沙子、炉渣、菇渣不同配比对茄子产量和品质的影响

郜永博马 晟杨凤娟，2，3*王秀峰，2魏 珉，3，4史庆华，3，4李 岩，3，4

（1山东农业大学园艺科学与工程学院，作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018；2农业部黄淮地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，山东泰安 271018；3山东果蔬优质高效生产协同创新中心，山东泰安 271018；4农业部黄淮海设施农业工程科学观测实验站，山东泰安 271018）

无土栽培是由传统农业向现代化农业转化的新型栽培方式之一，以高产、优质、能克服土传病害及连作障碍，在世界范围内迅速发展（郭世荣，2011）。随着设施农业的发展，无土栽培得到大面积推广应用。传统栽培基质多选用草炭、蛭石、珍珠岩等，草炭为不可再生资源，易引发生态问题，且开采受限、成本高（刘士哲，2001；郭世荣，2005），蛭石、珍珠岩等的价格也较高。故因地制宜，利用丰富的农业废弃物资源，开发优质、环保、低成本的新型无土栽培基质，具有广阔的应用前景（刘伟 等，2006）。研究表明，菇渣∶玉米秸秆∶羊粪∶珍珠岩为3 V∶4 V∶1 V∶4 V配制的栽培基质可以显著提高叶用莴苣（生菜）产量（宋晓晓 等，2013）；醋糟栽培可以显著促进黄瓜生长（吴清 等，2015）；王树鹏等（2015）以玉米秆、牛粪、草炭、蛭石和河沙等基质复配栽培辣椒，取得良好的效果。

菇渣为食用菌生产余留的废弃物，含有丰富的营养物质和矿质元素（刘建华 等，2012；孙严艳，2014）；沙子来源广泛，价格便宜；炉渣为煤燃烧后的残渣，含有较多微量元素，不带病菌，不易产生病害（郭世荣，2011）。茄子（Solanum melongena L.）为茄科茄属植物，被联合国粮食及农业组织列为第四大蔬菜作物，营养价值丰富，茄皮中富含类黄酮、花青苷等物质，具有抗氧化、医疗保健等作用（Todaro et al.，2009；周宝利 等，2011）。针对我国茄子无土栽培生产实际，本试验利用农业废弃物资源，研究沙子、炉渣、菇渣不同配比对茄子产量和品质的影响，以期为沙子、炉渣和菇渣在茄子无土栽培生产中的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试茄子品种为布利塔长茄（嫁接苗，砧木为托鲁巴姆，购于寿光市盛邦种业有限公司）。

1.2 试验设计

试验分两茬在山东农业大学南校区园艺实验站日光温室内进行，冬春茬于2017年2月20日定植，6月30日拉秧；秋冬茬于2017年8月12日定植，2018年1月12日拉秧。基质原料为沙子、炉渣和菇渣，菇渣为泰安市农业科学研究院提供的食用菌废料，发酵后使用；沙子购于泰安市华南建材有限公司；炉渣由山东农业大学锅炉房提供。以沙子∶炉渣=2 V∶1 V的基质配方为对照（CK），在此基础上分别添加10%（T1）、20%（T2）、30%（T3）、40%（T4）和50%（T5）体积比例的菇渣。具体配比详见表1。

表1 供试基质配方

栽培槽宽30 cm，高20 cm，采用大小行距栽培，大行距80 cm，小行距50 cm，株距50 cm，每个小区面积为3.9 m2，2次重复。槽内覆无纺布，防止植株根系与土壤接触。采用滴灌方式供应肥水，营养液大量元素采用茄子高产配方（陈震，2016），微量元素采用通用微量元素配方。依据设施环境及植株生长情况确定滴灌量和滴灌频率，滴灌量为0.4～1.2 L·d-1·株-1，滴灌频率为每小时1次，每天8～10次。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 基质理化性状的测定 容重为单位体积内干燥基质的质量（郭世荣，2011）；总孔隙度、通气孔隙和持水孔隙测定参照连兆煌（1994）的方法；pH和EC值测定：基质∶水=1∶5（m/V）浸提（程斐 等；2001），滤液采用雷磁DDB-303便携式电导率仪测定EC值，采用HANNA数据型笔式pH测量仪测定pH；碱解氮含量测定采用碱解扩散法，速效磷含量测定采用碳酸氢钠浸提比色法，速效钾含量测定采用乙酸铵浸提火焰光度法（鲍士旦，2000）。

