番茄秸稈復合基質對溫室黃瓜生長、產量及果實品質的影響

時振宇，陳 健，賈 凱，程云霞，劉遷杰，崔擁民，吳 慧

(1.新疆農業大學林學與園藝學院，烏魯木齊 830052；2.和田地區農業技術推廣中心，新疆和田 848000；3.新疆沙田農業綜合開發有限公司，新疆和田 848000)

0 引 言

【研究意義】黃瓜(CucumissativusL.)為葫蘆科甜瓜屬植物，是我國設施種植的主要作物之一[1]。黃瓜生長需要良好的栽培基質，椰糠基質雖然理化性質好[2]，但對于路途較遠的新疆來說，購買椰糠基質存在運輸不便、成本較高的問題，在新疆當地番茄種植面積大，每年都會產生大量番茄秸稈廢棄物[3]，如果利用腐熟發酵的番茄秸稈作為栽培基質，不僅是對農業廢棄秸稈的合理利用，也是對當地較高成本椰糠栽培的替換，可有效降低基質栽培的生產成本，提高經濟效益?！厩叭搜芯窟M展】任志雨等[4]研究小麥秸稈基質對黃瓜生長的影響發現采用50%秸稈與50%草炭基質配比栽培黃瓜，黃瓜植株的生長勢、葉片葉綠素含量和光合參數、產量、品質均高于對照。胡曉婷等[5]利用腐熟的番茄秸稈與園土混配種植番茄，結果表明,當純番茄秸稈堆肥∶園土為1∶10時，番茄植株株高、莖粗、葉片數分別較對照顯著增高66.07%、11.20%和36.80%，果實的可溶性固形物、可滴定酸和可溶性蛋白質的含量均有提高，產量顯著增高。劉振國等[6]利用玉米秸稈復配基質栽培黃瓜，結果表明,含有33%的秸稈基質配比能滿足黃瓜根系對水、氣和肥的要求，有利于黃瓜生長發育，對黃瓜的產量和品質方面影響最為顯著?！颈狙芯壳腥朦c】目前有關在和田地區沙漠日光溫室主要以沙為主及氣溫較高特殊自然條件下，研究不同配比番茄秸稈基質對黃瓜生長影響報道很少。【擬解決的關鍵問題】將番茄秸稈、椰糠、雞糞、沙子按照不同比例配制成不同栽培基質，通過對不同配比基質條件下黃瓜生長、產量和果實品質測定的比較，篩選出適合黃瓜植株生長、產量高、品質好的能夠部分或全部替代椰糠的最佳的復合基質配比。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2019年2～6月，在新疆和田市金葉村日光溫室內進行。供試黃瓜品種為中蔬128。基質材料為椰糠、腐熟的番茄秸稈、沙子、雞糞；番茄秸稈取自和田市金葉村日光溫室廢棄番茄秸稈，充分曬干經腐熟發酵后備用；椰糠、雞糞均來自新疆沙田農業綜合有限公司；肥料為微量元素水溶肥和大量元素水溶肥。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

將處理好的腐熟番茄秸稈與椰糠、沙子、雞糞按不同體積比進行復配，試驗設置5個處理(T1、T2、T3、T4和T5)，1個對照(CK)，3次重復，每個重復1個栽培槽，共設18個栽培槽，在棚內排列采用隨機區組設計。表1

表1 不同配比的復合基質(體積百分比%)
Table 1 Composite matrix with different ratios (% by volume)

處理Treatment番茄秸稈Tomato straw椰糠Coconut bran雞糞Chicken manure沙子SandCK0252550T110152550T220102050T3405550T4600040T5800020

1.2.2 秸稈堆漚發酵及栽培基質的配制

2018年8月初將充分曬干后的番茄秸稈粉碎后，放到室外墊有塑料薄膜的溝中，按質量比加入0.5% 的尿素和0.5% 的EM菌劑(微生物菌劑，成都生物技術有限公司研制)，在發酵的過程中番茄秸稈含水量保持在60%左右，每隔15 d翻堆1次。堆體65℃以上持續5 d，之后堆體溫度逐漸趨于環境溫度。

