不同用量有機肥對戈壁設(shè)施番茄生長及栽培基質(zhì)的影響

李娟，米興旺，王學(xué)強，李波，錢寶玲，何萌

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

番茄營養(yǎng)豐富，具特殊風(fēng)味，是近年來戈壁設(shè)施主要栽培蔬菜之一。基質(zhì)栽培作為無土栽培的一種方式，是利用有機、無機或有機無機合理混配的基質(zhì)栽培作物，具有省水、省肥、省工的特點[1]。目前戈壁設(shè)施番茄栽培主要是基質(zhì)栽培，這項技術(shù)的應(yīng)用很大程度提高了番茄品質(zhì)，減少了農(nóng)藥施用量，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)安全的農(nóng)產(chǎn)品。有機肥是蔬菜生產(chǎn)中必不可少的肥源，在基質(zhì)栽培中施用有機肥，可增加有益元素的釋放，提高有益微生物的活性，減少化肥大量施用對環(huán)境的損害，還可提高蔬菜產(chǎn)量和改善產(chǎn)品品質(zhì)[2-3]，可直接改善基質(zhì)的保水性、緩沖性和通氣狀況等[4-5]。但是不同地區(qū)基質(zhì)栽培增施有機肥的用量也有差異，施用量過高會導(dǎo)致養(yǎng)分資源浪費和污染環(huán)境的風(fēng)險，施用量過低會抑制作物產(chǎn)量的提高和基質(zhì)肥力的增加[6-7]，因此明確有機肥的合理用量，對于戈壁設(shè)施作物產(chǎn)量的提高和環(huán)境保護具有重要意義。筆者通過研究不同用量有機肥對番茄生長及基質(zhì)理化性質(zhì)的影響，以期推薦戈壁設(shè)施基質(zhì)栽培番茄有機肥最佳施用量。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以番茄品種‘維也納2號’為試驗材料。試驗基質(zhì)為酒泉市康多生態(tài)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展公司生產(chǎn)的無土栽培基質(zhì)，有機肥為腐熟牛糞。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2020年1—7月在酒泉市肅州區(qū)東洞戈壁生態(tài)產(chǎn)業(yè)日光溫室內(nèi)進行。設(shè)計4個不同基施有機肥用量處理，T1：基質(zhì)∶牛糞=30∶1；T2：基質(zhì)∶牛糞=30∶2；T3：基質(zhì)∶牛糞=30∶3；T4：基質(zhì)∶牛糞=30∶4（按每槽填充基質(zhì)為1.5 m3計算，每個處理添加有機肥為T1 0.05 m3、T2 0.1 m3、T3 0.15 m3、T4 0.2 m3，基質(zhì)與牛糞按體積比混合），以不施有機肥的基質(zhì)為對照（C K），隨機排列，3次重復(fù)。采用基質(zhì)槽式栽培，栽培槽為下挖式栽培槽，槽內(nèi)徑0.6 m，走道寬0.8 m，槽深0.3 m，槽長8.6 m，每槽面積12.04 m2，每個處理種植3槽，株距0.4 m，行距0.7 m，小區(qū)面積36.12 m2。試驗品種于1月22日定植，5月2日開始采收，7月10日采收結(jié)束。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 番茄生長指標。番茄打頂前測定株高、莖粗，每個處理測定10株，取平均值。鋼卷尺測定株高；游標卡尺測定莖粗。

試驗結(jié)束時，取樣測定單株干鮮質(zhì)量、根長、根鮮質(zhì)量、根干重。

1.3.2 番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的測定。每次采收番茄時記錄各處理番茄產(chǎn)量、果實個數(shù)。在盛果期取第3層果實進行VC、可溶性總糖、有機酸和糖酸比的測定。VC含量采用鉬藍比色法測定；可溶性總糖采用蒽酮比色法測定；有機酸采用酸堿滴定法測定；糖酸比通過可溶性總糖質(zhì)量分數(shù)與有機酸質(zhì)量分數(shù)的比值得出[8]。

1.3.3 基質(zhì)理化性質(zhì)。分別于試驗前后測定基質(zhì)的p H、E C、基質(zhì)容重、總孔隙度、氣水比。基質(zhì)p H、E C的測定采用浸提法，基質(zhì)容重、總孔隙度、氣水比參照鮑士旦[9]、By rne等[10]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 19.0和Ex cel 2013軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同用量有機肥對設(shè)施番茄農(nóng)藝性狀的影響

在戈壁設(shè)施基質(zhì)栽培條件下，施用有機肥對番茄生長發(fā)育有明顯促進作用。由表1可知，各處理設(shè)施番茄株高和莖粗以T2最高，顯著高于其他處理，施有機肥各處理株高和莖粗均高于對照。根長表現(xiàn)為T2＞T3＞T4＞T1＞C K，T2根長顯著高于C K。

表1 不同用量有機肥對設(shè)施番茄農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同用量有機肥對設(shè)施番茄產(chǎn)量的影響

由表2可見，施有機肥各處理的產(chǎn)量均高于C K，超出C K產(chǎn)量2.14%~6.42%，T2處理番茄產(chǎn)量最高，為120 844.05 kg/h m2，較C K差異顯著。其中處理T2的單株結(jié)果數(shù)、單果質(zhì)量均最高，單株結(jié)果數(shù)較T1、T4、C K處理差異顯著。T2單果重223.16 g，顯著高于C K 26.55%。T2果實橫徑7.83 c m，顯著高于C K 8.15%；T2果實縱徑5.52 c m，各處理間差異不顯著。

