4種有機生態型無土栽培組合基質對番茄品質和效益的影響

魏淑蓮

（肅南裕固族自治縣自然資源局，甘肅 肅南 734000)

傳統的有機生態型無土栽培技術主要采用草炭、蛭石和珍珠巖作栽培基質，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環境造成嚴重的破壞；蛭石是次生礦物，需經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，增加了生產成本。經社會實踐調查，甘肅省酒泉市年產農業有機物料資源量達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的農業有機物料隨意堆放，對農村生態環境造成了污染。經室內分析，這些農業有機物料含有機質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含量均小于國家規定（GB 8172—87）的含量標準。

關于栽培基質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，降低了基質的容重和EC值，增大了總孔隙度，提高了有機質和速效氮磷鉀含量[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育苗，可提高蔬菜幼苗綜合素質，使根系活力和長勢等指標都最高。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、蛭石等混合進行蔬菜無土栽培，促進了黃瓜、大白菜、生菜、甜瓜、番茄、青椒等蔬菜作物的生長發育，改善了農藝性狀和經濟性狀；還有研究發現發酵玉米秸稈[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，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+牛糞對番茄品質和效益影響的研究未見文獻報道。為了解決上述問題，本文進行了4種有機生態型無土栽培組合基質對番茄品質和效益影響的研究，旨在為甘肅非耕地設施蔬菜有機生態型無土栽培研究及開發價格低廉的基質提供技術參考。

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銀達鎮六分村非耕地節能日光溫室內進行，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，槽南側留直徑3 cm的排水孔，滴灌栽培，栽培用水全部循環利用。

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、硼酸和鉬酸銨按風干質量比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、秸稈發酵劑等均購于當地市場。番茄品種FA-189，由以色列選育。

1.3 試驗方法

1.3.1 組合基質發酵方法

配制基質前，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（室溫25～30 ℃）發酵，發酵時間和參數見表1，發酵結束后，將物料放置在陰涼干燥處自然風干（含水量小于5%）備用。

表1 參試材料發酵參數

1.3.2 試驗處理

試驗共設計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，隨機區組排列。

1.3.3 種植方法

在栽培槽內填入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，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 樣品采集與指標測定

番茄收獲時每個小區隨機選擇3壟，每壟采集5株分別測定株高、莖粗、單果質量、單株果質量，每個小區每次采收分別計產，將小區平均產量換算成公頃產量。株高采用鋼卷尺測量；莖粗采用游標卡尺測定主莖基部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]；產值按產值＝產量×產品市場銷售價格求得；基質成本按基質成本＝基質施用量×基質市場售價求得；基質利潤按基質利潤＝產值-基質成本求得。

1.4 數據分析方法

采用SPSS 19.0軟件進行數據統計分析，采用Duncan新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 有機生態型組合基質對番茄生長和品質的影響

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 有機生態型組合基質對番茄產量性狀和經濟效益的影響

由表4可知，不同處理番茄單果質量、單株果質量、產量、產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的單果質量、單株果質量、產量和凈利潤均極顯著高于對照；處理2、處理5、處理4的產值均顯著高于對照，處理3與對照差異不顯著；其中處理2的單果質量、單株果質量、產量、產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的單果質量、單株果質量、產量、產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 有機生態型無土栽培組合基質對番茄植株生長的影響

表3 有機生態型無土栽培組合基質對番茄品質的影響

表4 有機生態型無土栽培組合基質對番茄產量和經濟效益的影響

3 結論與討論

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、單果質量、單株果質量、產量、產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。可見處理2（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，促進番茄生長，提高番茄產量、品質和效益。

孫升學等[16]進行番茄有機生態型無土栽培基質篩選試驗發現，食用菌渣代替草炭作為基質進行無土栽培，可以大幅度降低栽培基質成本，本研究也得出了相同的結論。4種有機生態型無土栽培組合基質提高了番茄產量、可溶性糖、可溶性固形物、VC和可溶性蛋白質含量，降低了番茄硝酸鹽和可滴定酸含量，這種變化規律與王建湘等[17]、張瑜等[18]的研究結果一致。究其原因：一是有機生態型無土栽培組合基質提高了基質有機質含量，因而改善了番茄的品質；二是有機生態型無土栽培組合基質肥效較長，可源源不斷地供給番茄營養，因而提高了產量。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、產量性狀、產值和凈利潤差異不顯著，在生產實踐中，可以依據當地的有機物料資源，采用處理2、處理4、處理5配方基質進行蔬菜有機生態型無土栽培。

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傳統基質材料草炭進行有機生態型無土栽培，解決了草炭大量開發使用對濕地生態環境破壞的問題，有效降低了基質成本和農業有機廢棄物對鄉村環境的污染，促進了農村廢棄資源的循環利用，提高了農業廢棄物資源的利用率。本研究中的4種有機生態型無土栽培組合基質的物理性質、化學性質、持水量、養分變化規律可能存在較大差異，還有待進一步研究。