沙地设施番茄苗期基质配方的筛选

雷苏妮１，王轩２，张柏豪２
（１．陕西佛坪国家级自然保护区管理局，陕西佛坪７２３４００；２．陕西省林业调查规划院，陕西西安７１００８２）

１　引言

土地沙化是指因气候变化和人类活动所导致的天然沙漠扩张和沙质土壤上植被破坏、沙土裸露的过程。我国是世界上土地沙化面积较大、分布较广、危害严重的国家之一。目前我国沙化土地主要分布在我国北方广大干旱和半干旱，以及部分半湿润地带。其中，我国北方农牧交错带、草原区、大沙漠的边缘地带是沙化最为严重的地区。经过了“三北”防护林体系建设工程、黄河中游各省区营造水土保持林计划等措施，我国沙化土地的治理取得了一些成效，但是仍有面积广大的沙化土地常年属于空置，造成了资源浪费。

农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括农林生产过程中产生的植物残余类废弃物、牧渔业生产过程中产生的动物类残余废弃物、农业加工过程中产生的加工类残余废弃物和农村生活垃圾等。合理利用农业废弃物资源：一方面可以有效地降低或者消除由于农业废弃物引起的环境污染问题，另一方面也可解决农村能源短缺问题。最重要的是实现农业废弃物的肥料化利用，生产有机肥料可以补充土壤养分，提高土壤中营养元素的有效性，并有助于改善土壤质地，增加其在我国农业中的利用。

无土栽培包括水培、雾培和基质培等方式。由于受成本、实用性和操作管理难度等方面因素影响，水培和雾培应用程度远不如基质培。目前世界上９０％以上的商业性无土栽培是采用基质栽培方式。世界上普遍应用的无土栽培基质是岩棉和草炭。岩棉有很强的吸水和保水性，目前已成为国外应用最多的无土栽培基质。由于岩棉不可降解，长期应用会造成严重的环境污染；同时，岩棉的价格比较昂贵，增加了栽培成本。而草炭是难以再生的自然资源，长期开采会使资源枯竭，并破坏地貌和生态环境。如果采用以沙子为主的基质不但会大大降低成本，而且取材方便，资源丰富，可以减少资源浪费，又可以重复再利用，同时也可以改善沙化地土壤，增加耕地面积。另外，研究锯末在农业废弃物资源的基质化方向的应用，也是减少育苗基质的成本有效突降。同时研究可对沙化土进行改良，增加我国耕种地面积。

因此，本试验以番茄为材料，比较以沙子为主要成分的不同基质配方对番茄的生长情况的影响，进一步优化基质配比，确定最适宜番茄生长的混合基质配方，这样便为更好地利用沙子基质提供了依据，期待其在更大范围内的推广应用。

２　试验设计与方法

２．１　试验材料

番茄品种选用的是金鹏一号。金鹏一号番茄是组合系无限生长型，三穗果，株高８０～１１０ｃｍ，果形好，果实高园，似苹果形，幼果无绿肩，成熟果粉红色，一般单果重２００～２５０ｇ，大而整齐，高抗叶霉病和番茄花叶病毒，果肉厚，耐低温生长，耐运输，商品形状好，味酸甜适口，果脐小，品质好，抗病，坐果率高，收获集中，高产稳产。是当前北方温室番茄种植最好的品种之一。沙土采自本地的沙荒地，粒径＞０．０２ｍｍ；猪粪和鸡粪取自杨凌五星村养猪场和养鸡场，都为新鲜的农家肥。猪粪与鸡粪按１∶１混合；锯末由杨凌杜寨村提供。

将猪粪、鸡粪和锯末按照需要进行配置发酵，初始Ｃ／Ｎ比调至３０∶１。发酵地点是在西北农林科技大学北校区园艺场的大棚内进行。地面铺上塑料，将要发酵的基质倒上然后用塑料盖上，包严。因发酵的时间的是冬季，所以基质发酵的时间比较长。前３０ｄ在塑料包裹中厌氧发酵，之后接起上覆盖薄膜，每隔７ｄ进行一次通气发酵，堆翻后又盖上塑料。发酵腐熟的锯末基质晾干：将４０％的甲醛［３，４］原液稀释５０～１００倍，把经过堆置发酵的锯末基质平铺在一层塑料薄膜的地面上平铺一层约１０ｃｍ厚，然后用喷壶或喷雾器将已稀释的甲醛溶液将这层介质均匀喷湿，接着再铺上第二层，再用甲醛溶液喷湿，直至所有要消毒的基质均喷湿甲醛溶液为止，最后用塑料薄膜覆盖封闭４８ｈ，将消毒的基质摊开，暴晒至少７ｄ以上，直至基质中没有甲醛气味方可备用。作为对照试验的育苗基质购置于杨凌新天地。
２．２　试验设计

