口感番茄設施栽培有機生態型基質配方篩選

孫虎 孫明茂 王成霞 呂金浮

摘要：探究適宜的有機生態型基質配方，為口感番茄基質栽培提供技術支撐。本試驗以“濰科玉玲瓏”口感番茄品種為試材，利用農業廢棄物與河沙、爐渣按一定比例配制成6種復混基質（T1=玉米秸 ∶牛糞 ∶河沙=5 ∶2 ∶3，T2=玉米秸 ∶牛糞 ∶爐渣=5 ∶2 ∶3，T3=木屑菇渣 ∶牛糞 ∶河沙=5 ∶2 ∶3，T4=木屑菇渣 ∶牛糞 ∶爐渣=5 ∶2 ∶3，T5=花生殼 ∶牛糞 ∶河沙=5 ∶2 ∶3，T6=花生殼 ∶牛糞 ∶爐渣=5 ∶2 ∶3），以土壤栽培為CK，研究不同復混基質對番茄品質和產量的影響。結果表明，不同復混基質的株高、莖粗均顯著高于CK，與CK相比，T1、T2、T3、T4處理的葉綠素含量顯著提高。T4處理的地上部干質量顯著高于其他處理，較CK提高20.08%，T5處理的地下部干質量和根冠比最高。T4處理的平均單果質量、單株結果數和單株產量顯著高于CK，分別比CK增加13.98%、26.74%、44.36%。從果實品質的測定結果看，維生素C的含量以T1處理最高，比CK高46.63%，可溶性蛋白、可溶性固形物、可溶性糖和糖酸比均以T4處理最高，分別比CK高35.76%、16.37%、24.09%、44.22%，各處理番茄紅素含量與CK差異未達顯著水平。利用主成分分析法綜合評價番茄的品質指標，得分依次為T4＞T3＞T2＞T1＞T5＞T6＞CK。綜合以上因素，口感番茄可利用有機生態型復混基質替代土壤栽培，基質配方的組成以木屑菇渣 ∶牛糞 ∶爐渣比例為 5 ∶2 ∶3 時，番茄植株綜合長勢好，產量高且品質佳，是口感番茄栽培的理想基質配方。

關鍵詞：口感番茄；有機生態型；基質配方；產量；品質

中圖分類號：S641.204? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2023）13-0158-05

番茄是我國常見的設施栽培蔬菜，在滿足蔬菜周年供應中發揮了積極作用。近些年隨著人們生活水平的提高，營養豐富、風味獨特的口感番茄越來越受大眾青睞［1-2］?？诟蟹训漠a量和品質除受品種和環境條件影響外，栽培基質的選擇也非常重要。土壤栽培是口感番茄最普遍的栽培方式，但受連作障礙影響，易造成番茄在種植過程中出現病蟲害嚴重、土壤次生鹽漬化和產量、品質下降等諸多問題［3-5］?；|栽培可有效克服設施蔬菜栽培連作障礙問題。傳統基質栽培主要選用草炭做為栽培基質，但草炭價格昂貴且屬于不可再生資源，長期使用還會破壞生態環境［6］，因此開發富含養分且成本低廉的有機生態型基質對口感番茄的種植具有重要意義。

