楊?？? 姚文英 彭翠蘭

摘要 為了探究一種適宜南疆日光溫室蔬菜栽培的復混基質。以蛭石、粗砂、樹葉、菇渣、鋸末5種材料為試材，按不同體積比設置10種配方，以粗砂基質為對照，進行番茄栽培試驗，通過對基質的理化性質、根區(qū)環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度）和番茄生長、生物量指標的測定。結果表明，與CK相比，10個復混處理基質的理化性質均優(yōu)于CK，T4與T6處理表現(xiàn)最佳;根區(qū)溫度T6表現(xiàn)最優(yōu)，較CK提高了2.38 ℃;T8保水能力最好，平均含水量較CK提高了11.58%;植株生物量綜合表現(xiàn)最好的為T6。綜合對比認為，復混基質因其相對理想的理化性質，改善了根際生長環(huán)境，有利于番茄根系的擴展延伸，對番茄的生長有一定的促進作用。

關鍵詞 基質栽培;復混基質;根區(qū)溫度;根區(qū)含水率

中圖分類號 S626 ?文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）10-0031-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.10.010

Abstract In order to explore a compound matrix suitable for vegetable cultivation in solar greenhouse in Southern Xinjiang，vermiculite， coarse sand， leaves， mushroom residue and sawdust were used as test materials， 10 formulations were set according to different volume ratios， and the coarse sand matrix was used as control for tomato cultivation experiments. The physicochemical properties of the matrix， the environmental parameters （temperature and humidity） of the root zone， and the indexes of tomato growth and biomass were determined.The result showed that compared with CK， the physical and chemical properties of the 10 complex mixing matrices were superior to CK， and the T4 and T6 treatments had the best performance.The temperature in the root region was T6， which was 2.38 ℃ higher than that of CK.T8 had the best water retention capacity， and the average water content was 11.58% higher than CK.The best comprehensive performance of plant biomass was T6.The comprehensive comparison showed that the remixed matrix， due to its relatively ideal physical and chemical properties， improved the rhizosphere growth environment， facilitated the extension of tomato roots， and promoted the growth of tomato to some extent.

Key words Substrate culture; Mixed substrate;Root zone temperature;Root zone moisture content

基質栽培（substrate culture）是無土栽培的一種模式，通過人工選取非土壤材料在隔絕土壤的條件下通過水肥一體化措施進行作物栽培[1]。目前用農業(yè)廢棄物（玉米稈、玉米芯、向日葵稈、菇渣、鋸末、花生殼、椰子殼等）作為草炭、蛭石和珍珠巖等基質的替代物用作無土栽培基質已進入生產實用階段，從而大大降低了無土栽培基質的成本[2]，這使基質栽培向自然條件惡劣的偏遠地區(qū)推廣成了可能，尤其南疆地處天山山脈以南，昆侖山以北，地域面積廣，年平均降水量100.8 mm，年平均氣溫13.2 ℃，平均日照時數(shù)2 689.5 h[3]，主要農事活動以環(huán)塔里木盆地區(qū)域綠洲開展農業(yè)為主，獨特的自然區(qū)位優(yōu)勢極有利于發(fā)展設施農業(yè)，但該地區(qū)由于水資源匱乏、土壤鹽堿普遍偏重，尤其在多茬次種植后的土壤問題導致的減產現(xiàn)象嚴重，因此日光溫室基質栽培成為南疆設施農業(yè)長遠發(fā)展的趨勢。

