不同有機(jī)發(fā)酵基質(zhì)對(duì)番茄無土栽培的影響

不同有機(jī)發(fā)酵基質(zhì)對(duì)番茄無土栽培的影響

寧夏作為設(shè)施農(nóng)業(yè)的先驅(qū)，自2006年1.5萬h2m發(fā)展至2010年7萬h2m。寧夏器官農(nóng)業(yè)經(jīng)過三個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，成為“北冬菜、夏菜”和西北內(nèi)陸重要貿(mào)易地區(qū)。未來5a,寧夏將擴(kuò)大設(shè)施農(nóng)業(yè)種植面積達(dá)到10萬hm2。設(shè)施栽培不僅給當(dāng)?shù)夭宿r(nóng)帶來了較大的經(jīng)濟(jì)效益,也帶動(dòng)了寧夏地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。設(shè)施栽培已成為寧夏地區(qū)在土地匱乏情況下有效提高單位面積產(chǎn)值不可替代的模式。然而設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)在高投入、高產(chǎn)出的生產(chǎn)模式下,產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問題,尤其是土壤質(zhì)量的下降。連作在設(shè)施生產(chǎn)中成為難以避免的種植模式,隨著設(shè)施種植年限的增加,土壤次生鹽漬化、養(yǎng)分失衡、作物根系分泌物及病原菌不斷積累,生態(tài)環(huán)境惡化,出現(xiàn)一系列連作障礙,形成對(duì)作物生長的逆境條件,導(dǎo)致作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降,嚴(yán)重制約設(shè)施的可持續(xù)利用和發(fā)展。設(shè)施蔬菜基質(zhì)栽培技術(shù)可有效地解決設(shè)施栽培土壤連作病害的發(fā)生和鹽漬問題。但常規(guī)基質(zhì)采用的草炭價(jià)格昂貴且是不可再生資源,過量開采會(huì)破壞沼澤地的生態(tài)環(huán)境。我國農(nóng)村地區(qū)農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便資源豐富,若能立足各地資源,就地取材,資源化利用農(nóng)業(yè)廢棄物替代草炭合成設(shè)施蔬菜栽培基質(zhì),必能帶來巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益?，F(xiàn)以寧夏地區(qū)主要的農(nóng)業(yè)廢棄物玉米秸稈、牛糞、雞糞、沼渣、菇渣為主要原料進(jìn)行番茄無土栽培基質(zhì)發(fā)酵篩選試驗(yàn),旨在為資源化利用農(nóng)業(yè)廢棄物(作物秸稈和畜禽糞便)替代草炭進(jìn)行設(shè)施蔬菜基質(zhì)栽培提供理論基礎(chǔ),為更有效地克服土壤連作障礙,提高蔬菜品質(zhì)提供思路。1材料和方法1.1基質(zhì)及微生物菌曲的制備番茄供試品種為美國引進(jìn)粉紅品種‘AM-1’,屬于日光溫室適栽品種。栽培基質(zhì)遵循就地取材和價(jià)格低廉原則,利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物玉米秸稈、菇渣、雞糞、沼渣、牛糞、稻殼作為主要的發(fā)酵原料。前期試驗(yàn)共篩選出了7種有機(jī)發(fā)酵栽培基質(zhì),發(fā)酵基質(zhì)配方見表1,以寧夏樂義國際農(nóng)業(yè)有限公司研發(fā)的基質(zhì)為對(duì)照;發(fā)酵菌劑采用北京京圃園生物工程有限公司生產(chǎn)的京圃園有機(jī)廢棄物發(fā)酵菌曲。試驗(yàn)地水源檢測(cè)指標(biāo)見表2,采用將無土栽培的營養(yǎng)調(diào)控結(jié)合有機(jī)基質(zhì)模式,即滴灌營養(yǎng)液,自番茄第1穗花坐果開始每周滴灌1次營養(yǎng)液,營養(yǎng)液采用“寧大”番茄有機(jī)生態(tài)型無土栽培專用配方。