檸條與蘑菇渣堆肥復(fù)配基質(zhì)改善黃瓜育苗效果研究

原 碩 田永強(qiáng)，2 曲 梅 陳 喬 王一然 姚凱騫 高麗紅*

（1中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，北京 100193；2中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京100193）

草炭系復(fù)合基質(zhì)是目前我國蔬菜工廠化育苗的主要基質(zhì)。草炭作為最主要的工廠化育苗基質(zhì)，以其較穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)、豐富的養(yǎng)分含量、較好的吸水性和保肥能力等優(yōu)點(diǎn)，在育苗和生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用（趙玉成，1992；張軼婷 等，2011）。草炭的廣泛應(yīng)用和巨大的市場需求造成了對草炭資源的大規(guī)模開發(fā)，但草炭資源的不可再生性和其作為重要的濕地類型之一，對草炭的大量開采勢必造成開采地生態(tài)環(huán)境的破壞和大量耕地不可恢復(fù)的損失（Albareda et al.，2008；Bustamante et al.，2008；程麗麗，2009；Colauto et al.，2010）。此外，隨著開采量的日益增大，草炭產(chǎn)品質(zhì)量也在逐漸下降（尚慶茂和張志剛，2006；常冬梅 等，2010）。因此，尋找完全或部分草炭替代物就成為了眾多研究者的目標(biāo)。但是，草炭完全替代型基質(zhì)在蔬菜育苗中常常具有較大的局限性，例如，多數(shù)完全替代草炭基質(zhì)往往需要補(bǔ)充外源營養(yǎng)液（孫婧 等，2011）。因此，在蔬菜生產(chǎn)中，部分替代草炭改善育苗效果的研究更具有可行性。

堆肥含有氮素、磷素以及其他植物生長所需的大量和微量元素，且能夠有效改善基質(zhì)理化性狀（Chen et al.，2010），如基質(zhì)孔隙度，對作物生長非常有利（Lima et al.，2004）。利用堆肥部分替代草炭作為育苗基質(zhì)不需要補(bǔ)充外源營養(yǎng)液。長期以來經(jīng)過大量研究者的不懈研究已經(jīng)積累了數(shù)量眾多的草炭替代物，但單一替代基質(zhì)在實(shí)際生產(chǎn)過程中都存在諸多的問題（Albareda et al.，2008；Bustamante et al.，2008；Colauto et al.，2010）。本試驗(yàn)針對單一草炭替代基質(zhì)育苗效果不佳的問題，采用檸條與蘑菇渣堆肥按不同配比配制的復(fù)合基質(zhì)與蛭石配合，替代不同比例草炭進(jìn)行育苗試驗(yàn)，以期尋找到合適的檸條、蘑菇渣堆肥配比來替代草炭。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與供試材料

試驗(yàn)在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)園日光溫室內(nèi)進(jìn)行。供試基質(zhì)材料為檸條堆肥、蘑菇渣堆肥、草炭和蛭石。檸條堆肥和蘑菇渣堆肥分別由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜系、北京金土地有機(jī)肥有限公司提供，草炭和蛭石從北京農(nóng)墾大地植物醫(yī)院有限公司購得。試驗(yàn)以傳統(tǒng)草炭∶蛭石=3V∶1V育苗基質(zhì)為對照（CK），育苗基質(zhì)共設(shè)16個(gè)處理，即檸條堆肥與蘑菇渣堆肥分別以4V∶1V、3V∶2V、2V∶3V、1V∶4V比例混合后，再將草炭與堆肥復(fù)配基質(zhì)分別以1V∶4V、2V∶3V、3V∶2V、4V∶1V混合（表1）。每個(gè)處理均含30%蛭石。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)8株苗，以中農(nóng)26號黃瓜（Cucumis sativusL.）為試材，采用32孔穴盤進(jìn)行育苗。2012年3月5日播種。

供試檸條堆肥容重為0.25 g·cm-3，總孔隙度為79.2%，有機(jī)質(zhì)475 g·kg-1，全氮、磷、鉀分別為17.1、6.2、4.5 g·kg-1，pH值為6.29，EC值為4.05 mS·cm-1。供試蘑菇渣堆肥容重為0.51 g·cm-3，總孔隙度為68.5%，有機(jī)質(zhì)368 g·kg-1，全氮、磷、鉀分別為15.5、4.8、1.8 g·kg-1，pH值為8.40，EC值為4.10 mS·cm-1。供試草炭容重為0.35 g·cm-3，總孔隙度為81.3%，有機(jī)質(zhì)352 g·kg-1，全氮、磷、鉀分別為12.5、6.9、7.9 g·kg-1，pH 值為4.45，EC 值為2.47 mS·cm-1。

