沙子、爐渣、菇渣不同配比對茄子產量和品質的影響

郜永博馬 晟楊鳳娟，2，3*王秀峰，2魏 珉，3，4史慶華，3，4李 巖，3，4

（1山東農業大學園藝科學與工程學院，作物生物學國家重點實驗室，山東泰安 271018；2農業部黃淮地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，山東泰安 271018；3山東果蔬優質高效生產協同創新中心，山東泰安 271018；4農業部黃淮海設施農業工程科學觀測實驗站，山東泰安 271018）

無土栽培是由傳統農業向現代化農業轉化的新型栽培方式之一，以高產、優質、能克服土傳病害及連作障礙，在世界范圍內迅速發展（郭世榮，2011）。隨著設施農業的發展，無土栽培得到大面積推廣應用。傳統栽培基質多選用草炭、蛭石、珍珠巖等，草炭為不可再生資源，易引發生態問題，且開采受限、成本高（劉士哲，2001；郭世榮，2005），蛭石、珍珠巖等的價格也較高。故因地制宜，利用豐富的農業廢棄物資源，開發優質、環保、低成本的新型無土栽培基質，具有廣闊的應用前景（劉偉 等，2006）。研究表明，菇渣∶玉米秸稈∶羊糞∶珍珠巖為3 V∶4 V∶1 V∶4 V配制的栽培基質可以顯著提高葉用萵苣（生菜）產量（宋曉曉 等，2013）；醋糟栽培可以顯著促進黃瓜生長（吳清 等，2015）；王樹鵬等（2015）以玉米稈、牛糞、草炭、蛭石和河沙等基質復配栽培辣椒，取得良好的效果。

菇渣為食用菌生產余留的廢棄物，含有豐富的營養物質和礦質元素（劉建華 等，2012；孫嚴艷，2014）；沙子來源廣泛，價格便宜；爐渣為煤燃燒后的殘渣，含有較多微量元素，不帶病菌，不易產生病害（郭世榮，2011）。茄子（Solanum melongena L.）為茄科茄屬植物，被聯合國糧食及農業組織列為第四大蔬菜作物，營養價值豐富，茄皮中富含類黃酮、花青苷等物質，具有抗氧化、醫療保健等作用（Todaro et al.，2009；周寶利 等，2011）。針對我國茄子無土栽培生產實際，本試驗利用農業廢棄物資源，研究沙子、爐渣、菇渣不同配比對茄子產量和品質的影響，以期為沙子、爐渣和菇渣在茄子無土栽培生產中的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試茄子品種為布利塔長茄（嫁接苗，砧木為托魯巴姆，購于壽光市盛邦種業有限公司）。

1.2 試驗設計

試驗分兩茬在山東農業大學南校區園藝實驗站日光溫室內進行，冬春茬于2017年2月20日定植，6月30日拉秧；秋冬茬于2017年8月12日定植，2018年1月12日拉秧。基質原料為沙子、爐渣和菇渣，菇渣為泰安市農業科學研究院提供的食用菌廢料，發酵后使用；沙子購于泰安市華南建材有限公司；爐渣由山東農業大學鍋爐房提供。以沙子∶爐渣=2 V∶1 V的基質配方為對照（CK），在此基礎上分別添加10%（T1）、20%（T2）、30%（T3）、40%（T4）和50%（T5）體積比例的菇渣。具體配比詳見表1。

表1 供試基質配方

栽培槽寬30 cm，高20 cm，采用大小行距栽培，大行距80 cm，小行距50 cm，株距50 cm，每個小區面積為3.9 m2，2次重復。槽內覆無紡布，防止植株根系與土壤接觸。采用滴灌方式供應肥水，營養液大量元素采用茄子高產配方（陳震，2016），微量元素采用通用微量元素配方。依據設施環境及植株生長情況確定滴灌量和滴灌頻率，滴灌量為0.4～1.2 L·d-1·株-1，滴灌頻率為每小時1次，每天8～10次。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 基質理化性狀的測定 容重為單位體積內干燥基質的質量（郭世榮，2011）；總孔隙度、通氣孔隙和持水孔隙測定參照連兆煌（1994）的方法；pH和EC值測定：基質∶水=1∶5（m/V）浸提（程斐 等；2001），濾液采用雷磁DDB-303便攜式電導率儀測定EC值，采用HANNA數據型筆式pH測量儀測定pH；堿解氮含量測定采用堿解擴散法，速效磷含量測定采用碳酸氫鈉浸提比色法，速效鉀含量測定采用乙酸銨浸提火焰光度法（鮑士旦，2000）。

