設施番茄有機基質配方篩選試驗

毛麗萍 趙 婧 張劍國

（山西農業大學園藝學院 太原030031）

我國設施番茄的種植總面積穩步增長，約占設施蔬菜種植面積的35%，是設施蔬菜的主要種類之一[1-2]。設施蔬菜栽培生產中存在連作障礙嚴重，制約著番茄產量與品質的提升。基質栽培可根除連作障礙[3-4]，常用巖棉、椰糠、草炭等成分，但成本高、栽培管理難度大。有機基質緩沖能力強，栽培管理相對容易，可提升番茄產量和品質[5-6]，可有效利用農業廢棄物，已成為當前無土栽培的一個研究熱點[7-9]。有機基質配方原料一般選用來源方便、價格低廉的農業廢棄物，不同地區差異較大，篩選適宜本地的有機基質配方尤為必要[10-11]。

本試驗通過設計不同基質配方，研究其理化性質、成本，測定了基質栽培的番茄產量和品質，從而篩選出適宜番茄栽培的有機基質配方，以合理利用菇渣和牛糞等山西省的農業廢棄物。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

基質原材料包括菇渣、腐熟牛糞和蛭石。其中，腐熟牛糞采購于本地養牛大戶，堿解氮含量、有效磷含量和速效鉀含量分別為428 mg/kg、89 mg/kg和2 825 mg/kg，有機質含量為6.92%；菇渣購買于平菇種植大戶，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為925 mg/kg、208 mg/kg和11 600 mg/kg，有機質含量為28.8%；蛭石為商品蛭石。

番茄品種為晉番茄4號，為大紅果、大果型、無限生長型品種。

1.2 試驗方法

試驗于2020年3月開始，在晉中市榆次區東陽鎮塑料大棚進行。用腐熟牛糞、菇渣和蛭石為原料，按照體積比配制成5種不同復合基質（表1），以土壤為對照（CK）。采用大區設計，大區面積30 m2，每個大區定植5行，作為5個重復。定植前測定基質容重、孔隙度、養分含量、pH、EC值；定植后觀察番茄生長發育情況，測定番茄產量與品質等指標。

表1 不同基質配方

2020年2月27 日采用日光溫室穴盤育苗方式播種育苗。4月18日，開挖下挖式栽培槽，栽培槽上口寬50 cm、下口寬30 cm，槽深25 cm，槽間距90 cm，槽內與槽間地面覆蓋滲水式防草布。按照試驗田間排列圖填滿不同配方的基質，對照按照常規小高壟栽培方法整地、覆地膜，每壟（栽培槽）鋪設2條滴灌管。4月28日定植，栽培槽內雙行定植，株距40 cm，對照土壤栽培為寬窄行栽培，密度均為2 382株/畝。7月22日和8月18日各畝施N、P2O5、K2O比例為15∶15∶15的復合肥15 kg。7月20日開始采收，9月底拉秧。

1.3 測定內容和方法

基質理化性質：測定容重和孔隙度等物理指標及pH、電導率等化學指標[12]。

基質養分含量：測定有機質含量和氮磷鉀含量[13]。

番茄產量：采收期全程記錄小區番茄數量和產量，計算總采收果實數量、總產量和單果質量。每次產量用精確度為1 g的電子秤稱量。

番茄品質：每小區選10株，選取第二穗果的成熟果實5個作為1個重復，測定可溶性糖含量、可溶性蛋白質含量、硝酸鹽含量、維生素C含量[14]。

1.4 數據處理

采用SPSS 16.0軟件進行方差分析，采用Microsoft Excel 2007作圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理基質的理化特性和養分含量

不同處理基質的理化性質見表2。各處理基質的容重為0.48～0.61 g/cm3， 總孔隙度為67.47%～73.59%，持水孔隙為64.94%～70.47%，pH為7.73～7.87，能夠滿足番茄生長需求。處理1基質的EC值為2.98，處理2和處理3基質的EC值均大于2.0，處理4和處理5基質的EC值均為1.5左右。

表2 不同處理基質的理化特性

對照（土壤）氮、磷、鉀和有機質含量均最低。各處理基質的養分水平均比CK顯著增加（圖1～圖4），堿解氮含量為476～659 mg/kg、有效磷含量為103～153 mg/kg、速效鉀含量為3 125～7 900 mg/kg、有機質含量為7.68%～16.8%。各處理氮、磷、鉀含量豐富，可以滿足番茄生長需要。

圖1 不同處理基質有效磷含量

圖4 不同處理基質有機質含量

2.2 不同處理對番茄生長發育時期的影響

對照番茄開花期、坐果期和始收期最早，各處理均比CK推遲（表3）。其中，處理1番茄始收期比CK推遲6 d，處理2、處理3、處理4和處理5番茄始收期均比CK推遲4 d。

