4种有机生态型无土栽培组合基质对番茄品质和效益的影响

魏淑莲

（肃南裕固族自治县自然资源局，甘肃 肃南 734000)

传统的有机生态型无土栽培技术主要采用草炭、蛭石和珍珠岩作栽培基质，其存在的主要问题是：草炭是不可再生资源，并且长期开采对湿地生态环境造成严重的破坏；蛭石是次生矿物，需经1 000 ℃高温煅烧才能利用，在煅烧过程中需要消耗巨大的能源；草炭、蛭石和珍珠岩销售价格昂贵，增加了生产成本。经社会实践调查，甘肃省酒泉市年产农业有机物料资源量达651.21万t（畜禽粪便527.88万t，作物秸秆104.88万t，沼渣和食用菌渣14.84万t，饼肥3.61万t），用于饲料、还田、肥料的占比55%，剩余293.04万t的农业有机物料随意堆放，对农村生态环境造成了污染。经室内分析，这些农业有机物料含有机质43.61%～49.56%、N 1.56%～1.78%、P2O50.29%～0.33%、K2O 1.56%～1.78%，而重金属离子H g、C d、C r和P b含量均小于国家规定（GB 8172—87）的含量标准。

关于栽培基质前人做了大量的研究工作，例如将河沙与草炭、蛭石、珍珠岩按照体积比1∶1∶1∶1混合，降低了基质的容重和EC值，增大了总孔隙度，提高了有机质和速效氮磷钾含量[1]。将香蕉与菠萝废弃茎叶[2]、菌渣[3]、椰糠[4]与蛭石等混合用于基质育苗，可提高蔬菜幼苗综合素质，使根系活力和长势等指标都最高。将花生壳[5]、腐熟鸡粪与草木灰[6]、牛粪[7]、稻壳[8]、菌渣[9]、沼渣与醋糟[10]和草炭、珍珠岩、蛭石等混合进行蔬菜无土栽培，促进了黄瓜、大白菜、生菜、甜瓜、番茄、青椒等蔬菜作物的生长发育，改善了农艺性状和经济性状；还有研究发现发酵玉米秸秆[11]、木屑与棉籽壳[12]可替代草炭与珍珠岩，竹条炭化制备的生物炭[13]可部分替代草炭作为栽培基质，而玉米秸秆+食用菌渣+鸡粪、高粱秸秆+锯末渣+羊粪、葵花秸秆+沼渣+猪粪、油菜秸秆+葡萄酒渣+牛粪对番茄品质和效益影响的研究未见文献报道。为了解决上述问题，本文进行了4种有机生态型无土栽培组合基质对番茄品质和效益影响的研究，旨在为甘肃非耕地设施蔬菜有机生态型无土栽培研究及开发价格低廉的基质提供技术参考。

1 材料和方法

1.1 试验时间与地点

试验于2019年在甘肃省酒泉市肃州区银达镇六分村非耕地节能日光温室内进行，温室长90 m，脊高4.0 m，跨度8.0 m，墙体底宽1.8 m，上口宽1.4 m，在温室内用砖、水泥砌成长6.5 m，宽0.6 m，深0.3 m的栽培槽，槽间距60 cm，槽南侧留直径3 cm的排水孔，滴灌栽培，栽培用水全部循环利用。

1.2 试验材料

番茄专用肥（自制，尿素、磷酸二铵、硫酸钾、硫酸锌、硼酸和钼酸铵按风干质量比0.334 5∶0.445 0∶0.180 6∶0.022 2∶0.011 1∶0.006 6混合）；鸡粪、羊粪、猪粪、牛粪、食用菌渣、沼渣、锯末渣、葡萄酒渣、玉米秸秆、高粱秸秆、葵花秸秆、油菜秸秆、草炭、蛭石、珍珠岩、秸秆发酵剂等均购于当地市场。番茄品种FA-189，由以色列选育。

1.3 试验方法

1.3.1 组合基质发酵方法

配制基质前，将各种物料分别粉碎后过10 mm筛，喷自来水，使水分含量达到60%～65%[14]，堆成高2.0 m的梯形，盖上废旧塑料薄膜，在塑料薄膜上开直径3～5 cm小洞若干个，堆在温室内（室温25～30 ℃）发酵，发酵时间和参数见表1，发酵结束后，将物料放置在阴凉干燥处自然风干（含水量小于5%）备用。