1.2大陸性氣候區(qū)試驗(yàn)地位于寧夏回族自治區(qū)北部(38°18′N,106°15′E),西依賀蘭山,東臨黃河,屬溫帶大陸性氣候。氣候特點(diǎn):年均溫9.7℃,極端最高氣溫36.9℃,極端最低氣溫-24℃,年降水量138.8mm,無霜期150d左右,是日光溫室發(fā)展的理想?yún)^(qū)域之一。日光溫室為引進(jìn)的山東第5代日光溫室,棚長80m,凈跨度7.8m,脊高4.3m,土墻底部厚3.8m,頂部厚1.8m。1.3番茄栽培槽試驗(yàn)于2010年8月15日到2011年3月25日在寧夏賀蘭縣高榮農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)設(shè)施農(nóng)業(yè)示范基地內(nèi)進(jìn)行。為了保持冬季栽培作物根際溫度的穩(wěn)定性,在大棚內(nèi)南北走向下挖建槽,下挖深度12～15cm,番茄栽培槽的槽內(nèi)徑48cm,槽距80cm,槽長7m。地上部用24cm×12cm×5cm的標(biāo)準(zhǔn)紅磚砌成,磚高10cm。槽底南低北高,中間開1條寬20cm、深5cm的“U”型槽,槽底及四壁走道鋪1層0.1～0.5mm聚乙烯薄膜,上鋪1層爐渣作為滲水層,接著蓋1層編織袋,然后于編織袋上直接覆蓋基質(zhì)即可,基質(zhì)厚度約15～20cm。每座試驗(yàn)溫室內(nèi)建55個(gè)栽培槽。7月12日育苗,8月22日定植,株距40cm,單干整枝。試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì),每重復(fù)為1個(gè)種植槽,每處理3次重復(fù)。1.4測(cè)定指標(biāo)及方法基質(zhì)容重、總空隙度采用飽和浸提法測(cè)定;有機(jī)質(zhì)采用電熱板加熱(重鉻酸法)容量法測(cè)定;堿解氮采用還原堿解擴(kuò)散法測(cè)定;速效磷采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定;速效鉀采用中性醋酸銨浸提—火焰光度法測(cè)定;pH采用電位法測(cè)定;EC采用電導(dǎo)率測(cè)定儀測(cè)定。分別對(duì)每個(gè)處理番茄在不同的生長周期進(jìn)行了生長狀況、品質(zhì)和產(chǎn)量的測(cè)定,每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分溫室的南、中、北以及東、中、西9個(gè)采樣點(diǎn)共9株番茄測(cè)定生物學(xué)指標(biāo)。其中生長狀況主要通過測(cè)定生物學(xué)指標(biāo)(莖粗、株高)和生理學(xué)指標(biāo)(葉綠素、根系活力)對(duì)不同處理番茄進(jìn)行比較。株高采用精確度為0.01cm的鋼卷尺測(cè)定,用鋼卷尺測(cè)量植株基部與基質(zhì)接觸處到生長點(diǎn);莖粗采用精確度為0.01mm的電子游標(biāo)卡尺測(cè)定,用游標(biāo)卡尺測(cè)量第1節(jié)位中間最粗處直徑;葉綠素含量用SPAD502葉綠素含量測(cè)定儀測(cè)定;根系活力TTC法測(cè)定。并在整個(gè)生長周期對(duì)有機(jī)發(fā)酵基質(zhì)進(jìn)行了pH、EC及養(yǎng)分含量測(cè)定。果實(shí)成熟后,每個(gè)處理仍然按溫室的南、中、北以及東、中、西各取9個(gè)果實(shí)混合取樣測(cè)定果實(shí)品質(zhì)。總糖用蒽酮比色法測(cè)定;維生素C用鉬藍(lán)比色法測(cè)定;總酸以堿中和滴定法測(cè)定;可溶性固形物含量采用折光儀測(cè)定法。每個(gè)處理,采樣期相同,短時(shí)間低溫保存條件一致,均重復(fù)3次測(cè)定,記錄分析試驗(yàn)結(jié)果。全生育期測(cè)產(chǎn),記錄單果重、果粒個(gè)數(shù)。數(shù)據(jù)作圖及處理用軟件Excel2003和DPS7.05版。