目前關于復混基質栽培研究較多，其中楊敬華等[4]利用沼渣-沼液進行茄子栽培，發(fā)現(xiàn)其能夠促進茄子幼苗的生長發(fā)育，提高茄子產量，改善果實品質;邊三根等[5]在老蔬菜基地大棚中用中藥渣作基質進行番茄無土栽培，發(fā)現(xiàn)其與常規(guī)栽培比較，番茄根系發(fā)達，生長青秀，無雜草，病蟲害發(fā)生輕，果穗多，結果多，果型好，產量高和效益好;焦娟等[6]利用稻殼、牛糞等配成的基質可以為番茄苗期生長提供豐富的養(yǎng)分，栽培中結合滴灌進行水肥一體化供給技術，節(jié)省了勞動力并減少了肥料的使用量;姜玲[7]使用椰糠基質栽培番茄，表明椰糠基質對植株的生長發(fā)育有良好的影響，在株高、莖粗、葉長、葉寬、葉片數(shù)和單果重量等方面，椰糠基質栽培均優(yōu)于蛭石基質栽培;朱普生等[8]研究發(fā)現(xiàn)腐熟甘草渣基質能顯著提高番茄果實總糖、蛋白質和類黃酮的含量;張云舒等[9]研究表明蘑菇渣復合基質的容重、總孔隙度都在育苗基質適宜的范圍之內，蘑菇渣復合基質速效磷、速效鉀的含量均明顯高于傳統(tǒng)基質，速效氮含量也處于較高水平。綜上所述，有機材料配比的栽培基質優(yōu)勢突出，有一定現(xiàn)實意義，但就使用面積廣、取材相對困難的區(qū)域使用單一基質會受到原材料體量限制，因此使用多種材料復混形成的復混基質，對單一材料的依賴性降低，能通過改變不同配比滿足不同作物對根系環(huán)境的需求，還能在滿足生產需求的情況下通過及時改變配比解決某一材料不足的問題。因此復混基質栽培生產所需的成本低、便于操作、穩(wěn)定性好，也可改善作物生長狀況，提高生產效益，對南疆貧困地區(qū)發(fā)展設施農業(yè)有積極意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試番茄為山東澤汶種子有限公司生產品種“歐曼”。試驗于2019年3月5日在新疆兵團第一師十團七連溫室基地進行，溫室長192 m，跨度12 m，脊高5 m;番茄4葉1心定植，單行種植，單干整枝，株間距20 cm，各處理栽培過程中水肥管理及農藝措施均一致。

1.2 試驗方法 采用隨機區(qū)組設計，設3次重復，栽培槽采用下挖式，北高南低。槽長11 m，底寬0.3 m，槽口寬0.35 m，北部深0.2 m，中部深0.25 m，南部深0.3 m，槽心的間距為1.4 m，底部槽心線開0.1 m深溝，以供排除積水;在開好槽內平鋪0.1 mm塑料薄膜，（膜規(guī)格：11.3 m×1.0 m），均勻填充復配基質，鋪平基質，使基質略高于地平面;在填充好的基質槽中心線2 m間隔打孔，孔直徑1 cm，大水均勻澆透基質后以備定植。

將所選基質原材料按照表1進行均勻復配，填充于栽培槽內，一切準備工作就緒后，按照株距20 cm定植4葉1心番茄苗。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 基質理化性質及根區(qū)環(huán)境指標?；|理化性質分別在定植0 d、定植120 d 2次測定。原材料及復配后基質容重、總孔隙度按照郭世榮等[10]原理，參照頡旭等[11]的測定方法：取已知容積（V）的容器，稱得質量為W1，將試材加入到容器中，加滿水稱重W2，并用紗布皮筋封口，置于水中一晝夜（24 h），取出后稱重W3，并將紗布與皮筋稱重W4。并按如下公式計算：

容重（BD）（g/cm3）=（W2-W1）/V

總孔隙度（TP）（%）=（W3-W2-W4）×100/V

基質（EC）采用雷磁DDS-307儀器測定，pH采用雷磁METLER TOLEO320儀器測定。

根區(qū)溫度、濕度使用北京凱安達儀器儀表有限公司生產多通道環(huán)境監(jiān)測儀器進行監(jiān)測，測點位于每處理行中部與栽培槽中線結合點，傳感器探針插入根基15 cm范圍10 cm深，監(jiān)測間隔為1 h，主要對6月16日07：00—6月19日07：00 3個灌溉周期進行截取分析。

1.3.2 番茄植株生長及生物量。使用卷尺測定株高，游標卡尺測定莖粗，分別在定植后20、30、40、50、60 d測定。在番茄進入采收期，每處理選取9株，把地上部與地下部分開，測定鮮重;在烘箱105 ?℃殺青10 min，80 ?℃恒溫烘至恒重，測定干重。