農業生產過程中產生的廢棄物大多富含氮、磷、鉀和有機質等多種營養成分，相關研究表明部分農業廢棄物經發酵熟化后可以替代草炭作為蔬菜栽培基質，并且在生產上取得了良好的效果。唐玉新等研究發現，發酵后的玉米秸稈和棉籽殼菇渣按一定比例混合具有良好的基質理化性質，替代草炭基質進行蔬菜育苗，可顯著促進蔬菜幼苗的生長［7-8］；劉中良等研究了菌渣、稻殼、牛糞等腐熟基質對番茄品質和產量的影響，結果表明稻殼、腐熟菌渣、牛糞、河沙的體積比為2 ∶4 ∶1 ∶1時，有利于改善番茄葉片的凈光合速率，提高產量改善品質［9］；關于番茄基質栽培肥水耦合方面的研究亦有相關報道［10-12］。本研究在前人研究的基礎上，結合華東地區農業廢棄物資源現狀，以口感番茄為研究對象，開展以農業廢棄物為主的有機生態型基質栽培與土壤栽培比較試驗，以期為口感番茄基質栽培提供一定的理論依據和實踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為壽光市濰科種業科技有限公司提供的優質草莓番茄 “濰科玉玲瓏”，該品種單果質量120 g左右，青果帶有綠肩，成熟后深粉靚麗，口感酸甜可口，風味濃郁，適宜冬、春保護地栽培。試驗用木屑菇渣來源于壽光市菌旺食用菌有限公司，碎玉米秸稈來源于壽光市田柳鎮農戶，花生殼來源于壽光煉油廠，河沙來源于壽光彌河沙場，爐渣來源于山東巨能特鋼公司，牛糞由喜多多生態農業有限公司提供。

1.2 試驗方法

試驗于2021—2022 年在濰坊科技學院賈思勰農學院試驗基地日光溫室內進行（118°78′E，36°93′N）。試驗地點位于山東壽光，屬溫帶季風區大陸性氣候，年平均氣溫12.7 ℃，年平均降水量593.8 mm。溫室長度、跨度和脊高分別為100 m×13 m×5 m。采用壽光雙王城地區在溫室內挖種植槽的種植方式，種植槽上下寬40 cm，高30 cm，槽內鋪設聚乙烯農膜與土壤進行隔離，種植槽北高南低略有斜度，南側留有排水溝。將充分腐熟后的碎玉米秸、碎花生殼、菇渣、牛糞與河沙、爐渣按照不同組合比例混配成6種基質配方，具體配比見表1，對照（CK）為和基質栽培采用相同管理方式的土壤栽培。每槽定植2行番茄，株距30 cm，走道操作行距為80 cm，小區面積312 m2，每個處理重復3次，隨機區組設計。2021年12月20日定植，定植20 d后開始追施有機、無機混合固態肥（干雞糞 ∶復合肥=7 ∶3），每次每株20 g，膨果期每次每株30 g，整個生育期共追肥6次，2022年5月30日完成最后一批果實的收獲。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 植株生長和生理指標的測定

定植40 d，每處理隨機選取10株，用卷尺和游標卡尺測量株高和莖粗，用SPAD-502葉綠素儀測定植株自主莖頂端第4張功能葉片葉綠素相對含量。植株干質量采樣時，將番茄植株根部連同農膜一起從槽中挖出，用水管將根部的基質沖洗干凈，然后將根和地上部分剪開分別裝入紙袋，放入電子烘箱 105 ℃殺青 30 min，隨后調溫至75 ℃烘干至恒質量，電子天平稱質量。

1.3.2 產量和品質的測定

產量的測定：番茄植株長至第6穗果，頂部留2張葉摘心，選取有代表性的10株番茄，每穗果實成熟后測定番茄單果質量和記錄每穗果個數，第6穗果成熟收獲后計算單株產量并折算 667 m2產量。

品質的測定：選取第2穗大小均勻、成熟度一致的番茄果實測定品質指標?？扇苄怨绦挝锖坎捎肞AL-1手持式折光儀測定，可溶性糖和維生素C含量采用比色法［13］測定，有機酸含量、硝酸鹽含量和可溶性蛋白含量分別采用酸堿滴定法［14］、硫酸-水楊酸法［14］、考馬斯亮藍法［15］測定，番茄紅素含量采用高效液相色譜法測定［16］。

1.4 數據處理與分析

采用 Excel 2019和SPSS 20.0軟件對數據進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同復混基質對番茄生長指標的影響