1.2.3 定植前及定植后管理

將籽粒飽滿的黃瓜種子浸種催芽后，于2019年1月30日播種50孔穴盤內，2月28日定植。栽培槽類型為半地上式，槽長7.0 m，地下部槽深20.0 cm，槽寬70.0 cm，地上部倒梯形，下底寬70.0 cm，上底寬40.0 cm，高為35.0 cm，槽間距40.0 cm。每個栽培槽放置2根滴灌帶，并覆蓋塑料薄膜。定植時，每個栽培槽定植2行，采用“品”字形定植，株距30.0 cm，澆透定植水。緩苗后澆1次清水、緩苗后至開花前每隔4 d澆1次清水、初花期每隔3 d澆1次清水、結果期每隔2 d澆1次清水并按3 kg/667m2隨水加入大量元素水溶肥，另外，分別在緩苗后、初花期、根瓜采收后各噴施1次250倍微量元素水溶肥。

定植后，通過保溫被的揭蓋、后墻通氣孔關合使白天溫度控制在18～30℃，夜間溫度控制在15～18℃。黃瓜整枝以主蔓結瓜為主，側蔓及早打掉，后期及時清除老葉。發現蚜蟲后及時噴施1 000倍吡蟲啉藥劑進行防治。

1.2.4 測定指標1.2.4.1 栽培基質理化性質

定植前，取部分配好風干基質采取郭世榮的方法[7]測定基質容重、總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙度、氣水比、pH值和EC值。

1.2.4.2 黃瓜生長指標

定植后，分別在黃瓜的初花期、盛果期，每個重復隨機選取6株，用卷尺測量幼苗株高，游標卡尺測量莖粗，最大葉長、最大葉寬，根據所測數據及以下公式計算出葉面積。最大葉面積 = 14.61 -5 L+ 0.94 L + 0.47 W + 0.63W - 0.62 LW[8]；第一坐果節位：從子葉節向上數黃瓜坐果的節位數；3月29日至5月16日，每個重復隨機選取10株，統計黃瓜產量，用0.01 g電子天平稱取黃瓜單果重，統計單株結果數，計算每個處理的總產量。另外，統計每株的雌花數并根據已測定的單株結果數，計算出坐果率。每個重復隨機選取長勢一致的黃瓜果實采用考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白含量[9]，蒽酮比色法測定可溶性糖含量[10]，二甲苯萃取比色法測定VC含量[11]，水楊酸比色法測定硝酸鹽含量[12]，取平均值。

1.3 數據處理

采用WPS 2019軟件進行數據處理，利用DPS v7.05軟件進行方差分析(P<0.05)，利用隸屬函數對黃瓜的生長發育及品質指標進行評價，隸屬函數所用公式為R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，反隸屬函數公式為R’(Xi)= 1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，公式中Xi為指標測定值，Xmax、Xmin為所有參試材料某一指標的最大值和最小值[13]。

2 結果與分析

2.1 黃瓜基質理化性質

研究表明,隨著番茄秸稈比例增加，容重整體上在減小，容重最大的是對照(CK)，為0.81 g/cm3，最小的是處理T5，為0.52 g/cm3；總孔隙度在74.74%～83.84% ，最大的是處理T5，為83.40%；通氣孔隙在18.12%～30.13%，最大的是處理T5；基質持水孔隙最大的是處理T1，氣水比最大的是處理T5。隨著秸稈比例的增加，基質的pH值和EC值均增大，對照(CK)的pH值和EC值均為最小，分別為8.03、1.10 mS/cm，處理T5的pH值和EC值均為最大，分別為8.15、1.30 mS/cm。表2

表2 栽培基質理化性質
Table 2 Physical and chemical properties of cultivated substrates

處理Treatment容重Unit weight(g/cm3)總孔隙度Total porosity(%)通氣孔隙度Ventilation porosity(%)持水孔隙度Water holding porosity(%)氣水比Gas water ratiopHEC(mS/cm)CK0.8174.7419.7854.960.368.031.10T10.7479.2818.1261.160.308.071.12T20.7578.8719.3759.510.338.081.13T30.7279.7619.2560.510.328.091.14T40.5182.6825.5657.120.458.091.18T50.5283.4030.1353.270.578.151.30