1.3.2 茄子果实品质的测定 分别于冬春茬（2017年5月）和秋冬茬（2017年11月）盛果期测定不同处理茄子果实（果肉和茄皮）的品质。果肉可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝比色法，游离氨基酸含量测定采用茚三酮显色法，抗坏血酸含量测定采用2，6-二氯靛酚滴定法（赵世杰 等，2002）；茄皮花青素、类黄酮和总酚含量测定采用比色法（曹建康 等，2007）。

1.3.3 产量统计 两茬均在定植后60 d左右始收，之后每隔7 d采收1次。按单株统计产量，最后折合成667 m2产量。

1.4 数据处理

采用Excel 2010软件处理数据和作图，采用DPS v14.10软件进行相关性分析和显著性检验（P ＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同基质配方的理化性状

由表2可知，两茬试验中，定植前基质理化性状变化趋势基本一致。随菇渣添加比例增加，基质容重呈逐渐降低趋势，所有处理均显著低于CK；总孔隙度和通气孔隙逐渐增加，均显著高于CK，持水孔隙逐渐降低；CK和T1处理的pH较高，T5处理最低；各处理EC值差异显著，呈逐渐增加趋势，T5处理最高；碱解氮、速效磷和速效钾含量逐渐增加，各处理均显著高于CK。

2.2 不同基质配方对茄子果肉品质的影响

由表3可知，两茬试验中，均以T3处理茄子果肉可溶性糖和游离氨基酸含量较高，冬春茬分别比CK显著提高8.4%和26.9%，而秋冬茬分别显著提高16.2%和39.4%。冬春茬T1处理的可溶性蛋白含量较高，显著高于T2、T3和T4处理；而秋冬茬T4处理较高，比CK显著提高58.9%。两茬试验中，均以T4处理的抗坏血酸含量较高，其中秋冬茬T4处理的抗坏血酸含量显著高于其他处理。

2.3 不同基质配方对茄皮品质的影响

由表4可知，冬春茬中，T4处理的茄皮花青素含量较高，显著高于T1、T3、T5处理，秋冬茬中所有处理茄皮花青素含量均无显著差异。两茬试验中，T1处理的类黄酮含量均较高，其中秋冬茬T1处理的类黄酮含量显著高于其他处理，比CK提高了44.3%。冬春茬中T4处理的总酚含量较高，其次为T3和T5处理，分别比CK显著提高17.1%、13.2%和11.1%；而秋冬茬中CK的总酚含量最低，T1～T5处理间无显著差异，分别比CK显著提高了26.8%、18.3%、16.4%、17.2%和23.0%。

表2 不同基质配方的主要理化性状

表3 不同基质配方对茄子果肉品质的影响 （FW）

2.4 不同基质配方对茄子产量的影响

由表5可知，冬春茬中，T1处理的产量最高，为5 511.8 kg·（667 m2）-1，比CK显著增产5.5%，其他处理的产量均显著低于CK；秋冬茬中，T1处理的产量亦最高，为 6 423.2 kg·（667 m2）-1，比CK显著增产11.2%，T2处理次之，比CK显著增产6.5%。