表2 不同用量有機肥對設(shè)施番茄產(chǎn)量的影響

2.3 不同用量有機肥對設(shè)施番茄品質(zhì)的影響

施用有機肥可以明顯地提高番茄品質(zhì)，VC是衡量番茄品質(zhì)重要的指標。由圖1可以看出，番茄VC質(zhì)量分數(shù)以T2處理最高，達0.16 mg/g，與C K差異顯著，其次為T3、T4，C K含量最低，僅為0.09 mg/g。有機酸、可溶性糖是番茄果實的重要營養(yǎng)物質(zhì)，也是構(gòu)成果實風(fēng)味的主要化學(xué)物質(zhì)。從圖2~圖4可以看出，T2、T3處理可溶性糖含量與C K差異達顯著水平，各有機肥處理間差異不顯著，其中T2處理可溶性糖含量最高，達2.11%，各有機肥處理較對照增加7.52%~28.66%；糖酸比以T2處理最高，有機酸和糖酸比各處理間差異不顯著。從圖5可以看出，可溶性蛋白含量以T2處理最高，為1.55 mg/g，C K最低，為1.23 mg/g，增加有機肥的施用量可提高果實的可溶性蛋白含量。從圖6可以看出，硝酸鹽含量T2、T4處理與C K差異達顯著水平，值均在國家要求標準范圍內(nèi)，其中C K最高，為73.57μg/g，T4處理最低，為30.04μg/g，各處理較C K降低0.35%~0.59%，施有機肥能有效減少番茄果實硝酸鹽的含量。綜合以上分析得出T2處理果實品質(zhì)表現(xiàn)優(yōu)于其他處理。

圖1 不同處理番茄VC質(zhì)量分數(shù)的變化

圖2 不同處理番茄可溶性糖質(zhì)量分數(shù)的變化

圖4 不同處理番茄糖酸比變化

圖5 不同處理番茄可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)變化

圖6 不同處理番茄硝酸鹽含量質(zhì)量分數(shù)變化

2.4 不同用量有機肥基質(zhì)物理性質(zhì)比較

2.4.1 p H。試驗前測得基質(zhì)p H為8.24，試驗后各處理p H范圍在7.63~7.80，與試驗前相比各處理p H均有不同程度的降低，降幅5.34%~7.4%，其中以T2的降幅最大，C K與T1、T2間差異顯著（表3）。

2.4.2 E C。E C值反映測定栽培基質(zhì)水溶液中的總可溶性離子濃度，過低作物礦質(zhì)養(yǎng)分不足，過高可溶性鹽類會使植物受到損傷或造成植株根系的死亡，正常的E C值范圍在1~4 m S/c m。由表3可見，試驗后各有機肥處理E C值范圍在1.09~1.46 m S/c m，T4處理稍微偏高，C K處理偏低，其他處理均在植物生長理想范圍內(nèi)，T2、T4處理較C K差異顯著。

表3 試驗后不同有機肥用量基質(zhì)pH和EC變化

2.4.3 栽培前后基質(zhì)物理性質(zhì)的比較。分別測定試驗前、試驗后基質(zhì)的物理性質(zhì)。試驗前測得基質(zhì)容重為0.92 g/c m3，總孔隙度為54.55%，氣水比1∶5.07。試驗后（表4），由于試驗基質(zhì)成分里摻雜一定量的爐渣，以及種植上茬作物后，容重偏大，均在0.8 g/c m3以上。施不同量有機肥處理基質(zhì)容重較C K下降了5.4%~10.79%，T2~T3處理與C K差異顯著，C K容重變化幅度小；拉秧后基質(zhì)總孔隙度較C K提高了8.6%~15.35%，T2處理與C K差異顯著；一般基質(zhì)的氣水比在1∶（2~4）范圍內(nèi)為宜，拉秧后各處理除C K稍高于正常范圍外，其他處理均在正常值范圍內(nèi)，適宜作物生長。

表4 試驗后基質(zhì)理化性質(zhì)的變化

圖3 不同處理番茄有機酸質(zhì)量分數(shù)變化

3 結(jié)論與討論

有研究表明，增施有機肥可促進番茄的生長發(fā)育，顯著提高植株株高和莖粗[11]，與該試驗研究結(jié)果一致。該研究中各有機肥處理以每1.5 m3基質(zhì)中施用牛糞0.1 m3處理株高和莖粗最高，同時根系較長，與對照差異顯著。同時有機肥料對植株增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)具有特殊作用[12-15]。該研究中增施有機肥對番茄產(chǎn)量有顯著的促進作用，單株結(jié)果數(shù)和單果質(zhì)量以1.5 m3基質(zhì)拌施0.1 m3牛糞處理最高。

設(shè)施基質(zhì)槽式栽培下增施有機肥對番茄品質(zhì)影響顯著，增施有機肥增加了果實VC、可溶性糖、可溶性蛋白含量，同時降低了果實硝酸鹽含量，較不施有機肥降低0.35%~0.59%，提高了果實風(fēng)味品質(zhì)的同時，降低了硝酸鹽含量，對發(fā)展有機綠色食品具有一定指導(dǎo)意義。

設(shè)施基質(zhì)槽式栽培下增施有機肥降低了基質(zhì)p H，使基質(zhì)E C值維持在作物生長的正常范圍內(nèi)，同時降低了基質(zhì)容重，增加了基質(zhì)的孔隙度，為作物生長創(chuàng)造了良好的生長環(huán)境。通過該試驗探索出了適宜戈壁設(shè)施基質(zhì)槽式栽培條件下適宜的有機肥施用量，降低了環(huán)境污染的風(fēng)險，對發(fā)展戈壁設(shè)施農(nóng)業(yè)具有推動作用。