表1 檸條與蘑菇渣堆肥復(fù)配育苗基質(zhì)處理

表2 檸條與蘑菇渣堆肥復(fù)配育苗基質(zhì)理化性狀

表3 檸條與蘑菇渣堆肥復(fù)配育苗基質(zhì)粒徑分級 %

1.2 觀測項(xiàng)目測定

育苗前對基質(zhì)理化性質(zhì)進(jìn)行測定，包括：pH值、EC值、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度（表2）和基質(zhì)粒徑分級（表3）。將基質(zhì)與水按1∶10混合后，用DELTA 320 pH計(jì)測定基質(zhì)溶液的pH值，用FE30電導(dǎo)率儀測定EC值，其他指標(biāo)測定參見Colauto等（2010）的方法。播種后第3天開始，每隔1 d統(tǒng)計(jì)1次出苗率。播種 21 d后，每處理隨機(jī)選取 6株幼苗測量株高、莖粗、最大真葉面積。同時(shí)對各處理隨機(jī)取樣，稱量幼苗地上部、地下部鮮質(zhì)量。將植株于70 ℃烘72 h至恒質(zhì)量后測定干質(zhì)量。根據(jù)張菊平和張興志（1999）的方法計(jì)算壯苗指數(shù)，壯苗指數(shù)=（莖粗/株高）×單株干質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和SPSS13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性測驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同堆肥復(fù)配基質(zhì)對黃瓜出苗率的影響

不同基質(zhì)配方對黃瓜出苗率的影響不同（圖 1）。出苗率從高到低依次為 D2＞A1＞A2＞D1＞B2＞C4＞D3＞D4＞B1＞C3＞CK＞B3＞C2＞C1＞B4＞A3＞A4。處理 A1、A2、B1、B2、C3、C4、D1、D2、D3、D4 的黃瓜出苗率高于CK，其中D2、A1和A2處理的黃瓜出苗率均超過92%，說明這10個(gè)堆肥復(fù)配基質(zhì)的綜合理化性狀（表 2、3）更有利于提高黃瓜出苗率。基質(zhì)吸水性、孔隙度、pH值和EC值的改善，均可在一定程度上提高出苗率（Albareda et al.，2008；Colauto et al.，2010）。相較于CK，處理A3、A4極顯著降低了黃瓜出苗率，可能是由于這兩個(gè)處理基質(zhì)EC值（＞4.2 mS·cm-1）較高（表2），抑制了黃瓜種子出苗（Martin & Bratheaite，2012）。C組基質(zhì)整體出苗率較低，可能與這組基質(zhì)最大持水量大（表2），使得黃瓜種子缺氧，阻礙發(fā)芽有關(guān)。

2.2 不同堆肥復(fù)配基質(zhì)對黃瓜幼苗質(zhì)量的影響

2.2.1 優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)的篩選 不同基質(zhì)配方對黃瓜幼苗質(zhì)量的影響如圖2所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，處理B2、C1、C2、C3、C4、D1、D2、D3、D4明顯改善了各測試指標(biāo)，如株高、根長、最大真葉面積、干物質(zhì)、壯苗指數(shù)等。這些處理改善幼苗質(zhì)量的主要原因可能是堆肥豐富的養(yǎng)分含量和適宜的理化性狀（表2、3）有利于植株生長發(fā)育。但是，與對照相比，其他處理抑制黃瓜生長發(fā)育的主要原因可能是基質(zhì)中EC值較高（表2），產(chǎn)生肥害（Martin ＆Bratheaite，2012）。綜合考慮出苗率（圖1）和幼苗性狀（圖2），共篩選出7個(gè)優(yōu)于對照且能明顯改善黃瓜育苗效果的優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)，即B2、C3、C4、D1、D2、D3、D4，進(jìn)行進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析。

圖1 不同堆肥復(fù)配基質(zhì)對黃瓜出苗率的影響

圖2 不同堆肥復(fù)配基質(zhì)對黃瓜幼苗質(zhì)量的影響

2.2.2 優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)對黃瓜幼苗質(zhì)量的影響 優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)對株高、根長、莖粗和最大真葉面積的影響如表 4所示。與對照相比，篩選出的優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)均顯著提高了黃瓜幼苗株高和根長。但是，優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)對黃瓜幼苗莖粗的影響不如株高和根長兩個(gè)指標(biāo)明顯，其中，C3和D1兩個(gè)處理顯著降低了黃瓜幼苗莖粗。除C3和D3兩個(gè)處理外，其余優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)顯著提高了黃瓜幼苗最大真葉面積。雖然株高、根長、莖粗和最大真葉面積在一定程度上可分別反映黃瓜幼苗質(zhì)量，但是，這些指標(biāo)也有各自的局限性（張振賢，2003）。因此，在生產(chǎn)與研究中，需將這些指標(biāo)與其他指標(biāo)綜合考慮來評價(jià)幼苗質(zhì)量。

