菌渣与河沙不同配比对番茄栽培的影响
李猛 李树和 胡金鑫 刘珍珍
摘 要：试验利用菌渣和廉价的河沙以不同比例配制混合基质进行番茄无土栽培，以期筛选出利用菌渣与河沙混合基质栽培番茄的最佳配比。试验结果表明，菌渣可以促进番茄植株的生长，加速根系发育，改善果实品质，以菌渣与河沙混合作为无土栽培基质明显优于传统的土壤栽培方法，其中，以菌渣∶河沙=8∶2的处理效果最好。
关键词：菌渣；无土栽培；基质；低成本
中图分类号：S641.2 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2014）02-0049-04
食用菌菌渣（Edible Fungi Residue，EFR）是食用菌栽培过程中收获产品后剩下的培养基废料[1]。菌渣中除了含有大量的菌丝体、蛋白质外，还含有钙、镁，铁、锌等中微量元素[2，3]。据测定，每0.5 kg菌渣中含钙10.86 g、磷3.6 g、钾4.04 g、钠8.7 g、铜0.004 9 g、镁1.58 g、铁0.69 g、锌0.06 g、锰0.077 4 g，营养成分含量丰富，具有很高的研究利用价值[4]。河沙是一种常见而廉价的自然资源，如果把菌渣与河沙混合利用起来作为无土栽培的基质，将成为农民新的增收方式。但是，大多专门针对食用菌菌渣再利用的研究均侧重于将菌渣充当有机肥使用，而有关菌渣与河沙混合用于蔬菜栽培的研究很少。因此，天津农学院园艺系以期通过本试验探究出菌渣与沙子的合适配比，为充分利用这些廉价而充足的资源以及保护生态环境提供新的科学依据，为某些食用菌主产区提供科学规划的参考，并期望试验成熟后作为一项新的农业实用技术推广。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2013年4～9月在天津农学院园艺系温室内进行，试验材料为樱桃番茄品种矮生红玲，试验基质为菌渣、河沙。
1.2 试验设计
试验采用完全随机设计，6个处理，1个对照，4次重复，处理1的基质为全河沙；处理2的基质配比为菌渣∶河沙=2∶8；处理3的基质配比为菌渣∶河沙=4∶6；处理4的基质配比为菌渣∶河沙=6∶4；处理5的基质配比为菌渣∶河沙=8∶2；处理6的基质为全菌渣；以土培作为对照。每个处理中按每1 m3 加入生物有机肥15 kg。
1.3 试验方法
①材料的准备 根据试验需要，准备足量的花盆，洗净、消毒备用。准备足够的菌渣和河沙，先将菌渣充分发酵，河沙冲洗干净，备用。试验用番茄苗准备足量，备用。每个花盆底部铺上编织袋防止基质漏出及根系穿过，按比例混合装好所需基质，每个处理加入农科院有机肥70 g。移栽时，浇透水，整理，摆在木板上。视基质湿度进行浇水，根据生长情况适时施用亿农番茄专用肥，待苗长到一定程度，开始整枝。
②观测项目及方法 a.观测项目。对6个处理组合和对照的番茄植株进行测量，包括株高、茎粗、结果数、单果质量、果形指数、根鲜质量等形态指标，以及叶绿素、可溶性固形物含量等生理指标。
b.测定方法。利用游标卡尺测定茎粗，用卷尺测定株高，用直尺测定果实直径、纵径、最大根长等，用电子天平测定番茄的单果质量、根鲜质量。利用SPAD叶绿素仪测定叶绿素含量。利用ATAGO PAL-α数显折射仪测定可溶性固形物含量。
2 结果与分析
2.1 不同配比基质对番茄植株生长的影响
