不同栽培基质配方对番茄生长效应的研究

蔡 海，龚建军，李强栋

（武威职业学院现代农业技术系，甘肃 武威 733000）

农业废弃物资源化利用是未来发展的战略方向，2017年甘肃省提出要在河西地区发展戈壁农业，设施蔬菜及瓜果等特色农产品的栽培面积将逐年扩大，商品基质价格昂贵且不可再生，若能就地取材，资源化利用农业废弃物作为栽培基质，必能带来巨大的经济和生态效益；因此，寻求新型廉价、来源广泛和可再生的栽培基质成为降低资源消耗、农业提质增效的一个有效路径。国内对有机基质配方筛选、理化性质、作物的生长量、产量和品质等方面的研究很多[1-4]，在借鉴前人研究成果的基础上，本研究充分利用当地资源优势，以农业生产废弃物——腐熟的菇渣、炉渣为主要原料，按一定的体积比配制成栽培基质，进行设施蔬菜无土栽培基质配方筛选试验，旨在实现资源化利用农业废弃物，筛选适合本地有机栽培基质配方，为本区域戈壁农业对育苗基质和有机栽培基质的标准化生产提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 基质材料

选用蘑菇渣、草炭、炉渣为原料，蘑菇渣经前期处理后进行充分发酵。其他试验材料：尿素、复合肥、充分腐熟鸡粪、福美双＋多菌灵。

1.1.2 供试品种

供试番茄品种为“美帅2042”。抗TY，抗线虫，粉果番茄杂交一代品种，每穗开花7～8朵，中早熟，易坐果，商品率高，果实硬度好，耐贮运。

1.2 试验设计

试验于2017年10月—2018年4月在武威职业学院智能温室进行。采用完全随机试验设计，共有8个处理（表1），各处理配比为体积比，试验采用塑料篮子（长×宽×高：45 cm×35 cm×25 cm）栽培，体积为39.4 d m3，填装基质体积为30.5 dm3，每处理种植4盆，每盆种植4株，以草炭∶炉渣＝1∶1的处理为对照（CK）。供试番茄于10月12日定植，定植时浇透水，定植5 d后视植株长势和天气情况浇水。

1.3 测定项目及方法

植株生长势：定植后90 d测定番茄株高（从地面至生长点）、第5节茎粗，每重复取3株。产量：3月5日测定单果质量和单株产量，折算667 m2产量。叶绿素含量：用SPAD-502PLUS叶绿素仪测定番茄植株的叶绿素相对含量，每重复取3株。根系活力：用TTC（氯化三苯基四氮唑）法测定根系琥珀酸脱氢酶活性。基质理化性状：随机取样，风干，然后测定容重、总孔隙度、pH值、EC值；研磨过筛后，测定矿质元素含量。

1.4 数据分析

数据均为4次重复的平均值，采用SPSS 13.0统计软件进行单因素方差分析处理数据，并运用Duncan检验法对显著性差异进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 定植前基质理化性状的差异

基质良好的理化性质可以充分发挥作物生长潜能，为植物根系提供足够的营养物质和优越的生长环境，最终取得高产。由表2可知，试验中各处理基质的容重均在合理的栽培范围之内，其中T4的容重是0.50 g/cm3，低于其他处理，处理T1的容重最大，为0.91 g/cm3。各处理的总孔隙度均在番茄的适宜生长范围之内（30.12%～52.59%）。试验中T5的有机质含量最高，为21.89%，表明T5在番茄整个生长期间供肥能力要好于其他各处理，最低的为处理CK，为15.00%。试验中各处理基质的pH值均存在差异，pH值在7.43～8.30，略超过了番茄适宜生长范围，基本不会影响番茄的生长；各处理基质EC值范围在1.22～2.91，在番茄适宜生长范围。碱解氮、速效磷和速效钾含量能够表征各种基质配方的肥力水平，试验中T5碱解氮和速效磷含量最高，分别为227.1、760.4 mg/kg，处理T1的碱解氮含量明显低于其他处理，为76.2 mg/kg；处理T1、T6的速效磷含量明显低于其他处理；处理T1的速效钾含量最高，为320.6 mg/kg。

2.2 不同基质配方对番茄生长发育及生理特性的影响

由表3可以看出各种基质配方对番茄株高有显著影响。T1、T3、T5的株高显著高于其他处理；不同处理相比，T1～T6基质配方对茎粗影响差异不显著，处理T7与CK无显著差异。

