本文是一篇农业论文，本论文通过两组试验，对无土栽培下施用有机物质对番茄生长和果实品质的影响进行了研究。叶面肥中施用的有机物质为沼液提取物和宛氏拟青霉菌，水溶肥中施用的有机物物质为沼液水溶肥和有机碳肥，二者都以常用的化学叶面肥和水溶肥作为对照，进行了全面的研究与分析。
1 绪论
1.1 引言
我国是农业生产大国，几乎所有农业生产都是以土壤栽培为主，但是传统的土壤栽培模式通常存在着长期连作带来的土传病害增加、土壤理化性状变差、产量降低、农残风险增加、应对自然灾害能力差等问题。因此无土栽培成为替代传统土培的重要方式。这是一种高效率、高产出、高质量、劳动强度低的集约化生产形式，符合我国农业用地少，劳动成本高和人民对食品质量高要求的实际国情。
目前无土栽培方式大多使用的是无机肥料，基质中往往缺少有机物质、微生物菌群和部分微量元素，不利于品质的提升。有机肥虽然能提供有机物质和微生物群，但其养分含量低，释放慢，不利于植物生长。因此，将有机肥料和无机肥料混用，不仅能解决无机肥料和有机肥料所存在的缺点，还具有肥力大，肥效长，养分全面，利用率高等优点，更有利于提高作物产量，提升果实品质。在此模式下生产的蔬菜较传统种植方式生产的蔬菜更加绿色环保，且无毒低药，较有机生产的蔬菜产量、品质更好。因此进行有机肥料试验有其必要性和重要性。
表 2 不同处理对番茄鲜质量、干质量、根冠比、含水量、干鲜比和壮苗指数的影响
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1.2 无土栽培研究进展
1.2.1 无土栽培的定义及特点
无土栽培是指用营养液或者栽培基质替代天然土壤的栽培方法[1,2]。无土栽培通常用草炭、岩棉、椰糠、农业生产废弃物等栽培基质固定植株，或者通过悬挂、嵌插、漂浮等物理手段固定植株[3]。植株生长所需的营养物质通常以营养液的形式来满足，将科学配比的营养液通过人工控制，定期定量地向植株提供养分和水分，使植株正常生长并完成整个栽培周期[4]。与传统的土壤栽培相比，无土栽培不仅能够克服目前土壤栽培所遇到的问题，还能通过人为地改变植株生长环境，控制植株生长状况，达到增产和控制花果期的作用[5]。此外，无土栽培还可以在不适宜露地栽培的地区进行栽培，如盐碱地、沙漠、土地污染地区等，拓展我国种植区域分布[6]。随着海绵城市理念的推广，屋顶花园和垂直绿化已然成为当今热潮，而无土栽培模式的发展使其开拓了新的发展方向，如漂浮农场、垂直农场、室内农场等[7-10]，将田园搬进钢筋水泥大楼间，这不仅使人们在城市中体验田园风光成为可能，还扩展了农业生产地空间，更为未来农场提供了想象和发展的方向[11]。虽然无土栽培的前景无限，但也有其弊端，无土栽培方式相较传统栽培方式生产成本较高，并且营养液的配比施用及生产管理技术难以准确掌控，往往导致生产成果无法达到预期效果[12,13]。无土栽培所用栽培基质通常是一次性的，造成了很大的浪费，且部分材料还是不可再生资源，如岩棉、蛭石、珍珠岩等，这与我国可持续发展战略是不符的，因此探索可再生的环保栽培基质刻不容缓。
1.2.2 无土栽培的种类
1.2.2.1 基质栽培
基质栽培是用固体栽培基质固定植物根系，并将基质作为中转介质，使营养液中的养分和水分被植株吸收，从而使植物完成整个栽培周期的一种无土栽培方式。根据基质的种类可以分为无机基质栽培、有机基质栽培和复合基质栽培[14]。无机基质主要包括：砾石、砂石、蛭石、岩棉、珍珠岩、煤渣、陶粒等，一般无机基质具有透水性好、透气性好的特点，但保水性和保肥性比较差，并且无机基质所含营养物质较低，即使含有营养物质也很难被植株吸收；有机基质主要包括：草炭、椰糠、树皮、甘蔗渣、稻壳、木屑、酒糟、牛粪、秸秆等农业生产废弃物，有机基质通常含有大量植物生长所需营养物质和促进植物生长的微生物菌群及活性物质，但有机基质由于生产条件和原料本身的不同，通常基质间理化性差异较大，且容易变质稳定性较差；由于单一的无机基质和有机基质都有其优缺点，甚至会因为其部分缺点无法满足植物生长的条件，因此根据各类基质的特点按一定比例混合的复合基质通常更符合植物生长发育的需求[14-18]。
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2 沼液提取物和宛氏拟青霉菌复配叶面肥对番茄生长和果实品质的影响
2.1 试验材料
2.1.1 供试材料
番茄品种 ‘烟粉 210’，由山东省烟台市农业科学研究院选育。
