劉中良,焦娟,谷端銀,張艷艷,高俊杰
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菌渣基質(zhì)栽培對(duì)日光溫室番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響
劉中良,焦娟,谷端銀,張艷艷,高俊杰通信作者
(山東省泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,山東 泰安 271000)
為了有效地實(shí)現(xiàn)菌渣的循環(huán)利用,本試驗(yàn)以金針菇菌渣為主要原料,研究菌渣基質(zhì)對(duì)設(shè)施栽培番茄的品質(zhì)、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益等的影響。結(jié)果表明,菌渣基質(zhì)番茄栽培可以顯著改善其果實(shí)的品質(zhì),早春茬番茄果實(shí)維生素C含量較對(duì)照的土壤栽培增加10.26%,秋冬茬增加16.54%,各處理間差異顯著。菌渣基質(zhì)栽培番茄的果實(shí)(鮮重)茄紅素含量最高為165.48 mg/kg,較對(duì)照的土壤栽培提高11.04%。菌渣基質(zhì)栽培早春茬番茄果實(shí)的糖酸比為8.59、秋冬茬為8.52,口感較土壤栽培更佳。此外,早春茬、秋冬茬菌渣基質(zhì)栽培番茄產(chǎn)量分別為166 304.25 kg/hm2、150 935.25 kg/hm2,均顯著高于對(duì)照。早春茬、秋冬茬菌渣基質(zhì)栽培番茄效益較對(duì)照分別提高了182 253.90元/hm2、151 074.75元/hm2。本研究表明,在番茄基質(zhì)栽培中菌渣的利用具有可行性,為菌渣的高效利用和番茄的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供了一定的理論依據(jù)。
菌渣;番茄;品質(zhì);產(chǎn)量
設(shè)施蔬菜是我國(guó)集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要部分,具有茬口多、復(fù)種指數(shù)高和經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn),種植面積穩(wěn)步擴(kuò)大,其中2016年栽培面積達(dá)391.5萬(wàn)hm2[1-2]。為了提高效益,生產(chǎn)中過(guò)量施肥噴藥現(xiàn)象普遍,且蔬菜設(shè)施蒸發(fā)量大及受雨水淋濾少等特點(diǎn),導(dǎo)致土壤鹽分累積、養(yǎng)分和維生物群落失衡以及土傳病害頻發(fā)等連作障礙問(wèn)題,嚴(yán)重影響設(shè)施蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì),制約著設(shè)施蔬菜的可持續(xù)發(fā)展[3-4]。
我國(guó)是食用菌生產(chǎn)大國(guó),產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70%以上[5]。食用菌產(chǎn)業(yè)每年至少產(chǎn)出1 500萬(wàn)t菌渣,若沒(méi)有得到充分的再利用,將嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,且造成資源浪費(fèi)[6-7]。當(dāng)前,我國(guó)菌渣利用率約33%[8],如何實(shí)現(xiàn)菌業(yè)循環(huán)模式進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源的高效利用成為研究的熱點(diǎn)[9],特別在蔬菜育苗、有機(jī)肥和土壤改良劑領(lǐng)域已開(kāi)展了大量研究[10-12]。吳慧等[13]研究發(fā)現(xiàn),雙孢菇菌糠基質(zhì)可顯著提高花椰菜幼苗的壯苗指數(shù);陳貽釗等[14]研究表明,茶樹(shù)菇菌糠∶紅泥土=7∶3的配方較適宜西瓜育苗;而番茄育苗以菇渣∶草炭∶蛭石=1∶1∶1較佳[15];韓道杰[16]研究認(rèn)為,菇渣發(fā)酵物:草炭∶蛭石∶珍珠巖:=0.75∶1∶1∶1較適宜番茄育苗。趙海亮等[17]研究發(fā)現(xiàn),菇渣和腐熟牛糞等體積混合后,與沙化土以體積比1∶1配制栽培的番茄產(chǎn)量高、品質(zhì)好,也有研究表明菇渣∶草炭∶蛭石∶珍珠巖=3∶3∶3∶1番茄產(chǎn)量較高[18];毛碧增等[19]也做了相關(guān)研究。此外,菌渣作為有機(jī)肥還田在青椒[20]、馬鈴薯[21]、大白菜[22]、油麥菜[23]和生菜[24]等蔬菜上研究多見(jiàn)報(bào)道,設(shè)施青椒菌渣腐熟還田產(chǎn)量顯著高于麥秸和稻殼等農(nóng)業(yè)廢棄物,產(chǎn)量達(dá)48 255. 75kg/hm2[20]。張黎杰等[25]研究菌渣復(fù)合基質(zhì)栽培黃瓜發(fā)現(xiàn),菌渣雞糞混合發(fā)酵料(體積比3∶1)∶蛭石∶珍珠巖= 4∶1∶1栽培的溫室黃瓜產(chǎn)量較土壤對(duì)照提高了321.0%,果實(shí)可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)等品質(zhì)指標(biāo)顯著改善。
