郜永博馬 晟楊鳳娟，2，3*王秀峰，2魏 珉，3，4史慶華，3，4李 巖，3，4

（1山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院，作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東泰安 271018；2農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東泰安 271018；3山東果蔬優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，山東泰安 271018；4農(nóng)業(yè)部黃淮海設(shè)施農(nóng)業(yè)工程科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，山東泰安 271018）

無(wú)土栽培是由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的新型栽培方式之一，以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、能克服土傳病害及連作障礙，在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展（郭世榮，2011）。隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，無(wú)土栽培得到大面積推廣應(yīng)用。傳統(tǒng)栽培基質(zhì)多選用草炭、蛭石、珍珠巖等，草炭為不可再生資源，易引發(fā)生態(tài)問(wèn)題，且開(kāi)采受限、成本高（劉士哲，2001；郭世榮，2005），蛭石、珍珠巖等的價(jià)格也較高。故因地制宜，利用豐富的農(nóng)業(yè)廢棄物資源，開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、低成本的新型無(wú)土栽培基質(zhì)，具有廣闊的應(yīng)用前景（劉偉 等，2006）。研究表明，菇渣∶玉米秸稈∶羊糞∶珍珠巖為3 V∶4 V∶1 V∶4 V配制的栽培基質(zhì)可以顯著提高葉用萵苣（生菜）產(chǎn)量（宋曉曉 等，2013）；醋糟栽培可以顯著促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)（吳清 等，2015）；王樹(shù)鵬等（2015）以玉米稈、牛糞、草炭、蛭石和河沙等基質(zhì)復(fù)配栽培辣椒，取得良好的效果。

菇渣為食用菌生產(chǎn)余留的廢棄物，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和礦質(zhì)元素（劉建華 等，2012；孫嚴(yán)艷，2014）；沙子來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜；爐渣為煤燃燒后的殘?jiān)?，含有較多微量元素，不帶病菌，不易產(chǎn)生病害（郭世榮，2011）。茄子（Solanum melongena L.）為茄科茄屬植物，被聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織列為第四大蔬菜作物，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，茄皮中富含類黃酮、花青苷等物質(zhì)，具有抗氧化、醫(yī)療保健等作用（Todaro et al.，2009；周寶利 等，2011）。針對(duì)我國(guó)茄子無(wú)土栽培生產(chǎn)實(shí)際，本試驗(yàn)利用農(nóng)業(yè)廢棄物資源，研究沙子、爐渣、菇渣不同配比對(duì)茄子產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為沙子、爐渣和菇渣在茄子無(wú)土栽培生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試茄子品種為布利塔長(zhǎng)茄（嫁接苗，砧木為托魯巴姆，購(gòu)于壽光市盛邦種業(yè)有限公司）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分兩茬在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)南校區(qū)園藝實(shí)驗(yàn)站日光溫室內(nèi)進(jìn)行，冬春茬于2017年2月20日定植，6月30日拉秧；秋冬茬于2017年8月12日定植，2018年1月12日拉秧?；|(zhì)原料為沙子、爐渣和菇渣，菇渣為泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供的食用菌廢料，發(fā)酵后使用；沙子購(gòu)于泰安市華南建材有限公司；爐渣由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)鍋爐房提供。以沙子∶爐渣=2 V∶1 V的基質(zhì)配方為對(duì)照（CK），在此基礎(chǔ)上分別添加10%（T1）、20%（T2）、30%（T3）、40%（T4）和50%（T5）體積比例的菇渣。具體配比詳見(jiàn)表1。

表1 供試基質(zhì)配方

栽培槽寬30 cm，高20 cm，采用大小行距栽培，大行距80 cm，小行距50 cm，株距50 cm，每個(gè)小區(qū)面積為3.9 m2，2次重復(fù)。槽內(nèi)覆無(wú)紡布，防止植株根系與土壤接觸。采用滴灌方式供應(yīng)肥水，營(yíng)養(yǎng)液大量元素采用茄子高產(chǎn)配方（陳震，2016），微量元素采用通用微量元素配方。依據(jù)設(shè)施環(huán)境及植株生長(zhǎng)情況確定滴灌量和滴灌頻率，滴灌量為0.4～1.2 L·d-1·株-1，滴灌頻率為每小時(shí)1次，每天8～10次。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 基質(zhì)理化性狀的測(cè)定 容重為單位體積內(nèi)干燥基質(zhì)的質(zhì)量（郭世榮，2011）；總孔隙度、通氣孔隙和持水孔隙測(cè)定參照連兆煌（1994）的方法；pH和EC值測(cè)定：基質(zhì)∶水=1∶5（m/V）浸提（程斐 等；2001），濾液采用雷磁DDB-303便攜式電導(dǎo)率儀測(cè)定EC值，采用HANNA數(shù)據(jù)型筆式pH測(cè)量?jī)x測(cè)定pH；堿解氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法，速效磷含量測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提比色法，速效鉀含量測(cè)定采用乙酸銨浸提火焰光度法（鮑士旦，2000）。

