复合基质对番茄无土栽培的影响

复合基质对番茄无土栽培的影响

如今，园林艺术的特点之一是无土栽培技术的广泛应用。该技术克服了连作障碍，病虫害少，易于自动化管理，清新消毒，适合生产高产优质蔬菜。现在，它深受人们喜爱。基质培是无土栽培的主要形式，国外常采用农用岩棉作基质或含有大量草炭的混配基质。但由于使用这些基质成本高，国内学者相继开展了以农业废弃物作为栽培基质的研究，张彦娟等采用食用菌渣和砻糠灰作为基质，研究了对番茄生长和产量的影响，李国景和李萍萍分别进行了芦苇末作为环保型基质的可行性研究，并提出了各自的基质配方，郭世荣则研究了椰子壳纤维作为基质的使用效果。这些研究多侧重于不同基质配方对作物生长的影响，而对栽培过程中基质物理特性的变化却研究极少，而了解基质的物理特性是制定管理措施的重要依据。笔者分别选用工业废弃物碎岩棉，已分解的有机物草炭，不易分解的农业废弃物花生壳和易分解的农业废弃物玉米芯为主要原料，进行番茄无土栽培应用效果的研究，并对栽培过程中基质物理特性进行测定，以期筛选出适合番茄无土栽培实用价廉的基质配方，并为其科学应用提供理论上的依据。1材料和方法1.1土培养液配方试验与2002年3—7月在郑州市陈砦园艺发展公司基地日光温室内进行，试验设5个处理（见表1）以土培为对照，3次重复随机排列。槽的规格为：内径宽48cm、外径宽72cm，槽高15cm，内填基质12cm厚，槽下设一渗水层，槽自北向南有70:1的坡度。其中草炭为东北产高位泥炭，炉渣为采暖锅炉炉渣（粒径<2cm），蛭石、珍珠岩、岩棉为郑州八里庙保温材料厂生产，花生壳、玉米芯从中牟购得，花生壳脱粒后使用，玉米芯粉碎（粒径<3cm）。番茄品种为TF412,3月5日定植，密度30000株/hm2，单干整枝，每穗留果3个。对照和土培均使用同一种营养液配方，大量元素，Ca(NO3)2448g/t、KNO338g/t、MgSO4102g/t、HNO3110mL/t、H3PO4110mL/t,前期EC值为2.0mS/cm,中后期为2.0～2.5mS/cm。微量元素按常量添加。1.2测量和方法1.2.1氨基酸物理属性的测定1.2.2测定项目及方法开花期、结果初期、结果中期和结果后期进行叶绿素、根系活力和光合速率的测定。叶绿素采用已醇提取法。根系活力采用TTC法；光合速率用BAU光合测定仪测定。分期统计小区的实际收获产量，最后折算成每公顷的产量。果实成熟期取第三穗果实对可溶性固形物、Vc含量、可溶性糖和有机酸等的含量进行测定。可溶性固形物取汁液用手持测糖计测定；维生素C采用2,6-二酚法；有机酸采用标准滴定法；可溶性糖采用蒽酮比色计测定。2结果与分析2.1岩棉基质物理特性不同原料基质的物理特性见表2，不同基质配方的物理特性及在栽培过程中的变化见表3。各个处理由于基质的组成不同，致使其物理特性差异很大。前期对照（土壤）的容重最大，为1.12g/cm3，其次是以炉渣为主要成分的处理3，岩棉基质的容重最小，仅有0.201g/cm3。总孔隙度的大小顺序则与容重的大小顺序相反。通气孔隙度反映基质的通气能力，持水孔隙度反映基质的持水能力，两者的比值是对基质物理特性的综合评价，岩棉的通气孔隙度最大，达到68.4%，处理5的持水孔隙度最大，达到60.1%，综合评价来看，处理1（岩棉）的通气孔隙度/持水孔隙为1:0.45，表现为保水性能稍差。栽培过程中各处理的容重变化趋势一致，均有不同的增大。处理3的通气孔隙稍有增加，持水孔隙和总孔隙度则降低，其他处理的变化趋势与处理3的刚好相反。2.3以花生壳、岩棉、玉米芯为主要原料的家庭和水生壳生长性状对番茄产量的影响不同类型基质番茄的营养生长见表4，从对番茄结果初期植株的鲜质量、干质量、茎粗、叶面积和根系体积的测定结果来看，5个处理番茄植株的鲜质量、干质量和叶面积均大于对照，除处理5外，其他4个处理与对照之间的差异都达到显著水平，其中以花生壳为主要原料的处理4所栽培番茄植株的鲜质量（705.24g/株）、干质量（73.871g/株）和叶面积（7654.5cm2/株）为最大，与岩棉和以玉米芯为主要原料的处理1和处理5之间的差异也都达到显著水平。以工业废弃物炉渣为主要原料的处理3的根系体积最大，达到33.78cm3/株，比对照（24.78cm3/株）高36.3%，除处理4外，与其他处理均有显著性差异。2.3不同混交方式番茄的生理指标见表1、2、3不同处理番茄叶片的光合速率、叶绿素含量和根系活力见表5，光合速率和叶绿素含量的大小反映了植株同化能力的强弱，根系活力反映了植株根系的吸收能力，不同处理之间、不同时期三者都有较大的差异。