盆栽芍藥泥炭替代型有機栽培基質(zhì)研究

陸光沛， 于曉南,2,*

(1北京林業(yè)大學園林學院, 北京 100083；2 國家花卉工程技術中心，北京 100083)

芍藥(Paeonia lactiflora)與牡丹并稱“花中二絕”，是中國傳統(tǒng)名花， 也是世界重要新切花，市場應用前景廣闊。目前，中國觀賞芍藥仍以大田栽培為主[1]，其生產(chǎn)受氣候因素影響大，因此，很難保證花卉的產(chǎn)量和品質(zhì)。無土栽培是與設施園藝生產(chǎn)相配套的重要栽培方式，正逐漸成為世界花卉生產(chǎn)的主流模式之一。近年來，在芍藥無土栽培生產(chǎn)方面，以色列、新西蘭、美國等國已開展一些研究，但其栽培基質(zhì)均以泥炭為主[2-4]。雖然泥炭以其優(yōu)越的理化性質(zhì)一直是世界園藝界公認的最優(yōu)基質(zhì)之一，但其在短期內(nèi)不可再生的特點，使之正逐漸成為一種稀缺資源；加之泥炭的過度采挖，對泥炭地獨特的濕地環(huán)境也是一種巨大的破壞，因而保護泥炭地，開發(fā)泥炭替代型栽培基質(zhì)，對于環(huán)境安全、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[5]。筆者以菇渣、玉米芯這兩種農(nóng)業(yè)廢棄物作為無土栽培基質(zhì)組分，研究用其部分或全部替代泥炭進行芍藥盆栽的可行性，以期減少或杜絕盆栽芍藥生產(chǎn)中泥炭的使用，為芍藥的無土栽培提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為三年生大富貴芍藥盆栽苗。

采用混合型栽培基質(zhì)，以實現(xiàn)多組分間的取長補短，滿足植物的生長需求?；|(zhì)原材料為經(jīng)過發(fā)酵消毒的菇渣(主成分為棉籽殼)、玉米芯顆粒(直徑1 cm)、泥炭、珍珠巖、陶粒(直徑1~2 cm)。共設7個處理，其中T1，T2，T3加入部分泥炭，稱為“I部分替代組”；T4，T5，T6，T7不含泥炭，完全以代用基質(zhì)按不同比例混合，稱為“Ⅱ完全替代組”。

I部分替代組3個配方的設計依據(jù)：T1為初始配方，與對照相比，泥炭用量減少20%，為體現(xiàn)本試驗的主要目標，T1以上不再單設泥炭用量減少10%的處理；為進一步減少泥炭用量并兼顧植物適應性，以10%為梯度與T1拉開差距，設置泥炭用量減少30%的T2；為探求泥炭的最低用量，進一步加大與T2的梯度差，設置泥炭用量僅為10%的T3。

上述原材料按表1所示配方，混合均勻，所有比例均為體積比。對照組基質(zhì)參考北京林業(yè)大學鷲峰牡丹研究基地沿用多年的盆栽芍藥基質(zhì)配方(泥炭含量60%)。

表1 芍藥泥炭替代型有機栽培基質(zhì)各處理的組分配比(%)Table 1 Components mixture ratio of herb peony organic substitute for growing media

1.2 方 法

1.2.1 基質(zhì)理化性質(zhì)測試

本試驗于2008年9月至2009年9月在北京林業(yè)大學鷲峰林場進行。分別于植物剛上盆時與植物開花過后2個時間段，測試栽培基質(zhì)的基本理化性質(zhì)，包括干、濕容重、總孔隙度、管孔隙度(即持水孔隙度)、非毛管孔隙度(即通氣孔隙度)、氣水比、pH值、EC值。每個處理3個重復。測試方法參考并改進荊延德[6]的測試法。

1.2.2 基質(zhì)氮磷鉀含量測試

氮采用凱氏定氮法測定；磷采用 HClO4-H2SO4消化鉬藍比色法測定；鉀采用火焰光度計法測定(中國科學院南京土壤研究所，1980)。測試時間及重復次數(shù)同1.2.1。

