番茄高效低成本无土栽培基质的筛选研究

番茄⾼效低成本⽆⼟栽培基质的筛选研究
开发出理化性能稳定、取材⽅便、原材料易于获取、价格低廉、⽤后⽅便处理的基质,是固体基质⽆⼟栽培的关键。

利⽤蛭⽯及⼯农业固体废弃物如炉渣、废菇料、秸秆等原料按⼀定⽐例混
合复配成⽆⼟番茄栽培基质,采⽤盆栽和⽥间试验,通过对⽐选择出适宜番茄栽培的⾼效、低成本⽆⼟基质,代替常规以草炭为主要原料的⽆⼟栽培基质,在降低栽培成本的同时,保护不可再⽣的⽣态资源,提⾼⽣产效率,旨为番茄⼤规模⽆⼟栽培⽣产的⽰范推⼴奠定基础。

1 材料与⽅法
1.1 试验材料
基质原材料种类有草炭(普通园艺⽤草炭,购于花卉市场)、蛭⽯(未分级蛭⽯)、炉渣(0.5 cm筛⽹过筛)、⽟⽶秸秆(粉碎喷⽔后⽤塑料膜覆盖堆沤3个⽉)和棉籽⽪(以棉籽⽪作原料⽣产⾷⽤菌后的废菇料,喷⽔后⽤塑料膜覆盖堆沤3个⽉)。

将基质原料按不同配⽐复配成8种复合基质(表1)进⾏试验。

番茄品种为⾦棚⼀号(粉果品种)。

1.2 试验⽅法
1.2.1 ⽆⼟栽培基质的初选
采⽤常规⽅法,分析8种复合基质的理化性质,指标包括容重、总孔隙度、⼤⼩孔隙⽐、pH值和电导率。

其中,电导率(EC)和pH值测定参照⼟壤的EC和pH值测定⽅法进⾏,在电导率仪上测定电导率,在pH计上测定pH值。

根据2008年基质原材料的市场价格草炭240元/m3、蛭⽯50元/m3、⽟⽶秸秆50元/m3、炉渣60元/m3、棉籽⽪60元/m3,计算8种复合基质的原料成本,其中⽟⽶秸秆和棉籽⽪的价格主要是粉碎与运输的成本,其本⾝⼏乎⽆成本价格。

将8种复合基质的理化性质及其原料成本进⾏⽐较,选出
可应⽤于蔬菜栽培的低成本⽆⼟栽培基质。

1.2.2 ⽆⼟栽培基质的优选
以初选的⼏种基质为测试基质,以常规基质(基质II)和⼟壤为对照,进⾏番茄栽培试验,研究不同基质种类对番茄⽣长及产量的影响,以筛选出⾼效、低成本的⽆⼟栽培番茄基质。

栽培试验分盆栽试验和⽥间试验2种。

1.2.3 盆栽试验
盆栽试验在河北省农林科学院蔬菜⾼新技术⽰范园区温室内进⾏,控制⽩天温度在25℃左右、夜间温度在15℃左右。

试验⽤花盆的上沿直径为40 cm。

将每种复合基质均装3盆, 2008年8⽉10
⽇定植番茄苗,每盆栽3株。

⽣长24 d后,测量苗期植株的株⾼、茎粗、根数、根体积及叶⽚的相
对叶绿素含量。

⽐较不同基质栽培条件对番茄⽣长势、根⽣长量及植株叶⽚叶绿素相对含量的
影响。

植株根体积测定采⽤量筒法进⾏,叶绿素相对含量测定采⽤⽤⼿持式叶绿素仪BERC-502
进⾏。

1.2.4 ⽥间栽培试验
试验在河北省农林科学院蔬菜⾼新技术⽰范园区连栋温室(总⾯积648m2)内进⾏,控制⽩天温度
在25℃左右、夜间温度在15℃左右。

每种基质装3⾏栽培槽,栽培槽长17m,每⾏栽培槽定植番茄50株, 2008年3⽉18⽇定植。

栽培槽材料为20 kg/m3聚苯烯发泡板,厚度2.5 cm。

在开花期,测量植株的株⾼、茎粗、开花节位、花蕾数、开花数以及根活⼒;在盛果期,测量植株的根长、根数、根重等根系⽣长指标,并记录最终产量。

⽐较不同基质对番茄花期⽣长势、开花特性、根活性以及盛果期根⽣长量及产量等的影响。

番茄根活性测定利⽤A-萘胺氧化法进⾏。

*⽐例为按照材料顺序配制的体积⽐。

2 结果与分析
2.1 基质的理化性质及成本分析
8种复合基质的容重、总孔隙度、pH值和电导率均在适宜范围内(表2),表明从容重、总孔隙度、pH值和电导率4个指标看, 8种复合基质均能够满⾜多数蔬菜栽培的需求。

