不同农业废弃物发酵复配番茄栽培基质研究

米兴旺，王学强，何 萌，李 波，李 娟

（酒泉市农业科学研究院，甘肃酒泉735000）

番茄（Lycopersiconesculentum）因其营养丰富，果实柔软多汁、酸甜可口而深受消费者喜爱。目前，番茄是我国种植面积排名第四的蔬菜品种，也是河西地区日光温室主栽蔬菜之一，番茄产业已成为我国蔬菜产业的重要组成部分[1]。

目前，以农业废弃物为原料的有机基质栽培技术在设施生产中得到了广泛应用，有机基质配方及其配套栽培技术研究不仅低成本解决了日光温室蔬菜的连作障碍问题，而且为盐碱地、撂荒地、荒漠化土地、污染废弃地等大量不可耕种土地的日光温室高效利用提供了有效途径。有机基质的核心是适当的基质，而基质的选择是栽培成功与否的关键[2]。不同地区基质原料千差万别，具有很强的地区特殊性，因此结合不同地区特点，选择开发成本低、资源丰富、养分充足、易于处理且无污染的有机基质成为有机基质栽培研究的关键[3]。甘肃省河西地区是全国最大的杂交玉米种子生产基地[4]，制种产业目前已初具规模，秸秆资源丰富，可利用潜力大。玉米芯、秸秆因其质地疏松多孔、营养丰富、价格低廉，成为替代草炭的理想原料。现以河西地区主要农业废弃物秸秆、玉米芯、牛粪为原料开展番茄栽培基质配方筛选试验，旨在通过对农业废弃物的基质化利用，替代草炭，为设施番茄基质栽培配方研究及品质提升提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

研究区位于河西走廊西部的酒泉市，深居内陆，远离海洋，属大陆性干旱气候，其特点是太阳辐射强且日照时间长，年平均日照时数在3 056 h，日照百分率平均69%；四季分明，冬冷夏热，温差大，常年最高温度36.6℃，最低为-29.8℃，年均温7.5℃，无霜期127～158 d；该区降雨少，蒸发强烈，蒸发量大，热量充沛，光照充足，戈壁面积大，地势平坦，是发展戈壁设施农业的理想区域之一[5]。试验日光温室为全钢架装配型温室，东西走向，跨度10 m、脊高4.9 m，长度80 m，可以满足番茄越冬生产对温光环境的需求。

1.2 供试材料

番茄供试品种为金抗1号，无限生长型大果番茄。

基质原料因地制宜，以玉米、小麦、向日葵、棉花秸秆、牛粪作为主要发酵原料，辅以河沙、蛭石复配6种配方，复配基质配方见表1，以试验区生产中大面积应用的商品基质为对照；氮磷钾肥全部作追肥，定植至第一穗果开花期间不追肥，第一穗果开花后至拉秧期间，每周滴灌追肥1次，每次追施N-P205-K2O=26.55 kg/hm2-9.6 kg/hm2-37.8 kg/hm2。

1.3 试验设计

试验于2019年10月—2020年5月在甘肃省酒泉市肃州区东洞戈壁生态农业产业园区进行。采用下挖槽式基质栽培，槽内径0.6 m，槽深0.3 m，槽长8.6 m，走道宽0.8 m，小区（每槽）面积12.04 m2。10月22日定植，株距40 cm。随机区组排列，每个栽培槽为1个处理，3次重复。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 番茄生长指标 每处理选择10株挂牌，在定植30 d、60 d、90 d测定株高、茎粗等生长指标；试验结束时，取样测定单株干鲜质量。

1.4.2 番茄品质和产量的测定 2020年2月12日开始采收果实，2020年4月30日采收结束。记录每次采摘番茄的产量、果实个数。于盛果期取各处理相同部位的果实进行Vc、可溶性固形物、可溶性总糖、有机酸和糖酸比的测定。

1.5 数据统计

采用SPSS 19.0和EXCEL 2013软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同农业废弃物发酵基质对番茄生长发育特性的影响

2.1.1 不同农业废弃物发酵基质对番茄生长指标的影响 由表2可知，C、F、A处理的生育期接近，各穗花开均比处理E提前1～4 d，较CK提前3～7 d。C、F、A处理始收期比E处理提前6 d以上，比CK处理提前8 d以上，集中上市期比其他处理提前了7 d左右。

表1 不同基质配方的原料比例（V/V）

表2 不同农业废弃物发酵基质栽培番茄生长发育调查

2.1.2不同农业废弃物发酵基质对番茄植株株高的影响 番茄株高是衡量番茄生长发育的重要指标。由图1可以看出，随着生长发育的推进，各配方植株株高均呈增长趋势，且生长速率呈现出“先快后慢”的特点。相对于其他处理，配方C植株累计株高最高。定植30 d，试验基质配方较CK提高15.87%～27.52%；定植60 d，植株处于开花结果期，株高增长进入缓慢期，处理间株高差距减小，试验基质配方株高仍显著高于CK，较CK提高7.73%～13.93%。可见，复配基质有利于作物的生长。