２．２．１　栽培设计

本实验采用的是穴盘育苗。穴盘采用的是５０孔的。穴盘购于杨凌新天地。育苗过程是在日光温室内进行，试验设有６个处理，随机排列。

２．２．２　基质配比设计

试验设置６个处理，基质配置按照体积比进行：

Ａ、锯末∶有机肥∶沙子＝２∶３∶５，

Ｂ、锯末∶有机肥∶沙子＝３∶２∶５，

Ｃ、纯粪∶沙子＝２∶３，

Ｄ、新天地育苗基质∶沙子＝１∶１，

ＣＫ１、新天地育苗基质，

ＣＫ２、纯沙。

２．２．３　栽培管理

２０１０年３月１６日对买到的番茄种子进行浸种催芽，浸种时放入５５℃的清水中浸泡１５ｍｉｎ，后将种子浸泡在蒸馏水中１２ｈ。将浸泡后的种子取出放于弄湿的纱布，将其放于２８℃的智能型恒温培养箱中催芽。

每天早晚清水冲洗，等到８０％的种子露白后进行播种，播种前将配置好的基质装盘，浇透，播种时一穴一种，覆基质，厚度为０．５～１ｃｍ，浇水。播种后将其放置于日光温室内，用地膜覆盖于盘上，提高低温，保证其生长良好。等到大部分苗长出后，去掉地膜，保证苗接收阳光，也防止温度过高，影响苗生长。其后每天进行浇水，揭棚，如遇雨天或连阴雨则不进行，以防烂根。

２．３　研究方法

２．３．１　对基质理化性质的测定

参照连兆煌的方法测定基质孔隙度，并有改动。取自然风干基质加满至体积为Ｖ烧杯（烧杯质量Ｗ１），质量为Ｗ２；浸泡水中２４ｈ，质量为Ｗ３；湿土样和一块湿纱布的质量为Ｗ４，烧杯水分自由沥干后与纱布的质量为Ｗ５。每个处理重复三次。按以下公式计算：容重＝（Ｗ２－Ｗ１）／Ｖ；总孔隙度＝（Ｗ３－Ｗ２）／Ｖ；通气空隙＝（Ｗ４－Ｗ５）／Ｖ；持水孔隙＝［Ｗ５－Ｗ２－（Ｗ４－Ｗ３）］／Ｖ；ｐＨ值以１∶５浸提法测定，用４２０Ａ酸度计测定；电导率（ＥＣ）以１∶５浸提法测定，用ＤＤＳ－３０７型电导率仪测定。

２．３．２　对番茄指标测定

２０１０年４月１２日即当２片真叶展平后，对试验进行测量。该实验对番茄的株高、茎粗、地上部分鲜质量、地上部分干质量、地下部分鲜质量、地下部分干质量进行测量。每个处理重复选５株，每５ｄ测一次，共测５次。株高用卷尺测量，株高以茎基部到生长点的高度为准；茎粗用游标卡尺测量，均在径基部到径长第一片叶子的１／３处测量；用电子天平测量各质量；将幼苗清洗干净根部并用卫生纸檫干，并将其地上部与地下部分开，用牛皮纸和铝盒做载物，先称量鲜重并记录后放入烘箱，１０５℃杀青，７５℃烘干至恒重，拿出后用电子天平测量干质量。整个过程尽量让每个处理放进烘箱的时间相同。对每个处理的叶绿素也进行测定，对叶绿素的测定则选用是ＳＰＡＤ－５０２ｐｌｕｓ型叶绿素测定仪测量，每个处理选５株，每５ｄ测一次，共测三次。