⼤⼩孔隙⽐反映基质的保⽔能⼒,基质III⼤⼩孔隙⽐偏⼤⽽且还会随着秸秆的不断降解⽽进⼀步增⼤,持⽔能⼒将越来越差,所以不宜作为栽培基质应⽤。

基质IV⼤⼩孔隙⽐偏⼤但成分稳定,在实际应⽤中需要及时补⽔来克服基质持⽔能⼒差的问题;基质I和基质II⼤⼩孔隙⽐偏⼩,持⽔能⼒强,但通⽓能⼒稍差。

经济效益决定⽆⼟栽培⽣产发展的规模与速度。

基质栽培是⽆⼟栽培中投资最少的栽培⽅式,然⽽不同基质的价格相差很⼤。

有些基质作物虽能够很好地⽣长,但是来源不易、运输困难且价格较⾼,故不能选⽤。

采⽤作物残体或有机废弃物作为⽆⼟栽培中的基质材料来代替⽣产上常⽤的草炭、岩棉等基质材料,可以降低⽣产成本。

除基质III外,能够应⽤的7种基质成本差异较⼤(表2)。

其中,基质IV、基质VI和基质×成本较低(52.5~60.0元/m3),较基质II(常规基质)成本降低60%左右,且原料易于获得,是较适合推⼴应⽤的⽆⼟栽培固体基质。

更进⼀步的栽培试验就以常规基质II和⼟壤为对照,以初步优选的基质IV、基质VI和基质×为测试基质来进⾏。

2.2 复合基质种类对番茄⽣长指标的影响
2.2.1 对番茄苗期⽣长的影响
粗⾼⽐为植株根径粗(靠近基质表⾯部分的植株茎粗)与株⾼的⽐值,是判断植株⽣长是否徒长的指标。

基质栽培的番茄粗⾼⽐均⼤于⼟壤栽培(表3),表明基质栽培番茄的植株⽣长好于⼟壤栽培。

*同列数据后,⼩写英⽂字母不同,表⽰在5%⽔平上差异显著;⼤写英⽂字母不同,表⽰在1%⽔平上差异显著。

下表同。

长度>10 cm的根数和根体积反映了植株根系的⽣长量。

基质VI栽培的番茄长度﹥10 cm根数最多,与基质对照差异不显著,但显著优于其他基质处理;根体积较⼤,与基质对照和⼟壤对照以及其他处理差异均不显著。

表明基质VI栽培的番茄根系⽣长良好。

整株重反映了整个植株的⽣长量。

基质VI栽培的番茄整株重最⼤,显著⾼于其他处理。

表明⽤基质VI栽培的番茄植株⽣长最好。

叶绿素相对含量可以间接反映作物⽣长速度的快慢。

基质II(对照)和基质IV的番茄植株叶绿素相对含量较⾼,⼆者差异不显著,但均极显著⾼于⼟壤处理;⽽基质VI和基质×的叶绿素相对含量与⼟壤栽培差异不显著(表4)。

表明⽤基质IV栽培番茄效果较好。

2.2.2 对番茄花期⽣长的影响
基质VI和基质×栽培的番茄粗⾼⽐最⼤,⼆者差异不显著,与基质对照和基质IV处理差异也不显著,但显著⼤于⼟壤处理(表5)。

表明⽤基质VI和基质×栽培的番茄较⼟壤栽培的番茄植株⽣长明显粗壮。

基质IV、基质VI和基质×栽培番茄的开花节位较⾼,三者差异不显著,但均较基质对照和⼟壤对照差异显著。

基质栽培的番茄花蕾数相近,其中⽤基质IV和基质VI栽培时花蕾数稍多。

基质II和⼟壤栽培的番茄开花数较多,显著⾼于基质VI和基质×栽培的番茄,但较基质IV处理差异不显著(表5)。

总体来看,⽤⼟壤栽培的番茄⽣长势较弱,开花早,节位较低;⽽⽤基质IV和基质VI栽培的番茄花期⽣长较好。

植物根系活动能⼒直接影响植物整体的⽣长情况、营养⽔平和产量⽔平。

基质VI栽培的番茄根系活⼒最⾼,显著⾼于基质对照和其他处理(表6)。

表明⽤基质VI栽培的番茄根系⽣长最为旺盛。

不同基质栽培的番茄盛果期根系⽣长差异不⼤(表7)。

从2008年的番茄产量可以看出,基质IV栽培的番茄产量⾼于基质对照,较⼟壤对照⾼7.81%。

2008年由于基质VI所在⼩区的⽀架坍塌,导致落果严重,严重影响了基质VI所在⼩区番茄产量的准确统计。

2009年进⾏了重复试验,结果显⽰,基质IV和基质VI栽培的番茄挥种⾐剂的实际应⽤效果。

当前⼤⼒提倡和实施的可持续农业和绿⾊农业要求⼈们改变过去在种⼦包⾐中的实⽤主义观念,更加强调环境保护和⽣态效益,达到实⽤和⽣态的统⼀。

精细农业和精确农业的观念促使⼈们更加注重种⼦的特点和种⼦⽣长发育的环境来研制专⽤特⽤型种⾐剂。

同时,随着技术⽔平不断突破和材料科学不断进步,有⼒地推动着种⼦包⾐的科技含量的提升。

特别是交叉学科和边缘学科的兴起,产⽣了科学和技术的增长点,⽣物⼯程、计算机技术等的渗⼊必将带来全新的种⼦包⾐新概念。

来源:河北省农林科学院经济作物研究所作者:焦永刚,⽯琳琪,董灵迪。