目前,關(guān)于菌渣循環(huán)利用的研究主要集中在育苗基質(zhì)、配方栽培基質(zhì)和有機(jī)肥等方面,但關(guān)于以菌渣為主料栽培設(shè)施番茄的研究尚無(wú)報(bào)道。本研究以菌渣作為無(wú)土栽培基質(zhì)的主料,研究其對(duì)番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響,以期為設(shè)施番茄有機(jī)基質(zhì)栽培和菌渣的高效利用提供理論依據(jù)。
供試番茄(Mill.)品種為‘金棚218號(hào)’(種子購(gòu)自西安金棚種苗有限公司)。菌渣(金針菇)、稻殼和麩皮由山東泰安市惠天現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司提供,菌渣的主要成分是玉米芯,其他有麩皮、石膏和石灰。栽培基質(zhì)配方為菌渣∶稻殼∶麩皮=20∶1∶1,此配方為山東省泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院多年研究成果,且已大面積推廣。菌渣基質(zhì)發(fā)酵前每40 m3加入紅糖1 kg、尿素10 kg,堆制腐熟,費(fèi)用合計(jì)8 400元,可連續(xù)栽培6茬番茄。菌渣養(yǎng)分含量見(jiàn)表1。
表1 菌渣(金針菇)養(yǎng)分含量
試驗(yàn)分別于2016年2月25日—7月13日(早春茬)、2016年8月20日—2017年2月15日(秋冬茬)在山東省泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院示范基地(泰安市岱岳區(qū)房村鎮(zhèn)北埠村)日光溫室中進(jìn)行。試驗(yàn)溫室10個(gè)。溫室的長(zhǎng)度、跨度和高度分別為90 m、12 m和4.8 m。菌渣槽規(guī)格為:長(zhǎng)寬深分別為8 m、40 cm和30 cm,走道100 cm,走道和槽邊鋪設(shè)黑色地布。對(duì)照為土壤栽培,與菌渣種植模式一樣,大小行定植,株行距30 cm×70 cm,對(duì)照土壤栽培0~20 cm耕層養(yǎng)分含量見(jiàn)表2。每個(gè)溫室設(shè)置2個(gè)處理,1個(gè)基質(zhì)栽培處理,1個(gè)土壤栽培處理(對(duì)照),3次重復(fù)?;|(zhì)栽培和對(duì)照土壤栽培灌溉和追肥均采用滴灌+文丘里施肥器的水肥一體化系統(tǒng),定量定額灌溉施肥,肥料為金正大水溶肥20-20-20+TE(N+P2O5+K2O≥60%,微量元素TE 0.3%~3.0%)。滴灌定植水量為60 m3/hm2,緩苗水量為45 m3/hm2,緩苗水后至拉秧每4 d澆一水,30 m3/hm2,隔1水澆1肥,用量30 kg/hm2。早春茬、秋冬茬各需肥料40 kg/hm2,18 000元/hm2,早春茬和秋冬茬均5穗果摘心打頂,每穗留4個(gè)果,其他常規(guī)管理。
表2 土壤養(yǎng)分含量
在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院農(nóng)業(yè)部園藝作物生物學(xué)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室和作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定。于第三穗果成熟時(shí),隨機(jī)選取30個(gè)果實(shí)測(cè)定單果重和品質(zhì)。番茄茄紅素含量采用高效液相色譜法測(cè)定[26],維生素C、可溶性糖和有機(jī)酸含量分別采用紫外快速測(cè)定法、蒽酮比色法和滴定法測(cè)定[27]。拉秧時(shí)累計(jì)產(chǎn)量,按照當(dāng)季番茄均價(jià)和肥料價(jià)格計(jì)算收益和經(jīng)濟(jì)效益。
收益=產(chǎn)量×價(jià)格
經(jīng)濟(jì)效益=效益-肥料成本-基質(zhì)成本
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用EXCEL2003和DPS7.05軟件進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析。
