4种有机生态型无土栽培组合基质对番茄品质和效益的影响.pdf

20 Vegetables 2021 2 土壤肥料 4种有机生态型无土栽培组合基质对 番茄品质和效益的影响 魏淑莲 肃南裕固族自治县自然资源局 甘肃 肃南 734000 收稿日期 2020 10 05 基金项目 河西学院科研创新与应用校长基金项目 2018HXXY015 摘要 为了解决传统无土栽培草炭基质应用对湿地生态环境破坏的问题 在非耕地温室内研究了4种 无土栽培有机生态型组合基质 玉米秸秆 食用菌渣 鸡粪 0 5 0 3 0 2 高粱秸秆 锯末渣 羊粪 0 5 0 3 0 2 葵花秸秆 沼渣 猪粪 0 5 0 3 0 2 油菜秸秆 葡萄酒渣 牛粪 0 5 0 3 0 2 体 积比 对番茄品质和效益的影响 结果表明 处理2 玉米秸秆 食用菌渣 鸡粪 0 5 0 3 0 2 效果 较好 与对照 草炭 蛭石 珍珠岩 0 5 0 3 0 2 相比 其番茄株高 茎粗 单果质量 单株果质量 和产量分别增加8 38 8 80 10 68 10 76 和9 55 可溶性糖 固形物 VC和蛋白质含量分别增 加19 57 25 04 15 10 和17 74 产值和净利润分别增加7 68 和17 71 硝酸盐和可滴定酸含量 分别降低22 87 和23 53 在生产实践中 建议依据现有的作物秸秆 食用菌渣 沼渣等有机物料资源 代替草炭 进行蔬菜有机生态型无土栽培 关键词 有机生态型 基质 番茄 效益 Effects of Four Kinds of Eco organic Substrate for Soilless Cultivation on the Quality and Bene t of Tomato WEI Shulian Su nan Yugur Autonomous County Natural Resources Bureau Su nan 734000 China Abstract In order to solve the problem of wetland ecological damage caused by traditional soilless cultivation using peat as substrate The effects of four kinds of eco organic substrate the volume ratio of corn stalk edible fungus residue chicken manure was 0 5 0 3 0 2 sorghum straw sawdust residue sheep manure was 0 5 0 3 0 2 sunflower straw biogas residue pig manure was 0 5 0 3 0 2 rape straw grape wine residue cow manure was 0 5 0 3 0 2 for soilless cultivation on the quality and benefit of tomato were studied in the non cultivated greenhouse The results showed that compared with the control the volume ratio of peat vermiculite perlite volume ratio was 0 5 0 3 0 2 the plant height stem diameter single fruit weight fruit weight per plant and yield of treatment 2 the volume ratio of corn stalk edible fungus residue chicken manure was 0 5 0 3 0 2 