復(fù)合基質(zhì)對番茄無土栽培的影響

復(fù)合基質(zhì)對番茄無土栽培的影響

如今，園林藝術(shù)的特點(diǎn)之一是無土栽培技術(shù)的廣泛應(yīng)用。該技術(shù)克服了連作障礙，病蟲害少，易于自動化管理，清新消毒，適合生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蔬菜?，F(xiàn)在，它深受人們喜愛?；|(zhì)培是無土栽培的主要形式，國外常采用農(nóng)用巖棉作基質(zhì)或含有大量草炭的混配基質(zhì)。但由于使用這些基質(zhì)成本高，國內(nèi)學(xué)者相繼開展了以農(nóng)業(yè)廢棄物作為栽培基質(zhì)的研究，張彥娟等采用食用菌渣和礱糠灰作為基質(zhì)，研究了對番茄生長和產(chǎn)量的影響，李國景和李萍萍分別進(jìn)行了蘆葦末作為環(huán)保型基質(zhì)的可行性研究，并提出了各自的基質(zhì)配方，郭世榮則研究了椰子殼纖維作為基質(zhì)的使用效果。這些研究多側(cè)重于不同基質(zhì)配方對作物生長的影響，而對栽培過程中基質(zhì)物理特性的變化卻研究極少，而了解基質(zhì)的物理特性是制定管理措施的重要依據(jù)。筆者分別選用工業(yè)廢棄物碎巖棉，已分解的有機(jī)物草炭，不易分解的農(nóng)業(yè)廢棄物花生殼和易分解的農(nóng)業(yè)廢棄物玉米芯為主要原料，進(jìn)行番茄無土栽培應(yīng)用效果的研究，并對栽培過程中基質(zhì)物理特性進(jìn)行測定，以期篩選出適合番茄無土栽培實(shí)用價(jià)廉的基質(zhì)配方，并為其科學(xué)應(yīng)用提供理論上的依據(jù)。1材料和方法1.1土培養(yǎng)液配方試驗(yàn)與2002年3—7月在鄭州市陳砦園藝發(fā)展公司基地日光溫室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)5個處理（見表1）以土培為對照，3次重復(fù)隨機(jī)排列。槽的規(guī)格為：內(nèi)徑寬48cm、外徑寬72cm，槽高15cm，內(nèi)填基質(zhì)12cm厚，槽下設(shè)一滲水層，槽自北向南有70:1的坡度。其中草炭為東北產(chǎn)高位泥炭，爐渣為采暖鍋爐爐渣（粒徑<2cm），蛭石、珍珠巖、巖棉為鄭州八里廟保溫材料廠生產(chǎn)，花生殼、玉米芯從中牟購得，花生殼脫粒后使用，玉米芯粉碎（粒徑<3cm）。番茄品種為TF412,3月5日定植，密度30000株/hm2，單干整枝，每穗留果3個。對照和土培均使用同一種營養(yǎng)液配方，大量元素，Ca(NO3)2448g/t、KNO338g/t、MgSO4102g/t、HNO3110mL/t、H3PO4110mL/t,前期EC值為2.0mS/cm,中后期為2.0～2.5mS/cm。微量元素按常量添加。1.2測量和方法1.2.1氨基酸物理屬性的測定1.2.2測定項(xiàng)目及方法開花期、結(jié)果初期、結(jié)果中期和結(jié)果后期進(jìn)行葉綠素、根系活力和光合速率的測定。葉綠素采用已醇提取法。根系活力采用TTC法；光合速率用BAU光合測定儀測定。分期統(tǒng)計(jì)小區(qū)的實(shí)際收獲產(chǎn)量，最后折算成每公頃的產(chǎn)量。果實(shí)成熟期取第三穗果實(shí)對可溶性固形物、Vc含量、可溶性糖和有機(jī)酸等的含量進(jìn)行測定?？扇苄怨绦挝锶≈河檬殖譁y糖計(jì)測定；維生素C采用2,6-二酚法；有機(jī)酸采用標(biāo)準(zhǔn)滴定法；可溶性糖采用蒽酮比色計(jì)測定。2結(jié)果與分析2.1巖棉基質(zhì)物理特性不同原料基質(zhì)的物理特性見表2，不同基質(zhì)配方的物理特性及在栽培過程中的變化見表3。