①对番茄株高的影响 株高对植株的抗性和果实品质都有一定程度的影响。表1结果表明，处理1的番茄植株最高，处理3、处理5、处理4、处理2、处理1、处理6的株高无显著性差异，对照的植株最矮，且极显著矮于其他处理组合。表明不同配比对株高没有显著影响，以菌渣与河沙混合作为无土栽培基质种植番茄株高明显优于传统的土壤栽培方法。
②对番茄茎粗的影响 番茄的茎具有输导营养物质和水分以及支持叶、花和果实的作用。茎粗与植物的抗性和果实的品质密切相关，通过茎粗可以初步估计植株的健壮度、抗病虫害的能力，了解植株吸收营养的状况。
从图1可以看出，不同处理对番茄茎粗的影响不同，其中，处理6的茎粗最大，证明了处理6的基质配比更有益于植株茎粗的增长；其次是处理2、处理1；CK的茎粗最小，且所有处理组合都与CK的差异达显著水平。
从株高和茎粗可以看出，处理6的番茄茎粗最大，而株高在各处理中最小，可能是因为处理6为纯菌渣，容重最小，孔隙度最大，导致其保水能力过差，虽然浇水频率较大，但依然不能保证番茄生长所需水分，然而处理6基质的营养物质最为丰富，能满足番茄正常的生长需求。
③对番茄叶片叶绿素含量的影响 绿色植物进行光合作用的主要器官是叶绿体，叶绿体中含有大量的叶绿素，而进行光合作用的主要物质就是叶绿素，光合作用属于同化作用，能将环境中的无机物转化为自身可利用的有机物。因此，叶绿素含量的高低直接反映了植物进行光合作用能力的强弱，反映出植物同化无机物的能力，反映出植物生长势的强弱。
由图2可以看出，CK的叶绿素含量最高，除处理5与CK无显著差异之外，其他处理叶绿素含量均显著低于CK；处理2叶绿素含量最低，与其他组合存在显著差异。从基质的配比上看，叶绿素含量随着基质中菌渣比例的增大而升高，在处理5时达到最大值，随后处理6与之持平。显然菌渣比例越大，混合基质营养物质含量越多，氮素含量越多，越有利于叶绿素的形成。CK叶绿素含量最高的原因可能是土培过程中深层土壤板结造成植物根系吸水能力下降，产生生理干旱，叶绿素含量相对增大[5]。
④对番茄根系的影响 根系是植物吸收水分和矿质营养的主要器官，根的生长情况和活动能力影响植株个体的生长情况、营养水平和产量。从表2可以看出，不同处理对番茄幼苗根系生长影响不同，处理5的根鲜质量最大，处理5、处理6与土培的根鲜质量没有显著差异，处理4、处理3、处理2、处理1根鲜质量依次降低。从基质的配比来看，随着菌渣比例的增加，植株根系鲜质量逐渐增加，在处理5时根鲜质量达到最大，表明菌渣可以促进根系的活动，增加根系的生长量。此趋势与叶绿素含量相同，验证了植物生理学中关于地上部和地下部相关性的理论。
2.2 不同配比基质对番茄果实形状的影响
通过对不同处理所结果实的数量、单果质量、果实直径、果实高度、可溶性固形物含量进行比较，选出最适宜的河沙与菌渣的配比，为菌渣的再利用提供新的途径。
①对番茄产量的影响 果实的产量是重要的经济指标，关系到劳动者的经济效益。由图3可以看到，对单果质量而言，处理4的平均单果质量最大，CK单果质量最小，其他组合间差异未达到显著水平；对结果数而言，处理5的结果数最多，其次是处理2、处理3、处理6，CK的结果数最少，处理4、处理1与CK有差异，但未达到显著水平。综合单果质量和结果数可得番茄总产量变化趋势：处理5>处理6>处理4>处理2>处理3>处理1>CK，说明菌渣与河沙混合作为无土栽培的基质可以提高番茄的产量，从基质的配比来看，随着河沙中菌渣比例的增加，番茄产量呈上升趋势，在处理5时达最大值，处理6与之持平，说明菌渣比例越大，混合基质营养物质含量越高，增产的可能性越大。
②对番茄果形的影响 果实的外形关系到商品价值，所以是不得不重视的又一指标，果实的外形不仅可以提高人们的购买欲，而且可提高商品的经济价值，其好坏还关系到内在品质的好坏。
