基于農業(yè)廢棄物的日光溫室茄子栽培基質配方篩選研究

摘要：通過對河西地區(qū)玉米秸稈、牛糞堆肥處理復配成基質，篩選適合當?shù)厝展鉁厥仪炎臃N植的最佳栽培基質配方，為農業(yè)廢棄物循環(huán)利用提供科學依據(jù)。以“長茄1號”為指示品種，采用盆栽試驗研究了不同配方基質下栽培茄子的生長和產量效益。結果表明，腐熟玉米秸稈、河沙、蛭石、腐熟牛糞、凹凸棒石粉、珍珠巖按體積比6∶1∶1∶1∶0.5∶0.5復配成栽培基質配方，茄子產量最高，為1.29 kg/株，凈收益表現(xiàn)良好，為1.39元/株，茄子株高、莖粗、葉綠素含量、生物量、單株結果數(shù)等性狀均為最優(yōu)。該配方適宜在河西地區(qū)日光溫室茄子基質栽培中應用推廣。

關鍵詞：茄子；栽培基質；日光溫室；農業(yè)廢棄物；基質化利用

中圖分類號：S641.1 文獻標志碼：A 文章編號：2097-2172（2024）07-0646-04

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.07.012

Study on Screening of Eggplant Cultivation Substrate Formula in Solar Greenhouse Based on Agricultural Waste

WU Kesheng 1， 2， CHE Zongxian 1， 2， LU Binglin 1， 2， ZHANG Jiudong 1， 2， YANG Ruiju 1， 2， CUI Heng 1， 2

（1. Institute of Soil， Fertilizer and Water-saving Agriculture， Gansu Academy of Agriculture Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. Gansu Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation and Agri-environment，

Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Wuwei Gansu 733017， China）

Abstract： Through the composting of corn stover and cow dung in the Hexi region， the optimal cultivation substrate formulations suitable for local sunlight greenhouse eggplant cultivation were screened to provide a scientific basis for the recycling of agricultural wastes. The growth and yield benefits of eggplant cultivated under different formulations of substrates were studied in pot planting experiments with Changqie 1 as an indicator variety. The results showed that with the formulation of rotted corn stover： river sand： vermiculite： rotted cow dung： aconite powder： perlite compounded into the cultivation substrate according to the volume ratio of 6∶1∶1∶1∶0.5∶0.5， the eggplant yield was the highest and benefit was ideal， which were 1.29 kg/plant， 1.39 Yuan/plant， respectively， and the eggplant plant height， stem thickness， chlorophyll content， biomass， and number of fruits per single plant were all the best. This formula is suitable for the application and promotion of eggplant substrate cultivation in solar greenhouse in the Hexi region.

Key words： Eggplant; Cultivation substrate; Sunlight greenhouse; Agricultural waste; Substrate utilization

近年來，我國現(xiàn)代農業(yè)及農村經濟飛速發(fā)展，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)向集約化和規(guī)?；焖侔l(fā)展，致使農業(yè)廢棄物的利用發(fā)生了根本性變革，農業(yè)廢棄物的輕簡化利用成為當前的重大挑戰(zhàn)。目前，我國農業(yè)廢棄物產出量巨大，農作物秸稈年產生量約7.0億t，其中玉米秸稈2.2億t；畜禽糞便年產出量為20.1億t，牛糞為10.9億t［1 - 2 ］。近年來，農作物秸稈作為燃料和原料等用途被電、液化氣、煤炭、化肥等替代，造成65%農作物秸稈被廢棄［2 - 3 ］。農業(yè)廢棄物的隨意丟棄、就地焚燒不僅會破壞生態(tài)環(huán)境，焚燒過程產生的溫室氣體和有害物質還會造成環(huán)境污染及生態(tài)平衡的破 壞［4 - 5 ］。農業(yè)有機廢棄物中含有豐富的有機質、磷、氮、鉀等植物生長所需的營養(yǎng)元素，其價格低廉并且理化性質較穩(wěn)定，作為有機功能性栽培基質原料潛力巨大［6 ］。農業(yè)廢棄物資源化循環(huán)利用技術，已受到世界各國普遍關注。

