不同農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵復(fù)配番茄栽培基質(zhì)研究

米興旺，王學(xué)強(qiáng)，何 萌，李 波，李 娟

（酒泉市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅酒泉735000）

番茄（Lycopersiconesculentum）因其營(yíng)養(yǎng)豐富，果實(shí)柔軟多汁、酸甜可口而深受消費(fèi)者喜愛。目前，番茄是我國(guó)種植面積排名第四的蔬菜品種，也是河西地區(qū)日光溫室主栽蔬菜之一，番茄產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)的重要組成部分[1]。

目前，以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料的有機(jī)基質(zhì)栽培技術(shù)在設(shè)施生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，有機(jī)基質(zhì)配方及其配套栽培技術(shù)研究不僅低成本解決了日光溫室蔬菜的連作障礙問題，而且為鹽堿地、撂荒地、荒漠化土地、污染廢棄地等大量不可耕種土地的日光溫室高效利用提供了有效途徑。有機(jī)基質(zhì)的核心是適當(dāng)?shù)幕|(zhì)，而基質(zhì)的選擇是栽培成功與否的關(guān)鍵[2]。不同地區(qū)基質(zhì)原料千差萬別，具有很強(qiáng)的地區(qū)特殊性，因此結(jié)合不同地區(qū)特點(diǎn)，選擇開發(fā)成本低、資源豐富、養(yǎng)分充足、易于處理且無污染的有機(jī)基質(zhì)成為有機(jī)基質(zhì)栽培研究的關(guān)鍵[3]。甘肅省河西地區(qū)是全國(guó)最大的雜交玉米種子生產(chǎn)基地[4]，制種產(chǎn)業(yè)目前已初具規(guī)模，秸稈資源豐富，可利用潛力大。玉米芯、秸稈因其質(zhì)地疏松多孔、營(yíng)養(yǎng)豐富、價(jià)格低廉，成為替代草炭的理想原料。現(xiàn)以河西地區(qū)主要農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈、玉米芯、牛糞為原料開展番茄栽培基質(zhì)配方篩選試驗(yàn)，旨在通過對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物的基質(zhì)化利用，替代草炭，為設(shè)施番茄基質(zhì)栽培配方研究及品質(zhì)提升提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

研究區(qū)位于河西走廊西部的酒泉市，深居內(nèi)陸，遠(yuǎn)離海洋，屬大陸性干旱氣候，其特點(diǎn)是太陽輻射強(qiáng)且日照時(shí)間長(zhǎng)，年平均日照時(shí)數(shù)在3 056 h，日照百分率平均69%；四季分明，冬冷夏熱，溫差大，常年最高溫度36.6℃，最低為-29.8℃，年均溫7.5℃，無霜期127～158 d；該區(qū)降雨少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，蒸發(fā)量大，熱量充沛，光照充足，戈壁面積大，地勢(shì)平坦，是發(fā)展戈壁設(shè)施農(nóng)業(yè)的理想?yún)^(qū)域之一[5]。試驗(yàn)日光溫室為全鋼架裝配型溫室，東西走向，跨度10 m、脊高4.9 m，長(zhǎng)度80 m，可以滿足番茄越冬生產(chǎn)對(duì)溫光環(huán)境的需求。

1.2 供試材料

番茄供試品種為金抗1號(hào)，無限生長(zhǎng)型大果番茄。

基質(zhì)原料因地制宜，以玉米、小麥、向日葵、棉花秸稈、牛糞作為主要發(fā)酵原料，輔以河沙、蛭石復(fù)配6種配方，復(fù)配基質(zhì)配方見表1，以試驗(yàn)區(qū)生產(chǎn)中大面積應(yīng)用的商品基質(zhì)為對(duì)照；氮磷鉀肥全部作追肥，定植至第一穗果開花期間不追肥，第一穗果開花后至拉秧期間，每周滴灌追肥1次，每次追施N-P205-K2O=26.55 kg/hm2-9.6 kg/hm2-37.8 kg/hm2。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年10月—2020年5月在甘肅省酒泉市肅州區(qū)東洞戈壁生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)進(jìn)行。采用下挖槽式基質(zhì)栽培，槽內(nèi)徑0.6 m，槽深0.3 m，槽長(zhǎng)8.6 m，走道寬0.8 m，小區(qū)（每槽）面積12.04 m2。10月22日定植，株距40 cm。隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)栽培槽為1個(gè)處理，3次重復(fù)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 番茄生長(zhǎng)指標(biāo) 每處理選擇10株掛牌，在定植30 d、60 d、90 d測(cè)定株高、莖粗等生長(zhǎng)指標(biāo)；試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，取樣測(cè)定單株干鮮質(zhì)量。