图4结果表明，处理4的果实纵径和直径最大，处理1、处理5与处理4没有明显的差异，其次是处理2、处理3和处理6，三者之间无显著性差异，CK的果实纵径和直径最小，与其他处理组合差异均达极显著水平，说明菌渣与河沙混合作为无土栽培基质在提高产品外形上要优于传统的土壤栽培。
③对番茄果实可溶性固形物的影响 果汁中可溶性固形物的多少是衡量果实品质的重要指标。从表3可以看出，不同配比的基质对番茄果实有一定的影响，各处理可溶性固形物含量明显不同，但均低于CK，其中处理5与CK有差异，但未达到极显著水平。处理4、处理1可溶性固形物含量最低，与其他处理组合有极显著差异。CK可溶性固形物含量较高，可能是果实在生长过程中土壤物理结构较差，根系活动能力较低，导致果实生长发育受限，果实未充分膨大，相应的对处理4而言，结果数量少果实过分膨大致使可溶性固形物含量相对较低。处理5基质配比较为合理，土壤物理结构较好，营养物质丰富，根系吸收能力强，产量最高，果实可溶性固形物含量在各处理中最高。处理1可溶性固形物含量和产量最低，可能是基质配比中菌渣含量为0，营养物质匮乏引起的。
3 讨论
本试验结果表明，用菌渣与河沙混合作为无土栽培基质有明显的优越性。在株高方面，处理3的番茄植株最高，但处理5、处理4、处理2、处理1、处理6的株高与处理3差异不显著。处理6的茎粗最大，证明了处理6的基质配比更有益于植株茎的增长。在根系生长方面，处理5的根鲜质量最大。在生理方面，各处理可溶性固形物和叶绿素含量有明显的不同，但均低于CK，其中仅处理5与CK没有显著差异。在果形方面，处理4的果实纵径和横径最大，处理5、处理1与处理4没有明显的差异。在产量方面，处理5的结果数最多，总产量最大。
在可溶性固形物和叶绿素含量方面，CK均高于处理组合，这可能是菌渣容重较小，孔隙度较大，改善了土壤的理化性状，但管理过程中由于浇水频率大，造成了基质中营养物质的流失。
本试验仅以果菜类蔬菜番茄作为研究对象进行探究，但在分析试验结果时发现某些配比的基质在单方面表现出优越性，如处理6的茎粗最大。如何充分利用此类基质的优越性，并发挥其最大效能以及菌渣与河沙混合栽培其他类型蔬菜（如叶菜类、茎菜类）的最适配比仍需长期探究。
4 结论
试验结果表明，河沙与菌渣混合作为无土栽培基质明显优于传统的土壤栽培，菌渣中含有丰富的矿质营养和有机质，可以促进番茄植株的生长，加速根系发育。通过对菌渣与河沙不同配比的比较，处理5，即河沙∶菌渣=2∶8 配制的混合基质培育的番茄综合表现稳定，且优于其他配比组合，尤其是在根系生长、产量、果形和可溶性固形物含量方面表现突出。因此，菌渣∶河沙=8∶2 的基质配比更适合番茄生长。
本试验结果表明，采用成本较低的河沙，配合腐熟的菌渣，可以配制良好的无土栽培基质，可降低成本，并且效果很好。由于食用菌主产区主要分布在南方，且该地区河沙资源丰富，因此，此方法可以在南方蔬菜生产中推广使用。
参考文献
[1] 卫智涛，周国英，胡清秀.食用菌菌渣利用研究现状[J].中国食用菌，2010，29（5）：3-6.
[2] 王永军，田秀娥，李浩波.菌糠的营养价值与开发利用[J].中国饲料，2001（12）：30-31.
[3] 刘晓牧，王中华，李福昌，等.菌糠营养价值及其应用[J].中国饲料，2000（18）：29-30.
[4] 王德汉，项钱彬，陈广银.蘑菇渣资源的生态高值化利用研究进展[J].有色冶金设计与研究，2007，28（2）：262-266.