increased by 8 38 8 80 10 68 10 76 and 9 55 respectively the contents of soluble sugar 21 Vegetables 2021 2 土壤肥料 传统的有机生态型无土栽培技术主要采用 草炭 蛭石和珍珠岩作栽培基质 其存在的 主要问题是 草炭是不可再生资源 并且长 期开采对湿地生态环境造成严重的破坏 蛭 石是次生矿物 需经1 000 高温煅烧才能利 用 在煅烧过程中需要消耗巨大的能源 草 炭 蛭石和珍珠岩销售价格昂贵 增加了生 产成本 经社会实践调查 甘肃省酒泉市年 产农业有机物料资源量达651 21万 t 畜禽粪 便527 88万t 作物秸秆104 88万t 沼渣和食 用菌渣14 84万t 饼肥3 61万t 用于饲料 还田 肥料的占比55 剩余293 04万t的农 业有机物料随意堆放 对农村生态环境造成了 污染 经室内分析 这些农业有机物料含有机 质43 61 49 56 N 1 56 1 78 P 2 O 5 0 29 0 33 K 2 O 1 56 1 78 而重金 属离子Hg Cd Cr和Pb含量均小于国家规定 GB 8172 87 的含量标准 关于栽培基质前人做了大量的研究工作 例如将河沙与草炭 蛭石 珍珠岩按照体积比 1 1 1 1混合 降低了基质的容重和EC值 增大了总孔隙度 提高了有机质和速效氮磷钾 含量 1 将香蕉与菠萝废弃茎叶 2 菌渣 3 椰 糠 4 与蛭石等混合用于基质育苗 可提高蔬菜幼 苗综合素质 使根系活力和长势等指标都最高 将花生壳 5 腐熟鸡粪与草木灰 6 牛粪 7 稻 壳 8 菌渣 9 沼渣与醋糟 10 和草炭 珍珠岩 蛭石等混合进行蔬菜无土栽培 促进了黄瓜 大白菜 生菜 甜瓜 番茄 青椒等蔬菜作物的 生长发育 改善了农艺性状和经济性状 还有 研究发现发酵玉米秸秆 11 木屑与棉籽壳 12 可 替代草炭与珍珠岩 竹条炭化制备的生物炭 13 可部分替代草炭作为栽培基质 而玉米秸秆 食用菌渣 鸡粪 高粱秸秆 锯末渣 羊粪 葵花秸秆 沼渣 猪粪 油菜秸秆 葡萄酒渣 牛粪对番茄品质和效益影响的研究未见文献报 道 为了解决上述问题 本文进行了4种有机 生态型无土栽培组合基质对番茄品质和效益影 响的研究 旨在为甘肃非耕地设施蔬菜有机生 态型无土栽培研究及开发价格低廉的基质提供 技术参考 1 材料和方法 1 1 试验时间与地点 试验于2019年在甘肃省酒泉市肃州区银达 镇六分村非耕地节能日光温室内进行 温室长 90 m 脊高4 0 m 跨度8 0 m 墙体底宽1 8 m 上 口宽1 4 m 在温室内用砖 水泥砌成长6 5 m 宽 0 6 m 深0 3 m的栽培槽 槽间距60 cm 槽南 侧留直径3 cm的排水孔 滴灌栽培 栽培用水 全部循环利用 1 2 试验材料 番茄专用肥 自制 尿素 磷酸二铵 硫 酸钾 硫酸锌 硼酸和钼酸铵按风干质量比 0 334 5 0 445 0 0 180 6 0 022 2 0 011 1 0 006 6混合 鸡粪 羊粪 猪粪 牛粪 食用 菌渣 沼渣 锯末渣 葡萄酒渣 玉米秸秆 高 粱秸秆 葵花秸秆 油菜秸秆 草炭 蛭石 珍 珠岩 秸秆发酵剂等均购于当地市场 番茄品种 FA 189 由以色列选育 1 3 试验方法 1 3 1 组合基质发酵方法 配制基质前 将各种物料分别粉碎后过10 mm 筛 喷自来水 使水分含量达到60 65 14 堆成高2 0 m的梯形 盖上废旧塑料薄膜 在塑 料薄膜上开直径3 5 cm小洞若干个 堆在温室 内 室温25 30 发酵 发酵时间和参数见表 1 发酵结束后 将物料放置在阴凉干燥处自然 solids VC and protein increased by 19 57 25 04 15 10 and 17 74 respectively output value and net profits increased by 7 68 and 17 71 and the contents