不同有机发酵基质对番茄无土栽培的影响

不同有机发酵基质对番茄无土栽培的影响

宁夏作为设施农业的先驱，自2006年1.5万h2m发展至2010年7万h2m。宁夏器官农业经过三个世纪的发展，成为“北冬菜、夏菜”和西北内陆重要贸易地区。未来5a,宁夏将扩大设施农业种植面积达到10万hm2。设施栽培不仅给当地菜农带来了较大的经济效益,也带动了宁夏地方经济的发展。设施栽培已成为宁夏地区在土地匮乏情况下有效提高单位面积产值不可替代的模式。然而设施蔬菜产业在高投入、高产出的生产模式下,产生了一系列的环境问题,尤其是土壤质量的下降。连作在设施生产中成为难以避免的种植模式,随着设施种植年限的增加,土壤次生盐渍化、养分失衡、作物根系分泌物及病原菌不断积累,生态环境恶化,出现一系列连作障碍,形成对作物生长的逆境条件,导致作物产量和品质下降,严重制约设施的可持续利用和发展。设施蔬菜基质栽培技术可有效地解决设施栽培土壤连作病害的发生和盐渍问题。但常规基质采用的草炭价格昂贵且是不可再生资源,过量开采会破坏沼泽地的生态环境。我国农村地区农作物秸秆和畜禽粪便资源丰富,若能立足各地资源,就地取材,资源化利用农业废弃物替代草炭合成设施蔬菜栽培基质,必能带来巨大的社会、经济和生态效益。现以宁夏地区主要的农业废弃物玉米秸秆、牛粪、鸡粪、沼渣、菇渣为主要原料进行番茄无土栽培基质发酵筛选试验,旨在为资源化利用农业废弃物(作物秸秆和畜禽粪便)替代草炭进行设施蔬菜基质栽培提供理论基础,为更有效地克服土壤连作障碍,提高蔬菜品质提供思路。1材料和方法1.1基质及微生物菌曲的制备番茄供试品种为美国引进粉红品种‘AM-1’,属于日光温室适栽品种。栽培基质遵循就地取材和价格低廉原则,利用农业有机废弃物玉米秸秆、菇渣、鸡粪、沼渣、牛粪、稻壳作为主要的发酵原料。前期试验共筛选出了7种有机发酵栽培基质,发酵基质配方见表1,以宁夏乐义国际农业有限公司研发的基质为对照;发酵菌剂采用北京京圃园生物工程有限公司生产的京圃园有机废弃物发酵菌曲。试验地水源检测指标见表2,采用将无土栽培的营养调控结合有机基质模式,即滴灌营养液,自番茄第1穗花坐果开始每周滴灌1次营养液,营养液采用“宁大”番茄有机生态型无土栽培专用配方。1.2大陆性气候区试验地位于宁夏回族自治区北部(38°18′N,106°15′E),西依贺兰山,东临黄河,属温带大陆性气候。气候特点:年均温9.7℃,极端最高气温36.9℃,极端最低气温-24℃,年降水量138.8mm,无霜期150d左右,是日光温室发展的理想区域之一。日光温室为引进的山东第5代日光温室,棚长80m,净跨度7.8m,脊高4.3m,土墙底部厚3.8m,顶部厚1.8m。1.3番茄栽培槽试验于2010年8月15日到2011年3月25日在宁夏贺兰县高荣农业综合开发设施农业示范基地内进行。为了保持冬季栽培作物根际温度的稳定性,在大棚内南北走向下挖建槽,下挖深度12～15cm,番茄栽培槽的槽内径48cm,槽距80cm,槽长7m。地上部用24cm×12cm×5cm的标准红砖砌成,砖高10cm。槽底南低北高,中间开1条宽20cm、深5cm的“U”型槽,槽底及四壁走道铺1层0.1～0.5mm聚乙烯薄膜,上铺1层炉渣作为渗水层,接着盖1层编织袋,然后于编织袋上直接覆盖基质即可,基质厚度约15～20cm。每座试验温室内建55个栽培槽。7月12日育苗,8月22日定植,株距40cm,单干整枝。试验采用单因素完全随机设计,每重复为1个种植槽,每处理3次重复。1.4测定指标及方法基质容重、总空隙度采用饱和浸提法测定;有机质采用电热板加热(重铬酸法)容量法测定;碱解氮采用还原碱解扩散法测定;速效磷采用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法测定;速效钾采用中性醋酸铵浸提—火焰光度法测定;pH采用电位法测定;EC采用电导率测定仪测定。分别对每个处理番茄在不同的生长周期进行了生长状况、品质和产量的测定,每个试验点分温室的南、中、北以及东、中、西9个采样点共9株番茄测定生物学指标。其中生长状况主要通过测定生物学指标(茎粗、株高)和生理学指标(叶绿素、根系活力)对不同处理番茄进行比较。