[5] 王忠.植物生理学.2版[M].北京：中国农业出版社，2009：75.
摘 要：试验利用菌渣和廉价的河沙以不同比例配制混合基质进行番茄无土栽培，以期筛选出利用菌渣与河沙混合基质栽培番茄的最佳配比。试验结果表明，菌渣可以促进番茄植株的生长，加速根系发育，改善果实品质，以菌渣与河沙混合作为无土栽培基质明显优于传统的土壤栽培方法，其中，以菌渣∶河沙=8∶2的处理效果最好。
关键词：菌渣；无土栽培；基质；低成本
中图分类号：S641.2 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2014）02-0049-04
食用菌菌渣（Edible Fungi Residue，EFR）是食用菌栽培过程中收获产品后剩下的培养基废料[1]。菌渣中除了含有大量的菌丝体、蛋白质外，还含有钙、镁，铁、锌等中微量元素[2，3]。据测定，每0.5 kg菌渣中含钙10.86 g、磷3.6 g、钾4.04 g、钠8.7 g、铜0.004 9 g、镁1.58 g、铁0.69 g、锌0.06 g、锰0.077 4 g，营养成分含量丰富，具有很高的研究利用价值[4]。河沙是一种常见而廉价的自然资源，如果把菌渣与河沙混合利用起来作为无土栽培的基质，将成为农民新的增收方式。但是，大多专门针对食用菌菌渣再利用的研究均侧重于将菌渣充当有机肥使用，而有关菌渣与河沙混合用于蔬菜栽培的研究很少。因此，天津农学院园艺系以期通过本试验探究出菌渣与沙子的合适配比，为充分利用这些廉价而充足的资源以及保护生态环境提供新的科学依据，为某些食用菌主产区提供科学规划的参考，并期望试验成熟后作为一项新的农业实用技术推广。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2013年4～9月在天津农学院园艺系温室内进行，试验材料为樱桃番茄品种矮生红玲，试验基质为菌渣、河沙。
1.2 试验设计
试验采用完全随机设计，6个处理，1个对照，4次重复，处理1的基质为全河沙；处理2的基质配比为菌渣∶河沙=2∶8；处理3的基质配比为菌渣∶河沙=4∶6；处理4的基质配比为菌渣∶河沙=6∶4；处理5的基质配比为菌渣∶河沙=8∶2；处理6的基质为全菌渣；以土培作为对照。每个处理中按每1 m3 加入生物有机肥15 kg。
1.3 试验方法
①材料的准备 根据试验需要，准备足量的花盆，洗净、消毒备用。准备足够的菌渣和河沙，先将菌渣充分发酵，河沙冲洗干净，备用。试验用番茄苗准备足量，备用。每个花盆底部铺上编织袋防止基质漏出及根系穿过，按比例混合装好所需基质，每个处理加入农科院有机肥70 g。移栽时，浇透水，整理，摆在木板上。视基质湿度进行浇水，根据生长情况适时施用亿农番茄专用肥，待苗长到一定程度，开始整枝。
②观测项目及方法 a.观测项目。对6个处理组合和对照的番茄植株进行测量，包括株高、茎粗、结果数、单果质量、果形指数、根鲜质量等形态指标，以及叶绿素、可溶性固形物含量等生理指标。
b.测定方法。利用游标卡尺测定茎粗，用卷尺测定株高，用直尺测定果实直径、纵径、最大根长等，用电子天平测定番茄的单果质量、根鲜质量。利用SPAD叶绿素仪测定叶绿素含量。利用ATAGO PAL-α数显折射仪测定可溶性固形物含量。
2 结果与分析
2.1 不同配比基质对番茄植株生长的影响
①对番茄株高的影响 株高对植株的抗性和果实品质都有一定程度的影响。表1结果表明，处理1的番茄植株最高，处理3、处理5、处理4、处理2、处理1、处理6的株高无显著性差异，对照的植株最矮，且极显著矮于其他处理组合。表明不同配比对株高没有显著影响，以菌渣与河沙混合作为无土栽培基质种植番茄株高明显优于传统的土壤栽培方法。