株高和莖粗反映了植株的長勢。由表2可以看出，定植50 d時，番茄株高以T4處理最高，較CK提高10.58%，其次為T3處理，較CK提高9.13%，其他各處理株高也均顯著高于CK。莖粗各處理均顯著高于CK，以T3處理最高，較CK提高21.19%，T2、T3、T4處理之間差異未達顯著水平。光合作用的主要色素是葉綠素，其與植株的氮素營養也密切相關。由表2可知，T4處理葉綠素相對含量最高，較CK提高7.63%，T1、T2、T3、T4處理葉綠素相對含量顯著高于CK和T5、T6。

2.2 不同復混基質對番茄植株干質量的影響

由表3可知，T1、T2、T3、T4處理的地上部干質量均顯著高于CK，T4處理最高，較CK提高20.08%，其次為T3處理，說明木屑菇渣復混基質更有利于地上部植株的生長，T5、T6處理與CK差異不顯著。地下部根系干質量以T5處理最高，較CK提高29.03%，其他處理也均顯著高于CK。根冠比表現為T5和T6顯著高于其他處理，但各處理的根冠比均在比較理想的范圍內。

2.3 不同復混基質對番茄產量的影響

番茄產量是衡量栽培基質是否理想的重要指標。由表4可知，T1、T2、T3、T4處理的單果質量、單株結果數和單株產量均顯著高于CK。其中T4處理的單果質量、單株結果數、單株產量均表現最高，分別比CK提高13.98%、26.74%、44.36%，667 m2 產量達到8 450.64 kg。說明不同復混基質栽培通過提高單果質量和單株結果數提高了單株產量和最終667 m2的產量。

2.4 不同復混基質對番茄口感品質的影響

可溶性固形物、可溶性糖和有機酸是形成番茄口感風味的主要物質，糖酸比是評價番茄口感和風味的主要依據。由表5可以看出，與土壤栽培相比，不同配方基質栽培均提高了番茄的可溶性固形物含量和可溶性糖含量，降低了有機酸含量，從而顯著提高了糖酸比。T4處理可溶性固形物含量、可溶性糖含量和糖酸比最高，分別比CK提高16.37%、24.09%、44.22%，有機酸含量處理間無顯著差異。

2.5 不同復混基質對番茄營養品質的影響

從表6中可以看出，番茄果實中維生素C含量T1處理最高，比CK高46.63%，其他各處理也均顯著高于CK，T1和T2、T3和T4、T5和T6之間差異不顯著?？扇苄缘鞍缀縿t以T4處理最高，比CK高35.76%， 其次是T3處理。有機復混基質栽培和土壤栽培番茄紅素含量差異不顯著。T3、T4處理硝酸鹽含量顯著高于其他處理，T5、T6處理硝酸鹽含量則顯著低于CK。

2.6 番茄品質指標主成分分析及綜合評價

由于單項指標不能對番茄品質進行綜合評價，因而采用SPSS軟件對番茄全部8 個品質指標進行主成分分析，通過分析得到前2個主成分的累計方差貢獻率達到85.193%（表7），滿足＞85% 的條件，說明前2個主成分反映了原始變量85.193%的信息。因此可以用第1、2主綜合評價番茄品質，從而達到降維的目的。

利用前2個主成分特征向量為權重構建表達函數式：

F1=-0.377ZX1+0.393ZX2+0.413ZX3+0.301ZX4+0.398ZX5+0.408ZX6-0.116ZX7+0.323ZX8；

F2=0.234ZX1+0.263ZX2-0.169ZX3-0.623ZX4+0.251ZX5-0.159ZX6-0.266ZX7+0.548ZX8。

上式中的F1、F2分別對應第一、二主成分的得分，ZX1、ZX2、ZX3、ZX4、ZX5、ZX6、ZX7、ZX8為原始數據消除變量之間量綱關系后的8個品質指標數值。

