基于農(nóng)業(yè)廢棄物的日光溫室番茄栽培基質(zhì)配方篩選研究

吳科生 車宗賢 盧秉林 張久東 楊蕊菊 崔恒 馬菁

摘要：以番茄品種粉禧1號為指示品種，通過盆栽試驗(yàn)比較了不同栽培基質(zhì)對日光溫室番茄生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，以玉米秸稈、腐熟牛糞、河沙、蛭石、珍珠巖、凹凸棒石粉按體積比7.0 ∶ 0 ∶ 1.5 ∶ 0.5 ∶ 0.5 ∶ 0.5、3.5 ∶ 3.5 ∶ 0 ∶ 1.0 ∶ 1.0 ∶ 1.0、3.5 ∶ 3.5 ∶ 1.0 ∶ 0.5 ∶ 0.5 ∶ 1.0混配的栽培基質(zhì)為好，折合產(chǎn)量較高，分別為34 833、29 249、28 458 kg/hm2，且番茄的株高、莖粗、葉綠素含量、單株結(jié)果數(shù)、單株結(jié)果重、商品性等性狀均較優(yōu)?？稍诤游鞯貐^(qū)日光溫室蔬菜基質(zhì)栽培中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：番茄;日光溫室;栽培基質(zhì)配方;篩選;農(nóng)業(yè)廢棄物;資源化利用

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，種植業(yè)逐漸向省工、省力、高效和清簡化方向轉(zhuǎn)變，養(yǎng)殖業(yè)進(jìn)入了集約化和規(guī)模化快速高產(chǎn)出高效益的發(fā)展模式，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)廢棄物的利用方式發(fā)生了巨大的變化。過去，我國農(nóng)業(yè)廢棄物的利用方式主要以有機(jī)肥為主，目的是培肥地力、提供養(yǎng)分和改善品質(zhì)。但規(guī)?；图s化導(dǎo)致現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)脫離，二者密切聯(lián)系的傳統(tǒng)關(guān)系發(fā)生了根本性改變，我國現(xiàn)已成為世界上農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出量最大的國家之一[1 - 4 ]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢棄物中，農(nóng)作物秸稈6億多t（其中玉米秸稈1.21億t），畜禽糞便年產(chǎn)量為20.1億t（其中牛糞8.1 億t）[5 - 6 ]。近年來隨著煤炭、液化氣、電、化肥等替代品的出現(xiàn)，農(nóng)作物秸稈廢棄率達(dá)到65%[7 - 8 ]。因此，農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的問題，是世界各國普遍需要解決的大課題。

目前，在農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用方面開展了較多的研究，但以玉米秸稈和牛糞為主要原料的低成本基質(zhì)配方在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較少。玉米秸稈和牛糞是甘肅祁連山地區(qū)的主要農(nóng)業(yè)廢棄物，基質(zhì)化利用是其實(shí)現(xiàn)資源化利用的有效途徑之一。近年來，甘肅省河西走廊地區(qū)充分利用戈壁、石灘、荒漠面積大和光熱資源豐富的優(yōu)勢，大力發(fā)展戈壁農(nóng)業(yè)，對發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和農(nóng)民增收起到積極作用[9 - 11 ]。戈壁農(nóng)業(yè)集成新型日光溫室、栽培基質(zhì)配方、水肥一體化、病蟲無害化綠色防控、智能化控制等系列新技術(shù)于一體，具有節(jié)約水土資源、提高產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量等特 點(diǎn)[12 - 13 ]，符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢。近年來，隨著戈壁農(nóng)業(yè)的發(fā)展，基質(zhì)栽培番茄面積不斷擴(kuò)大，栽培面積和產(chǎn)量均居甘肅省設(shè)施農(nóng)業(yè)首位[12 - 13 ]。我們以玉米秸稈和牛糞為主要原料，將玉米秸稈、腐熟牛糞與河沙、蛭石、珍珠巖和凹凸棒等物料復(fù)配成栽培基質(zhì)，以番茄為指示作物，通過在武威市涼州區(qū)新型日光溫室內(nèi)進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，比較了栽培基質(zhì)不同配比對日光溫室番茄生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響，以期篩選出適宜番茄生長、能提高產(chǎn)量和效益的栽培基質(zhì)配方。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2019年7月至2020年6月在位于甘肅省武威市涼州區(qū)永昌鎮(zhèn)白云村的農(nóng)業(yè)部甘肅耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站（38° 37′ N、102° 40′ E）新型日光溫室進(jìn)行。當(dāng)?shù)睾０? 504 m，年均溫7.7 ℃，無霜期150 d，降水量150 mm，蒸發(fā)量2021mm。日照時數(shù)3 028 h，相對濕度53%?！?0 ℃年有效積溫3 016 ℃，年太陽輻射總量588.0～663.6 kJ/cm2[14 ]。

1.2? ?供試材料

指示番茄品種為粉禧1號，由武威先正達(dá)育苗公司提供。供試基質(zhì)材料玉米秸稈（S1）為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶種植玉米收獲后的廢棄物，腐熟牛糞（S2）購自武威市某散養(yǎng)型牛養(yǎng)殖場，河沙（S3）來源于武威市涼州區(qū)當(dāng)?shù)?，蛭石（S4）購買于甘肅省海鑫蛭石濾料生產(chǎn)廠，珍珠巖（S5）購自廊坊新大眾助濾劑有限公司，凹凸棒石粉（S6）購自甘肅良興凹凸棒石應(yīng)用有限公司。