1.4.2 番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的測(cè)定 2020年2月12日開始采收果實(shí)，2020年4月30日采收結(jié)束。記錄每次采摘番茄的產(chǎn)量、果實(shí)個(gè)數(shù)。于盛果期取各處理相同部位的果實(shí)進(jìn)行Vc、可溶性固形物、可溶性總糖、有機(jī)酸和糖酸比的測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用SPSS 19.0和EXCEL 2013軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵基質(zhì)對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育特性的影響

2.1.1 不同農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵基質(zhì)對(duì)番茄生長(zhǎng)指標(biāo)的影響 由表2可知，C、F、A處理的生育期接近，各穗花開均比處理E提前1～4 d，較CK提前3～7 d。C、F、A處理始收期比E處理提前6 d以上，比CK處理提前8 d以上，集中上市期比其他處理提前了7 d左右。

表1 不同基質(zhì)配方的原料比例（V/V）

表2 不同農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵基質(zhì)栽培番茄生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)查

2.1.2不同農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵基質(zhì)對(duì)番茄植株株高的影響 番茄株高是衡量番茄生長(zhǎng)發(fā)育的重要指標(biāo)。由圖1可以看出，隨著生長(zhǎng)發(fā)育的推進(jìn)，各配方植株株高均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且生長(zhǎng)速率呈現(xiàn)出“先快后慢”的特點(diǎn)。相對(duì)于其他處理，配方C植株累計(jì)株高最高。定植30 d，試驗(yàn)基質(zhì)配方較CK提高15.87%～27.52%；定植60 d，植株處于開花結(jié)果期，株高增長(zhǎng)進(jìn)入緩慢期，處理間株高差距減小，試驗(yàn)基質(zhì)配方株高仍顯著高于CK，較CK提高7.73%～13.93%。可見，復(fù)配基質(zhì)有利于作物的生長(zhǎng)。

圖1 不同基質(zhì)配方對(duì)番茄植株株高的影響

2.1.3 不同農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵基質(zhì)對(duì)番茄植株莖粗的影響 由圖2可知，定植90 d內(nèi)植株莖粗隨栽培時(shí)間的延長(zhǎng)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且生長(zhǎng)速率與株高相似，都呈現(xiàn)出“先快后慢”的特點(diǎn)。相較于其他處理，C處理的植株莖粗最大，CK的莖粗最小，兩者差異顯著。定植30 d，所有試驗(yàn)基質(zhì)配方的莖粗均顯著高于CK，較CK提高14.95%～29.11%；定植60 d，C、F處理均顯著高于CK，較CK高25.63%～42.05%；定植90 d，C、F處理均顯著高于CK，較CK高13.25%～14.71%。

圖2 不同基質(zhì)配方對(duì)番茄植株莖粗的影響

2.1.4 不同農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵基質(zhì)對(duì)番茄植株干鮮質(zhì)量的影響 由表3可知，試驗(yàn)番茄地上部和全株的干鮮質(zhì)量除E外，所有配方基質(zhì)均顯著高于CK。地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、全株鮮質(zhì)量和全株干質(zhì)量分別較CK增加1.1%～30.39%、6.73%～26.09%、5.82%～29.45%、6.53%～25.72%，其中以配方C各項(xiàng)指標(biāo)最高。可知，配方C、F的田間表現(xiàn)優(yōu)秀，植株健壯、物質(zhì)積累量較高。

2.2 不同農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵基質(zhì)對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

