复配葡萄皮渣基质理化特性及其对樱桃番茄幼苗生长发育的影响

摘    要：为研究废弃的葡萄皮渣复配基质对樱桃番茄幼苗生长发育的影响，确定其作为园艺作物栽培基质的可行性，以草炭基质作为对照，通过测定各复配处理基质的理化特性、酶活性及樱桃番茄幼苗生长指标，比较分析各复配基质栽培效果。结果表明，复配基质在理化性质方面，T5处理的容重为0.49 g·cm^-3，总孔隙度为78.27%，pH值为6.68，EC值为1.76 mS·cm^-1，该基质处理疏松紧实程度适宜，保水性、通气性较好，酸碱度适宜，符合无土栽培基质基本要求;对各复合基质的酶活性进行分析表明，葡萄皮渣的添加有利于基质酶活性的提高;在樱桃番茄幼苗生长发育方面，T5处理综合表现优于其他处理，葡萄皮渣基础基质、蛭石、珍珠岩基质体积比为5∶3∶2，较适于樱桃番茄栽培。综合分析表明，葡萄皮渣复配基质可以作为樱桃番茄栽培基质进一步开发利用。

关键词：樱桃番茄;葡萄皮渣;理化特性

中图分类号：S641.2 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2022）07-079-07

Physicochemical characteristics of grape skin residue compound matrix and the effect of growth on cherry tomato seedling

FENG Lingxia， CHEN Zhuo

（Yinchuan University of Energy， Yinchuan 750105， Ningxia， China）

Abstract：To explore the effect of the waste grape skin residue as a substrate on the growth and development of cherry tomato seedlings， and determine its feasibility as a cultivation substrate for horticultural crops， the peat substrate was used as a control to determine the physicochemical properties， enzyme activities and cherry tomato seedlings of each treatment substrate. The growth indicators were compared and analyzed for the cultivation effect of each compound substrate. The results showed that， in terms of physicochemical properties， the composite substrates T5 treated with a bulk weight of 0.49 g·cm^-3， the total porosity of 78.27%， pH of 6.68， and EC value of 1.76 mS·cm^-1， which has suitable looseness and compactness， good water retention and ventilation， and meet the basic requirements of soilless culture substrates. The analysis of the enzyme activity of each complex matrix showed that the addition of grape skin residue was conducive to the improvement of matrix enzyme activity; In terms of the growth and development of cherry tomato seedlings， the comprehensive performance of T5 treatment was better than other treatments， and the base matrix of grape skin residue： vermiculite： perlite was 5：3：2， which was more suitable for the matrix ratio of cherry tomato. From the comprehensive analysis of the above results， it was concluded that the grape skin residue could be further developed and utilized as the cultivation substrate of cherry tomato.

Key words：Cherry tomato; The grape skin residue; Physicochemical properties

樱桃番茄（Lycopersicon esculentum var. cerasiforme A. Gray）为茄科番茄属的栽培变种，原产于南美洲的秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚等地。作为联合国粮农组织优先推广的四大水果之一[1]，其色泽鲜艳、酸甜适口，并且富含胡萝卜素、维生素 A、维生素 C 及其他人体必需的微量元素，营养价值较高。近年来，樱桃番茄栽培面积逐年增大，主要集中在山东、江苏、广西、广东和海南等地。樱桃番茄属于喜温蔬菜，适宜设施栽培，周年生产，但栽培品种、栽培基质及管理措施等不同易造成生长发育及产量等方面的差异[2-3]。

国际葡萄与葡萄酒组织（OIV）报告显示，2016年我国葡萄的种植面积达到83.7万 hm²，占世界总种植面积的11.16%[4]。2018年全球酿酒葡萄产量约为4940万 t，以平均每千克酿酒葡萄产生的皮渣量占总质量的20%计算，葡萄皮渣年产量高达988万 t[5-6]。宁夏葡萄及葡萄酒产业经过几十年的发展，现今已经形成了沿贺兰山东麓具有宁夏特色的葡萄及葡萄酒产业带，逐渐成为中国乃至世界优质的葡萄酒产区。据统计，2016年宁夏葡萄种植面积达到4.13万 hm²，其中酿酒葡萄3.6万 hm²;截至2019年底，全区葡萄种植面积达到3.8万 hm²，占全国的1/4，是全国最大的酿酒葡萄集中连片产区，经过计算，仅宁夏地区每年产生的皮渣量约为6万 t[7-8]。相关研究表明，在葡萄酒酿造过程中，产生的葡萄皮渣约占使用的鲜葡萄总质量的20%～30%[8]。目前关于葡萄皮渣的利用方式主要包括提取原花青素、白藜芦醇和葡萄籽油等物质，但分离提取功能性物质后仍产生大量废渣，有研究表明利用剩余废渣配制饲料因有异味、色深、蛋白质含量低和不易消化等缺点而效果不佳[9-11]，利用率较低。因此葡萄皮渣的综合利用问题尚未完全解决，大部分葡萄皮渣或提取分离物质后的残渣仍作废物扔掉，造成环境污染和资源的巨大浪费。随着世界葡萄及葡萄酒产业的快速发展，产生的葡萄皮渣量也逐年剧增，因此迫切需要探索新的、可持续的葡萄皮渣综合利用方法。目前，国内关于酿酒葡萄皮渣在基质栽培利用方面的研究报道甚少。