1.3? ?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)21個處理（編號T1～T21），隨機(jī)區(qū)組排列，每盆為1個處理，3次重復(fù)。每盆定植2株番茄。將腐熟的玉米秸稈和牛糞與河沙、蛭石、珍珠巖、凹凸棒等按試驗(yàn)設(shè)計(jì)復(fù)配制成栽培基質(zhì)，具體配比詳見表1。在番茄采收中期對各處理的株高和莖粗進(jìn)行測定，在番茄采收初期、中期、末期分3次在植株上部、中部、下部分別用葉綠素含量測定儀（型號SPAD502）測定番茄植株葉片葉綠素含量。番茄采收終期測定各處理的番茄植株地上部分和地下部分干鮮重，計(jì)算根冠比。按處理分批次單獨(dú)采收，每次采收時記錄各處理的采收量，至采收全部結(jié)束后匯總統(tǒng)計(jì)各處理的總產(chǎn)量并計(jì)算折合產(chǎn)量。

1.4? ?數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SAS 8.0分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?株高與莖粗

從表2可以看出，株高以處理T2最高，為66.83 cm;處理T10次之，為65.83 cm;處理T5居第3位，為65.73 cm;處理T8最矮，為51.33 cm;其余處理為53.50～65.53 cm。莖粗以處理T5最高，為8.23 mm;處理T6次之，為7.93 mm;處理T10居第3位，為7.87 mm;處理T8最細(xì)，為6.08 mm;其余處理為6.40～7.74 mm。

2.2? ?葉綠素含量

從表2可以看出，葉綠素含量以處理T8最高，為48.9;處理T7次之，為48.6;處理T9居第3位，為47.1;處理T2最低，為25.1;其余處理為33.3～46.5。

2.3? ?地上部及地下部生物量

從表2可以看出，番茄地上部鮮重以處理T10最高，為15 009 kg/hm2;其次是處理T5，為13 382 kg/hm2;處理T9居第3位，為10 555 kg/hm2;其余處理為5 213～10 501 kg/hm2。地上部干重以T10最高，為2 387 kg/hm2;其次是處理T5，為2 129 kg/hm2;處理T6居第3位，為1 908 kg/hm2;其余處理為821～1 907 kg/hm2。番茄地下部鮮重以處理T5最高，為2 285 kg/hm2;其次是處理T2，為2 178 kg/hm2;第3位是處理T13，為1 877 kg/hm2;其余處理為1 057～1 818 kg/hm2。地下部干重以處理T5最高，為364 kg/hm2;其次是處理T2，為301 kg/hm2;第3位是處理T13，為295 kg/hm2;其余處理為166～289 kg/hm2。根冠比以T2最高，為0.23;其次為處理T3、處理T4，均為0.21;第3位是處理T17、處理T18、處理T20，均為0.20。

2.4? ?主要經(jīng)濟(jì)性狀

從表3可以看出，單株結(jié)果數(shù)以處理T10最多，為19.3個;處理T5次之，為15.7個;處理T13居第3位，為15.3個;其余處理為8.7～14.7個。單株結(jié)果重以處理T10最高，為455.3 g;處理T16次之，為382.3 g;處理T5居第3位，為372.0 g;其余處理為216.3～366.7 g。單株大果重以處理T10最高，為351.0 g;處理T18次之，為336.0 g;處理T17居第3位，為297.3 g;其余處理為171.7～286.3 g。

2.5? ?產(chǎn)量

從表3可以看出，折合產(chǎn)量以處理T10最高，為34 833 kg/hm2;處理T18次之，為29 249 kg/hm2;處理T5居第3位，為28 458 kg/hm2;處理T3折合產(chǎn)量最低，僅為16 550 kg/hm2;其余處理為18 029～28 050 kg/hm2。對折合產(chǎn)量進(jìn)行方差分析表明，處理T10與處理T18、處理T5、處理T17差異均不顯著，與其余處理差異均顯著;處理T18與處理T2、處理T5、處理T8、處理T9、處理T12、處理T13、處理T14、處理T15、處理T16、處理T17差異均不顯著，與其余處理差異均顯著;處理T5與處理T1、處理T3、處理T4、處理T7、處理T19、處理T20、處理T21差異均顯著，與其余處理差異均不顯著。

3? ?結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在設(shè)計(jì)的21個栽培基質(zhì)配方中，以玉米秸稈、腐熟牛糞、河沙、蛭石、珍珠巖、凹凸棒石粉分別按體積比為7.0∶0∶1.5∶0.5∶0.5∶0.5、3.5∶3.5∶0∶1.0∶1.0∶1.0、3.5∶3.5∶1.0∶0.5∶0.5∶1.0混配的3個栽培基質(zhì)為好，均可滿足番茄正常生長發(fā)育且能獲得較高產(chǎn)量，其折合產(chǎn)量居前3位，分別為34 833 、29 249 、28 458 kg/hm2。同時可以看出，這3個栽培基質(zhì)的番茄株高、莖粗、葉綠素含量、單株結(jié)果數(shù)、單株結(jié)果重、商品性等性狀均較優(yōu)，且這3個栽培基質(zhì)配方處理下番茄各項(xiàng)指標(biāo)差異均不顯著。上述3個配方的基質(zhì)可在河西地區(qū)日光溫室蔬菜基質(zhì)栽培中應(yīng)用。

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（本文責(zé)編：鄭立龍）