叶面肥 沼液提取物（吲哚乙酸≥770 μg/L，赤霉素类≥46.8 μg/L，细胞分裂素类≥0.21 μg/L，油菜素甾醇类和内酯类≥0.14 μg/L，多胺类≥156.9 μg/L，脱落酸≥288 μg/L，茉莉酸≥40.1 μg/L，水杨酸≥262.8 μg/L），山东民和生物科技股份有限公司；宛氏拟青霉菌（菌株 SJ1），山东民和生物科技股份有限公司；化学叶面肥为泰力隆中量元素水溶叶面肥（Ca≥560 g/L，Zn≥31 g/L，B≥3.5 g/L），英国萨福派克有限公司。
2.1.2 其他栽培材料
基质 椰糠基质，由椰糠块和水按体积比例（椰糠块：水=1：5）泡发而成。
培养槽 塑料花盆（规格：外径×内径×底径=30 cm×27.4 cm×22.5 cm），每个培养槽内装填厚度约 12 cm（约 5.88 dm3）的椰糠基质。
营养液 番茄水培专用营养液，按 A 肥 0.305 g·L-1、B 肥 0.760 g·L-1混合。
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2.2 试验方法
2.2.1 试验地点和时间
试验于 2019-08-21 至 2020-01-03 在山东省烟台市农业科学研究院蔬菜试验温室中进行。
2.2.2 试验方法
每个培养槽种植 1 株番茄，采用随机区域组试验设计，每个处理种植 3 株，3 次重复，株间距 55~60 cm。试验使用的营养液为番茄水培专用营养液，按 A 肥 0.305 g·L-1、B 肥 0.760 g·L-1混合而成，根据天气情况和番茄不同生长阶段需求进行浇灌，各处理水肥一致。
试验产品为沼液提取物叶面肥及沼液提取物与宛氏拟青霉菌复配叶面肥，对照产品为化学叶面肥。沼液提取物叶面肥使用浓度为 300 倍、500 倍；宛氏拟青霉菌使用浓度分别为 10、20、30 ng·mL-1；化学叶面肥使用浓度为 4000 倍。试验共设置 9个处理，分别为：
CK1：中量元素水溶肥 4000 倍液； CK2：沼液提取物 300 倍液； CK3：沼液提取物 500 倍液； X300T10：沼液提取物 300 倍液+宛氏拟青霉菌 10 ng·mL-1； X300T20：沼液提取物 300 倍液+宛氏拟青霉菌 20 ng·mL-1； X300T30：沼液提取物 300 倍液+宛氏拟青霉菌 30 ng·mL-1； X500T10：沼液提取物 500 倍液+宛氏拟青霉菌 10 ng·mL-1； X500T20：沼液提取物 500 倍液+宛氏拟青霉菌 20 ng·mL-1； X500T30：沼液提取物 500 倍液+宛氏拟青霉菌 30 ng·mL-1。
所有处理在定植后每周施用 1 次，每次每株用气压式喷壶均匀喷洒 5 s，至采收结束。
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3 在草炭和椰糠基质栽培下不同施肥方案对番茄生长和果实品质的影响 ................ 21
3.1 试验材料 ..................................... 21
3.1.1 供试材料 ..................................... 21
3.1.2 其他栽培材料 ............................... 21
4 草炭和椰糠基质栽培下不同施肥方案对基质理化性的影响 ......................... 42
4.1 试验材料 ....................................... 42
4.2 试验方法 ............................. 42
5 在草炭和椰糠基质栽培下施用有机物质对根际微生物环境的影响 ........................ 60
5.1 试验材料 ...................................... 60
5.2 试验方法 ................................... 60
5 在草炭和椰糠基质栽培下施用有机物质对根际微生物环境的影响
5.1 试验材料
试验材料选取前期试验中具有代表性的 6 个基质样本，标号及内容见表 23。
表 23 样本标号及内容
按照 FastDNA® Spin Kit for Soil（Omega Bio-tek, Norcross, GA, U.S.）方法进行微生物群落总 DNA 抽提，使用 1%的琼脂糖凝胶电泳检测 DNA 的提取质量，使用超微量分光光度计（NanoDrop2000）测定 DNA 浓度和纯度；使用 338F/806