笔者以玉米秸秆作为有机碳源，尿素作为氮源，加入酿酒葡萄皮渣进行发酵处理后作为基础基质，再加入一定比例的蛭石、珍珠岩组成复配基质用于樱桃番茄的栽培，并对其各复配基质的理化性质、酶活性及其对樱桃番茄幼苗生长发育的影响进行探讨，测定分析樱桃番茄的发芽率、发芽势、发芽指数及幼苗的株高、主茎粗等生物学特征，以期探索出酿酒葡萄皮渣在基质开发利用方面的新途径，为后续的试验研究做铺垫，为废弃葡萄皮渣的创新及充分利用提供一定的借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料

樱桃番茄品种为甜美粉果樱桃番茄，购于宁夏巨丰种苗有限责任公司。酿酒葡萄皮渣购自宁夏银川长城云漠酒庄。玉米秸秆为银川能源学院校内实训基地自产，物料基本性质见表1。

1.2 方法

试验地位于宁夏回族自治区银川市永宁县王太堡银川能源学院校内实训基地。试验时间为2018年7月10日至2019年7月30日。

酿酒葡萄皮渣经自然风干后，加入玉米秸秆（长度为0.5～2.5 cm）和尿素，调整碳氮比为30∶1[计算公式：补充N量=（主材料总碳量/目标 C/N-主材料总氮量）/补充物质含氮量][12]，水分调节至60%左右，覆盖塑料薄膜发酵后备用。以发酵后的葡萄皮渣作为基础基质加入一定比例的蛭石和珍珠岩制成复配基质，作为樱桃番茄的栽培基质使用。采用随机区组设计（表2），设5种复配基质处理，以宁夏地区目前应用较为广泛的草炭基质为对照（CK，V_草炭∶V_蛭石∶V_珍珠岩=3∶1∶1），每处理随机选择3株测定相关指标，3次重复。育苗穴盘采用72穴标准穴盘。

1.3 测定项目及方法

1.3.1    基质理化性质的测定    参照郭世荣[13]的方法测定基质容重与孔隙度，具体方法为：取一已知体积的烧杯，称质量（W1），加满自然风干的待测基质称质量（W2），然后将装有基质的塑料烧杯用两层纱布封口，浸泡水中24 h后，取出称质量（W3），并将封口用的湿纱布称质量（W4），用湿纱布包住塑料烧杯后倒置，烧杯内的水分自由沥干至没有水渗出后称质量（W5）。按以下公式计算容重和孔隙度：

容重/（g·cm^-3）=（W₂-W₁）/V;

总孔隙度/%=（W₃-W₂）/V ×100;

通气孔隙/%=（W₃+W₄-W₅）/V×100;

持水孔隙/%=总孔隙度-通气孔隙;

大小孔隙比=通气孔隙/持水孔隙。

参照程斐等[14]的方法测定EC和pH。取风干基质10 g，加入蒸馏水50 mL，剧烈震荡2～3 min，静止30 min，过滤得到澄清液用DDS-307A电导率仪测定EC值，用PHS-3C型pH计测定pH值。

1.3.2    基质酶活性的测定    参照关松荫[15]的方法测定基质各处理脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶的活性。

1.3.3    樱桃番茄生物学指标的测定    发芽率/%=发芽7 d时发芽的种子数/总供试种子总数×100;

发芽势/%=发芽3 d时发芽的种子数/总供试种子总数×100。

参照李季等[16]的方法测定种子发芽指数（GI）：取各处理基质样品10.0 g，按固液比（m/V）1∶10 加入去离子水，振荡离心后取上清液备用。培养皿中铺2层滤纸，均匀放入30粒大小基本一致、饱满的樱桃番茄种子，加入浸提液5 mL，25 ℃避光培养48 h，统计发芽率和根长，以去离子水作为对照。

计算公式为 GI/%=（G×L）/（G₀×L₀）×100。

其中，GI为种子发芽指数，G为浸提液种子发芽率（%），L为浸提液培养种子的平均根长（mm），G₀为去离子水的种子发芽率（%），L₀为去离子水培养种子的平均根长（mm）。