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开发出理化性能稳定、取材方便、原材料易于获取、价格低廉、用后方便处理的基质,是固体基质无土栽培的关键。利用蛭石及工农业固体废弃物如炉渣、废菇料、秸秆等原料按一定比例混合复配成无土番茄栽培基质,采用盆栽和田间试验,通过对比选择出适宜番茄栽培的高效、低成本无土基质,代替常规以草炭为主要原料的无土栽培基质,在降低栽培成本的同时,保护不可再生的生态资源,提高生产效率,旨为番茄大规模无土栽培生产的示范推广奠定基础。 1 材料与方法 1.1 试验材料 基质原材料种类有草炭(普通园艺用草炭,购于花卉市场)、蛭石(未分级蛭石)、炉渣(0.5 cm筛网过筛)、玉米秸秆(粉碎喷水后用塑料膜覆盖堆沤3个月)和棉籽皮(以棉籽皮作原料生产食用菌后的废菇料,喷水后用塑料膜覆盖堆沤3个月)。将基质原料按不同配比复配成8种复合基质(表1)进行试验。番茄品种为金棚一号(粉果品种)。 1.2 试验方法 1.2.1 无土栽培基质的初选 采用常规方法,分析8种复合基质的理化性质,指标包括容重、总孔隙度、大小孔隙比、pH值和电导率。其中,电导率(EC)和pH值测定参照土壤的EC和pH值测定方法进行,在电导率仪上测定电导率,在pH计上测定pH值。 根据2008年基质原材料的市场价格草炭240元/m3、蛭石50元/m3、玉米秸秆50元/m3、炉渣60元/m3、棉籽皮60元/m3,计算8种复合基质的原料成本,其中玉米秸秆和棉籽皮的价格主要是粉碎与运输的成本,其本身几乎无成本价格。将8种复合基质的理化性质及其原料成本进行比较,选出可应用于蔬菜栽培的低成本无土栽培基质。 1.2.2 无土栽培基质的优选
1.2.3 盆栽试验
*比例为按照材料顺序配制的体积比。
2 结果与分析 2.1 基质的理化性质及成本分析 8种复合基质的容重、总孔隙度、pH值和电导率均在适宜范围内(表2),表明从容重、总孔隙度、pH值和电导率4个指标看, 8种复合基质均能够满足多数蔬菜栽培的需求。大小孔隙比反映基质的保水能力,基质III大小孔隙比偏大而且还会随着秸秆的不断降解而进一步增大,持水能力将越来越差,所以不宜作为栽培基质应用。基质IV大小孔隙比偏大但成分稳定,在实际应用中需要及时补水来克服基质持水能力差的问题;基质I和基质II大小孔隙比偏小,持水能力强,但通气能力稍差。经济效益决定无土栽培生产发展的规模与速度。基质栽培是无土栽培中投资最少的栽培方式,然而不同基质的价格相差很大。有些基质作物虽能够很好地生长,但是来源不易、运输困难且价格较高,故不能选用。采用作物残体或有机废弃物作为无土栽培中的基质材料来代替生产上常用的草炭、岩棉等基质材料,可以降低生产成本。除基质III外,能够应用的7种基质成本差异较大(表2)。其中,基质IV、基质VI和基质×成本较低(52.5~60.0元/m3),较基质II(常规基质)成本降低60%左右,且原料易于获得,是较适合推广应用的无土栽培固体基质。更进一步的栽培试验就以常规基质II和土壤为对照,以初步优选的基质IV、基质VI和基质×为测试基质来进行。 2.2 复合基质种类对番茄生长指标的影响 2.2.1 对番茄苗期生长的影响 粗高比为植株根径粗(靠近基质表面部分的植株茎粗)与株高的比值,是判断植株生长是否徒长的指标。基质栽培的番茄粗高比均大于土壤栽培(表3),表明基质栽培番茄的植株生长好于土壤栽培。 *同列数据后,小写英文字母不同,表示在5%水平上差异显著;大写英文字母不同,表示在1%水平上差异显著。下表同。 长度>10 cm的根数和根体积反映了植株根系的生长量。基质VI栽培的番茄长度﹥10 cm根数最多,与基质对照差异不显著,但显著优于其他基质处理;根体积较大,与基质对照和土壤对照以及其他处理差异均不显著。表明基质VI栽培的番茄根系生长良好。整株重反映了整个植株的生长量。基质VI栽培的番茄整株重最大,显著高于其他处理。表明用基质VI栽培的番茄植株生长最好。 叶绿素相对含量可以间接反映作物生长速度的快慢。基质II(对照)和基质IV的番茄植株叶绿素相对含量较高,二者差异不显著,但均极显著高于土壤处理;而基质VI和基质×的叶绿素相对含量与土壤栽培差异不显著(表4)。表明用基质IV栽培番茄效果较好。 2.2.2 对番茄花期生长的影响 基质VI和基质×栽培的番茄粗高比最大,二者差异不显著,与基质对照和基质IV处理差异也不显著,但显著大于土壤处理(表5)。表明用基质VI和基质×栽培的番茄较土壤栽培的番茄植株生长明显粗壮。 基质IV、基质VI和基质×栽培番茄的开花节位较高,三者差异不显著,但均较基质对照和土壤对照差异显著。基质栽培的番茄花蕾数相近,其中用基质IV和基质VI栽培时花蕾数稍多。基质II和土壤栽培的番茄开花数较多,显著高于基质VI和基质×栽培的番茄,但较基质IV处理差异不显著(表5)。 总体来看,用土壤栽培的番茄生长势较弱,开花早,节位较低;而用基质IV和基质VI栽培的番茄花期生长较好。 植物根系活动能力直接影响植物整体的生长情况、营养水平和产量水平。基质VI栽培的番茄根系活力最高,显著高于基质对照和其他处理(表6)。表明用基质VI栽培的番茄根系生长最为旺盛。 不同基质栽培的番茄盛果期根系生长差异不大(表7)。从2008年的番茄产量可以看出,基质IV栽培的番茄产量高于基质对照,较土壤对照高7.81%。2008年由于基质VI所在小区的支架坍塌,导致落果严重,严重影响了基质VI所在小区番茄产量的准确统计。2009年进行了重复试验,结果显示,基质IV和基质VI栽培的番茄挥种衣剂的实际应用效果。 当前大力提倡和实施的可持续农业和绿色农业要求人们改变过去在种子包衣中的实用主义观念,更加强调环境保护和生态效益,达到实用和生态的统一。精细农业和精确农业的观念促使人们更加注重种子的特点和种子生长发育的环境来研制专用特用型种衣剂。同时,随着技术水平不断突破和材料科学不断进步,有力地推动着种子包衣的科技含量的提升。特别是交叉学科和边缘学科的兴起,产生了科学和技术的增长点,生物工程、计算机技术等的渗入必将带来全新的种子包衣新概念。 来源:河北省农林科学院经济作物研究所 作者:焦永刚,石琳琪,董灵迪 |
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