圖3 不同基質(zhì)配方單位面積產(chǎn)量

表3 不同基質(zhì)配方對(duì)番茄干鮮質(zhì)量的影響

圖4 不同基質(zhì)配方單株產(chǎn)量

圖5 不同基質(zhì)配方單株結(jié)果數(shù)

圖6 不同基質(zhì)配方單果重

由圖3、圖4、圖5、圖6可知，各配方的產(chǎn)量均高于CK，試驗(yàn)基質(zhì)配方C、F、A的番茄產(chǎn)量均達(dá)到112 500 kg/hm2以上，與CK相比，超出CK產(chǎn)量的21.58%～30.59%，其中處理C的產(chǎn)量、單株產(chǎn)量、單果質(zhì)量均最高，產(chǎn)量達(dá)122 958.45 kg/hm2，單株產(chǎn)量3.61 kg，單果重171.7 g，顯著高于CK 30.59%、26.19%、26%；各處理單株結(jié)果數(shù)均顯著高于CK，但處理之間無顯著差異；除配方E外，所有配方的單果質(zhì)量均顯著高于CK，超出CK單果重的2.7%～26%，其中以處理C最高，A、F次之。

2.3 不同農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵基質(zhì)對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

由表4可知，各配方與CK相比，提高了番茄可溶性固形物、Vc、有機(jī)酸的含量，C、A、F的可溶性總糖、Vc含量均顯著高于其他配方，糖/酸均在適宜糖酸比4～6范圍內(nèi)[6]，說明這3種配方可有效提高番茄品質(zhì)。

3 結(jié)論

曹云娥等[7]研究表明：農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物栽培番茄可促使番茄上市期提前，并且植株生長(zhǎng)健壯。本試驗(yàn)結(jié)果表明：C、F、A始收期集中，集中上市期比其他處理提早了7 d左右；整個(gè)生育期內(nèi)，C、F的田間表現(xiàn)較優(yōu)，株高、莖粗及干物質(zhì)積累均顯著高于其他處理，植株健壯。

頡旭等[8]、高新昊等[9]研究表明：農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵后的產(chǎn)物復(fù)配栽培基質(zhì)能顯著提高作物產(chǎn)量。本試驗(yàn)結(jié)果表明：配方A、C、E、F產(chǎn)量均顯著高于CK，且超出CK的21.58%以上，其中C、F、A的番茄產(chǎn)量都達(dá)到112 500 kg/hm2，與CK相比，超出CK產(chǎn)量的21.58%～30.59%，C產(chǎn)量、單株產(chǎn)量、單果質(zhì)量均最高，產(chǎn)量達(dá)122 958.45 kg/hm2，單株產(chǎn)量3.61 kg，單果重171.7 g，顯著高于CK 30.59%、26.19%、26%。可能的原因：一是不同農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)原料復(fù)配后基質(zhì)理化性狀差異較大，植株對(duì)養(yǎng)分的吸收利用出現(xiàn)差異；二是不同配方基質(zhì)的根際環(huán)境不同，養(yǎng)分釋放速度與釋放量存在差異。

谷建田等[10]研究表明：基質(zhì)配方為草炭∶蛭石=1∶2，能顯著提高作物的品質(zhì)。張志斌等[11]研究表明：栽培基質(zhì)可明顯提高番茄的總糖含量。本研究表明：C、F可溶性總糖、Vc含量均顯著高于其他配方，糖/酸均在適宜范圍內(nèi)，可有效提高番茄品質(zhì)。

表4 不同農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵基質(zhì)對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

綜上所述，C（小麥秸稈∶玉米芯∶牛糞∶蛭石∶河沙=2∶1∶3.5∶1∶2.5）、F（玉米秸稈∶向日葵秸稈∶玉米芯∶牛糞∶蛭石∶河沙=1.5∶0.5∶1∶3.5∶1∶2.5）處理下番茄植株生長(zhǎng)健壯，品質(zhì)風(fēng)味良好，果實(shí)產(chǎn)量高，且基質(zhì)原料資源豐富，價(jià)格低廉，可作為酒泉戈壁日光溫室番茄栽培基質(zhì)推廣及應(yīng)用。