2結(jié)果與分析2.1基質(zhì)處理對(duì)栽培前各基質(zhì)對(duì)總孔隙度的影響在栽培前和番茄收獲后對(duì)有機(jī)發(fā)酵基質(zhì)進(jìn)行了理化性質(zhì)測(cè)定。由表3可知,總孔隙度均表現(xiàn)為收獲后較栽培前下降的趨勢(shì);pH、EC表現(xiàn)為收獲后較栽培前上升的趨勢(shì);速效氮、速效磷、速效鉀均表現(xiàn)為收獲后較栽培前顯著下降的趨勢(shì)。栽培前CK處理基質(zhì)的總孔隙度極顯著高于與其它處理,T4處理次之,T1、T2、T3、T5處理間無顯著性差異;栽培后各基質(zhì)處理的總孔隙度規(guī)律與栽培前基本相同。栽培前T1、T4處理的pH顯著高于其它處理,T2、T3、T5、T6處理間無顯著性差異,T7、T8處理極顯著低于其它處理;栽培后T1、T2、T3、T6處理極顯著高于T4、T5、T7、CK處理。栽培前T7、T5處理的EC值極顯著高于其它處理;栽培后T1、CK處理的EC值極顯著高于其它處理。不管栽培前、后T4處理的有機(jī)質(zhì)都顯著高于其它處理;栽培前CK處理的速效氮顯著高于其它處理,栽培后T6處理的速效氮顯著高于其它處理;栽培前T6處理的速效磷顯著高于其它處理,栽培后T4處理的速效磷顯著高于其它處理;栽培前T7處理的速效鉀顯著高于其它處理,栽培后T4處理的速效磷顯著高于其它處理。2.2不同有機(jī)發(fā)酵基質(zhì)的番茄生長發(fā)育特性分析2.2.1第6穗花開均比2、ck處理35d,比t735d由表4可知,T1、T3、T4、T5、T6處理的生育期比較接近,從第1穗花開到第6穗花開均比T2、CK處理提前2～4d,比T7處理提前3～5d。T1、T3、T4、T5、T6處理始收期比T2處理提前了5d,比T7處理提前了10d,比CK處理提前了8d,集中上市期比T2、T7、CK處理提早了1周左右時(shí)間。2.2.2對(duì)莖粗的處理由圖1、2可知,不同有機(jī)發(fā)酵基質(zhì)栽培番茄的株高在采收期無顯著性差異,但莖粗存在顯著性差異,T1、T3、T4、T5處理間的莖粗無顯著性差異,但該組處理的莖粗都顯著大于其它處理,T2、T6、T7、T8處理間莖粗無顯著性差異。在生產(chǎn)實(shí)踐中,單就株高或莖粗的比較往往缺乏實(shí)際意義,但就株高與莖粗的比值進(jìn)行比較往往更有意義。不同有機(jī)發(fā)酵基質(zhì)栽培番茄株高/莖粗具有以下規(guī)律:T1>T4>T3>T5>T6>T2>CK>T7,對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,T1、T4、T3、T5處理間株高/莖粗無顯著性差異,但都顯著高于其它處理,T2、T6、T7、T8處理間無顯著性差異。2.3t1、t6、t7、t8對(duì)不同比例t8的處理由表5可知,T1、T3、T4、T5處理的維生素C含量顯著高于T7、T8處理,T2、T6、T7、T8處理間無顯著性差異;可溶性糖、可溶性固形物與維生素C表現(xiàn)出相同的規(guī)律;有機(jī)酸含量T2、T5、T6、T7、T8處理顯著高于其它處理。綜合分析認(rèn)為,T1、T3、T4、T5處理的綜合品質(zhì)較優(yōu)。2.4t5、t7、t8對(duì)在采收中期對(duì)不同有機(jī)發(fā)酵基質(zhì)栽培番茄的單果重進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果見圖3、4。由圖3可知,T1、T3、T4處理番茄單果重顯著大于T2、T6、T7、T8處理,而與T5處理無顯著性差異。T5與T6無顯著性差異,T2、T6、T7、T8處理間無顯著性差異。由圖4可知,不同處理的667m2產(chǎn)量間達(dá)到了顯著性差異,表現(xiàn)為T1、T4處理667m2產(chǎn)量極顯著高于T2、T6、T7、T8處理,T3、T5處理顯著高于T2、T6、T7、T8處理,T2、T6、T7、T8處理間667m2產(chǎn)量無顯著性差異。3對(duì)加快生長的分子機(jī)物的限制綜合分析認(rèn)為,不同有機(jī)發(fā)酵基質(zhì)均表現(xiàn)為收獲后總孔隙度較栽培前有下降的趨勢(shì);pH、EC表現(xiàn)為