1.2.3 栽培試驗

余琳[7]選取精細膠粉與PP/EPDM型聚烯烴類熱塑性硫化膠(TPV)通過直接混煉法制備性能保持良好的膠粉/TPV共混材料，同時采用添加增容劑、活化劑與增容劑并用兩種方法，進一步改進共混體系的兩相界面相容性，提高了共混材料的綜合性能。

于2008年秋季上盆，從2009年春開始，按萌動、萌發(fā)、抽莖、展葉、顯蕾、透色、開花七個物候期進行觀測[7]；按株高、冠幅、蕾徑、花徑、開花時間、單株成花量6個性狀記錄植株生物量，并計算每處理的整體成花率。每個處理3次重復，每重復10盆。

測量花后每處理盆栽芍藥的根系情況，選擇正常開花的植株，從肉質(zhì)根上一級側(cè)根的發(fā)根處剪取生長健康、有代表性的完整根系。按7項指標(根系鮮重、一級側(cè)根長度、一級側(cè)根直徑、二級側(cè)根數(shù)量、二級側(cè)根長度、三級側(cè)根數(shù)量)記錄根系生物量。每株10條根，每個處理3株。

結(jié)合澆水同時施營養(yǎng)液，配方參考霍格蘭德(Hoagland)配方并稍加改進。

所有數(shù)據(jù)以Excel進行錄入，采用SPSS16.0進行方差分析和LSDα=0.05的差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 栽培基質(zhì)的基本理化性質(zhì)

表2為2008年秋季芍藥種苗剛上盆時和2009年春季芍藥開花后，各處理組基質(zhì)的基本理化性質(zhì)。通過對比，可以分析出上盆時與開花后栽培基質(zhì)基本理化性質(zhì)的變化，為后文分析植株、根系生長狀況在處理間的差異提供參考。

表2 盆栽芍藥上盆時和開花后各處理基質(zhì)的理化性質(zhì)Table 2 The initial physicochemical property of growing media for each treatment of potted peonies

基質(zhì)選用標準中，“質(zhì)輕、性良、安全”的實用性非常重要[8]。從表 2可以看出，有泥炭參與的部分替代組基質(zhì)(T1，T2，T3)，其干容重普遍大于沒有泥炭參與的完全替代組基質(zhì)(T4，T5，T6，T7)的干容重。這是因為完全替代組基質(zhì)普遍具有較高的總孔隙度，在風干狀態(tài)下，其輕質(zhì)性好于部分替代組。就濕容重而言，完全替代組基質(zhì)則普遍大于部分替代組。這是因為完全替代組基質(zhì)普遍具有較高的毛管孔隙度，能吸納更多的水分。對比表3不難發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過半年多的栽培使用，各處理組基質(zhì)的干濕容重均有所上升。這主要是因為隨著澆水，基質(zhì)被不斷沉淀壓實，于是單位體積內(nèi)的基質(zhì)質(zhì)量有所增加。

泥炭替代型基質(zhì)的總孔隙度整體偏大。從表 2可以看出，經(jīng)過半年多的栽培使用，代用型基質(zhì)的總孔隙度還有進一步增大的趨勢。這主要是由于代用基質(zhì)中的纖維素成分仍在不斷分解，尤其是有玉米芯顆粒參與的完全替代組，總孔隙度增幅明顯。因為玉米芯為花序軸，主要由薄壁細胞構(gòu)成，纖維素含量較低，長時間使用，纖維素分解較快。

2.2 栽培基質(zhì)的營養(yǎng)元素分析

本試驗測試了芍藥上盆時與開花后，栽培基質(zhì)中氮、磷、鉀3種大量營養(yǎng)元素的全態(tài)含量，結(jié)果見表3。從表3可以看出，部分替代組I(T1，T2，T3)的氮、磷含量，在剛上盆時，明顯小于完全替代組 II(T4，T5，T6，T7)的氮、磷含量。主要原因是玉米芯的磷含量較高。

表3 芍藥上盆時與開花后各處理基質(zhì)的N，P，K含量 (g/kg)Table 3 Initial and final content of N, P, K in different media of potted peonies