表4 不同基质配方对茄皮品质的影响 （FW）

表5 不同基质配方对茄子产量的影响

3 结论与讨论

无土栽培条件下，基质作为作物生长的介质，其理化性状决定是否能为作物生长提供所需的水、气、肥以及根际环境，进而影响幼苗生长发育和成苗质量，与后期长势、产量和品质密切相关（郭世荣，2005；常义军 等，2011）。目前，对基质理化性状的研究较多，但不同研究得出的适宜理化性状范围不尽相同。有研究表明，适合蔬菜生长的基质容重为0.2～0.8 g·cm-3，总孔隙度54%～96%，pH 6～8，电导率＞1 mS·cm-1（邢禹贤，2002）；还有研究表明，合理基质的总孔隙度应在60%～90%（田吉林 等，2003）；尚庆茂（2011）研究表明适宜蔬菜育苗的基质容重为0.2～0.6 g·cm-3，总孔隙度＞60%，pH 5.5～7.5，水解性氮含量50～500 mg·kg-1，速效磷含量 10～100 mg·kg-1，速效钾含量50～600 mg·kg-1。本试验基质原料包括沙子和炉渣，两者容重均较高，故各处理容重偏大，总孔隙度偏小。而菇渣作为栽培基质单一使用时，存在EC值偏高、保肥性差和容重小等缺点，故本试验采用菇渣与沙子、炉渣混配，弥补单一基质理化性质的不足。与上述研究结果相比，本试验所用配方基质的pH、EC、碱解氮和速效磷含量较适宜，容重和速效钾含量偏高，总孔隙度偏小。

近年来，有关无土栽培基质配方的研究多为一种或多种废弃物部分替代草炭，与蛭石、珍珠岩混配，以寻找高价位基质的替代物。张硕等（2015）研究表明，玉米芯∶蛭石∶草炭=1 V∶1 V∶1 V和甘蔗渣∶蛭石=1 V∶1 V均符合黄瓜育苗基质要求；李蒙等（2015）研究发现，醋糟∶草炭∶蛭石=5 V∶3 V∶2 V对樱桃番茄生长具有明显促进作用。适宜基质配方可改善蔬菜品质和产量，与草炭基质栽培相比，腐熟甘草渣基质栽培显著提高了番茄果实中类黄酮、番茄红素、总糖、总酸含量，改善果实品质（朱普生 等，2018）；菌渣∶稻壳∶牛粪∶沙子=4 V∶2 V∶1 V∶1 V能够显著提高番茄产量和果实品质（焦娟 等，2018）；炉渣、菇渣等体积配比下辣椒增产18.7%，且有机酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量均较对照增加（吴英杰 等，2017）。本试验结果表明，冬春茬T2、T3、T4处理的茄子果肉可溶性糖、游离氨基酸含量较CK显著增加，T4处理的抗坏血酸含量较高，茄皮品质最优；秋冬茬T3处理的果肉品质较优，其可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸含量较高，均比CK显著增加，T4处理的抗坏血酸含量最高，T1处理的茄皮类黄酮、总酚含量较高。说明在一定范围内，随菇渣添加比例增加，茄子品质得到改善，但超过一定范围后，其品质下降。这与吴英杰等（2017）、陈雯雯等（2014）的研究结果一致。而两茬均为添加10%体积菇渣处理有利于产量形成。郑洪波等（2017）研究表明，菇渣∶蛭石∶珍珠岩=1 V∶1 V∶1 V处理的草莓单果质量最高；于庆文等（2011）研究发现，采用菇渣∶羊粪∶炉渣∶细河沙=15 V∶6 V∶8 V∶6 V基质配比的栽培效果最佳，辣椒产量高，品质好。分析其原因可能因为：一是作物品种不同，其生育期长短亦不同，故需肥特性不同；二是栽培过程中施肥量不同，本试验选用的是茄子高产营养液配方，氮浓度为 19 mmol·L-1、磷 2.4 mmol·L-1、钾 12 mmol·L-1；三是菇渣具有多样性，食用菌菌棒配方不同，故不同菇渣的养分含量亦有差异。

综上可知，本试验条件下，在沙子∶炉渣=2∶1（V∶V）的基础上，冬春茬和秋冬茬均以添加10%比例的菇渣有利于茄子产量形成，添加30%或40%比例的菇渣有利于茄子果实品质形成。