傳統(tǒng)的農業(yè)廢棄物利用方式是作為堆肥原料堆制成肥料施入土壤，起到提供作物生長養(yǎng)分、改善作物品質、培肥地力等作用［7 ］。目前，以不同農作物秸稈和畜禽糞便等為原料的基質配方篩選已有較多研究，其中農作物秸稈和畜禽糞便的配比大多在50%以下，基質成本依然較高［2， 8 ］。以農業(yè)廢棄物為主要原料的低成本茄子栽培基質及栽培技術在生產中的應用研究報道尚少。為此，我們以玉米秸稈和牛糞為主要原料，研究不同配方栽培基質對茄子生長發(fā)育和產量效益的影響，篩選茄子專用型低成本栽培基質配方，以期為農業(yè)廢棄物基質化在茄子生產中的循環(huán)利用提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

盆栽試驗于2022年7月至2023年8月在武威市涼州區(qū)永昌鎮(zhèn)白云村智能日光溫室進行。試驗地海拔1 504 m，日照時數(shù)3 028 h，無霜期150 d，年平均氣溫7.7 ℃，年均降水量150 mm，蒸發(fā)量 2 021 mm，相對濕度53%。年太陽輻射總量588.0～663.6 KJ/cm2，≥10 ℃年有效積溫3 016 ℃［9 ］。

1.2 供試材料

指示茄子品種為長茄1號，種苗購于武威先正達育苗公司。河沙來源于試驗區(qū)河灘，珍珠巖購買于廊坊新大眾助濾劑有限公司，玉米秸稈為試驗區(qū)農戶玉米收獲后的秸稈經40～50 d條剁式發(fā)酵腐熟制成，蛭石購買于甘肅省海鑫蛭石廠，腐熟牛糞購于試驗區(qū)散養(yǎng)型養(yǎng)殖牛場經40～50 d發(fā)酵腐熟制成，凹凸棒石粉購買于臨澤縣地脈通凹凸棒石粘土廠。

1.3 試驗設計

采用盆栽試驗，共設6個不同基質配方處理，每盆定植茄子2株，隨機區(qū)組排列，3次重復。栽培基質配方見表1。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 基質理化性狀 采用環(huán)刀法測定基質容重，用燒杯法測定孔隙度、持水孔隙度、通氣孔隙度，用pH計測定pH，用電導率儀測定電導率（EC）［10 - 12 ］。

1.4.2 生長指標測定 試驗所有處理同時定植和收獲。定植30 d后測定茄子株高、莖粗，采用葉綠素儀（SPAD 502）測定葉綠素相對含量（SPAD值）。收獲期測定茄子地上部分摘取果實后剩余秸稈的鮮重，待風干后測定其干重。茄子產量為全生育期所有測產之和［13 ］。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2010和SAS 8.0軟件進行統(tǒng)計與方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同配方栽培基質的理化性狀

由表2可以看出，不同配方栽培基質電導率間差異極顯著（P ＜ 0.01），EC值以配方C最高，為2 747 μs/cm，極顯著高于其他處理（P ＜ 0.01）；配方F最低，為2 103 μs/cm。不同配方基質的pH差異極顯著（P ＜ 0.01），其中配方C最高，為8.00，極顯著高于其他處理（P ＜ 0.01）；配方F最低，為7.51。各處理基質容重間差異極顯著（P ＜ 0.01），其中配方B最高，為0.67 g/cm3，極顯著高于其他處理（P ＜ 0.01）；配方F最低，為0.45 g/cm3。不同處理總孔隙度間差異極顯著（P ＜ 0.01），其中配方F最高，為67.23%，極顯著高于其他處理（P ＜ 0.01）；配方A最小，為61.61%。配方A通氣孔隙度最高，為20.78%，顯著高于配方C、D、E、F（P ＜ 0.05）；配方C最小，為18.68%。配方F持水孔隙度最高，為45.86%，極顯著高于配方A、B、C（P ＜ 0.01）；配方B最小，為42.59%。

2.2 不同配方栽培基質對茄子生育期的影響

從表3可以看出，不同配方的茄子生育期基本一致。試驗于3月30日定植，苗期在5月初、開花在5月中、下旬、結果期在6月中旬，盛果期在7月初。配方C、F的開花期較早，較其他處理提前1～5 d，其他配方對茄子生育進程的影響較小。

2.3 不同配方栽培基質對茄子主要性狀的影響

不同配方栽培基質對茄子農藝性狀的影響見表4。配方F茄子株高最高，為72.50 cm，高于其他配方1.40%～11.49%，顯著高于配方A（65.03 cm）（P ＜ 0.05）。莖粗以配方F最大，為7.64 mm，高于其他配方4.80%～17.54%，顯著高于配方E（6.50 mm）（P ＜ 0.05）。配方F的SPAD值最高，為62.73，高于其他配方4.39%～15.80%，顯著高于配方D、A（P ＜ 0.05）。配方B的地上鮮重和干重均為最高，分別為340.47、58.91 g/株，其中鮮重高于其他配方3.64%～11.83%，干重高于其他配方8.67%～11.53%，各處理間差異不顯著。綜合說明處理F的株高、莖粗、葉綠素含量均最高，長勢最好。