of nitrate and titratable acid reduced by 22 87 and 23 53 respectively In production practice it was suggested that the eco organic type soilless cultivation of vegetables should be carried out based on the existing organic material resources instead of peat Keywords eco organic type substrate tomato benefit 22 Vegetables 2021 2 土壤肥料 风干 含水量小于5 备用 1 3 2 试验处理 试验共设计5个处理 处理1 草炭 蛭石 珍珠岩 0 5 0 3 0 2 处理2 玉米秸秆 食 用菌渣 鸡粪 0 5 0 3 0 2 处理3 高粱秸 秆 锯末渣 羊粪 0 5 0 3 0 2 处理4 葵 花秸秆 沼渣 猪粪 0 5 0 3 0 2 处理5 油 菜秸秆 葡萄酒渣 牛粪 0 5 0 3 0 2 均为 体积比 以处理1为对照 每处理3次重复 随机 区组排列 1 3 3 种植方法 在栽培槽内填入10 cm厚核桃大小泡沫板 铺1层编织袋后填入20 cm厚的栽培基质 压实整 平 每个处理填入15个栽培槽 2019年4月1日选 择苗龄80 d的番茄苗定植 株距35 cm 每槽定植2 行 灌溉水pH值调到6 5 6 8 采用膜下滴灌 定 植前一次性灌透 定植后再灌1次 以后每隔7 d灌 溉1次 每次灌水量120 m 3 hm 2 番茄第1果穗 第2果穗 第3果穗核桃大小时分别追施番茄专用 肥3 0 t hm 2 追肥穴施 施肥深度10 cm 1 3 4 样品采集与指标测定 番茄收获时每个小区随机选择3垄 每垄采 集5株分别测定株高 茎粗 单果质量 单株 果质量 每个小区每次采收分别计产 将小区 平均产量换算成公顷产量 株高采用钢卷尺测 量 茎粗采用游标卡尺测定主茎基部1 cm处 番茄果实硝酸盐测定采用水杨酸硝化法 VC测 定采用2 6 二氯靛酚滴定法 可溶性糖测定采用 蒽酮 硫酸法 可溶性蛋白测定采用考马斯亮蓝 G 250染色法 可溶性固形物采用折射仪测定 可滴定酸测定采用碱滴定法 15 产值按产值 产量 产品市场销售价格求得 基质成本按基 质成本 基质施用量 基质市场售价求得 基 质利润按基质利润 产值 基质成本求得 1 4 数据分析方法 采用SPSS 19 0软件进行数据统计分析 采用 Duncan新复极差法进行多重比较 2 结果与分析 2 1 有机生态型组合基质对番茄生长和品质的影 响 2 1 1 对番茄生长的影响 由表2可知 不同处理番茄株高和茎粗由大 到小的变化顺序依次均为 处理2 处理5 处理 表1 参试材料发酵参数 参试材料 搅拌间隔时间 搅拌次数 次 尿素加入量 kg t 秸秆发酵剂加入量 kg t 发酵时间 d 鸡粪 40 2 0 0 0 0 80 羊粪 35 2 0 0 0 0 70 猪粪 25 2 0 0 0 0 50 牛粪 28 3 2 3 0 0 85 食用菌渣 30 3 2 4 0 0 90 沼渣 27 2 0 0 0 0 55 锯末渣 83 3 7 6 4 0 250 葡萄酒渣 85 3 7 7 0 0 260 玉米秸秆 58 3 4 6 2 0 175 高粱秸秆 65 3 5 1 2 5 195 葵花秸秆 71 3 5 6 3 0 215 油菜秸秆 61 3 4 8 2 0 185 23 Vegetables 2021 2 土壤肥料 4 处理3 处理1 对照 处理2的株高和茎粗 较对照分别增加8 38 8 80 均达极显著差异 水平 处理5 处理4的株高和茎粗也都极显著高 于对照 处理2 处理5 处理4这3个处理各指标 之间均无显著差异 但都极显著高于处理3 2 1 2 对果实品质的影响 