隨著澆施營養(yǎng)液，氮、磷含量在部分替代組與完全替代組之間，產(chǎn)生了相反的變化：氮、磷含量在部分替代組內(nèi)有小幅增加，但在完全替代組內(nèi)出現(xiàn)了大幅減少。其原因在于：泥炭多孔隙的特殊結(jié)構(gòu)對營養(yǎng)元素的吸附作用較強[9]。參考對照組基質(zhì)氮、磷、鉀含量的變化不難發(fā)現(xiàn)，3種元素含量均有不同幅度的上升，其中，氮元素從剛上盆時的6.19 g/kg上升到了花后的9.50 g/kg，增長了3.31 g/kg，漲幅明顯，說明了泥炭具有較強的養(yǎng)分蓄積能力。

除T7外，部分替代組的3個處理和完全替代組的3個處理(剛上盆時)鉀含量都高于對照組基質(zhì)，但是，從剛上盆時到開花后，所有(完全)代用型基質(zhì)的含量均出現(xiàn)了不同程度的下降。在栽培中，菇渣仍進行著緩慢的發(fā)酵分解，加上澆營養(yǎng)液時的淋溶作用，使鉀元素含量迅速減少。

2.3 栽培基質(zhì)對盆栽芍藥生長及成花質(zhì)量的影響

比較不同處理組植株的各項生物量，是泥炭替代型基質(zhì)篩選的重要依據(jù)。表4顯示，部分替代組I的枝葉生長量，在3個處理間變化幅度不大。T1株高最高，達到30.9 cm，與對照的株高差異不顯著；T2與T3株高相等，都比T1低2.6 cm。T2的冠幅最大，達到33.9 cm，是所有處理組當中冠幅最大的，T1的冠幅略低于T2，但T1，T2，對照組(CK)的差異均不顯著?？傊糠痔娲M植株的葉幕整體較豐滿。

表4 盆栽芍藥各基質(zhì)處理的植株花期生物量Table 4 Florescence biomass of plants in different media of potted peonies

完全替代組Ⅱ的枝葉生長量，在 4個處理間出現(xiàn)了強烈的分化：T4株高達34.9 cm，最高；T5最矮，株高只有24.9 cm，與T4相差10 cm之多。另外2個處理組株高也在30 cm以下。值得注意是，T4的冠幅達到了33.7 cm，即T4的株高和冠幅，都超越了對照和部分替代組，具有最高的枝葉生長量。

部分替代組I中的T1蕾徑最大，為17.7 mm；完全替代組II中的T4蕾徑為17.4 mm，T1和T4與對照相比差異均不顯著。T1從顯蕾期到透色期，蕾徑持續(xù)增長；T4進入透色期，蕾徑增速明顯減緩；此外，其他幾個處理的花蕾，在進入透色期之后，均出現(xiàn)了蕾徑增速減緩或蕾徑停止增長的現(xiàn)象，分析這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能在于基質(zhì)給養(yǎng)不足。

成花效果是反映栽培質(zhì)量的重要指標，可由花徑、單株成花量、花期、整體成花率4項指標反應。T1花徑為83.0 mm，與對照83.2 mm相比，差異不顯著；T2的花徑最小，只有49.2 mm；其他幾個泥炭替代型基質(zhì)組的花徑都在70~80 mm。

2.4 栽培基質(zhì)對盆栽芍藥根系的影響

各栽培基質(zhì)處理下，盆栽芍藥的根系生長情況見表 5。根系的長度、直徑共同反應了側(cè)根的生長勢，健康的側(cè)根應當是在長度、直徑雙方面都取得較高的數(shù)值。表5中， T1的1級側(cè)根，長124.87 mm，與對照相比差異不顯著；粗1.79 mm，是所有替代型基質(zhì)1級側(cè)根中最粗的。

表5 各基質(zhì)處理組中芍藥根系的生物量Table 5 Root biomass of plants in different media of potted peonies