各個處理由于基質(zhì)的組成不同，致使其物理特性差異很大。前期對照（土壤）的容重最大，為1.12g/cm3，其次是以爐渣為主要成分的處理3，巖棉基質(zhì)的容重最小，僅有0.201g/cm3?？偪紫抖鹊拇笮№樞騽t與容重的大小順序相反。通氣孔隙度反映基質(zhì)的通氣能力，持水孔隙度反映基質(zhì)的持水能力，兩者的比值是對基質(zhì)物理特性的綜合評價(jià)，巖棉的通氣孔隙度最大，達(dá)到68.4%，處理5的持水孔隙度最大，達(dá)到60.1%，綜合評價(jià)來看，處理1（巖棉）的通氣孔隙度/持水孔隙為1:0.45，表現(xiàn)為保水性能稍差。栽培過程中各處理的容重變化趨勢一致，均有不同的增大。處理3的通氣孔隙稍有增加，持水孔隙和總孔隙度則降低，其他處理的變化趨勢與處理3的剛好相反。2.3以花生殼、巖棉、玉米芯為主要原料的家庭和水生殼生長性狀對番茄產(chǎn)量的影響不同類型基質(zhì)番茄的營養(yǎng)生長見表4，從對番茄結(jié)果初期植株的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、莖粗、葉面積和根系體積的測定結(jié)果來看，5個處理番茄植株的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和葉面積均大于對照，除處理5外，其他4個處理與對照之間的差異都達(dá)到顯著水平，其中以花生殼為主要原料的處理4所栽培番茄植株的鮮質(zhì)量（705.24g/株）、干質(zhì)量（73.871g/株）和葉面積（7654.5cm2/株）為最大，與巖棉和以玉米芯為主要原料的處理1和處理5之間的差異也都達(dá)到顯著水平。以工業(yè)廢棄物爐渣為主要原料的處理3的根系體積最大，達(dá)到33.78cm3/株，比對照（24.78cm3/株）高36.3%，除處理4外，與其他處理均有顯著性差異。2.3不同混交方式番茄的生理指標(biāo)見表1、2、3不同處理番茄葉片的光合速率、葉綠素含量和根系活力見表5，光合速率和葉綠素含量的大小反映了植株同化能力的強(qiáng)弱，根系活力反映了植株根系的吸收能力，不同處理之間、不同時(shí)期三者都有較大的差異。從開花初期（3/16）的測定結(jié)果來看，光合速率、葉綠素含量和根系活力均以處理3的為最高，處理5最低，其中處理3與處理4、處理5、對照的差異都達(dá)到了顯著水平；到了結(jié)果中期，番茄植株的光合速率、葉綠素含量和根系活力則以花生殼:蛭石:珍珠巖=5:3:2的處理為最高，分別達(dá)到28.28μmol/(m2·h)、1.956mg/g、254μg/h，比對照的21.38μmol/(m2·h)、1.703mg/g、218μg/h分別高出32.3%、14.9%和16.5%，與其他處理的差異都達(dá)顯著水平；到后期（6/20）光合速率、葉綠素含量和根系活力仍以花生殼:蛭石:珍珠巖=5:3:2的處理為最高，但與玉米芯:蛭石:珍珠巖=5:3:2的處理沒有顯著性差異。從生理指標(biāo)變化趨勢來看，處理1、2、3的生理指標(biāo)峰值出現(xiàn)的最早，在結(jié)果的初期即4月26日達(dá)到最大值，以后緩慢的下降；處理4和對照生理指標(biāo)的峰值晚于上述三個處理，在結(jié)果中期即5月21日達(dá)到最大值；處理5的光合速率和葉綠素含量起初最低，后來則上升較快，一直到后期還有緩慢的增長。2.4基質(zhì)栽培對產(chǎn)量的影響不同類型基質(zhì)對番茄產(chǎn)量的影響見表6，由此可以看出，處理之間產(chǎn)量的分布和總產(chǎn)均存在著很大的差異。5個基質(zhì)處理前期的產(chǎn)量均低于對照，且差異達(dá)到極顯著水平，在5個基質(zhì)栽培處理中，以處理3的前期產(chǎn)量較高，達(dá)到23859.0kg/hm2，比處理4(20703.0kg/hm2）和處理5(10560.0kg/hm2）分別高15.2%和125.9%，之間有極顯著差異。