２．４　数据处理

数据处理采用ｅｘｃｅｌ和方差分析。

３　试验结果与分析

３．１　不同配比基质的理化性质

基质的物理性状与作物根系对水分及养分的吸收密切相关，在描述栽培基质物理性状时，容重和孔隙度是最为直观、密切的两种指标。优良的基质在物理性质上，固、液、气三相比例恰当，容重为０．１～０．８ｇ／ｃｍ３，总孔隙度在７５％以上，理想基质的通气孔隙是在１５％～３０％范围内，理想基质的持水孔隙是在４０％～７５％的范围内。由表１可知，各个试样的容重值和总孔隙值都不能满足理想基质的要求。处理Ｂ的各指标综合较其他基质都更接近于理想基质，在栽培过程中，有益于作物根系对水肥的固定，利于作物的生长。ｐＨ值接近中性，表示基质具有一定的缓冲能力。由表１可知处理Ｂ的各项基质性质状较为适中，所以可以得出结论，处理Ｂ为较优的基质配比。

３．２　不同配比基质对番茄幼苗株高的影响。

由表２可以看出各处理幼苗的株高均随着育苗时间的延长而增加。在播种２２ｄ后，各处理株高表现为：处理Ｂ的番茄幼苗株高最高；在５月４日之前处理Ａ、处理Ｃ株高次于处理Ｂ，随着时间的增长，表现的是此消彼长，但两个处理之间无显著性差异；在４月２９日之前处理Ｄ与两个对照之间的差异不明显，之后出现了显著性差异，两个对照在５月４日之后出现了显著性差异；在整个测量时间内其他处理表现出如下：处理Ｄ＞ＣＫ１＞ＣＫ２；处理Ａ、处理Ｂ、处理Ｃ和处理Ｄ株高都优于两个对照的株高。
不同配比基质对番茄幼苗株高的影响

３．３　不同配比基质对番茄幼苗径粗的影响

由表３可以看出各处理幼苗的径粗均随着育苗时间的延长而增加。在播种２２ｄ后，各处理径粗表现为：处理Ｂ的番茄幼苗径粗最粗，处理Ａ与处理Ｂ差异不显著，在４月２３日之后处理Ｃ与处理Ｂ差异显著，而处理Ｂ与处理Ａ差异基本不显著。在整个测量时间内其他处理的径粗有一下排列处理Ｄ＞ＣＫ１＞ＣＫ２；处理Ａ、处理Ｂ、处理Ｃ和处理Ｄ株高都优于两个对照的径粗。

３．４　不同配比基质对番茄幼苗的叶绿素的影响

由表４可以看出各处理幼苗的叶绿素含量均随着育苗时间的延长而增加。在播种２２ｄ后，各处理株高表现为：处理Ｂ的番茄幼苗叶绿素含量最高，ＣＫ１的番茄幼苗叶绿素含量最高。各处理间的排列如下：处理Ｂ＞处理Ｃ＞处理Ａ＞处理Ｄ＞ＣＫ２＞ＣＫ１。各处理之间叶绿素含量不存在显著性差异。

３．５　不同配比基质对番茄幼苗的地上鲜重的影响

由图１可以看出各处理幼苗的地上部鲜重均随着育苗时间的延长而增加。在播种２２ｄ后，各处理地下部分鲜重表现为：处理Ｂ的番茄幼苗地下部鲜重最高，ＣＫ１的地下部分鲜重最低；处理Ｂ、处理Ｃ株高次之，但无显著性差异。其他各处理地下部鲜重的排序为处理Ｄ＞ＣＫ２＞ＣＫ１。各处理与ＣＫ１、ＣＫ２相比，都存在显著性差异。
不同配比基质对番茄幼苗的地下干重的影响

３．６　不同配比基质对番茄幼苗的地下鲜重的影响

由图２可以看出各处理幼苗的地下部分鲜重随着育苗时间的延长而增加。在播种２２ｄ后，各处理地下部鲜重表现为：处理Ｂ的番茄幼苗地下部鲜重最高，ＣＫ１的地下部分鲜重最低。各处理之间的顺序为处理Ｂ＞处理Ｃ＞处理Ａ＞处理Ｄ＞ＣＫ２＞ＣＫ１。各处理与ＣＫ１、ＣＫ２相比，都存在显著性差异。