1.3.2 茄子果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定 分別于冬春茬（2017年5月）和秋冬茬（2017年11月）盛果期測(cè)定不同處理茄子果實(shí)（果肉和茄皮）的品質(zhì)。果肉可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)比色法，游離氨基酸含量測(cè)定采用茚三酮顯色法，抗壞血酸含量測(cè)定采用2，6-二氯靛酚滴定法（趙世杰 等，2002）；茄皮花青素、類黃酮和總酚含量測(cè)定采用比色法（曹建康 等，2007）。

1.3.3 產(chǎn)量統(tǒng)計(jì) 兩茬均在定植后60 d左右始收，之后每隔7 d采收1次。按單株統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量，最后折合成667 m2產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)和作圖，采用DPS v14.10軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和顯著性檢驗(yàn)（P ＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配方的理化性狀

由表2可知，兩茬試驗(yàn)中，定植前基質(zhì)理化性狀變化趨勢(shì)基本一致。隨菇渣添加比例增加，基質(zhì)容重呈逐漸降低趨勢(shì)，所有處理均顯著低于CK；總孔隙度和通氣孔隙逐漸增加，均顯著高于CK，持水孔隙逐漸降低；CK和T1處理的pH較高，T5處理最低；各處理EC值差異顯著，呈逐漸增加趨勢(shì)，T5處理最高；堿解氮、速效磷和速效鉀含量逐漸增加，各處理均顯著高于CK。

2.2 不同基質(zhì)配方對(duì)茄子果肉品質(zhì)的影響

由表3可知，兩茬試驗(yàn)中，均以T3處理茄子果肉可溶性糖和游離氨基酸含量較高，冬春茬分別比CK顯著提高8.4%和26.9%，而秋冬茬分別顯著提高16.2%和39.4%。冬春茬T1處理的可溶性蛋白含量較高，顯著高于T2、T3和T4處理；而秋冬茬T4處理較高，比CK顯著提高58.9%。兩茬試驗(yàn)中，均以T4處理的抗壞血酸含量較高，其中秋冬茬T4處理的抗壞血酸含量顯著高于其他處理。

2.3 不同基質(zhì)配方對(duì)茄皮品質(zhì)的影響

由表4可知，冬春茬中，T4處理的茄皮花青素含量較高，顯著高于T1、T3、T5處理，秋冬茬中所有處理茄皮花青素含量均無(wú)顯著差異。兩茬試驗(yàn)中，T1處理的類黃酮含量均較高，其中秋冬茬T1處理的類黃酮含量顯著高于其他處理，比CK提高了44.3%。冬春茬中T4處理的總酚含量較高，其次為T3和T5處理，分別比CK顯著提高17.1%、13.2%和11.1%；而秋冬茬中CK的總酚含量最低，T1～T5處理間無(wú)顯著差異，分別比CK顯著提高了26.8%、18.3%、16.4%、17.2%和23.0%。

表2 不同基質(zhì)配方的主要理化性狀

表3 不同基質(zhì)配方對(duì)茄子果肉品質(zhì)的影響 （FW）

2.4 不同基質(zhì)配方對(duì)茄子產(chǎn)量的影響

由表5可知，冬春茬中，T1處理的產(chǎn)量最高，為5 511.8 kg·（667 m2）-1，比CK顯著增產(chǎn)5.5%，其他處理的產(chǎn)量均顯著低于CK；秋冬茬中，T1處理的產(chǎn)量亦最高，為 6 423.2 kg·（667 m2）-1，比CK顯著增產(chǎn)11.2%，T2處理次之，比CK顯著增產(chǎn)6.5%。

