基于农业废弃物的日光温室番茄栽培基质配方筛选研究

吴科生 车宗贤 卢秉林 张久东 杨蕊菊 崔恒 马菁

摘要：以番茄品种粉禧1号为指示品种，通过盆栽试验比较了不同栽培基质对日光温室番茄生长发育和产量的影响。结果表明，以玉米秸秆、腐熟牛粪、河沙、蛭石、珍珠岩、凹凸棒石粉按体积比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混配的栽培基质为好，折合产量较高，分别为34 833、29 249、28 458 kg/hm2，且番茄的株高、茎粗、叶绿素含量、单株结果数、单株结果重、商品性等性状均较优。可在河西地区日光温室蔬菜基质栽培中应用。

关键词：番茄;日光温室;栽培基质配方;筛选;农业废弃物;资源化利用

随着农业生产和农村经济的发展，种植业逐渐向省工、省力、高效和清简化方向转变，养殖业进入了集约化和规模化快速高产出高效益的发展模式，导致农业废弃物的利用方式发生了巨大的变化。过去，我国农业废弃物的利用方式主要以有机肥为主，目的是培肥地力、提供养分和改善品质。但规模化和集约化导致现代养殖业和种植业脱离，二者密切联系的传统关系发生了根本性改变，我国现已成为世界上农业废弃物产出量最大的国家之一[1 - 4 ]。据统计，我国每年产生的农业废弃物中，农作物秸秆6亿多t（其中玉米秸秆1.21亿t），畜禽粪便年产量为20.1亿t（其中牛粪8.1 亿t）[5 - 6 ]。近年来随着煤炭、液化气、电、化肥等替代品的出现，农作物秸秆废弃率达到65%[7 - 8 ]。因此，农业废弃物资源化利用的问题，是世界各国普遍需要解决的大课题。

目前，在农业废弃物资源化利用方面开展了较多的研究，但以玉米秸秆和牛粪为主要原料的低成本基质配方在农业生产中应用较少。玉米秸秆和牛粪是甘肃祁连山地区的主要农业废弃物，基质化利用是其实现资源化利用的有效途径之一。近年来，甘肃省河西走廊地区充分利用戈壁、石滩、荒漠面积大和光热资源丰富的优势，大力发展戈壁农业，对发展农村经济和农民增收起到积极作用[9 - 11 ]。戈壁农业集成新型日光温室、栽培基质配方、水肥一体化、病虫无害化绿色防控、智能化控制等系列新技术于一体，具有节约水土资源、提高产品品质和产量等特 点[12 - 13 ]，符合现代农业发展的趋势。近年来，随着戈壁农业的发展，基质栽培番茄面积不断扩大，栽培面积和产量均居甘肃省设施农业首位[12 - 13 ]。我们以玉米秸秆和牛粪为主要原料，将玉米秸秆、腐熟牛粪与河沙、蛭石、珍珠岩和凹凸棒等物料复配成栽培基质，以番茄为指示作物，通过在武威市凉州区新型日光温室内进行盆栽试验，比较了栽培基质不同配比对日光温室番茄生长发育和产量的影响，以期筛选出适宜番茄生长、能提高产量和效益的栽培基质配方。

1   材料与方法

1.1   试验区概况

试验于2019年7月至2020年6月在位于甘肃省武威市凉州区永昌镇白云村的农业部甘肃耕地保育与农业环境科学观测实验站（38° 37′ N、102° 40′ E）新型日光温室进行。当地海拔1 504 m，年均温7.7 ℃，无霜期150 d，降水量150 mm，蒸发量2021mm。日照时数3 028 h，相对湿度53%。≥10 ℃年有效积温3 016 ℃，年太阳辐射总量588.0～663.6 kJ/cm2[14 ]。

1.2   供試材料

指示番茄品种为粉禧1号，由武威先正达育苗公司提供。供试基质材料玉米秸秆（S1）为当地农户种植玉米收获后的废弃物，腐熟牛粪（S2）购自武威市某散养型牛养殖场，河沙（S3）来源于武威市凉州区当地，蛭石（S4）购买于甘肃省海鑫蛭石滤料生产厂，珍珠岩（S5）购自廊坊新大众助滤剂有限公司，凹凸棒石粉（S6）购自甘肃良兴凹凸棒石应用有限公司。