利用主成分綜合評價模型對番茄果實品質進行綜合評價，得分依次為T4＞T3＞T2＞T1＞T5＞T6＞CK（表8）。

3 討論與結論

同傳統土壤栽培相比，有機基質因含豐富的N、P、K、腐殖酸等營養成分，能夠對蔬菜產量和品質起到良好的促進作用［17-20］，但單一的有機基質通常存在大小孔隙度偏大、容重偏小、基質理化性質不穩定等問題［21］。本試驗以農業廢棄物玉米秸、木屑菇渣、花生殼和牛糞經充分腐熟后與無機基質爐渣、河沙配成復混基質，克服了有機基質存在的缺陷。株高、莖粗和植株干質量能夠較直觀地反映番茄的長勢和健壯程度，葉綠素含量的高低一定程度上反映葉片光合作用的強弱［22］。毛碧增等研究發現，草炭基質中添加菇渣可以提高葉片光合作用，促進番茄營養生長［23］。周璐瑤等研究認為，花生殼、牛糞復混基質可以顯著提高西瓜的產量［24］。本試驗結果表明，不同基質配方的株高、莖粗均顯著高于CK，玉米秸復混基質和菇渣復混基質栽培番茄的葉綠素相對含量顯著高于花生殼復混基質和土壤栽培。通過比較不同處理的植株干質量和根冠比，T4處理的地上部干質量顯著高于其他處理，較CK提高20.08%，T5處理的根冠比最高，這是因為花生殼疏松透氣性佳，更加有利于地下部根系的生長。T4處理的番茄產量最高，較CK單株產量提高44.32%，這與前人的研究結果有相似之處。不同基質配方之間比較，木屑菇渣配方（T3、T4）產量顯著高于玉米秸稈配方（T1、T2）和花生殼配方（T5、T6），表明菇渣基質營養豐富，養分分解快，更容易被番茄吸收利用。

番茄果實中各種營養成分的含量決定其口感和營養價值，口感番茄以鮮食為主，對營養品質和口感風味有較高要求。劉中良等研究認為，稻殼和菌渣等優化配制基質能夠提高番茄可溶性糖含量和番茄紅素含量，改善番茄的口感［24］。國外也有學者認為，有機基質栽培可以提高蔬菜中維生素C和鈣的含量，提高蔬菜品質［25］。本試驗研究表明，以木屑菇渣、花生殼和玉米秸腐熟物為主要原料的基質栽培提高了口感番茄的可溶性固形物和維生素C含量，降低了有機酸含量，番茄紅素的含量則不同處理均與CK差異不顯著，這與劉中良等的研究結果［24］不太一致，可能與基質來源不同以及受品種和栽培環境等因素影響有關，具體原因還有待進一步研究。通過對口感番茄8個品質指標進行主成分分析，結果表明6種復混基質栽培的番茄品質指標綜合評價均優于土壤栽培，得分依次為T4＞T3＞T2＞T1＞T5＞T6＞CK。硝酸鹽也是評判蔬菜品質的一項重要指標，本試驗硝酸鹽含量最高的T4處理為238.78 mg/kg，低于國家規定的蔬菜中硝酸鹽的限量值432 mg/kg［26］。

綜合考慮以上因素，口感番茄可利用有機生態型復混基質替代土壤栽培，基質配方的組成以木屑菇渣 ∶牛糞 ∶爐渣比例為5 ∶2 ∶3時，番茄植株綜合長勢好，產量高且品質佳，是口感番茄理想的栽培基質配方。

參考文獻：

［1］張忠義，張進文，季希武，等. 口感型番茄優質栽培關鍵技術［J］. 中國蔬菜，2018（7）：95-97.

［2］張向梅，喬 凱，高艷明，等. 7種鮮食高品質番茄果實發育與產量品質比較［J］. 西北農業學報，2019，28（3）：433-439.

［3］王保平，周 靜，史向遠，等. 不同農業廢棄物復合基質對西瓜光合特性、產量和品質的影響［J］. 河南農業科學，2021，50（6）：116-124.

［4］劉中良，高 昕，張艷艷，等. 基質栽培與土壤栽培番茄品質產量的比較研究［J］. 江蘇農業科學，2020，48（1）：124-127.