从开花初期（3/16）的测定结果来看，光合速率、叶绿素含量和根系活力均以处理3的为最高，处理5最低，其中处理3与处理4、处理5、对照的差异都达到了显著水平；到了结果中期，番茄植株的光合速率、叶绿素含量和根系活力则以花生壳:蛭石:珍珠岩=5:3:2的处理为最高，分别达到28.28μmol/(m2·h)、1.956mg/g、254μg/h，比对照的21.38μmol/(m2·h)、1.703mg/g、218μg/h分别高出32.3%、14.9%和16.5%，与其他处理的差异都达显著水平；到后期（6/20）光合速率、叶绿素含量和根系活力仍以花生壳:蛭石:珍珠岩=5:3:2的处理为最高，但与玉米芯:蛭石:珍珠岩=5:3:2的处理没有显著性差异。从生理指标变化趋势来看，处理1、2、3的生理指标峰值出现的最早，在结果的初期即4月26日达到最大值，以后缓慢的下降；处理4和对照生理指标的峰值晚于上述三个处理，在结果中期即5月21日达到最大值；处理5的光合速率和叶绿素含量起初最低，后来则上升较快，一直到后期还有缓慢的增长。2.4基质栽培对产量的影响不同类型基质对番茄产量的影响见表6，由此可以看出，处理之间产量的分布和总产均存在着很大的差异。5个基质处理前期的产量均低于对照，且差异达到极显著水平，在5个基质栽培处理中，以处理3的前期产量较高，达到23859.0kg/hm2，比处理4(20703.0kg/hm2）和处理5(10560.0kg/hm2）分别高15.2%和125.9%，之间有极显著差异。总产以处理4的最高，折合78210.0kg/hm2，比对照高出23.9%，达到极显著水平，处理3和处理2的产量也高于对照，分别高4.8%和10.7%，但未达到显著水平，处理1和处理5的产量低于对照，但差异不显著。2.5对可溶性固性物及有机酸含量的影响不同类型基质番茄果实品质见表7，可溶性固性物、可溶性糖和有机酸是形成番茄等果实风味的主要物质，糖酸比是评价蔬菜风味优劣的一个重要指标，糖酸比高，蔬菜风味好，品质较好，从测定结果来看，对照的可溶性固性物最高（4.80%），与处理3、4分别高10.3%和14.3%，差异达到显著水平，各个处理之间可溶性固性物的差别不显著，有机酸含量则以处理5的为最高，但与对照之间无显著差异。不同处理间果实可溶性糖含量没有显著差异。糖酸比为处理3最高，达到7.58，其次为处理4，处理5的糖酸比则为最小；Vc含量是反映番茄品质的又一个重要指标，处理4的Vc含量最高，达0.1015mg/g，比最低的处理5(0.0895mg/g）提高了13.4%，差异显著，而与其他处理则无显著差异。3基质afp与wfp的相关性3.1在栽培过程中，所有复合基质的容重增大，总孔隙度下降，炉渣:草炭=3:2处理基质的通气孔隙度增大，持水孔隙度降低，而其他4个处理基质AFP与WFP的变化趋势刚好相反。3.2不同处理番茄植株的光合速率、叶绿素含量和根系活力出现峰值的时期不同,珍珠岩:草炭=3:2和炉渣:草炭=3:2两个处理番茄植株的这3个生理指标在结果初期达到最大,以花生壳为主要原料的处理在结果中期达到峰值,而以玉米芯为主要原料的处理在栽培后期植株的光合速率与叶绿素含量仍有缓慢增长。4栽培前期植株功能性状的变化栽培中发现以玉米芯为主要原料的处理栽培的番茄，生育前期植株茎细、叶片小且发黄，这可能与玉米芯的高C/N有关，玉米芯的C/N为49.9，高于有机质分解适宜的C/N(23～25)，在分解过程中，造成与植株的夺N，严重影响了作物的生长发育，降低了前期产量和品质，因此像玉米芯这些C/N较高的有机基质在使用前必须预先进行堆沤处理，在这一方面仍需做进一步的研究；碎工业岩棉无缓冲性能，保肥性极差，前期由于作物的生长量小问题不是很突出，后期植株长势明显变差，畸形果较多。试验条件的限制没有用农用岩棉作为对照，借鉴前人的研究成果和根据本试验的测定结果来看，只要加强后期营养液的管理，根据植株长势及时调整营养液配方，可以用碎工业岩棉代替农用岩棉以降低栽培成本。整个生育时期分栽培前期、栽培中期、栽培后期3个时期参照Byrne的方法进行容重（BD）、总孔隙（TP）、通气孔隙（AFP）和持水孔隙（WFP）测定。结果初期,每处理取3株，测定植株全株干鲜质量、叶面积、茎粗、根系体积。根系体积测定采用排水法，叶面积测定采用纸重法，茎粗的测定以第一真叶下部节间为准。为了保