②对番茄茎粗的影响 番茄的茎具有输导营养物质和水分以及支持叶、花和果实的作用。茎粗与植物的抗性和果实的品质密切相关，通过茎粗可以初步估计植株的健壮度、抗病虫害的能力，了解植株吸收营养的状况。
从图1可以看出，不同处理对番茄茎粗的影响不同，其中，处理6的茎粗最大，证明了处理6的基质配比更有益于植株茎粗的增长；其次是处理2、处理1；CK的茎粗最小，且所有处理组合都与CK的差异达显著水平。
从株高和茎粗可以看出，处理6的番茄茎粗最大，而株高在各处理中最小，可能是因为处理6为纯菌渣，容重最小，孔隙度最大，导致其保水能力过差，虽然浇水频率较大，但依然不能保证番茄生长所需水分，然而处理6基质的营养物质最为丰富，能满足番茄正常的生长需求。
③对番茄叶片叶绿素含量的影响 绿色植物进行光合作用的主要器官是叶绿体，叶绿体中含有大量的叶绿素，而进行光合作用的主要物质就是叶绿素，光合作用属于同化作用，能将环境中的无机物转化为自身可利用的有机物。因此，叶绿素含量的高低直接反映了植物进行光合作用能力的强弱，反映出植物同化无机物的能力，反映出植物生长势的强弱。
由图2可以看出，CK的叶绿素含量最高，除处理5与CK无显著差异之外，其他处理叶绿素含量均显著低于CK；处理2叶绿素含量最低，与其他组合存在显著差异。从基质的配比上看，叶绿素含量随着基质中菌渣比例的增大而升高，在处理5时达到最大值，随后处理6与之持平。显然菌渣比例越大，混合基质营养物质含量越多，氮素含量越多，越有利于叶绿素的形成。CK叶绿素含量最高的原因可能是土培过程中深层土壤板结造成植物根系吸水能力下降，产生生理干旱，叶绿素含量相对增大[5]。
④对番茄根系的影响 根系是植物吸收水分和矿质营养的主要器官，根的生长情况和活动能力影响植株个体的生长情况、营养水平和产量。从表2可以看出，不同处理对番茄幼苗根系生长影响不同，处理5的根鲜质量最大，处理5、处理6与土培的根鲜质量没有显著差异，处理4、处理3、处理2、处理1根鲜质量依次降低。从基质的配比来看，随着菌渣比例的增加，植株根系鲜质量逐渐增加，在处理5时根鲜质量达到最大，表明菌渣可以促进根系的活动，增加根系的生长量。此趋势与叶绿素含量相同，验证了植物生理学中关于地上部和地下部相关性的理论。
2.2 不同配比基质对番茄果实形状的影响
通过对不同处理所结果实的数量、单果质量、果实直径、果实高度、可溶性固形物含量进行比较，选出最适宜的河沙与菌渣的配比，为菌渣的再利用提供新的途径。
①对番茄产量的影响 果实的产量是重要的经济指标，关系到劳动者的经济效益。由图3可以看到，对单果质量而言，处理4的平均单果质量最大，CK单果质量最小，其他组合间差异未达到显著水平；对结果数而言，处理5的结果数最多，其次是处理2、处理3、处理6，CK的结果数最少，处理4、处理1与CK有差异，但未达到显著水平。综合单果质量和结果数可得番茄总产量变化趋势：处理5>处理6>处理4>处理2>处理3>处理1>CK，说明菌渣与河沙混合作为无土栽培的基质可以提高番茄的产量，从基质的配比来看，随着河沙中菌渣比例的增加，番茄产量呈上升趋势，在处理5时达最大值，处理6与之持平，说明菌渣比例越大，混合基质营养物质含量越高，增产的可能性越大。
②对番茄果形的影响 果实的外形关系到商品价值，所以是不得不重视的又一指标，果实的外形不仅可以提高人们的购买欲，而且可提高商品的经济价值，其好坏还关系到内在品质的好坏。
