基于農業廢棄物的日光溫室番茄栽培基質配方篩選研究

吳科生 車宗賢 盧秉林 張久東 楊蕊菊 崔恒 馬菁

摘要：以番茄品種粉禧1號為指示品種，通過盆栽試驗比較了不同栽培基質對日光溫室番茄生長發育和產量的影響。結果表明，以玉米秸稈、腐熟牛糞、河沙、蛭石、珍珠巖、凹凸棒石粉按體積比7.0 ∶ 0 ∶ 1.5 ∶ 0.5 ∶ 0.5 ∶ 0.5、3.5 ∶ 3.5 ∶ 0 ∶ 1.0 ∶ 1.0 ∶ 1.0、3.5 ∶ 3.5 ∶ 1.0 ∶ 0.5 ∶ 0.5 ∶ 1.0混配的栽培基質為好，折合產量較高，分別為34 833、29 249、28 458 kg/hm2，且番茄的株高、莖粗、葉綠素含量、單株結果數、單株結果重、商品性等性狀均較優。可在河西地區日光溫室蔬菜基質栽培中應用。

關鍵詞：番茄;日光溫室;栽培基質配方;篩選;農業廢棄物;資源化利用

隨著農業生產和農村經濟的發展，種植業逐漸向省工、省力、高效和清簡化方向轉變，養殖業進入了集約化和規模化快速高產出高效益的發展模式，導致農業廢棄物的利用方式發生了巨大的變化。過去，我國農業廢棄物的利用方式主要以有機肥為主，目的是培肥地力、提供養分和改善品質。但規模化和集約化導致現代養殖業和種植業脫離，二者密切聯系的傳統關系發生了根本性改變，我國現已成為世界上農業廢棄物產出量最大的國家之一[1 - 4 ]。據統計，我國每年產生的農業廢棄物中，農作物秸稈6億多t（其中玉米秸稈1.21億t），畜禽糞便年產量為20.1億t（其中牛糞8.1 億t）[5 - 6 ]。近年來隨著煤炭、液化氣、電、化肥等替代品的出現，農作物秸稈廢棄率達到65%[7 - 8 ]。因此，農業廢棄物資源化利用的問題，是世界各國普遍需要解決的大課題。

目前，在農業廢棄物資源化利用方面開展了較多的研究，但以玉米秸稈和牛糞為主要原料的低成本基質配方在農業生產中應用較少。玉米秸稈和牛糞是甘肅祁連山地區的主要農業廢棄物，基質化利用是其實現資源化利用的有效途徑之一。近年來，甘肅省河西走廊地區充分利用戈壁、石灘、荒漠面積大和光熱資源豐富的優勢，大力發展戈壁農業，對發展農村經濟和農民增收起到積極作用[9 - 11 ]。戈壁農業集成新型日光溫室、栽培基質配方、水肥一體化、病蟲無害化綠色防控、智能化控制等系列新技術于一體，具有節約水土資源、提高產品品質和產量等特 點[12 - 13 ]，符合現代農業發展的趨勢。近年來，隨著戈壁農業的發展，基質栽培番茄面積不斷擴大，栽培面積和產量均居甘肅省設施農業首位[12 - 13 ]。我們以玉米秸稈和牛糞為主要原料，將玉米秸稈、腐熟牛糞與河沙、蛭石、珍珠巖和凹凸棒等物料復配成栽培基質，以番茄為指示作物，通過在武威市涼州區新型日光溫室內進行盆栽試驗，比較了栽培基質不同配比對日光溫室番茄生長發育和產量的影響，以期篩選出適宜番茄生長、能提高產量和效益的栽培基質配方。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗區概況

試驗于2019年7月至2020年6月在位于甘肅省武威市涼州區永昌鎮白云村的農業部甘肅耕地保育與農業環境科學觀測實驗站（38° 37′ N、102° 40′ E）新型日光溫室進行。當地海拔1 504 m，年均溫7.7 ℃，無霜期150 d，降水量150 mm，蒸發量2021mm。日照時數3 028 h，相對濕度53%。≥10 ℃年有效積溫3 016 ℃，年太陽輻射總量588.0～663.6 kJ/cm2[14 ]。

1.2? ?供試材料

指示番茄品種為粉禧1號，由武威先正達育苗公司提供。供試基質材料玉米秸稈（S1）為當地農戶種植玉米收獲后的廢棄物，腐熟牛糞（S2）購自武威市某散養型牛養殖場，河沙（S3）來源于武威市涼州區當地，蛭石（S4）購買于甘肅省海鑫蛭石濾料生產廠，珍珠巖（S5）購自廊坊新大眾助濾劑有限公司，凹凸棒石粉（S6）購自甘肅良興凹凸棒石應用有限公司。