根幅寬度為根系自然展開平鋪后的寬度，用卷尺測定。

根冠比=（根部鮮重/地上部鮮重）×100%

1.4 數(shù)據(jù)處理 利用Excel 2007和DPS 7.05版軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同復混基質理化性質的變化

2.1.1 物理性質。容重和總孔隙度是基質滿足栽培條件的重要性能指標。由表2可知，定植0 d，所有處理容重均顯著小于CK，其中T6容重最小;所有處理總孔隙度均顯著大于CK，其中T6總孔隙度最大。定植120 d，所有處理容重均顯著小于CK，其中T6、T9容重最小;所有處理總孔隙度均顯著大于CK，其中T1、T6總孔隙度最大。綜合比較發(fā)現(xiàn)，CK、T1、T2處理容重減小，其他處理容重均增加，T8和T10變化最大，T2變化最小，說明T2在所有處理中容重最穩(wěn)定;所有處理總孔隙度都不同程度降低。

2.1.2 化學性質。由表3可知，定植0 d，所有處理均呈弱堿性，與CK相比，除T4和T9外，其余處理均有顯著性差異，其中T10處理的pH最高;所有處理的EC值均顯著高于CK，其中T6表現(xiàn)最好，比CK高931 μS/cm。定植120 d，基質仍呈弱堿性，T4、T5、T7、T9與CK有顯著性差異，其中T7處理pH最低;所有處理的EC值除T9外，其余處理均與CK呈顯著性差異，其中T6的EC值最高。綜合分析可得，定植120 d內基質pH均降低，其中T7變化幅度最大，超過了CK變化幅度0.61，T4、T6變化最小，2次測量值相差僅為0.33;所有處理和CK定植120 d時EC值較定植0 d時均升高，T4、T6增量最多。

2.2 不同復混基質對番茄根區(qū)環(huán)境的影響

2.2.1 根區(qū)溫度。不同復混基質對番茄根區(qū)溫度影響較大，由圖1和圖2可知，6月17日07：00—10月19日07：00，不同處理番茄最低根區(qū)溫度均出現(xiàn)在10：30左右，最高根區(qū)溫度均出現(xiàn)在19：00左右，T9部分時段低于CK，其他所有處理的根區(qū)溫度均高于CK，其中以T6、T8和處理的根區(qū)溫度最高。綜合分析，復混基質能不同程度地提高番茄的根區(qū)溫度，配方為粗砂∶蛭石∶菇渣∶樹葉∶鋸末=2.52.5∶1∶2∶2時表現(xiàn)最好，配方為粗砂∶蛭石∶菇渣∶樹葉∶鋸末=2.52.5∶2∶2∶1表現(xiàn)最差，最高日平均溫度較CK高2.38 ℃，說明試驗處理復混基質對根區(qū)溫度有較大影響。

2.2.2 根區(qū)濕度。根區(qū)含水率隨時間變化是研究基質蓄水能力的關鍵因素。由圖3可知，基質含水率受灌水影響較大，在6月17日07：00—10月19日07：00這段時間內含水率呈波峰狀變化，在10：00左右達到最小值，12：00左右達到最大值，所有處理含水率均在所有時段高于CK，T8、T10表現(xiàn)最好，比CK增加了11.58%、6.56%，說明復混基質吸水及保水能力強于CK。

2.3 不同復混基質對番茄生長的影響

2.3.1 株高和莖粗。由圖4可知，不同復混基質對番茄植株的生長影響差異較大，所有處理中，定植60 d內不同復混基質株高均隨定植時間的延長而升高，表現(xiàn)為“先快后慢”，其中CK表現(xiàn)最為突出，在定植20～40 d CK株高顯著高于其他處理，且長勢優(yōu)于其他處理，但50 d后CK長勢變緩，并在60 d 低于其他處理，各處理在30～50 d差異很大，由此可見，復混基質對番茄定植30～50 d生長作用大。由圖5可知，莖粗隨定植時間的延長不斷變化，0～30 d時CK莖粗顯著高于其他處理，當定植30 d后莖粗增長勢頭明顯變弱，到定植40 d時CK莖粗小于除T1、T10其他處理，到定植60 d時，莖粗差異明顯，T4、T9表現(xiàn)最好。綜上所述，復混基質對株高、莖粗的影響相較于CK在20～40 d影響較小，甚至弱于CK，40 d后對莖粗影響較大。說明復混基質對番茄生長相對滯后。