株高采用精确度为0.01cm的钢卷尺测定,用钢卷尺测量植株基部与基质接触处到生长点;茎粗采用精确度为0.01mm的电子游标卡尺测定,用游标卡尺测量第1节位中间最粗处直径;叶绿素含量用SPAD502叶绿素含量测定仪测定;根系活力TTC法测定。并在整个生长周期对有机发酵基质进行了pH、EC及养分含量测定。果实成熟后,每个处理仍然按温室的南、中、北以及东、中、西各取9个果实混合取样测定果实品质。总糖用蒽酮比色法测定;维生素C用钼蓝比色法测定;总酸以碱中和滴定法测定;可溶性固形物含量采用折光仪测定法。每个处理,采样期相同,短时间低温保存条件一致,均重复3次测定,记录分析试验结果。全生育期测产,记录单果重、果粒个数。数据作图及处理用软件Excel2003和DPS7.05版。2结果与分析2.1基质处理对栽培前各基质对总孔隙度的影响在栽培前和番茄收获后对有机发酵基质进行了理化性质测定。由表3可知,总孔隙度均表现为收获后较栽培前下降的趋势;pH、EC表现为收获后较栽培前上升的趋势;速效氮、速效磷、速效钾均表现为收获后较栽培前显著下降的趋势。栽培前CK处理基质的总孔隙度极显著高于与其它处理,T4处理次之,T1、T2、T3、T5处理间无显著性差异;栽培后各基质处理的总孔隙度规律与栽培前基本相同。栽培前T1、T4处理的pH显著高于其它处理,T2、T3、T5、T6处理间无显著性差异,T7、T8处理极显著低于其它处理;栽培后T1、T2、T3、T6处理极显著高于T4、T5、T7、CK处理。栽培前T7、T5处理的EC值极显著高于其它处理;栽培后T1、CK处理的EC值极显著高于其它处理。不管栽培前、后T4处理的有机质都显著高于其它处理;栽培前CK处理的速效氮显著高于其它处理,栽培后T6处理的速效氮显著高于其它处理;栽培前T6处理的速效磷显著高于其它处理,栽培后T4处理的速效磷显著高于其它处理;栽培前T7处理的速效钾显著高于其它处理,栽培后T4处理的速效磷显著高于其它处理。2.2不同有机发酵基质的番茄生长发育特性分析2.2.1第6穗花开均比2、ck处理35d,比t735d由表4可知,T1、T3、T4、T5、T6处理的生育期比较接近,从第1穗花开到第6穗花开均比T2、CK处理提前2～4d,比T7处理提前3～5d。T1、T3、T4、T5、T6处理始收期比T2处理提前了5d,比T7处理提前了10d,比CK处理提前了8d,集中上市期比T2、T7、CK处理提早了1周左右时间。2.2.2对茎粗的处理由图1、2可知,不同有机发酵基质栽培番茄的株高在采收期无显著性差异,但茎粗存在显著性差异,T1、T3、T4、T5处理间的茎粗无显著性差异,但该组处理的茎粗都显著大于其它处理,T2、T6、T7、T8处理间茎粗无显著性差异。在生产实践中,单就株高或茎粗的比较往往缺乏实际意义,但就株高与茎粗的比值进行比较往往更有意义。不同有机发酵基质栽培番茄株高/茎粗具有以下规律:T1>T4>T3>T5>T6>T2>CK>T7,对其进行统计分析结果表明,T1、T4、T3、T5处理间株高/茎粗无显著性差异,但都显著高于其它处理,T2、T6、T7、T8处理间无显著性差异。2.3t1、t6、t7、t8对不同比例t8的处理由表5可知,T1、T3、T4、T5处理的维生素C含量显著高于T7、T8处理,T2、T6、T7、T8处理间无显著性差异;可溶性糖、可溶性固形物与维生素C表现出相同的规律;有机酸含量T2、T5、T6、T7、T8处理显著高于其它处理。综合分析认为,T1、T3、T4、T5处理的综合品质较优。2.4t5、t7、t8对在采收中期对不同有机发酵基质栽培番茄的单果重进行了测定,结果见图3、4。由图3可知,T1、T3、T4处理番茄单果重显著大于T2、T6、T7、T8处理,而与T5处理无显著性差异。T5与T6无显著性差异,T2、T6、T7、T8处理间无显著性差异。由图4可知,不同处理的667m2产量间达到了显著性差异,表现为T1、T4处理667m2产量极显著高于T2、T6、T7、T8处理,T3、T5处理显著高于T2、T6、T7、T8处理,T2、T6、T7、T8处理间667m2产量无显著性差异。3对加快生长的分子机物的限制综合分析认为,不同有机发酵基质均表现为收获后总孔隙度较栽培前有下降的趋势;pH、EC表现为