有机生态型无土栽培对番茄产量及品质的影响

发布日期:2020-05-24 17:05

有机生态型无土栽培是指不用天然土壤,采用价廉易得并可就地取材的农作物秸秆(如玉米秸、葵花秸等)、玉米芯、废菇渣等农产废弃物作为无土栽培基质,利用有机固态肥并直接用清水灌溉作物的一种无土栽培技术,具有成本低、环保、易操作、易推广等优点,其生产的农产品符合国家绿色食品的标准,适合佳木斯地方特色、符合有机农业和农业可持续发展要求。是具有显著的经济、社会、生态效益的现代生产方式。本研究利用佳木斯农业生产中产生的农产品废弃物玉米秸、玉米芯、稻壳等和工业产生的炉渣,运用科学的方法将其改造成为有机生态无土栽培的基质,成本低廉,变废为宝,不但能够大量生产绿色农产品,满足地方居民对高品质农产品的需求,同时解决了农产废弃物环境污染的问题,是一项一举多得的农业生态工程。

1材料与方法

1.1材料

供试番茄材料来自于黑龙江农业职业技术学院无土栽培实训基地,选取具有4~7片真叶的番茄幼苗。供试基质材料有玉米秸秆、稻壳、炉渣和鸡粪4种基质,主要来自于佳木斯周边的农户。

1.2方法

试验于2012年4月至2014年9月在黑龙江农业职业技术学院无土栽培实训基地进行。

1.2.1基质材料预处理

由于农作物秸秆、稻壳等有机质含量较高,具有较高的C/N值,直接使用将导致栽培基质中微生物与作物根系竞争养分,影响作物生长发育,从而影响作物的产量,因此试验前对基质材料进行了预处理。

玉米秸秆:将新鲜玉米秸秆采收后去除叶片,将茎秆部分切碎成2cm长的小节,按照圆锥形堆放,踏实后保持湿度在70%左右,表面覆盖塑料薄膜,每10d进行一次翻堆,如此反复。当秸秆堆塌陷为原来体积的1/2~1/3,中心颜色由绿色转变为浅黑色时发酵结束,使用前充分晾晒进行太阳能消毒。

稻壳:将干燥稻壳用甲醛喷洒,之后用塑料薄膜覆盖48h,再加水堆放,保证含水量超过60%,用塑料棚膜包裹严实暴晒15d进行太阳能消毒。

鸡粪:将鸡粪堆成高约1m、宽2m的长方形料堆,并在堆顶打孔通气,最后用长方形塑料布将肥堆覆盖,保证含水量超过70%。塑料布与地面相接触,每隔1m压一重物,使膜内既通风又避

免被大风吹起。注意早晚揭膜通风一次(1~2h),天气晴朗时可在前一天傍晚揭膜,次日早上覆盖。堆沤4~6d后,堆温可升至60~70℃。堆沤10d后可翻堆一次,堆沤20d即能熟透。

炉渣:由于炉渣是高温燃烧的产物,故不需要灭菌,只需将其过1~2cm2筛,筛下的细炉渣备用即可。

1.2.2基质配比设计

用经过充分发酵腐熟的鸡粪10%分别和进行预处理后的不同比例的玉米秸秆、稻壳与炉渣为栽培基质(见表1),以园土栽培为对照。每个处理占一个小区,小区面积为9m2。

1.2.3栽培管理

采用基质槽培。每一个栽培槽为一个栽培小区,栽培槽长10m,宽0.9m,深0.2m,间距0.7m。槽底及四壁先铺上一层塑料薄膜,在其上铺上粗炉渣,以便于排水透气,厚度为5cm,粗基质上铺上一层麻布袋,然后再铺上混配好的栽培基质。每个小区种植2行,每行30株番茄,株距30cm,行距35cm。栽培期间只需滴灌清水。一般每天供水1~2次,应根据植株状况、基质温湿度、天气和季节的变化灵活掌握,但每次滴灌量以槽底有水流出为限。番茄生长期间采取统一的追肥制度,定植后15d开始进行第一次追肥,以后随植株生长每隔10d追肥一次,追肥为充分腐熟的鸡粪,追肥量为15g·株-1,其它管理按照常规管理。