由表3可知 果实可溶性糖和可溶性固形 物方面 不同处理由大到小的变化顺序依次均 为 处理2 处理5 处理4 处理3 处理1 对 照 处理2 处理5 处理4的可溶性糖和可溶 性固形物含量均极显著高于对照 其中处理2的 可溶性糖和可溶性固形物含量较对照分别增加 19 57 和25 04 处理3的可溶性糖含量极显著 高于对照 可溶性固形物含量则显著高于对照 处理2与处理5相比较 可溶性糖和可溶性固形 物含量差异不显著 与处理4相比较 差异均显 著 与处理3比较 可溶性糖含量差异显著 可 溶性固形物含量差异极显著 VC和可溶性蛋白质含量方面 不同处理由大 到小的变化顺序依次均为 处理2 处理4 处理 5 处理3 处理1 对照 处理2 处理4 处 理5的VC和可溶性蛋白质含量均极显著高于对照 和处理3 其中处理2较对照VC和可溶性蛋白质含 量分别增加15 10 和17 74 处理3则显著高于 对照 处理2 处理4之间无显著差异 但都显著 高于处理5 表3 可滴定酸方面 不同处理由小到大的变化顺 序依次为 处理2 处理5 处理3 处理4 处 理1 对照 处理2 处理5 处理3 处理4 均极显著低于对照 其中处理2较对照降低了 23 53 处理2与处理5差异不显著 与处理 3 处理4差异均达极显著水平 硝酸盐含量方 面 不同处理由小到大的变化顺序依次为 处理 2 处理5 处理4 处理3 处理1 对照 处理 2 处理5 处理4 处理3均极显著低于对照 其 中处理2较对照降低22 87 处理2与处理4 处理 5之间差异不显著 但显著低于处理3 表3 2 2 有机生态型组合基质对番茄产量性状和经济 效益的影响 由表4可知 不同处理番茄单果质量 单株 表2 有机生态型无土栽培组合基质对番茄植株生长的影响 处理 组合基质 株高 m 茎粗 cm 1 对照 草炭 蛭石 珍珠岩 1 79bB 2 16bB 2 玉米秸秆 食用菌渣 鸡粪 1 94aA 2 35aA 3 高粱秸秆 锯末渣 羊粪 1 82bB 2 21bB 4 葵花秸秆 沼渣 猪粪 1 88aA 2 27aA 5 油菜秸秆 葡萄酒渣 牛粪 1 90aA 2 32aA 注 同列大写字母表示达LSR0 01极显著差异水平 小写字母表示达LSR0 05显著差异水平 表3 4同 表3 有机生态型无土栽培组合基质对番茄品质的影响 处理 可溶性糖 含量 可溶性固形物含 量 VC含量 mg kg 可溶性蛋白质含 量 mg kg 可滴定酸含量 g kg 硝酸盐含量 mg kg 1 对照 3 73cB 6 11dB 135 8cB 105 4cB 0 34aA 1 234 1aA 2 4 46aA 7 64aA 156 3aA 124 1aA 0 26cC 951 9cB 3 4 15bA 6 88cB 143 8bB 112 9bB 0 29bB 1 012 0bB 4 4 23bA 7 15bA 153 2aA 120 4aA 0 31bB 991 7cB 5 4 41aA 7 56aA 146 9bA 116 7bA 0 27cC 971 4cB 24 Vegetables 2021 2 土壤肥料 果质量 产量 产值和净利润由大到小的变化顺 序依次均为 处理2 处理5 处理4 处理3 处理1 对照 处理2 处理5 处理4 处理3 的单果质量 单株果质量 产量和净利润均极显 著高于对照 处理2 处理5 处理4的产值均显 著高于对照 处理3与对照差异不显著 其中处 理2的单果质量 单株果质量 产量 产值和净 利润较对照分别增加10 68 10 76 9 55 7 68 和17 71 处理2与处理5 处理4的单果质 量 单株果质量 产量 产值和净利润差异均不 显著 与处理3之间则差异均显著 3 结论与讨论 不同处理番茄株高 茎粗 果实可溶性糖与 可溶性固形物含量 单果质量 单株果质量 产 量 产值和净利润由大到小的变化顺序依次均 为 处理2 处理5 处理4 处理3 处理1 果 实VC和可溶性蛋白质含量由大到小的变化顺序依 