表4 不同基質(zhì)配方對(duì)茄皮品質(zhì)的影響 （FW）

表5 不同基質(zhì)配方對(duì)茄子產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

無(wú)土栽培條件下，基質(zhì)作為作物生長(zhǎng)的介質(zhì)，其理化性狀決定是否能為作物生長(zhǎng)提供所需的水、氣、肥以及根際環(huán)境，進(jìn)而影響幼苗生長(zhǎng)發(fā)育和成苗質(zhì)量，與后期長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量和品質(zhì)密切相關(guān)（郭世榮，2005；常義軍 等，2011）。目前，對(duì)基質(zhì)理化性狀的研究較多，但不同研究得出的適宜理化性狀范圍不盡相同。有研究表明，適合蔬菜生長(zhǎng)的基質(zhì)容重為0.2～0.8 g·cm-3，總孔隙度54%～96%，pH 6～8，電導(dǎo)率＞1 mS·cm-1（邢禹賢，2002）；還有研究表明，合理基質(zhì)的總孔隙度應(yīng)在60%～90%（田吉林 等，2003）；尚慶茂（2011）研究表明適宜蔬菜育苗的基質(zhì)容重為0.2～0.6 g·cm-3，總孔隙度＞60%，pH 5.5～7.5，水解性氮含量50～500 mg·kg-1，速效磷含量 10～100 mg·kg-1，速效鉀含量50～600 mg·kg-1。本試驗(yàn)基質(zhì)原料包括沙子和爐渣，兩者容重均較高，故各處理容重偏大，總孔隙度偏小。而菇渣作為栽培基質(zhì)單一使用時(shí)，存在EC值偏高、保肥性差和容重小等缺點(diǎn)，故本試驗(yàn)采用菇渣與沙子、爐渣混配，彌補(bǔ)單一基質(zhì)理化性質(zhì)的不足。與上述研究結(jié)果相比，本試驗(yàn)所用配方基質(zhì)的pH、EC、堿解氮和速效磷含量較適宜，容重和速效鉀含量偏高，總孔隙度偏小。

近年來(lái)，有關(guān)無(wú)土栽培基質(zhì)配方的研究多為一種或多種廢棄物部分替代草炭，與蛭石、珍珠巖混配，以尋找高價(jià)位基質(zhì)的替代物。張碩等（2015）研究表明，玉米芯∶蛭石∶草炭=1 V∶1 V∶1 V和甘蔗渣∶蛭石=1 V∶1 V均符合黃瓜育苗基質(zhì)要求；李蒙等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，醋糟∶草炭∶蛭石=5 V∶3 V∶2 V對(duì)櫻桃番茄生長(zhǎng)具有明顯促進(jìn)作用。適宜基質(zhì)配方可改善蔬菜品質(zhì)和產(chǎn)量，與草炭基質(zhì)栽培相比，腐熟甘草渣基質(zhì)栽培顯著提高了番茄果實(shí)中類黃酮、番茄紅素、總糖、總酸含量，改善果實(shí)品質(zhì)（朱普生 等，2018）；菌渣∶稻殼∶牛糞∶沙子=4 V∶2 V∶1 V∶1 V能夠顯著提高番茄產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)（焦娟 等，2018）；爐渣、菇渣等體積配比下辣椒增產(chǎn)18.7%，且有機(jī)酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量均較對(duì)照增加（吳英杰 等，2017）。本試驗(yàn)結(jié)果表明，冬春茬T2、T3、T4處理的茄子果肉可溶性糖、游離氨基酸含量較CK顯著增加，T4處理的抗壞血酸含量較高，茄皮品質(zhì)最優(yōu)；秋冬茬T3處理的果肉品質(zhì)較優(yōu)，其可溶性糖、可溶性蛋白和游離氨基酸含量較高，均比CK顯著增加，T4處理的抗壞血酸含量最高，T1處理的茄皮類黃酮、總酚含量較高。說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，隨菇渣添加比例增加，茄子品質(zhì)得到改善，但超過(guò)一定范圍后，其品質(zhì)下降。這與吳英杰等（2017）、陳雯雯等（2014）的研究結(jié)果一致。而兩茬均為添加10%體積菇渣處理有利于產(chǎn)量形成。鄭洪波等（2017）研究表明，菇渣∶蛭石∶珍珠巖=1 V∶1 V∶1 V處理的草莓單果質(zhì)量最高；于慶文等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，采用菇渣∶羊糞∶爐渣∶細(xì)河沙=15 V∶6 V∶8 V∶6 V基質(zhì)配比的栽培效果最佳，辣椒產(chǎn)量高，品質(zhì)好。分析其原因可能因?yàn)椋阂皇亲魑锲贩N不同，其生育期長(zhǎng)短亦不同，故需肥特性不同；二是栽培過(guò)程中施肥量不同，本試驗(yàn)選用的是茄子高產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液配方，氮濃度為 19 mmol·L-1、磷 2.4 mmol·L-1、鉀 12 mmol·L-1；三是菇渣具有多樣性，食用菌菌棒配方不同，故不同菇渣的養(yǎng)分含量亦有差異。

綜上可知，本試驗(yàn)條件下，在沙子∶爐渣=2∶1（V∶V）的基礎(chǔ)上，冬春茬和秋冬茬均以添加10%比例的菇渣有利于茄子產(chǎn)量形成，添加30%或40%比例的菇渣有利于茄子果實(shí)品質(zhì)形成。