2.2 不同配比基質對黃瓜生長指標的影響

研究表明,無論是黃瓜生長的初花期還是在盛果期，隨著番茄秸稈比例的增加各處理生長指標值基本呈現先增大后減小的趨勢。其中，T3處理下初花期株高最高，為64.97 cm，T2和T3間差異不顯著，但T2、T3顯著大于其他處理；莖粗最大的是T3，為8.00 mm，CK、T1、T2、T3之間無差異；葉面積最大的是T2，為187.38 cm2，處理T2和T3間無差異但顯著高于CK；葉綠素相對含量(SPAD值)最大的是T3為41.36，最小的是T5只有37.63。初花期到盛果期株高增長最快的是處理T2，增加了156.55 cm，莖粗增長最快的是處理T4，增加了2.05 cm，對照增長最慢，只有1.42 mm，葉面積增長最快的是處理T2，增加282.98 cm2，初花期到盛果期葉片葉綠素相對含量(SPAD值)呈上升趨勢，上升幅度最大的是處理T1，增大了20.73，上升幅度最小的是處理T3，增大了11.97。在盛果期，株高最高的是T2，為221.9 cm，T2和T3差異不顯著，但顯著大于其他處理；莖粗最大的是T3，為9.88 mm，顯著大于其他處理；葉面積最大的是T2，為470.36 cm2，T2和CK差異不顯著，T2和CK顯著大于其他處理；葉綠素相對含量(SPAD值)最大的是T1，為56.63，最小的是T5，為51.30。表3

2.3 不同配比基質對黃瓜坐果情況及產量的影響

研究表明,在黃瓜坐果方面，處理T1、T2、T3、T4的坐果率顯著大于CK、T5，處理T1、T2、T3、T4差異不顯著，坐果率大小依次是T4 > T3 > T2 > T1 > CK > T5，當秸稈含量不超過60%時，基質中增加秸稈比例，可以提高黃瓜的坐果率。坐果節位的高低是影響植株的早晚熟重要因素，處理T4的第1坐果節位最大，顯著大于對照及其它處理，處理T1、T2、T3、CK顯著大于T5，T1、T2、T3、CK之間差異不顯著，處理T5坐果節位最低，有利于黃瓜提早開花結果，促進早熟栽培。

單株結果數決定了產量的大小，單株結果數最大的是T3，顯著大于其它處理，單株結果數大小依次是T3 > CK > T2 > T4 > T1 > T5。處理T3的單果重最大，比對照重15.9 g，處理T4單果重最小，為201.02 g，單果重大小依次是T3 > T1 > T2 > CK > T4 > T5，單株產量最大的是處理T3，為2.71 kg，顯著大于其他各處理，單株產量大小依次是T3 > T2 > T1 > CK > T5 > T4，667 m2產量最大是處理T3，比對照高1 264.00 kg，顯著大于其它處理，產量最小的是處理T5，比對照低1 229.33 kg，667 m2產量大小依次是T3 > CK > T2 > T1 > T4 > T5。當秸稈比例不超過40%時，隨著秸稈比例的增加，黃瓜的產量逐漸提高，秸稈比例超過60%時，黃瓜產量明顯下降。表4

表3 不同配比基質條件下黃瓜生長指標比較
Table 3 Comparison of Growth Indicators of Cucumber under Different Ratios of Matrix

處理Treatment生育期Growth stage株高Plant height(cm)莖粗Stem diameter(mm)葉面積Leaf area(cm2)葉綠素相對含量(SPAD值)Chlorophyll content(SPAD value)CKT1T2T3T4T5初花期62.96b7.83a182.82b38.90b62.86b7.85a184.04ab35.90e64.76a7.88a187.38a38.01c64.97a8.00a187.08a41.36a55.16c7.13c154.95c37.63d55.43c7.45b155.66c37.73dCKT1T2T3T4T5盛果期216.52b9.25c452.82ab51.40c211.01c9.49b421.24d56.63a221.90a9.51b470.36a52.30bc220.66ab9.88a443.89bc53.33b199.22d9.18c430.03cd52.96b185.66e9.22c349.29e51.30c