次为 处理2 处理4 处理5 处理3 处理1 果实硝酸盐由小到大的变化顺序依次为 处理 2 处理5 处理4 处理3 处理1 可滴定酸由 小到大的变化顺序依次为 处理2 处理5 处理 3 处理4 处理1 可见处理2 玉米秸秆 食用 菌渣 鸡粪体积比0 5 0 3 0 2 比其他处理有 利于降低番茄硝酸盐和可滴定酸含量 促进番茄 生长 提高番茄产量 品质和效益 孙升学等 16 进行番茄有机生态型无土栽培基 质筛选试验发现 食用菌渣代替草炭作为基质进 行无土栽培 可以大幅度降低栽培基质成本 本 研究也得出了相同的结论 4种有机生态型无土 栽培组合基质提高了番茄产量 可溶性糖 可溶 性固形物 VC和可溶性蛋白质含量 降低了番茄 硝酸盐和可滴定酸含量 这种变化规律与王建湘 等 17 张瑜等 18 的研究结果一致 究其原因 一 是有机生态型无土栽培组合基质提高了基质有机 质含量 因而改善了番茄的品质 二是有机生 态型无土栽培组合基质肥效较长 可源源不断 地供给番茄营养 因而提高了产量 处理2 玉 米秸秆 食用菌渣 鸡粪体积比0 5 0 3 0 2 与处理4 葵花秸秆 沼渣 猪粪体积比 0 5 0 3 0 2 处理5 油菜秸秆 葡萄酒渣 牛粪体积比0 5 0 3 0 2 相比较 番茄长势 产量性状 产值和净利润差异不显著 在生产实 践中 可以依据当地的有机物料资源 采用处理 2 处理4 处理5配方基质进行蔬菜有机生态型 无土栽培 本研究采用玉米秸秆 高粱秸秆 葵花秸 秆 油菜秸秆 食用菌 锯末渣 沼渣 葡萄酒 渣和畜禽粪便代替传统基质材料草炭进行有机生 态型无土栽培 解决了草炭大量开发使用对湿地 生态环境破坏的问题 有效降低了基质成本和农 业有机废弃物对乡村环境的污染 促进了农村废 弃资源的循环利用 提高了农业废弃物资源的利 用率 本研究中的4种有机生态型无土栽培组合 表4 有机生态型无土栽培组合基质对番茄产量和经济效益的影响 处理 单果质量 g 单株果质量 kg 产量 t hm 2 产值 万元 hm 2 基质成本 万元 hm 2 净利润 万元 hm 2 1 对照 154 72cB 2 88cB 106 28cB 38 26bA 5 97 32 29cB 2 171 24aA 3 19aA 116 43aA 41 92aA 3 91 38 01aA 3 159 15bA 3 01bA 109 57bA 39 45bA 3 95 35 50bA 4 163 78aA 3 10aA 112 96aA 40 67aA 3 99 36 68aA 5 168 81aA 3 13aA 114 27aA 41 14aA 4 08 37 06aA 注 1 基质材料价格 元 m 3 草炭40 0 蛭石100 0 珍珠岩90 0 鸡粪80 0 羊粪55 0 猪粪60 0 牛粪35 0 食用菌渣 70 0 沼渣70 0 锯末渣80 0 葡萄酒渣90 0 玉米秸秆15 0 高粱秸秆20 0 葵花秸秆25 0 油菜秸秆25 0 2 基质用量 877 5 m 3 hm 2 栽培槽长度6 5 m 宽度0 6 m 厚度0 2 m 栽培槽数1 125个 处理1 5基质成本分别为67 5 44 5 45 0 45 5 46 5元 m 3 3 2019年番茄市场平均售价3 600元 t 25 Vegetables 2021 2 土壤肥料 基质的物理性质 化学性质 持水量 养分变化 规律可能存在较大差异 还有待进一步研究 参考文献 1 乔明明 张丽霞 侯剑 等 不同基质对假植茶苗生长及 生理特性的影响 J 山东农业科学 2017 49 4 30 37 2 匡石滋 赖多 邵雪花 不同有机基质配比对菜心幼苗生 长及质量的影响 J 农学学报 2018 8 2 25 28 3 杨梅玉 邱尧 刘备 等 不同基质对龙牙百合产量及品 质的影响 J 湖南农业科学 2019 5 5 8 4 孙建磊 吕晓惠 赵西 等 椰糠与蛭石不同配比对番茄 穴盘苗生长的影响 J 中国蔬菜 2016 