表3 不同配方基質番茄物候期比較

2.3 不同處理對番茄產量及產量形成因子的影響

由表4可知，對照番茄采收果實數量最少，商品果率最低。處理1番茄果實數量和商品果數量均與CK差異不顯著；處理2果實數量與CK差異不顯著，但商品果數量比CK顯著增加了14.47%；處理3、處理4和處理5的果實數量和商品果數量均比CK顯著增加，其中，商品果數分別增加了25.09%、30.77%和31.87%，總采收果實數分別增加了14.44%、16.19%和20.51%；除處理1外，其他處理番茄商品果率均比CK顯著提高，其中，處理4商品果率最高，達到82.93%。

表4 不同處理對番茄產量的影響

圖2 不同處理基質堿解氮含量

圖3 不同處理基質速效鉀含量

對照番茄平均單果質量最大，為180.5 g。各處理平均單果質量均比CK有所減小，其中處理1、處理2和處理5的平均單果質量分別比CK顯著減小了10.47%、9.09%和8.75%，處理3和處理4的與CK差異不顯著。

對照番茄總產量和商品果產量分別為4 505 kg/畝和3 944 kg/畝，處理1番茄總產量和商品果產量均比CK顯著降低；處理2番茄總產量和商品果產量均與CK差異不顯著。處理3、處理4和處理5番茄產量均比CK顯著增加，其中，處理4番茄總產量增加了12.01%，商品果產量增加了17.60%。

對照番茄商品率為87.54%，處理1和處理5番茄商品率與CK差異不顯著，處理2、處理3和處理4番茄商品率均比CK顯著增加，分別比CK增加了4.65、5.35和4.37個百分點。

2.4 不同處理對番茄果實品質的影響

對照番茄果實維生素C含量（圖5）、可溶性固形物含量（圖6）和可溶性糖含量（圖7）均最低，各處理均比CK顯著增加，其中維生素C含量增幅為13.27%～16.81%。對照番茄可滴定酸含量（圖8）最高，各處理均比CK顯著降低，降幅達11.90%～16.67%。對照番茄糖酸比（圖9）最低，各處理均比CK顯著增加，增幅為31.03%～41.48%。因此，各處理番茄果實品質均比CK顯著改善。

圖5 不同處理對番茄維生素C含量的影響

圖6 不同處理對番茄可溶性固形物含量的影響

圖7 不同處理對番茄可溶性糖量的影響

圖9 不同處理對番茄糖酸比的影響

2.5 不同處理基質的成本比較

試驗基質原料中蛭石為400元/m3、牛糞為70元/m3，菇渣為廢棄物利用不計成本。各原料運輸費忽略不計。由于蛭石含量相同，各處理基質成本隨牛糞含量的增加而增加，處理1、處理2、處理3、處理4和處理5基質成本分別為61元/m3、68元/m3、75元/m3、82元/m3和89元/m3，遠低于市場價400元/m3。

3 結論與討論

本試驗中，各基質配方的物候期均比CK推遲，其中，處理1的開花期、坐果期和采收期分別比CK推遲了2 d、4 d和6 d；處理3、處理4和處理5的物候期相同，開花期、坐果期和采收期分別比CK推遲了1 d、2 d和4 d。一般來說，與土壤栽培相比，基質栽培番茄物候期會提前[5]，本試驗中番茄物候期推遲，可能是黑色防草布保水作用好，降低了基質溫度，番茄根系發育緩慢造成的。

本試驗中，各處理基質養分水平均比CK高，理論上番茄產量應該增加，但處理1和處理2中番茄總產量分別比CK降低了10.47%和7.81%。分析原因，各處理基質EC值差異較大，其中，處理1和處理2基質的EC值分別為2.98和2.55，顯著高于其他處理。番茄苗期適宜的EC值為1.5[15]，成株期適宜的EC值為2.5～3.0[16]，EC值過高會對植物產生抑制和毒害[17]。因而該試驗中，處理1和處理2中番茄總產量降低的原因可能是基質EC值太大，苗期生長受到抑制。處理3、處理4和處理5番茄產量均比CK顯著增加，可能的原因是基質有機質含量較多、孔隙度較大，有利于番茄根系發育。

本試驗中各處理番茄品質衡量指標維生素C含量、可溶性固形物含量及可溶性糖含量均比CK顯著增加，而可滴定酸含量顯著降低，糖酸比顯著增加，可能是各處理有機質含量較高，有機肥含量較大，有利于促進番茄特殊風味物質的形成，品質得到改善，這與王鵬[5]、王博[6]等的研究結果一致。

我國農業廢棄物如菇渣、牛糞等資源多、數量大，利用率低[18]。基質栽培作為無土栽培的主要形式，可以有效利用農業廢棄物[19]，并改善番茄品質、提高番茄產量[5-6]。處理4的基質理化性質符合番茄栽培要求，番茄產量比CK顯著增加17.60%，總產量比CK顯著增加12.01%，商品率比CK增加4.37個百分點，番茄品質顯著改善，成本相對較低。因此，處理4的基質配方可合理利用農業廢棄物，種植番茄產量高、品質好，是適宜的設施番茄有機基質配方。