1.3测定项目及数据统计

分别测定不同栽培基质下的相关理化性质,及番茄株高、茎粗、叶片数和产量等。试验数据运用Excel2003和DPSV7.05软件进行分析。

2结果与分析

2.1不同配比栽培基质理化性状分析

基质是无土栽培中植物赖以生存的基础,无土栽培基质的理化性状将直接影响植物的生长发育过程。由表2可知,7种处理基质的容重,对照土壤容重最大,为1.02g·cm-3,与处理A~F差异显著,其余各处理的容重均在理想的栽培范围之内,且容重都比较小,易于栽培过程中搬运。孔隙度反映了基质的孔隙状况和水、气的相对容纳空间,试验中各处理的总孔隙度均在适宜(54%~96%)范围之内,其中处理F的总孔隙度为80.51%,是7种栽培基质中总孔隙度最大的,与其它处理差异显著,其次为处理D,为75.96%,对照CK的总孔隙度最小,为64.85%。各处理的气水比除处理F外,其余6种处理的气水比均在1∶1.5~4.0的适宜范围内,说明处理F的保水能力较差。在化学性质方面,试验中各处理基质的pH均大于7,不存在显著差异,且所有处理pH基本都在番茄适宜生长的范围之内(5.0~7.5),基本不会影响番茄的生长。

2.2不同配比栽培基质对番茄生长的影响

株高、茎粗和叶片数是植物体生长的主要外在表现指标,从一定程度上反映了其生理代谢的强弱。由表3可以看出,处理B的株高最高,为137.9cm,与其它各处理相比差异显著,其次是处理A和处理C,显著高于处理F和对照。处理B的茎粗最大,为0.874cm,其次是处理A和处理C,分别为0.865和0.853cm,与对照相比差异显著。B处理的叶片数最高,平均叶片数为17.6片,其它各处理叶片数无显著性差异。综上所述,与其它处理相比,处理B的基质配比具有明显的生长优势。

2.3不同配比栽培基质对番茄产量的影响

从表4可知,不同配比栽培基质之间产量差异较大,多个处理间差异达到了极显著,其中以处理B产量最高,为28.13kg·m-2,与处理D、E、F及对照差异极显著。其单果重和单株产量也都最高,分别为320g和4.22kg,与对照相比均表现出差异极显著。其次是处理A,各项产量指标也都较高,与对照相比,表现出了差异显著性。单株果数各处理之间没有显著性差异。

2.4不同配比栽培基质对番茄品质的影响

由表5可以看出,不同配比基质栽培的番茄在品质上表现出一定的差异性。可溶性固形物决定着番茄的口味,7个处理中可溶性固形物含量为4.15%~5.35%,处理B的可溶性固形物含量最高,与处理D、E、F、CK均存在显著性差异。可溶性糖是番茄固形物的重要组成部分,也是评价番茄品质优劣的重要指标,处理B可溶性糖含量最高,为3.64%,CK最低,为3.20%,除对照外,各处理可溶性糖没有明显的差异显著性;有机酸是人味觉器官感觉敏感的物质,直接影响番茄的口感,处理B的有机酸含量为0.49%,口感最好,处理F和CK的含量较高,口感最差;人体需要的VC主要来源于蔬菜,因此这一指标关系着蔬菜品质的高低。不同配比基质栽培的番茄VC含量均比对照高,特别是处理B、A、C,与对照相比差异极显著;硝酸盐经过富集可以产生致癌物质,人体中大部分的硝酸盐是从蔬菜中吸收的,因此硝酸盐含量的高低可以表现出蔬菜品质的优劣,由表5可以看出,对照和各个基质处理的硝酸盐含量都低于我国蔬菜硝酸盐允许量(300mg·kg-1),其中以处理B含有的硝酸盐含量最低,为80.23%。

3结论与讨论

有机生态型无土栽培基质的理化性质均较土培对照要好,比重小,适宜搬运,空隙度大,透气性好,而且pH值更适宜番茄生长。各有机基质的理化性质与其成分配比密切相关,玉米秸秆、稻壳、炉渣3种基质混合的配方较两种基质混合的配方要好,其中以处理B(玉米秸秆∶稻壳∶炉渣=4∶3∶3,附加10%腐熟鸡粪)的理化性质最佳,建议规模化生产采用,其次是处理A和处理C,而未添加无机基质炉渣的处理F的气水比超过了1∶1.5~1∶4.0的适宜范围,说明处理F的保水保肥能力较差,植物易发生倒伏,不建议采用。

采用有机基质栽培的番茄与土培对照番茄相比具有明显的生长优势,尤其是配方B、配方A和配方C,其株高、茎粗均与传统土培有显著性差异,叶片数虽然没有表现出显著性差异,但也可以

看得出有机基质栽培的番茄叶片数比传统土培要好。

采用有机基质栽培的番茄其产量均比土培对照要好,不仅总产量较高,单株产量也较高。在品质方面亦是如此,特别是可溶性固形物、维生素C和硝酸盐的含量,对土培对照相比,均达到显著性差异,完全符合绿色食品的标准。但是同时也可以看出,不同有机基质配方间的产量和品质差别也较大,可能是不同配方间由于其组分不同,其释放的营养素的种类和含量不同所致,还需要进一步研究。