表1 基质材料组合体积比例

表2 不同处理基质的主要理化性质

影响植株光合作用最直接的因子是叶片叶绿素含量，一般来说，植物叶片叶绿素含量高时叶片光合作用能力较强，较强的光合作用可以积累更多的营养物质，尤其是在光强较弱的的情况下，其作用更加明显。从表3可以看出，各处理的叶绿素含量有显著性差异。不同处理相比，T5的叶绿素含量显著高于其他处理，为8.24 μg/g，T1、T2与CK差异不显著。

叶面积指数是反映作物群体大小的较好的动态指标，高产栽培首先应考虑获得适当大的叶面积指数。各种基质配方对番茄叶面积指数有显著影响（表3），T5与T6差异不显著，均显著大于其他处理，CK与T7差异不显著，叶面积指数最小。

根系活力（TTC还原强度）是反映植株吸收功能的重要指标。不同基质配方决定不同基质处理的理化性质，从而带来根际环境有较大差异，进而影响根系活力。从表3可以看出，各处理之间根系活力有明显的差异，T5的根系活力显著高于其他处理。

2.3 不同基质配方对番茄产量的影响

从表4可以看出，各处理间在单果质量、单株产量和667 m2产量上均存在明显差异。T5与T3产量之间差异不显著，T5的667 m2产量最高，为6 206.49 kg，处理T7与CK的667 m2产量无显著差异。

3 结论与讨论

基质理化性状直接影响作物的生长发育，草炭和蘑菇渣都是有机基质，具有生物活性，含有丰富的营养，具有较高的持水能力和较强的缓冲能力。本试验采用蘑菇渣、草炭与炉渣为基质主要原料，在创造适宜的基质理化性状的情况下，保证蔬菜作物从有机基质中吸收水分和养分，促进作物的生长发育，增产效果较好。

表3 不同处理基质的番茄生理指标

表4 不同处理基质的番茄产量比较

陈娟等[5]发现，混合基质（草炭＋珍珠岩＋蛭石＋有机肥）处理有利于番茄前期的生长发育与产量的显著提高。康丽敏[6]认为以腐熟羊粪∶菇渣∶珍珠岩＝1∶2∶1的体积比组合为温室番茄栽培的最优组合。也有报道[7]发现，蔬菜废弃物、玉米秸秆、牛粪、发酵菌剂体积比为100∶4∶2∶0.25的处理，其番茄的产量较对照增长了97%。杜中平等[8]研究表明，以牛粪、羊粪、菇渣、河沙为基质配方，黄瓜果实品质、果实特性和产量等方面都有显著提高。本试验结果表明，不同基质配方相比，T5（草炭∶炉渣∶蘑菇渣＝1∶1∶2）的碱解氮含量、有机质含量较高，速效磷、速效钾也处于较高水平，因此其植株长势较强，株高、茎粗显著优于对照，说明基质配方中，适当增加蘑菇渣的比例栽培效果较好。与对照相比，T7的碱解氮含量、有机质含量较低，植株长势最弱，不能作为番茄生长的基质配比，说明基质配比中炉渣的含量不能太大。

叶绿素含量与叶片光合速率密切相关[9-10]，根系活力影响着植物生长、营养水平、产量和品质。本试验中T5含有丰富的矿质元素和适宜的生长空间，利于根系的生长，增强了植物的根系活力；相反，以炉渣为主的基质，保水性差，空隙度过大，不利于植株根系的生长，对根系活力产生负面的影响。

段崇香等[11]进行黄瓜的有机基质栽培，结果表明有机基质对保护地番茄产量有明显的增产效果。本试验结果表明，在番茄结果盛期，处理T5的产量显著高于其他处理。可见在番茄产量方面，处理T5可以代替对照。

本试验选配的8个有机基质配方都含有丰富的养分，理化性状良好，基本能满足番茄生长需要。各处理基质的pH值在7.43～8.30，处理T5的有机质、碱解氮和速效磷含量最高，分别为21.89%、227.1 mg/kg、760.4 mg/kg。不同基质配方对番茄株高、叶绿素含量、叶面积指数和根系活力影响显著不同，处理T5的番茄植株生长比较旺盛，株高、叶绿素含量、叶面积指数和根系活力都优于其他处理。不同基质处理对番茄产量的影响也非常显著，处理T3、T5的增产效果较好，因此，综合推荐应用配方T5。