表1 参试材料发酵参数

1.3.2 试验处理

试验共设计5个处理，处理1，草炭∶蛭石∶珍珠岩＝0.5∶0.3∶0.2；处理2，玉米秸秆∶食用菌渣∶鸡粪＝0.5∶0.3∶0.2；处理3，高粱秸秆∶锯末渣∶羊粪＝0.5∶0.3∶0.2；处理4，葵花秸秆∶沼渣∶猪粪＝0.5∶0.3∶0.2；处理5，油菜秸秆∶葡萄酒渣∶牛粪＝0.5∶0.3∶0.2，均为体积比。以处理1为对照，每处理3次重复，随机区组排列。

1.3.3 种植方法

在栽培槽内填入10 cm厚核桃大小泡沫板，铺1层编织袋后填入20 cm厚的栽培基质，压实整平，每个处理填入15个栽培槽。2019年4月1日选择苗龄80 d的番茄苗定植，株距35 cm，每槽定植2行。灌溉水pH值调到6.5～6.8，采用膜下滴灌，定植前一次性灌透，定植后再灌1次，以后每隔7 d灌溉1次，每次灌水量120 m3/hm2。番茄第1果穗、第2果穗、第3果穗核桃大小时分别追施番茄专用肥3.0 t/hm2，追肥穴施，施肥深度10 cm。

1.3.4 样品采集与指标测定

番茄收获时每个小区随机选择3垄，每垄采集5株分别测定株高、茎粗、单果质量、单株果质量，每个小区每次采收分别计产，将小区平均产量换算成公顷产量。株高采用钢卷尺测量；茎粗采用游标卡尺测定主茎基部1 cm处；番茄果实硝酸盐测定采用水杨酸硝化法；VC测定采用2,6-二氯靛酚滴定法；可溶性糖测定采用蒽酮-硫酸法；可溶性蛋白测定采用考马斯亮蓝G-250染色法；可溶性固形物采用折射仪测定；可滴定酸测定采用碱滴定法[15]；产值按产值＝产量×产品市场销售价格求得；基质成本按基质成本＝基质施用量×基质市场售价求得；基质利润按基质利润＝产值-基质成本求得。

1.4 数据分析方法

采用SPSS 19.0软件进行数据统计分析，采用Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 有机生态型组合基质对番茄生长和品质的影响

2.1.1 对番茄生长的影响

由表2可知，不同处理番茄株高和茎粗由大到小的变化顺序依次均为：处理2＞处理5＞处理4＞处理3＞处理1（对照）。处理2的株高和茎粗较对照分别增加8.38%、8.80%，均达极显著差异水平；处理5、处理4的株高和茎粗也都极显著高于对照；处理2、处理5、处理4这3个处理各指标之间均无显著差异，但都极显著高于处理3。

2.1.2 对果实品质的影响

由表3可知，果实可溶性糖和可溶性固形物方面，不同处理由大到小的变化顺序依次均为：处理2＞处理5＞处理4＞处理3＞处理1（对照）。处理2、处理5、处理4的可溶性糖和可溶性固形物含量均极显著高于对照，其中处理2的可溶性糖和可溶性固形物含量较对照分别增加19.57%和25.04%；处理3的可溶性糖含量极显著高于对照，可溶性固形物含量则显著高于对照。处理2与处理5相比较，可溶性糖和可溶性固形物含量差异不显著；与处理4相比较，差异均显著；与处理3比较，可溶性糖含量差异显著，可溶性固形物含量差异极显著。

VC和可溶性蛋白质含量方面，不同处理由大到小的变化顺序依次均为：处理2＞处理4＞处理5＞处理3＞处理1（对照）。处理2、处理4、处理5的VC和可溶性蛋白质含量均极显著高于对照和处理3，其中处理2较对照VC和可溶性蛋白质含量分别增加15.10%和17.74%；处理3则显著高于对照。处理2、处理4之间无显著差异，但都显著高于处理5（表3）。