1.3.2 茄子果實品質的測定 分別于冬春茬（2017年5月）和秋冬茬（2017年11月）盛果期測定不同處理茄子果實（果肉和茄皮）的品質。果肉可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍比色法，游離氨基酸含量測定采用茚三酮顯色法，抗壞血酸含量測定采用2，6-二氯靛酚滴定法（趙世杰 等，2002）；茄皮花青素、類黃酮和總酚含量測定采用比色法（曹建康 等，2007）。

1.3.3 產量統計 兩茬均在定植后60 d左右始收，之后每隔7 d采收1次。按單株統計產量，最后折合成667 m2產量。

1.4 數據處理

采用Excel 2010軟件處理數據和作圖，采用DPS v14.10軟件進行相關性分析和顯著性檢驗（P ＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同基質配方的理化性狀

由表2可知，兩茬試驗中，定植前基質理化性狀變化趨勢基本一致。隨菇渣添加比例增加，基質容重呈逐漸降低趨勢，所有處理均顯著低于CK；總孔隙度和通氣孔隙逐漸增加，均顯著高于CK，持水孔隙逐漸降低；CK和T1處理的pH較高，T5處理最低；各處理EC值差異顯著，呈逐漸增加趨勢，T5處理最高；堿解氮、速效磷和速效鉀含量逐漸增加，各處理均顯著高于CK。

2.2 不同基質配方對茄子果肉品質的影響

由表3可知，兩茬試驗中，均以T3處理茄子果肉可溶性糖和游離氨基酸含量較高，冬春茬分別比CK顯著提高8.4%和26.9%，而秋冬茬分別顯著提高16.2%和39.4%。冬春茬T1處理的可溶性蛋白含量較高，顯著高于T2、T3和T4處理；而秋冬茬T4處理較高，比CK顯著提高58.9%。兩茬試驗中，均以T4處理的抗壞血酸含量較高，其中秋冬茬T4處理的抗壞血酸含量顯著高于其他處理。

2.3 不同基質配方對茄皮品質的影響

由表4可知，冬春茬中，T4處理的茄皮花青素含量較高，顯著高于T1、T3、T5處理，秋冬茬中所有處理茄皮花青素含量均無顯著差異。兩茬試驗中，T1處理的類黃酮含量均較高，其中秋冬茬T1處理的類黃酮含量顯著高于其他處理，比CK提高了44.3%。冬春茬中T4處理的總酚含量較高，其次為T3和T5處理，分別比CK顯著提高17.1%、13.2%和11.1%；而秋冬茬中CK的總酚含量最低，T1～T5處理間無顯著差異，分別比CK顯著提高了26.8%、18.3%、16.4%、17.2%和23.0%。

表2 不同基質配方的主要理化性狀

表3 不同基質配方對茄子果肉品質的影響 （FW）

2.4 不同基質配方對茄子產量的影響

由表5可知，冬春茬中，T1處理的產量最高，為5 511.8 kg·（667 m2）-1，比CK顯著增產5.5%，其他處理的產量均顯著低于CK；秋冬茬中，T1處理的產量亦最高，為 6 423.2 kg·（667 m2）-1，比CK顯著增產11.2%，T2處理次之，比CK顯著增產6.5%。