果實(shí)維生素C、可溶性糖、有機(jī)酸、糖酸比和番茄茄紅素含量等是評(píng)價(jià)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo),其中糖酸比是衡量果實(shí)口感品質(zhì)的重要指標(biāo)。由表3可知,菌渣栽培可以顯著改善番茄果實(shí)的品質(zhì),其中早春茬番茄果實(shí)(鮮重)維生素C含量為1.72 mg/kg,較土壤栽培增加10.26%,秋冬茬較土壤栽培增加16.54%,處理間差異顯著。番茄茄紅素含量和維生素C含量趨勢(shì)一致,最高達(dá)165.48 mg/kg,較土壤栽培提高11.04%??扇苄蕴呛陀袡C(jī)酸含量決定番茄的口感品質(zhì),菌渣栽培可以提高可溶性糖含量,降低有機(jī)酸含量,早春和秋冬茬各處理間可溶性糖含量差異顯著,而有機(jī)酸含量無(wú)差異?;|(zhì)栽培番茄果實(shí)糖酸比早春茬為8.59、秋冬茬8.52,口感優(yōu)于土栽。
表3 菌渣基質(zhì)栽培對(duì)日光番茄品質(zhì)的影響
注:表中同列不同小寫(xiě)字母表示在0.05水平下的差異顯著性
由表4可見(jiàn),相對(duì)于土壤栽培,菌渣栽培顯著提高番茄的產(chǎn)量,早春茬、秋冬茬菌渣栽培番茄產(chǎn)量分別為166 304.25 kg/hm2和150 935.25 kg/hm2,較對(duì)照土栽分別增產(chǎn)31.70%和25.88%,各處理間差異顯著。均價(jià)上基質(zhì)栽培高于土壤栽培0.5~0.6元/kg(市場(chǎng)價(jià)格)。從經(jīng)濟(jì)效益上,菌渣栽培高于土壤栽培,早春茬、秋冬茬菌渣栽培番茄效益分別達(dá)到543 064.95元/hm2和564 741.00元/hm2,較土壤栽培分別提高182 253.90元/hm2和151 074.75元/hm2。
表4 菌渣基質(zhì)栽培對(duì)日光番茄產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響
本研究結(jié)果表明,菌渣為主料的基質(zhì)栽培番茄可顯著改善果實(shí)品質(zhì),提高產(chǎn)量,增加效益。在品質(zhì)上,菌渣基質(zhì)栽培的番茄果實(shí)維生素C、茄紅素和可溶性糖含量顯著高于土壤栽培;在口感上,菌渣基質(zhì)栽培番茄果實(shí)糖酸比早春茬為8.59、秋冬茬8.52,較土壤栽培,基質(zhì)栽培番茄口感較佳;在產(chǎn)量上,早春茬、秋冬茬分別為166 304.25 kg/hm2、150 035.25 kg/hm2,較對(duì)照土壤栽培分別增產(chǎn)31.70%、25.88%;在經(jīng)濟(jì)效益上,早春茬、秋冬茬菌渣栽培番茄效益較土壤栽培分別提高了182 253.90元/hm2、151 074.75元/hm2。可溶性糖是發(fā)酵微生物的主要養(yǎng)分,本研究中菌渣加入紅糖發(fā)酵,可以促進(jìn)發(fā)酵[28-29],發(fā)酵促進(jìn)了營(yíng)養(yǎng)成分的分解轉(zhuǎn)化,利于作物吸收,為增產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)[30]。試驗(yàn)加入的適量稻殼分解慢,能顯著改善基質(zhì)的通透性,且提高基質(zhì)的養(yǎng)分含量[31]。樓子墨等[32]研究表明,菌糠連續(xù)栽培仍剩余大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),因此菌渣基質(zhì)的再利用可提高設(shè)施番茄菌渣栽培的高效性。此外,王燦等[33]研究認(rèn)為基質(zhì)栽培下草碳中適當(dāng)加入田園土和蚯蚓糞可顯著提高蔬菜品質(zhì)。相關(guān)研究表明,栽培基質(zhì)(菌渣和稻殼等)的使用壽命可達(dá)3~5年[34]。以菌渣作為無(wú)土栽培基質(zhì)的主要原料栽培番茄,本課題組已開(kāi)展了多年研究,并在山東省泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院示范基地-泰安市岱岳區(qū)房村鎮(zhèn)北埠村日光溫室進(jìn)行了示范推廣。該研究成果提高了菌渣廢料利用率,減少污染,促進(jìn)設(shè)施蔬菜增產(chǎn)增收。不同種類食用菌的菌渣性狀差異較大,產(chǎn)生效果不同,還需要進(jìn)一步進(jìn)行菌渣分類施用番茄栽培的研究。該研究在提供新的設(shè)施番茄栽培基質(zhì)配方的同時(shí),也為菌渣的綜合利用提供了新的途徑。
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責(zé)任編輯:楊霞
Effects of mushroom dregs substrate cultivation on yield and quality of tomato in solar greenhouse