1.3   试验方法

试验共设21个处理（编号T1～T21），随机区组排列，每盆为1个处理，3次重复。每盆定植2株番茄。将腐熟的玉米秸秆和牛粪与河沙、蛭石、珍珠岩、凹凸棒等按试验设计复配制成栽培基质，具体配比详见表1。在番茄采收中期对各处理的株高和茎粗进行测定，在番茄采收初期、中期、末期分3次在植株上部、中部、下部分别用叶绿素含量测定仪（型号SPAD502）测定番茄植株叶片叶绿素含量。番茄采收终期测定各处理的番茄植株地上部分和地下部分干鲜重，计算根冠比。按处理分批次单独采收，每次采收时记录各处理的采收量，至采收全部结束后汇总统计各处理的总产量并计算折合产量。

1.4   数据处理

试验数据采用Excel和SAS 8.0分析软件进行统计分析。

2   结果与分析

2.1   株高与茎粗

从表2可以看出，株高以处理T2最高，为66.83 cm;处理T10次之，为65.83 cm;处理T5居第3位，为65.73 cm;处理T8最矮，为51.33 cm;其余处理为53.50～65.53 cm。茎粗以处理T5最高，为8.23 mm;处理T6次之，为7.93 mm;处理T10居第3位，为7.87 mm;处理T8最细，为6.08 mm;其余处理为6.40～7.74 mm。

2.2   叶绿素含量

从表2可以看出，叶绿素含量以处理T8最高，为48.9;处理T7次之，为48.6;处理T9居第3位，为47.1;处理T2最低，为25.1;其余处理为33.3～46.5。

2.3   地上部及地下部生物量

从表2可以看出，番茄地上部鲜重以处理T10最高，为15 009 kg/hm2;其次是处理T5，为13 382 kg/hm2;处理T9居第3位，为10 555 kg/hm2;其余处理为5 213～10 501 kg/hm2。地上部干重以T10最高，为2 387 kg/hm2;其次是处理T5，为2 129 kg/hm2;处理T6居第3位，为1 908 kg/hm2;其余处理为821～1 907 kg/hm2。番茄地下部鲜重以处理T5最高，为2 285 kg/hm2;其次是处理T2，为2 178 kg/hm2;第3位是处理T13，为1 877 kg/hm2;其余处理为1 057～1 818 kg/hm2。地下部干重以处理T5最高，为364 kg/hm2;其次是处理T2，为301 kg/hm2;第3位是处理T13，为295 kg/hm2;其余处理为166～289 kg/hm2。根冠比以T2最高，为0.23;其次为处理T3、处理T4，均为0.21;第3位是处理T17、处理T18、处理T20，均为0.20。

2.4   主要经济性状

从表3可以看出，单株结果数以处理T10最多，为19.3个;处理T5次之，为15.7个;处理T13居第3位，为15.3个;其余处理为8.7～14.7个。单株结果重以处理T10最高，为455.3 g;处理T16次之，为382.3 g;处理T5居第3位，为372.0 g;其余处理为216.3～366.7 g。单株大果重以处理T10最高，为351.0 g;处理T18次之，为336.0 g;处理T17居第3位，为297.3 g;其余处理为171.7～286.3 g。

2.5   产量

从表3可以看出，折合产量以处理T10最高，为34 833 kg/hm2;处理T18次之，为29 249 kg/hm2;处理T5居第3位，为28 458 kg/hm2;处理T3折合产量最低，仅为16 550 kg/hm2;其余处理为18 029～28 050 kg/hm2。对折合产量进行方差分析表明，处理T10与处理T18、处理T5、处理T17差异均不显著，与其余处理差异均显著;处理T18与处理T2、处理T5、处理T8、处理T9、处理T12、处理T13、处理T14、处理T15、处理T16、处理T17差异均不显著，与其余处理差异均显著;处理T5与处理T1、处理T3、处理T4、处理T7、处理T19、处理T20、处理T21差异均显著，与其余处理差异均不显著。

3   结论

试验结果表明，在设计的21个栽培基质配方中，以玉米秸秆、腐熟牛粪、河沙、蛭石、珍珠岩、凹凸棒石粉分别按体积比为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个栽培基质为好，均可满足番茄正常生长发育且能获得较高产量，其折合产量居前3位，分别为34 833 、29 249 、28 458 kg/hm2。同时可以看出，这3个栽培基质的番茄株高、茎粗、叶绿素含量、单株结果数、单株结果重、商品性等性状均较优，且这3个栽培基质配方处理下番茄各项指标差异均不显著。上述3个配方的基质可在河西地区日光温室蔬菜基质栽培中应用。

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（本文责编：郑立龙）