注：表中同列數據后的不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note: Different lowercase letters after the same column data in the Table indicate significant difference (P<0.05)

表4 不同配比復合基質下黃瓜坐果率、坐果節位及產量變化
Table 4 Effects of Different Proportion of Composite Substrates on Fruit Setting Rate, Fruit Setting and Yield of Cucumber

處理Treatment坐果率Fruit setting rate(%)第一坐果節位First fruit setting(節)單株結果數Number of Single Leave Results(個)單果重Single fruit weight(g)單株產量Single plant yield(kg)產量Output per(kg/667m2)CK41.16b5.81b12.00b210.33c2.58c10 314.66bT143.46a5.76b11.81d218.67b2.59c10 385.34bT243.66a5.89b11.99b218.33b2.62b10 477.33bT345.01a5.84b12.26a226.32a2.71a10 870.67aT445.06a6.24a11.94c201.02d2.40d9 606.67cT537.93c5.38c11.15e203.33d2.27e9 085.35d

注：表中同列數據后的不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note: Different lowercase letters after the same column data in the Table indicate significant difference (P<0.05)

2.4 不同配比基質對黃瓜果實品質的影響

研究表明,隨著番茄秸稈比例的增加，可溶性糖呈現先升高后降低的趨勢，其中，處理T3最高，比對照高出0.35%且顯著大于其它處理，處理T4最低，比對照低0.49%；在可溶性蛋白上，處理T3最高，其次是T2，處理T2、T3分別比對照高出1.39、0.41 mg/g，處理T5最低；在VC含量上，CK含量最低，VC含量大小依次是T2 > T3 > T1 > T4 > T5 > CK；隨著秸稈比例的增加，硝酸鹽含量呈現上升趨勢，其中，硝酸鹽含量最低的是T1，為227.50 mg/kg，最高的是T5，為289.10 mg/kg。表5

2.5 不同處理下黃瓜生長、品質及產量的綜合評價

將各處理黃瓜的株高、莖粗、葉綠素相對含量、最大葉面積、可溶性糖、可溶性蛋白、VC含量、硝酸鹽含量、坐果率、單果重、單株產量、667 m2產量這12項指標，利用隸屬函數平均值進行綜合評價，研究表明,處理T3的綜合評價值最大為0.76，處理T5的最小只有0.18，CK為0.52，綜合評價順序依次是T3 > T2 > T1 > CK > T4 > T5。表6

表5 不同配比基質下黃瓜生理指標變化
Table 5 Effects of Different Proportioning Substrates on Physiological Indexes of Cucumber

處理Treatment可溶性糖含量Soluble sugar(%)可溶性蛋白Soluble protein(mg/g)VC含量VC(mg/100 g)硝酸鹽含量Nitrate(mg/kg)CK1.54b6.08bc9.96b229.23cT11.17c5.84bc12.25ab227.50cT21.53b6.49ab18.83a246.99bcT31.89a7.47a14.58ab268.32abT41.05c5.87bc12.24ab276.93aT51.08c5.20c11.08b289.10a

注：表中同列數據后的不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note: Different lowercase letters after the same column data in the Table indicate significant difference (P<0.05)

表6 各處理黃瓜生長、品質及產量的隸屬函數
Table 6 Analysis of membership function of cucumber growth, quality and yield

指標IndexT1T2T3T4T5CKR(1)0.71.000.970.370.000.85R(2)0.440.471.000.000.060.10R(3)0.591.000.780.670.000.86R(4)1.000.190.380.310.000.02R(5)0.110.561.000.000.040.58R(6)0.280.571.000.30.000.39R(7)0.261.000.520.260.130.00R(8)1.000.680.340.030.200.97R(9)0.480.800.991.001.000.45R(10)0.700.681.000.000.090.37R(11)0.730.801.000.300.000.70R(12)0.310.270.220.000.701.00S(1)0.550.660.760.270.180.52