３．７　不同配比基质对番茄幼苗的地上干重的影响

由图３可以看出各处理幼苗的地上干重均随着育苗时间的延长而增加。随着测量时间的增加各处理之间的差异越明显。在播种２２ｄ后，各处理地上干重表现为：处理Ｂ的番茄幼苗地上干重最高，处理Ｂ、处理Ｃ地上干重次之，两个处理之间无显著性差异，各处理之间有以下排列处理Ｂ＞处理Ｃ＞处理Ａ＞处理Ｄ＞ＣＫ２＞ＣＫ１。各处理与ＣＫ１、ＣＫ２相比，都存在显著性差异。

３．８　不同配比基质对番茄幼苗的地下干重的影响

由图４可以看出各处理幼苗的地下干重均随着育苗时间的延长而增加。在播种２２ｄ后，各处理地下干重表现为：处理Ｂ的番茄幼苗地上干重最高，处理Ｂ、处理Ｃ地下干重次之，两个处理之间无显著性差异，其他各处理之间有以下排列处理Ｄ＞ＣＫ２＞ＣＫ１。各处理与ＣＫ１、ＣＫ２相比，都存在显著性差异。

３．９　不同配比基质番茄幼苗壮苗指数的影响

由图５可以看出各处理幼苗壮苗均随着育苗时间的延长而升高。在播种２２ｄ后，各处理地下干重表现为：处理Ｂ的番茄幼苗壮苗指数最高，处理Ｂ、处理Ｃ次之，两个处理之间无显著性差异，其他各处理之间有以下排列处理Ｄ＞ＣＫ２＞ＣＫ１。各处理与ＣＫ１、ＣＫ２相比，都存在显著性差异。
不同配比基质番茄幼苗壮苗指数的影响

４　讨论

农产有机固体废弃物不仅营养元素含量丰富，而且处理简单，基本不存在重金属污染，是合成有机环保型设施蔬菜栽培基质的理想材料。单一有机固体废弃物在经过处理后作为栽培基质使用通常存在物理性状的缺陷，混合基质是无土栽培中基质发展趋势，因此在资源化利用有机固体废弃物合成栽培基质时，通常采用与其他无机基质材料复配来改善其性状。本试验对锯末、家禽粪和沙子组成的混合基质基本性状的分析认为，这种复合基质的主要缺陷存在于物理性状上，表现为容重偏重与大小孔隙度偏小，这种缺陷会影响到作物附着根系的发生以及根系对水肥的吸收，使用前应与其他基质材料复配进行改善。本试验以锯末为主的有机材料配比基质与以草炭为主配比基质相比也取得了较好的结果。而且锯末比草炭取材容易、成本低廉，把锯末作为无土栽培基质利用也是降低栽培成本另一种途径，同时实现了废弃物的综合利用。因此，以锯末作主要配比基质为无土栽培的发展提供了一种新的方法和手段。此外，我国沙化地面积广大，常年属于空置，造成了资源浪费，本试验在改良沙化地也有缓解作用。在本次试验中，未对基质的理化性状，即其中微生物群体数目及活性和基质中养分的变化规律等问题作更深入的研究。

５　结论

以番茄品种金棚一号为试材，以腐熟的锯末为主要原料，与腐熟的猪粪、鸡粪、沙子按照一定的比例组成的四种复合基质：Ａ、锯末∶有机肥∶沙子＝２∶３∶５；Ｂ、锯末∶有机肥∶沙子＝３∶２∶５；Ｃ、纯粪∶沙子＝２∶３；Ｄ、新天地育苗基质∶沙子＝１∶１。以ＣＫ１取自杨凌新天地的育苗基质，与ＣＫ２以沙化土为对照研究了不同基质对番茄幼苗株高、径粗、叶绿素含量、地下鲜重、地上鲜重、地下干重、地上干重、壮苗指数的影响，并对其基质理化性质进行了分析，主要结果如下。
处理Ｂ的番茄幼苗株高最高、径粗最好、叶绿素含量最多、地上鲜重最高、地下鲜重最高、地上干重最高、地下干重最高、壮苗指数最高。且显著优于其他处理。各处理都显著高于两对照。处理Ｂ的基质理化性质表现的最好，较接近与理想基质。综上所述：处理Ｂ是最好的基质配比。

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