1.3? ?試驗方法

試驗共設21個處理（編號T1～T21），隨機區組排列，每盆為1個處理，3次重復。每盆定植2株番茄。將腐熟的玉米秸稈和牛糞與河沙、蛭石、珍珠巖、凹凸棒等按試驗設計復配制成栽培基質，具體配比詳見表1。在番茄采收中期對各處理的株高和莖粗進行測定，在番茄采收初期、中期、末期分3次在植株上部、中部、下部分別用葉綠素含量測定儀（型號SPAD502）測定番茄植株葉片葉綠素含量。番茄采收終期測定各處理的番茄植株地上部分和地下部分干鮮重，計算根冠比。按處理分批次單獨采收，每次采收時記錄各處理的采收量，至采收全部結束后匯總統計各處理的總產量并計算折合產量。

1.4? ?數據處理

試驗數據采用Excel和SAS 8.0分析軟件進行統計分析。

2? ?結果與分析

2.1? ?株高與莖粗

從表2可以看出，株高以處理T2最高，為66.83 cm;處理T10次之，為65.83 cm;處理T5居第3位，為65.73 cm;處理T8最矮，為51.33 cm;其余處理為53.50～65.53 cm。莖粗以處理T5最高，為8.23 mm;處理T6次之，為7.93 mm;處理T10居第3位，為7.87 mm;處理T8最細，為6.08 mm;其余處理為6.40～7.74 mm。

2.2? ?葉綠素含量

從表2可以看出，葉綠素含量以處理T8最高，為48.9;處理T7次之，為48.6;處理T9居第3位，為47.1;處理T2最低，為25.1;其余處理為33.3～46.5。

2.3? ?地上部及地下部生物量

從表2可以看出，番茄地上部鮮重以處理T10最高，為15 009 kg/hm2;其次是處理T5，為13 382 kg/hm2;處理T9居第3位，為10 555 kg/hm2;其余處理為5 213～10 501 kg/hm2。地上部干重以T10最高，為2 387 kg/hm2;其次是處理T5，為2 129 kg/hm2;處理T6居第3位，為1 908 kg/hm2;其余處理為821～1 907 kg/hm2。番茄地下部鮮重以處理T5最高，為2 285 kg/hm2;其次是處理T2，為2 178 kg/hm2;第3位是處理T13，為1 877 kg/hm2;其余處理為1 057～1 818 kg/hm2。地下部干重以處理T5最高，為364 kg/hm2;其次是處理T2，為301 kg/hm2;第3位是處理T13，為295 kg/hm2;其余處理為166～289 kg/hm2。根冠比以T2最高，為0.23;其次為處理T3、處理T4，均為0.21;第3位是處理T17、處理T18、處理T20，均為0.20。

2.4? ?主要經濟性狀

從表3可以看出，單株結果數以處理T10最多，為19.3個;處理T5次之，為15.7個;處理T13居第3位，為15.3個;其余處理為8.7～14.7個。單株結果重以處理T10最高，為455.3 g;處理T16次之，為382.3 g;處理T5居第3位，為372.0 g;其余處理為216.3～366.7 g。單株大果重以處理T10最高，為351.0 g;處理T18次之，為336.0 g;處理T17居第3位，為297.3 g;其余處理為171.7～286.3 g。

2.5? ?產量

從表3可以看出，折合產量以處理T10最高，為34 833 kg/hm2;處理T18次之，為29 249 kg/hm2;處理T5居第3位，為28 458 kg/hm2;處理T3折合產量最低，僅為16 550 kg/hm2;其余處理為18 029～28 050 kg/hm2。對折合產量進行方差分析表明，處理T10與處理T18、處理T5、處理T17差異均不顯著，與其余處理差異均顯著;處理T18與處理T2、處理T5、處理T8、處理T9、處理T12、處理T13、處理T14、處理T15、處理T16、處理T17差異均不顯著，與其余處理差異均顯著;處理T5與處理T1、處理T3、處理T4、處理T7、處理T19、處理T20、處理T21差異均顯著，與其余處理差異均不顯著。

3? ?結論

試驗結果表明，在設計的21個栽培基質配方中，以玉米秸稈、腐熟牛糞、河沙、蛭石、珍珠巖、凹凸棒石粉分別按體積比為7.0∶0∶1.5∶0.5∶0.5∶0.5、3.5∶3.5∶0∶1.0∶1.0∶1.0、3.5∶3.5∶1.0∶0.5∶0.5∶1.0混配的3個栽培基質為好，均可滿足番茄正常生長發育且能獲得較高產量，其折合產量居前3位，分別為34 833 、29 249 、28 458 kg/hm2。同時可以看出，這3個栽培基質的番茄株高、莖粗、葉綠素含量、單株結果數、單株結果重、商品性等性狀均較優，且這3個栽培基質配方處理下番茄各項指標差異均不顯著。上述3個配方的基質可在河西地區日光溫室蔬菜基質栽培中應用。

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（本文責編：鄭立龍）