總產(chǎn)以處理4的最高，折合78210.0kg/hm2，比對照高出23.9%，達(dá)到極顯著水平，處理3和處理2的產(chǎn)量也高于對照，分別高4.8%和10.7%，但未達(dá)到顯著水平，處理1和處理5的產(chǎn)量低于對照，但差異不顯著。2.5對可溶性固性物及有機(jī)酸含量的影響不同類型基質(zhì)番茄果實(shí)品質(zhì)見表7，可溶性固性物、可溶性糖和有機(jī)酸是形成番茄等果實(shí)風(fēng)味的主要物質(zhì)，糖酸比是評價(jià)蔬菜風(fēng)味優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)，糖酸比高，蔬菜風(fēng)味好，品質(zhì)較好，從測定結(jié)果來看，對照的可溶性固性物最高（4.80%），與處理3、4分別高10.3%和14.3%，差異達(dá)到顯著水平，各個處理之間可溶性固性物的差別不顯著，有機(jī)酸含量則以處理5的為最高，但與對照之間無顯著差異。不同處理間果實(shí)可溶性糖含量沒有顯著差異。糖酸比為處理3最高，達(dá)到7.58，其次為處理4，處理5的糖酸比則為最??；Vc含量是反映番茄品質(zhì)的又一個重要指標(biāo)，處理4的Vc含量最高，達(dá)0.1015mg/g，比最低的處理5(0.0895mg/g）提高了13.4%，差異顯著，而與其他處理則無顯著差異。3基質(zhì)afp與wfp的相關(guān)性3.1在栽培過程中，所有復(fù)合基質(zhì)的容重增大，總孔隙度下降，爐渣:草炭=3:2處理基質(zhì)的通氣孔隙度增大，持水孔隙度降低，而其他4個處理基質(zhì)AFP與WFP的變化趨勢剛好相反。3.2不同處理番茄植株的光合速率、葉綠素含量和根系活力出現(xiàn)峰值的時(shí)期不同,珍珠巖:草炭=3:2和爐渣:草炭=3:2兩個處理番茄植株的這3個生理指標(biāo)在結(jié)果初期達(dá)到最大,以花生殼為主要原料的處理在結(jié)果中期達(dá)到峰值,而以玉米芯為主要原料的處理在栽培后期植株的光合速率與葉綠素含量仍有緩慢增長。4栽培前期植株功能性狀的變化栽培中發(fā)現(xiàn)以玉米芯為主要原料的處理栽培的番茄，生育前期植株莖細(xì)、葉片小且發(fā)黃，這可能與玉米芯的高C/N有關(guān)，玉米芯的C/N為49.9，高于有機(jī)質(zhì)分解適宜的C/N(23～25)，在分解過程中，造成與植株的奪N，嚴(yán)重影響了作物的生長發(fā)育，降低了前期產(chǎn)量和品質(zhì)，因此像玉米芯這些C/N較高的有機(jī)基質(zhì)在使用前必須預(yù)先進(jìn)行堆漚處理，在這一方面仍需做進(jìn)一步的研究；碎工業(yè)巖棉無緩沖性能，保肥性極差，前期由于作物的生長量小問題不是很突出，后期植株長勢明顯變差，畸形果較多。試驗(yàn)條件的限制沒有用農(nóng)用巖棉作為對照，借鑒前人的研究成果和根據(jù)本試驗(yàn)的測定結(jié)果來看，只要加強(qiáng)后期營養(yǎng)液的管理，根據(jù)植株長勢及時(shí)調(diào)整營養(yǎng)液配方，可以用碎工業(yè)巖棉代替農(nóng)用巖棉以降低栽培成本。整個生育時(shí)期分栽培前期、栽培中期、栽培后期3個時(shí)期參照Byrne的方法進(jìn)行容重（BD）、總孔隙（TP）、通氣孔隙（AFP）和持水孔隙（WFP）測定。結(jié)果初期,每處理取3株，測定植株全株干鮮質(zhì)量、葉面積、莖粗、根系體積。根系體積測定采用排水法，葉面積測定采用紙重法，莖粗的測定以第一真葉下部節(jié)間為準(zhǔn)。為了保