［5］劉中良，焦 娟，谷端銀，等. 菌渣基質栽培對日光溫室番茄品質和產量的影響［J］. 天津農學院學報，2018，25（2）：13-16.

［6］李 波，米興旺，何 萌，等. 復配基質對戈壁日光溫室番茄果實品質及產量的影響［J］. 北方園藝，2021（8）：64-70.

［7］唐玉新，曲 萍，陸岱鵬，等. 適合機械化移栽的番茄穴盤育苗基質配方篩選［J］. 江蘇農業學報，2017，33（6）：1342-1348.

［8］尚春明，王玉靜，高振江，等. 菇渣條件下番茄育苗基質配方的初步研究［J］. 北方農業學報，2017，45（4）：105-108.

［9］劉中良，高俊杰，張艷艷，等. 不同有機基質配方對設施番茄產量及品質的影響［J］. 上海交通大學學報（農業科學版），2019，37（3）：34-38.

［10］趙文舉，馬 鋒，曹 偉，等. 水肥耦合對基質栽培番茄產量及品質的影響［J］. 農業工程學報，2022，38（2）：95-101.

［11］趙常旭，郁繼華，馮 致，等. 控釋肥對基質栽培番茄產量、品質及養分利用率的影響［J］. 甘肅農業大學學報，2017，52（2）：34-40.

［12］張小蘭，徐 陽，張金偉，等. 不同配比的控釋肥對日光溫室袋培番茄基質養分及其生長、產量和品質的影響［J］. 水土保持學報，2018，32（3）：309-314.

［13］高俊鳳. 植物生理學實驗指導［M］. 北京：高等教育出版社，2006.

［14］李合生. 植物生理生化實驗原理和技術［M］. 北京：高等教育出版社，2000.

［15］甘純璣.? 生物化學與分子生物學實驗［M］. 北京：高等教育出版社，2014：32-33.

［16］中華人民共和國農業部. 蔬菜及制品中番茄紅素的測定 高效液相色譜法：NY/T 1651—2008［S］. 北京：中國標準出版社，2008.

［17］楊俊雪，王 沖，石如岳，等. 基質栽培對番茄產量和品質影響的Meta分析［J］. 中國瓜菜，2021，34（6）：47-53.

［18］李曉芳，杜少平. 不同配方基質對西瓜穴盤苗生長的影響［J］. 中國瓜菜，2022，35（3）：76-80.

［19］劉 杰，張小蘭，吳國瑞，等. 菇渣蚓糞部分替代草炭對番茄產量和品質的影響［J］. 安徽農業科學，2021，49（9）：188-191.

［20］茹 朝，呂 劍，唐中祺，等. 不同有機基質栽培方式對番茄果實礦質元素含量的影響［J］. 江蘇農業科學，2021，49（7）：142-146.

［21］梁 韻，趙 麗，黃丹楓. 土壤與基質栽培系統對生菜（Lactuca sativa）根際細菌群落的影響［J］. 農業資源與環境學報，2017，34（1）：73-79.

［22］嚴美玲，鄭建鵬，殷 巖，等. 不同水分處理對小麥光合特性及灌漿特性的影響［J］. 山東農業科學，2022，54（6）：55-59.

［23］毛碧增，賀滿橋，陳麗閩，等. 蘑菇菌糠復配生物基質對番茄營養生長及光合作用的影響［J］. 核農學報，2015，29（9）：1821-1827.

［24］周璐瑤，趙士文，杜清潔，等. 不同花生殼基質配比對西瓜生長、產量和品質的影響［J］. 中國瓜菜，2022，35（6）：29-34.

［25］Zdenka P，Martha B，Ana G，et al. Phosphour-sand vitajtn in content of Granie and hydro panic tomatoes［J］. Hosrtcienee，2017，33（2）：255-257.

［26］鄭回勇，章淑妹，許 靜，等. 無土栽培番茄營養品質及安全品質分析與評價［J］. 福建農業科技，2017（7）：20-22.