图4结果表明，处理4的果实纵径和直径最大，处理1、处理5与处理4没有明显的差异，其次是处理2、处理3和处理6，三者之间无显著性差异，CK的果实纵径和直径最小，与其他处理组合差异均达极显著水平，说明菌渣与河沙混合作为无土栽培基质在提高产品外形上要优于传统的土壤栽培。
③对番茄果实可溶性固形物的影响 果汁中可溶性固形物的多少是衡量果实品质的重要指标。从表3可以看出，不同配比的基质对番茄果实有一定的影响，各处理可溶性固形物含量明显不同，但均低于CK，其中处理5与CK有差异，但未达到极显著水平。处理4、处理1可溶性固形物含量最低，与其他处理组合有极显著差异。CK可溶性固形物含量较高，可能是果实在生长过程中土壤物理结构较差，根系活动能力较低，导致果实生长发育受限，果实未充分膨大，相应的对处理4而言，结果数量少果实过分膨大致使可溶性固形物含量相对较低。处理5基质配比较为合理，土壤物理结构较好，营养物质丰富，根系吸收能力强，产量最高，果实可溶性固形物含量在各处理中最高。处理1可溶性固形物含量和产量最低，可能是基质配比中菌渣含量为0，营养物质匮乏引起的。
3 讨论
本试验结果表明，用菌渣与河沙混合作为无土栽培基质有明显的优越性。在株高方面，处理3的番茄植株最高，但处理5、处理4、处理2、处理1、处理6的株高与处理3差异不显著。处理6的茎粗最大，证明了处理6的基质配比更有益于植株茎的增长。在根系生长方面，处理5的根鲜质量最大。在生理方面，各处理可溶性固形物和叶绿素含量有明显的不同，但均低于CK，其中仅处理5与CK没有显著差异。在果形方面，处理4的果实纵径和横径最大，处理5、处理1与处理4没有明显的差异。在产量方面，处理5的结果数最多，总产量最大。
在可溶性固形物和叶绿素含量方面，CK均高于处理组合，这可能是菌渣容重较小，孔隙度较大，改善了土壤的理化性状，但管理过程中由于浇水频率大，造成了基质中营养物质的流失。
本试验仅以果菜类蔬菜番茄作为研究对象进行探究，但在分析试验结果时发现某些配比的基质在单方面表现出优越性，如处理6的茎粗最大。如何充分利用此类基质的优越性，并发挥其最大效能以及菌渣与河沙混合栽培其他类型蔬菜（如叶菜类、茎菜类）的最适配比仍需长期探究。
4 结论
试验结果表明，河沙与菌渣混合作为无土栽培基质明显优于传统的土壤栽培，菌渣中含有丰富的矿质营养和有机质，可以促进番茄植株的生长，加速根系发育。通过对菌渣与河沙不同配比的比较，处理5，即河沙∶菌渣=2∶8 配制的混合基质培育的番茄综合表现稳定，且优于其他配比组合，尤其是在根系生长、产量、果形和可溶性固形物含量方面表现突出。因此，菌渣∶河沙=8∶2 的基质配比更适合番茄生长。
本试验结果表明，采用成本较低的河沙，配合腐熟的菌渣，可以配制良好的无土栽培基质，可降低成本，并且效果很好。由于食用菌主产区主要分布在南方，且该地区河沙资源丰富，因此，此方法可以在南方蔬菜生产中推广使用。
参考文献
[1] 卫智涛，周国英，胡清秀.食用菌菌渣利用研究现状[J].中国食用菌，2010，29（5）：3-6.
[2] 王永军，田秀娥，李浩波.菌糠的营养价值与开发利用[J].中国饲料，2001（12）：30-31.
[3] 刘晓牧，王中华，李福昌，等.菌糠营养价值及其应用[J].中国饲料，2000（18）：29-30.
[4] 王德汉，项钱彬，陈广银.蘑菇渣资源的生态高值化利用研究进展[J].有色冶金设计与研究，2007，28（2）：262-266.
[5] 王忠.植物生理学.2版[M].北京：中国农业出版社，2009：75.