5 45 48 5 魏代国 不同基质配比对黄瓜幼苗生长的影响 J 蔬 菜 2017 4 22 24 6 张静霞 邵泽强 张晋京 不同有机基质对大白菜产 量 品质和重金属含量的影响 J 吉林农业大学学 报 2018 40 3 325 331 7 张思洋 雷云辉 李淑兰 等 以腐熟牛粪为有机组分的 不同配比基质对生菜生长及品质的影响研究 J 中国 沼气 2019 37 1 98 103 8 刘中良 高俊杰 张艳艳 等 不同有机基质配方对设施 番茄产量及品质的影响 J 上海交通大学学报 农业科 学版 2019 37 3 34 38 9 谢正林 樊金山 谢春芹 杏鲍菇菌渣复合基质对青椒生 长的影响 J 天津农业科学 2017 23 7 73 75 10 易丹丹 郭世荣 王健 沼渣混配基质理化性状及其对黄 瓜幼苗生长的影响 J 南方农业 2018 12 8 3 4 11 TZORTZAKIS N G ECONOMAKIS C D Shredded maize stems as an alternative substrate medium effect on water and nutrient uptake by tomato in soilless culture J International Journal of Vegetable Science 2007 13 2 103 122 12 严中琪 杨飞 殷武平 等 小白菜高效低成本无 土栽培基质的配比试验研究 J 分子植物育 种 2015 13 10 2256 2261 13 陈庆飞 石岩 刘玉学 等 生物炭替代泥炭栽培 基质对铁皮石斛生长的影响 J 中国农学通 报 2015 31 13 30 35 14 赖景涛 闭强 李英 等 畜禽养殖粪污处理新技术 J 广 西畜牧兽医 2015 3 168 15 李合生 植物生理生化实验原理与技术 M 北京 高等 教育出版社 2000 123 137 16 孙升学 高敏 番茄有机生态型无土栽培基质筛选试验 研究 J 陕西农业科学 2015 61 4 7 8 17 王建湘 周杰良 农作物秸秆在有机生态型无土栽培中 的应用研究 J 北方园艺 2007 4 7 9 18 张瑜 杨晓贺 有机生态型无土栽培对番茄产量及品质 的影响 J 黑龙江农业科学 2015 5 42 45 蔬 一种设施菜地土壤重金属污染风险评价模型的建立 为解决土壤重金属污染的不确定性和模糊性 传统方法评价结果失真度高 新标准下我国设施菜地土 壤重金属风险状况未知等问题 中国农业大学资源与环境学院乔玉辉教授团队在新出台的土壤环境质量评 价标准下 利用改进的物元可拓模型对我国设施菜地土壤重金属污染风险状况进行评价 并将结果与传统 评价方法进行对比分析 结果表明 1 我国绝大多数设施菜地重金属含量处于安全水平 仅部分样点超 标 土壤Cd Pb As Cr Hg Cu Zn Ni的含量 中位值 分别为0 15 22 87 7 48 44 79 0 07 25 77 77 05 22 20 mg kg 土壤Cd Cu表现出累积 参照农用地土壤污染风险筛选值 超标率为Cd Cu Cr As Zn Pb Hg Ni不超标 参照温室蔬菜产地环境质量评价标准 超标率为Cd Hg Pb Cu As Cr Zn Ni 2 基于改进物元可拓模型的污染评价结果表明 土壤污染程度以清洁 尚清洁为 主 Cd Cu为主要影响因子 对于中度和重度污染的土壤应当采取安全防控措施 合理调控土壤重金属污 染 3 改进物元可拓模型评价相比于潜在生态风险评价 评价结果更符合实际状况 适用于设施菜地土 壤重金属污染评价 同时 今后需要在新标准下完善污染等级的划分方法 注重模型精度的修正与验证 在设施菜地土壤重金属污染评价中 改进物元可拓模型评价方法相比于传统评价方法结果更为合理 对进一步防控设施菜田土壤重金属污染更具实际指导意义 且具有可适用性 相关研究结果于2020年12月 23日发表在 农业资源与环境学报 上 蔬