞處理5＞處理3＞處理1；果實硝酸鹽由小到大的變化順序依次為：處理2＜處理5＜處理4＜處理3＜處理1；可滴定酸由小到大的變化順序依次為：處理2＜處理5＜處理3＜處理4＜處理1?？梢娞幚?（玉米秸稈∶食用菌渣∶雞糞體積比0.5∶0.3∶0.2）比其他處理有利于降低番茄硝酸鹽和可滴定酸含量，促進(jìn)番茄生長，提高番茄產(chǎn)量、品質(zhì)和效益。

孫升學(xué)等[16]進(jìn)行番茄有機(jī)生態(tài)型無土栽培基質(zhì)篩選試驗發(fā)現(xiàn)，食用菌渣代替草炭作為基質(zhì)進(jìn)行無土栽培，可以大幅度降低栽培基質(zhì)成本，本研究也得出了相同的結(jié)論。4種有機(jī)生態(tài)型無土栽培組合基質(zhì)提高了番茄產(chǎn)量、可溶性糖、可溶性固形物、VC和可溶性蛋白質(zhì)含量，降低了番茄硝酸鹽和可滴定酸含量，這種變化規(guī)律與王建湘等[17]、張瑜等[18]的研究結(jié)果一致。究其原因：一是有機(jī)生態(tài)型無土栽培組合基質(zhì)提高了基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量，因而改善了番茄的品質(zhì)；二是有機(jī)生態(tài)型無土栽培組合基質(zhì)肥效較長，可源源不斷地供給番茄營養(yǎng)，因而提高了產(chǎn)量。處理2（玉米秸稈∶食用菌渣∶雞糞體積比0.5∶0.3∶0.2）與處理4（葵花秸稈∶沼渣∶豬糞體積比0.5∶0.3∶0.2）、處理5（油菜秸稈∶葡萄酒渣∶牛糞體積比0.5∶0.3∶0.2）相比較，番茄長勢、產(chǎn)量性狀、產(chǎn)值和凈利潤差異不顯著，在生產(chǎn)實踐中，可以依據(jù)當(dāng)?shù)氐挠袡C(jī)物料資源，采用處理2、處理4、處理5配方基質(zhì)進(jìn)行蔬菜有機(jī)生態(tài)型無土栽培。

本研究采用玉米秸稈、高粱秸稈、葵花秸稈、油菜秸稈、食用菌、鋸末渣、沼渣、葡萄酒渣和畜禽糞便代替?zhèn)鹘y(tǒng)基質(zhì)材料草炭進(jìn)行有機(jī)生態(tài)型無土栽培，解決了草炭大量開發(fā)使用對濕地生態(tài)環(huán)境破壞的問題，有效降低了基質(zhì)成本和農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物對鄉(xiāng)村環(huán)境的污染，促進(jìn)了農(nóng)村廢棄資源的循環(huán)利用，提高了農(nóng)業(yè)廢棄物資源的利用率。本研究中的4種有機(jī)生態(tài)型無土栽培組合基質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、持水量、養(yǎng)分變化規(guī)律可能存在較大差異，還有待進(jìn)一步研究。