图1 不同基质配方对番茄植株株高的影响

2.1.3 不同农业废弃物发酵基质对番茄植株茎粗的影响 由图2可知，定植90 d内植株茎粗随栽培时间的延长呈增长趋势，且生长速率与株高相似，都呈现出“先快后慢”的特点。相较于其他处理，C处理的植株茎粗最大，CK的茎粗最小，两者差异显著。定植30 d，所有试验基质配方的茎粗均显著高于CK，较CK提高14.95%～29.11%；定植60 d，C、F处理均显著高于CK，较CK高25.63%～42.05%；定植90 d，C、F处理均显著高于CK，较CK高13.25%～14.71%。

图2 不同基质配方对番茄植株茎粗的影响

2.1.4 不同农业废弃物发酵基质对番茄植株干鲜质量的影响 由表3可知，试验番茄地上部和全株的干鲜质量除E外，所有配方基质均显著高于CK。地上部鲜质量、地上部干质量、全株鲜质量和全株干质量分别较CK增加1.1%～30.39%、6.73%～26.09%、5.82%～29.45%、6.53%～25.72%，其中以配方C各项指标最高。可知，配方C、F的田间表现优秀，植株健壮、物质积累量较高。

2.2 不同农业废弃物发酵基质对番茄产量的影响

图3 不同基质配方单位面积产量

表3 不同基质配方对番茄干鲜质量的影响

图4 不同基质配方单株产量

图5 不同基质配方单株结果数

图6 不同基质配方单果重

由图3、图4、图5、图6可知，各配方的产量均高于CK，试验基质配方C、F、A的番茄产量均达到112 500 kg/hm2以上，与CK相比，超出CK产量的21.58%～30.59%，其中处理C的产量、单株产量、单果质量均最高，产量达122 958.45 kg/hm2，单株产量3.61 kg，单果重171.7 g，显著高于CK 30.59%、26.19%、26%；各处理单株结果数均显著高于CK，但处理之间无显著差异；除配方E外，所有配方的单果质量均显著高于CK，超出CK单果重的2.7%～26%，其中以处理C最高，A、F次之。

2.3 不同农业废弃物发酵基质对番茄果实品质的影响

由表4可知，各配方与CK相比，提高了番茄可溶性固形物、Vc、有机酸的含量，C、A、F的可溶性总糖、Vc含量均显著高于其他配方，糖/酸均在适宜糖酸比4～6范围内[6]，说明这3种配方可有效提高番茄品质。

3 结论

曹云娥等[7]研究表明：农业有机废弃物栽培番茄可促使番茄上市期提前，并且植株生长健壮。本试验结果表明：C、F、A始收期集中，集中上市期比其他处理提早了7 d左右；整个生育期内，C、F的田间表现较优，株高、茎粗及干物质积累均显著高于其他处理，植株健壮。

颉旭等[8]、高新昊等[9]研究表明：农业废弃物发酵后的产物复配栽培基质能显著提高作物产量。本试验结果表明：配方A、C、E、F产量均显著高于CK，且超出CK的21.58%以上，其中C、F、A的番茄产量都达到112 500 kg/hm2，与CK相比，超出CK产量的21.58%～30.59%，C产量、单株产量、单果质量均最高，产量达122 958.45 kg/hm2，单株产量3.61 kg，单果重171.7 g，显著高于CK 30.59%、26.19%、26%。可能的原因：一是不同农业废弃物基质原料复配后基质理化性状差异较大，植株对养分的吸收利用出现差异；二是不同配方基质的根际环境不同，养分释放速度与释放量存在差异。

谷建田等[10]研究表明：基质配方为草炭∶蛭石=1∶2，能显著提高作物的品质。张志斌等[11]研究表明：栽培基质可明显提高番茄的总糖含量。本研究表明：C、F可溶性总糖、Vc含量均显著高于其他配方，糖/酸均在适宜范围内，可有效提高番茄品质。

表4 不同农业废弃物发酵基质对番茄果实品质的影响

综上所述，C（小麦秸秆∶玉米芯∶牛粪∶蛭石∶河沙=2∶1∶3.5∶1∶2.5）、F（玉米秸秆∶向日葵秸秆∶玉米芯∶牛粪∶蛭石∶河沙=1.5∶0.5∶1∶3.5∶1∶2.5）处理下番茄植株生长健壮，品质风味良好，果实产量高，且基质原料资源丰富，价格低廉，可作为酒泉戈壁日光温室番茄栽培基质推广及应用。