2.3.2 番茄植株生物量。由圖6可知，不同復混基質對番茄各器官生物量累積影響顯著，T4、T6處理番茄植株總鮮物質質量均顯著高于CK，分別較CK提高了29.37%、34.77%。其余處理高于CK，但與CK無顯著差異。說明復混基質能促進作物對養(yǎng)分的吸收和轉化。

2.3.3 番茄根幅、根冠比。根幅代表著根系在基質中的生長情況[12]，根冠比則表示植株整體生長的相關性[13]。由表4可知，根幅寬度中CK除與T10無顯著差異，與其他各處理差異均顯著，且處于最低水平，表明復混基質通過改善根系環(huán)境，促進側根擴散，從而提高根幅寬度。在根冠比中，不同處理復混基質與CK均有顯著差異，具體表現(xiàn)為T5>CK>T2>T1>T6>T3>T4>T10>T7>T9>T8，研究表明，根冠比一般受根區(qū)水分影響較大，水分含量高，促進地上部生長，而導致根冠比偏低，反之則會使根冠比偏高。結合圖5，表明T8濕度高導致根冠比偏低，CK與T5濕度低而根冠比偏大。

3 結論與討論

南疆日光溫室蔬菜生產中，以粗砂為基質進行栽培番茄，雖能有效隔絕土壤避免土壤鹽堿危害，但粗砂容重大，孔隙度小，蓄水保肥能力弱，造成水資源的嚴重浪費，大大提高了生產經營成本。該研究針對粗砂基質的諸多問題，進行基質復混，對番茄定植0、120 d的理化性質、根區(qū)溫度、含水率和番茄植株生長進行研究，結果顯示復混基質能降低基質容重，提高孔隙度，T4、T6理化性質表現(xiàn)最好，主要表現(xiàn)在降低容重，增加孔隙度，pH前后變化最理想，EC變化最大;T4、T6根區(qū)溫度最高，平均溫度較CK提高了2.38 ℃，T8吸水及保水能力最好，平均含水量較CK提高了11.58%;T4、T6處理為植株根系提供較理想的生長環(huán)境以促進生長植株，主要表現(xiàn)在提高番茄株高與莖粗，提高番茄植株總鮮重，根幅與根冠比表現(xiàn)也相對較好，尤其根冠比低于最高值，高于最低值，說明此配比復混基質能夠使番茄地上部與地下部共同生長，利于植株養(yǎng)分吸收轉化。

目前，復混基質在生產上應用較多，基質理化性狀直接影響作物的生長發(fā)育。王娟等[14]認為基質是決定作物根系生長環(huán)境的最主要因素，穩(wěn)定良好的根際環(huán)境主要決定于基質理化性質。隨著定植時間的延長復混基質容重變大、總孔隙度變小，pH變小，EC值變大，此研究與李斗爭等[15]的研究結果一致，劉晚茍等[16]研究表明，土壤容重可反映土壤的緊實程度和孔隙狀況， 其大小可影響土壤機械阻力、含水量、通氣性以及植物對水肥的利用率。復混基質由不同的原料混合而成，因此在溫度、水、氣、肥的協(xié)調方面要比單一基質強很多。根區(qū)環(huán)境作為驗證基質栽培番茄根區(qū)環(huán)境的指標研究較少，李宗耕等[17]研究表明，不同配比混合基質的持水能力存在較大差異， 而含水量對溫度變化具有較大影響。白登忠[18]認為番茄根系為了盡可能供給冠層水分，根系不斷的延伸生長以尋求利用更多的土壤空間，以增加根系總體積來應對水分虧缺對植物根系吸水能力的減弱。綜上所述，該試驗通過對根區(qū)環(huán)境的測定，對比根區(qū)溫度、濕度差異，基質濕度高的處理溫度變化差異相對較小，且最低溫度明顯高于濕度低的處理;根區(qū)濕度對根冠比也有較大影響。

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