可滴定酸方面，不同处理由小到大的变化顺序依次为：处理2＜处理5＜处理3＜处理4＜处理1（对照）；处理2、处理5、处理3、处理4均极显著低于对照，其中处理2较对照降低了23.53%；处理2与处理5差异不显著，与处理3、处理4差异均达极显著水平。硝酸盐含量方面，不同处理由小到大的变化顺序依次为：处理2＜处理5＜处理4＜处理3＜处理1（对照）；处理2、处理5、处理4、处理3均极显著低于对照；其中处理2较对照降低22.87%，处理2与处理4、处理5之间差异不显著，但显著低于处理3（表3）。

2.2 有机生态型组合基质对番茄产量性状和经济效益的影响

由表4可知，不同处理番茄单果质量、单株果质量、产量、产值和净利润由大到小的变化顺序依次均为：处理2＞处理5＞处理4＞处理3＞处理1（对照）。处理2、处理5、处理4、处理3的单果质量、单株果质量、产量和净利润均极显著高于对照；处理2、处理5、处理4的产值均显著高于对照，处理3与对照差异不显著；其中处理2的单果质量、单株果质量、产量、产值和净利润较对照分别增加10.68%、10.76%、9.55%、7.68%和17.71%，处理2与处理5、处理4的单果质量、单株果质量、产量、产值和净利润差异均不显著，与处理3之间则差异均显著。

表2 有机生态型无土栽培组合基质对番茄植株生长的影响

表3 有机生态型无土栽培组合基质对番茄品质的影响

表4 有机生态型无土栽培组合基质对番茄产量和经济效益的影响

3 结论与讨论

不同处理番茄株高、茎粗、果实可溶性糖与可溶性固形物含量、单果质量、单株果质量、产量、产值和净利润由大到小的变化顺序依次均为：处理2＞处理5＞处理4＞处理3＞处理1；果实VC和可溶性蛋白质含量由大到小的变化顺序依次为：处理2＞处理4＞处理5＞处理3＞处理1；果实硝酸盐由小到大的变化顺序依次为：处理2＜处理5＜处理4＜处理3＜处理1；可滴定酸由小到大的变化顺序依次为：处理2＜处理5＜处理3＜处理4＜处理1。可见处理2（玉米秸秆∶食用菌渣∶鸡粪体积比0.5∶0.3∶0.2）比其他处理有利于降低番茄硝酸盐和可滴定酸含量，促进番茄生长，提高番茄产量、品质和效益。

孙升学等[16]进行番茄有机生态型无土栽培基质筛选试验发现，食用菌渣代替草炭作为基质进行无土栽培，可以大幅度降低栽培基质成本，本研究也得出了相同的结论。4种有机生态型无土栽培组合基质提高了番茄产量、可溶性糖、可溶性固形物、VC和可溶性蛋白质含量，降低了番茄硝酸盐和可滴定酸含量，这种变化规律与王建湘等[17]、张瑜等[18]的研究结果一致。究其原因：一是有机生态型无土栽培组合基质提高了基质有机质含量，因而改善了番茄的品质；二是有机生态型无土栽培组合基质肥效较长，可源源不断地供给番茄营养，因而提高了产量。处理2（玉米秸秆∶食用菌渣∶鸡粪体积比0.5∶0.3∶0.2）与处理4（葵花秸秆∶沼渣∶猪粪体积比0.5∶0.3∶0.2）、处理5（油菜秸秆∶葡萄酒渣∶牛粪体积比0.5∶0.3∶0.2）相比较，番茄长势、产量性状、产值和净利润差异不显著，在生产实践中，可以依据当地的有机物料资源，采用处理2、处理4、处理5配方基质进行蔬菜有机生态型无土栽培。

本研究采用玉米秸秆、高粱秸秆、葵花秸秆、油菜秸秆、食用菌、锯末渣、沼渣、葡萄酒渣和畜禽粪便代替传统基质材料草炭进行有机生态型无土栽培，解决了草炭大量开发使用对湿地生态环境破坏的问题，有效降低了基质成本和农业有机废弃物对乡村环境的污染，促进了农村废弃资源的循环利用，提高了农业废弃物资源的利用率。本研究中的4种有机生态型无土栽培组合基质的物理性质、化学性质、持水量、养分变化规律可能存在较大差异，还有待进一步研究。