1級側(cè)根從芍藥的肉質(zhì)根上生長而出，不具有養(yǎng)分吸收能力，是以輸導營養(yǎng)為主的輸導根，1級側(cè)根上會生出2級側(cè)根，2級側(cè)根上會生出3級側(cè)根，因此，高級別側(cè)根的生長勢很大程度上決定了低級別側(cè)根的生長勢。如T1的2級、3級側(cè)根的數(shù)量、長度、直徑(粗)，在所有替代型基質(zhì)的2級、3級側(cè)根中也基本都處于前列。

在基質(zhì)給養(yǎng)不充分或氣水比失調(diào)的情況下，側(cè)根可能會偏重增長或偏重加粗。如T7的2級側(cè)根、T4的2級側(cè)根，都出現(xiàn)了此類現(xiàn)象。

3 結(jié)論與討論

栽培品質(zhì)是衡量栽培基質(zhì)優(yōu)劣的主要標準。栽培品質(zhì)，最重要的在于枝葉生長狀況和成花效果。通過觀察，所有泥炭替代型基質(zhì)栽培的植株，均可成活，但成花效果在處理組間存在明顯差異。

部分替代組I中，T1基質(zhì)栽培的植株，在枝葉生長狀況和成花效果兩方面，都取得了較好表現(xiàn),且 T1的根系生物量與對照最接近。完全替代組Ⅱ中，T4基質(zhì)栽培的植株，枝葉生長狀況較好，但成花效果較差。其主要原因可能在于花期養(yǎng)分供應不足。綜合比較，在今后的芍藥盆栽生產(chǎn)中，首推T1基質(zhì)配方：40%泥炭+20%菇渣+20%陶粒+20%珍珠巖。國外學者在研究泥炭有機代用型基質(zhì)時也有類似實例：將菇渣與泥炭、樹皮等混合后栽培觀賞灌木，亦取得了很好的效果[10]。除了菇渣可作為泥炭代用型基質(zhì)，花生殼粉作為泥炭代用型基質(zhì)栽培一品紅、仙客來也取得很好的效果[11,12]。今后亦可嘗試將花生殼粉應用于芍藥盆栽。

相關研究表明，泥炭中含有豐富的腐植酸。這是泥炭優(yōu)于腐葉土、樹皮、蛭石、珍珠巖等其他常用無土栽培基質(zhì)的重要特點[13]。本試驗中并未化驗各組基質(zhì)腐植酸的含量，但值得注意的是，部分替代組Ⅰ的T3基質(zhì)雖有10%的泥炭參與，其根系各項生物量卻不如沒有泥炭參與的完全替代組Ⅱ。國外學者的相關試驗已證實，有機化合物殘體(試材以甲苯為例)經(jīng)微生物 Pseudomonas fluorescens(熒光假單孢菌)的降解，能從中抽提出一定含量的腐植酸[14]。國內(nèi)也有應用作物秸稈生產(chǎn)復合腐植酸的專利[15]。可見，農(nóng)林有機廢棄物經(jīng)過發(fā)酵處理，也能產(chǎn)生一定含量的腐植酸，這為農(nóng)林廢棄物作為泥炭有機代用型栽培基質(zhì)應用于芍藥盆栽提供了有利支持。

根據(jù)試驗結(jié)果，本研究總結(jié)出一套適宜芍藥根系生長的盆栽基質(zhì)物理環(huán)境特征：總孔隙度為64%~76%；非毛管孔隙度為9%~10%；毛管孔隙度為54%~64%；氣水比為0.17~0.22。各項孔隙度及氣水比均不宜過高。經(jīng)濟性是基質(zhì)篩選的另一原則。根據(jù)上述物理環(huán)境特征，有利于各地因地制宜地選用盆栽芍藥泥炭代用型基質(zhì)的原材料。

值得一提的是，在保證栽培品質(zhì)不降低的前提下，本試驗初創(chuàng)性地嘗試了以農(nóng)林廢棄物替代泥炭應用于芍藥盆栽，尤其是綜合考慮到泥炭的不可再生性和濕地資源的保護等因素，在一定程度上降低了泥炭的使用，其環(huán)保意義和經(jīng)濟價值均對生產(chǎn)實踐具有一定的指導意義。后續(xù)的研究還有待在泥炭替代型基質(zhì)配方上不斷改進，以期實現(xiàn)環(huán)境效益與栽培效果雙贏的目標。

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