表4 不同基質配方對茄皮品質的影響 （FW）

表5 不同基質配方對茄子產量的影響

3 結論與討論

無土栽培條件下，基質作為作物生長的介質，其理化性狀決定是否能為作物生長提供所需的水、氣、肥以及根際環境，進而影響幼苗生長發育和成苗質量，與后期長勢、產量和品質密切相關（郭世榮，2005；常義軍 等，2011）。目前，對基質理化性狀的研究較多，但不同研究得出的適宜理化性狀范圍不盡相同。有研究表明，適合蔬菜生長的基質容重為0.2～0.8 g·cm-3，總孔隙度54%～96%，pH 6～8，電導率＞1 mS·cm-1（邢禹賢，2002）；還有研究表明，合理基質的總孔隙度應在60%～90%（田吉林 等，2003）；尚慶茂（2011）研究表明適宜蔬菜育苗的基質容重為0.2～0.6 g·cm-3，總孔隙度＞60%，pH 5.5～7.5，水解性氮含量50～500 mg·kg-1，速效磷含量 10～100 mg·kg-1，速效鉀含量50～600 mg·kg-1。本試驗基質原料包括沙子和爐渣，兩者容重均較高，故各處理容重偏大，總孔隙度偏小。而菇渣作為栽培基質單一使用時，存在EC值偏高、保肥性差和容重小等缺點，故本試驗采用菇渣與沙子、爐渣混配，彌補單一基質理化性質的不足。與上述研究結果相比，本試驗所用配方基質的pH、EC、堿解氮和速效磷含量較適宜，容重和速效鉀含量偏高，總孔隙度偏小。

近年來，有關無土栽培基質配方的研究多為一種或多種廢棄物部分替代草炭，與蛭石、珍珠巖混配，以尋找高價位基質的替代物。張碩等（2015）研究表明，玉米芯∶蛭石∶草炭=1 V∶1 V∶1 V和甘蔗渣∶蛭石=1 V∶1 V均符合黃瓜育苗基質要求；李蒙等（2015）研究發現，醋糟∶草炭∶蛭石=5 V∶3 V∶2 V對櫻桃番茄生長具有明顯促進作用。適宜基質配方可改善蔬菜品質和產量，與草炭基質栽培相比，腐熟甘草渣基質栽培顯著提高了番茄果實中類黃酮、番茄紅素、總糖、總酸含量，改善果實品質（朱普生 等，2018）；菌渣∶稻殼∶牛糞∶沙子=4 V∶2 V∶1 V∶1 V能夠顯著提高番茄產量和果實品質（焦娟 等，2018）；爐渣、菇渣等體積配比下辣椒增產18.7%，且有機酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量均較對照增加（吳英杰 等，2017）。本試驗結果表明，冬春茬T2、T3、T4處理的茄子果肉可溶性糖、游離氨基酸含量較CK顯著增加，T4處理的抗壞血酸含量較高，茄皮品質最優；秋冬茬T3處理的果肉品質較優，其可溶性糖、可溶性蛋白和游離氨基酸含量較高，均比CK顯著增加，T4處理的抗壞血酸含量最高，T1處理的茄皮類黃酮、總酚含量較高。說明在一定范圍內，隨菇渣添加比例增加，茄子品質得到改善，但超過一定范圍后，其品質下降。這與吳英杰等（2017）、陳雯雯等（2014）的研究結果一致。而兩茬均為添加10%體積菇渣處理有利于產量形成。鄭洪波等（2017）研究表明，菇渣∶蛭石∶珍珠巖=1 V∶1 V∶1 V處理的草莓單果質量最高；于慶文等（2011）研究發現，采用菇渣∶羊糞∶爐渣∶細河沙=15 V∶6 V∶8 V∶6 V基質配比的栽培效果最佳，辣椒產量高，品質好。分析其原因可能因為：一是作物品種不同，其生育期長短亦不同，故需肥特性不同；二是栽培過程中施肥量不同，本試驗選用的是茄子高產營養液配方，氮濃度為 19 mmol·L-1、磷 2.4 mmol·L-1、鉀 12 mmol·L-1；三是菇渣具有多樣性，食用菌菌棒配方不同，故不同菇渣的養分含量亦有差異。

綜上可知，本試驗條件下，在沙子∶爐渣=2∶1（V∶V）的基礎上，冬春茬和秋冬茬均以添加10%比例的菇渣有利于茄子產量形成，添加30%或40%比例的菇渣有利于茄子果實品質形成。