LIU Zhong-liang, JIAO Juan, GU Duan-yin, ZHANG Yan-yan, GAO Jun-jieCorresponding Author
(Tai'an Academy of Agricultural Sciences, Tai’an 271000, Shandong Province, China)
In order to effectively realize cyclic utilization of mushroom dregs, golden mushroom dregs were taken as main material to study the effects of mushroom dregs substrate on quality, yield and economic benefit of protected tomato. The results showed that the fruit quality of tomato could be significantly improved by mushroom dregs cultivation, with the Vc contents of tomato in Early Spring-cultivation and Autumn-winter season cultivation increased by 10.26% and 16.54% than that of controls in soil cultivation, respectively. The highest content(FW) of lycopene was 165.48 mg/kg in mushroom dregs cultivation, which was 11.04% higher than that of soil cultivation. Sugar to acid ratio of mushroom dregs cultivation tomato were 8.59 and 8.52 , respectively, which tasted better than that of soil cultivation. In addition, the yields of mushroom dregs cultivation tomato in Early Spring-cultivation and Autumn-winter season cultivation were 166 304.25 kg/hm2and 150 935.25 kg/hm2, respectively, which were significantly higher than that in soil cultivation. The economic benefit of tomato in Early Spring-cultivation and Autumn-winter season cultivation were significantly increased by ¥182 253.90/hm2and ¥151 074.75/hm2, than that of soil cultivation, respectively. This research demonstrates the reliability of mushroom dregs utilization in tomato substrate cultivation and offers some theoretical bases for efficient utilization of mushroom dregs and good quality and high yield of tomato cultivation.
mushroom dregs; tomato; quality; yield
X712;S641.2
A
2017-11-08
山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系蔬菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(SDAIT-05-09);2014年山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新課題(無(wú)編號(hào))
劉中良(1984-),男,農(nóng)藝師,碩士,主要從事設(shè)施蔬菜栽培生理研究。E-mail:sdau0525@126.com。
高俊杰(1970-),男,研究員,博士,主要從事設(shè)施蔬菜栽培研究。E-mail:sdau0525@126.com。
1008-5394(2018)02-0013-04
10.19640/j.cnki.jtau.2018.02.004
天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)2018年2期