2.4 不同配方栽培基質對單株茄子產量的影響

由表5可以看出，單株結果數(shù)以配方F茄子最高，為7.67個/株，高于其他配方21.17%～77.14%，各處理間差異不顯著。單株結果重以配方D茄子最高，為256.82 g/株，高于其他配方4.79%～52.76%，各處理間差異不顯著。配方F茄子產量最高，為1.29 kg/株，高于各配方2.38～24.04%，顯著高于配方B（P ＜ 0.05）。說明配方F茄子單株結果數(shù)最多，雖然單株結果重較低，但總體產量最高。

2.5 不同配方栽培基質對茄子經濟效益的影響

不同配方栽培基質茄子經濟效益不同（表6）。栽培基質生產成本基本相近，為2.51～2.58元/株，平均占總成本的50.66%。種苗、人工費和基質3種成本占總投入的82.49%，是基質栽培生產成本的主要投入。配方F生產成本略高于其他處理，生產收益為6.45元/株，較其他配方提高2.38%～24.04%；凈收益為1.39元/株，較其他配方增加6.11%～561.90%。

3 討論與結論

作物秸稈、畜禽糞便、農產品加工廢棄物等是現(xiàn)有最主要的農業(yè)廢棄物，其種類多、數(shù)量大、取材方便，富含植物生長所需的多種養(yǎng)分［10 - 17 ］。前人研究中，農業(yè)廢棄物占基質原料50%以內，其余為泥炭、椰糠等，基質成本較高［2， 8 ］。本研究結果表明，將玉米秸稈和牛糞總量提高至70%，不僅可以獲得較高的茄子種植產量和效益，更能提高農業(yè)廢棄物的用量，替代了部分泥炭、椰糠、蛭石等高成本原料，降低了基質成本20%以上，形成輕簡化、低成本基質的栽培技術，在農業(yè)生產上更易推廣。建議腐熟玉米秸稈建議用量30%～60%，腐熟牛糞10%～30%。

基質理化性狀因研究材料的不同而差異較大，不同研究者提出基質的最佳理化性狀不盡相同。研究報道中，栽培基質理化性狀的適宜范圍是：pH為6.5～7.5、EC ＜ 4 000 μs/cm、容重0.1～0.8 g/cm3、總孔隙度60%～90%［18 - 19 ］。本研究結果與前人研究相符，不同基質配方的基質容重與河沙用量成正比，電導率、pH、孔隙度等其他理化性狀均在上述合理的范圍之內。

蔬菜產量和經濟效益是種植農戶的主要追求目標。因此，在篩選基質配方中，產量和經濟效益是評價基質配方的主要指標。有研究表明，秸稈、牛糞、草炭、蛭石、河沙按體積比2∶3.5∶1∶1∶2.5配比，茄子長勢、產量最高［20 ］。本研究表明，腐熟玉米秸稈、河沙、蛭石、腐熟牛糞、凹凸棒、珍珠巖體積比為6∶1∶1∶1∶0.5∶0.5的栽培基質配方理化性狀最優(yōu)，茄子產量表現(xiàn)最好，其單株結果數(shù)最多，為7.67個，產量最高，為1.29 kg/株。可能是由于該配方的基質容重、總孔隙度、電導率等理化性狀更適合茄子生長。

本研究篩選出的腐熟玉米秸稈、河沙、蛭石、腐熟牛糞、凹凸棒、珍珠巖體積比為6∶1∶1∶1∶0.5∶0.5的栽培基質配方，茄子生產收益、凈收益均最高，分別為6.45、1.39元/株，且茄子莖粗、株高、葉片數(shù)、葉綠素含量等性狀表現(xiàn)最好。該配方適宜在河西地區(qū)日光溫室茄子基質栽培中推廣應用。

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收稿日期：2024 - 04 - 07

基金項目：甘肅省農業(yè)科學院重點研發(fā)計劃（2022GAAS13）；國家重點研發(fā)計劃（2018YFC1903700）。

作者簡介：吳科生（1978 — ），男，甘肅武威人，高級農藝師，博士，主要從事土壤培肥及作物栽培研究工作。Email： wukesheng218@163.com。