注：R(1)、R(2)、R(3)、R'(4)、R(5)、R(6)、R(7)、R(8)、R(9)、R(10)、R(11)、R(12)，分別表示株高、莖粗、葉面積、葉綠素、可溶性糖、可溶性蛋白、VC、硝酸鹽含量的反隸屬函數值、坐果率、單果重、單株產量、畝產量的隸屬函數值，S(1)表示各指標隸屬函數平均值

Note: R (q), R (t), R (w), R'(x), R (dc), R (y) and R (z) represent the anti-membership function values of soluble protein, soluble sugar, vitamin C, nitrate content, plant yield, chlorophyll content and the total membership function values of each index respectively, the same as the Table above

3 討 論

3.1 基質理化性質

作為理想基質其容重0.1～0.8 g/cm3、總孔隙度為60%～90%、通氣孔隙為15%～30%、持水孔隙為40%～75%、氣水比為0.25～0.50[15-16]，pH在5.5～7.5，EC值小于2.6 mS/cm[17]，能夠為根際提供良好的水、肥、氣、熱等環境，從而促進作物的生長發育并能獲得高產。試驗中，各處理基質容重0.51～0.81 g/cm3，總孔隙度74.74%～83.4%，通氣孔隙18.12%～ 21.56%，持水孔隙54.96%～64.27%，氣水比0.3～0.36，pH值8.03 ～8.15，EC值在1.1～1.3 mS/cm。除了pH值，其它指標均在基質理想范圍內，各處理的pH值較正常值偏高，在8.03～8.15，這可能與椰糠、腐熟雞糞、當地的沙子及番茄秸稈偏堿性有關[18]，但試驗黃瓜生長狀況良好。栽培過程中施用適量的腐殖酸肥料來調節栽培基質的酸堿度，使基質的理化性質保持在理想范圍內。

3.2 不同配比基質對黃瓜生長指標及產量的影響分析

番茄秸稈的比例在10%(T1)、20%(T2)、40%(T3)時，黃瓜的生長指標及產量均優于對照，黃瓜長勢較好，植株健壯，產量高，這與胡曉婷等[5]研究的番茄秸稈堆肥能夠促進番茄生長和增產的影響結果相似，周志紅等[19]研究的番茄植株水提液對黃瓜植株生長有抑制作用，但試驗中T1、T2、T3處理的黃瓜植株生長良好，表明番茄秸稈經過EM菌劑和尿素腐熟發酵之后，番茄秸稈的抑制作用減小，對黃瓜生長的表現為促進作用。當番茄秸稈達到60%(T4)和80%(T5)時，基質通氣孔隙增大，持水能力相對降低，黃瓜屬于淺根系植物，根系主要分布在淺土層[1]，因此，黃瓜根系在水分和養分上受到限制，造成黃瓜長勢較弱，生長指標及產量各方面均小于對照，這與王濤等[1]研究的菇渣復合基質對黃瓜生長影響時，表明通氣孔隙較大的配方會對黃瓜的生長受到抑制的結果相符合。因此，番茄秸稈比例在40%(T3)以下時，對黃瓜生長有促進作用，番茄秸稈比例大于60%時，不利于黃瓜植株的生長。

3.3 不同配比基質對黃瓜果實品質的影響分析

果實中可溶性糖、可溶性蛋白、VC含量是影響果實品質和價值的主要因素[20-21]。硝酸鹽也是影響果實品質的重要因素，果實硝酸鹽含量小于432.00 mg/kg，可以安全生食[22-23]。試驗研究結果表明，可溶性糖、可溶性蛋白最高的均是處理T3，VC含量最高的是T2；另外，隨著番茄秸稈比例的增加，黃瓜果實硝酸鹽含量呈上升趨勢，處理T1硝酸鹽含量最低，為227.50 mg/kg，最高處理T5，為289.10 mg/kg，在栽培基質中加入適量的番茄秸稈作為可以改善黃瓜果實的品質。

4 結 論

T3(番茄秸稈∶椰糠∶雞糞∶沙子=40∶5∶5∶50)在株高、莖粗、葉面積，可溶性糖、可溶性蛋白、產量方面均優于對照，為最佳的黃瓜栽培基質配方。在新疆和田地區沙漠溫室黃瓜生產過程中，可將腐熟的番茄秸稈部分代替椰糠。