表4 優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)對黃瓜幼苗質(zhì)量的影響

生物量能夠客觀地反映基質(zhì)的育苗效果，植株干質(zhì)量根冠比和壯苗指數(shù)等指標(biāo)為衡量育苗效果的主要指標(biāo)。優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)對黃瓜幼苗生物量和壯苗指數(shù)的影響如表 4所示。盡管部分優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)相較于對照并沒有提高甚至降低了（D2根鮮質(zhì)量）黃瓜幼苗地上部鮮質(zhì)量與根鮮質(zhì)量，但所有優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)均顯著提高了黃瓜幼苗地上部干質(zhì)量與根干質(zhì)量。這些結(jié)果表明，從生物量角度講，篩選出的檸條和蘑菇渣堆肥復(fù)配基質(zhì)的育苗效果優(yōu)于草炭，可作為黃瓜集約化育苗的參考。在優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)中，處理B2和D4對黃瓜幼苗生物量的提高明顯高于其他處理。所有優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)均顯著提高了干質(zhì)量根冠比和壯苗指數(shù)（表4）。其中，處理B2和D4對黃瓜幼苗壯苗指數(shù)的提高顯著高于其他處理。

綜合考慮上述試驗(yàn)結(jié)果，從優(yōu)化堆肥復(fù)配基質(zhì)（B2、C3、C4、D1、D2、D3、D4）中，最終篩選出可明顯改善黃瓜幼苗質(zhì)量的堆肥復(fù)配基質(zhì)，即B2和D4。

3 結(jié)論與討論

在基質(zhì)中添加堆肥，除了增加有機(jī)質(zhì)之外，還可以增加基質(zhì)有益的微生物，促進(jìn)基質(zhì)-作物系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)，進(jìn)而改善基質(zhì)質(zhì)量（Borrero et al.，2009；Colauto et al.，2010）。由于堆肥富含植物生長所需的養(yǎng)分和植物有益微生物，因此被越來越多的研究者作為草炭替代基質(zhì)生產(chǎn)（Lima et al.，2004；Chen et al.，2010；Lopez-Mondejar et al.，2010）。此外，堆肥可提高基質(zhì)含水量，并提高作物水分利用效率，進(jìn)而提高植物存活率，有利于作物增產(chǎn)（Stuckey ＆ Hudak，2001）。

在蔬菜育苗中，檸條堆肥質(zhì)地、粒徑和性質(zhì)等均可影響育苗效果（孫婧 等，2011）。蘑菇渣堆肥則因其腐熟程度不同，在電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)含量和基質(zhì)養(yǎng)分上都存在差異（田鎖霞 等，2011）。本試驗(yàn)前期預(yù)備試驗(yàn)結(jié)果表明，在黃瓜育苗時(shí)，檸條與蘑菇渣堆肥復(fù)配基質(zhì)對黃瓜幼苗質(zhì)量的改善效果明顯優(yōu)于單一堆肥基質(zhì)。因此，在相同環(huán)境條件下，試驗(yàn)將檸條堆肥與蘑菇渣堆肥按不同比例組合后制成梯度堆肥復(fù)配基質(zhì)，再將草炭與梯度堆肥復(fù)配基質(zhì)分別按不同比例混合，以期篩選出能明顯改善黃瓜幼苗質(zhì)量的育苗基質(zhì)。綜合考慮，當(dāng)草炭含量介于40%與80%時(shí)，黃瓜種子發(fā)芽率與幼苗質(zhì)量在檸條與蘑菇渣堆肥配比為3V∶2V和2V∶3V時(shí)，均優(yōu)于傳統(tǒng)草炭基質(zhì)。試驗(yàn)最終篩選出B2（檸條堆肥∶蘑菇渣堆肥=3V∶2V，草炭40%）和D4（檸條堆肥∶蘑菇渣堆肥=1V∶4V，草炭80%）兩個(gè)能大幅度改善育苗質(zhì)量的堆肥復(fù)配基質(zhì)。但是，由于D4基質(zhì)草炭替代量少，建議僅在草炭資源豐富或距離草炭產(chǎn)區(qū)較近的地區(qū)使用。在草炭資源匱乏或距離草炭產(chǎn)區(qū)較遠(yuǎn)的地區(qū)，建議按B2基質(zhì)配方提高草炭育苗效率。

綜上所述，經(jīng)過合理配比的檸條與蘑菇渣堆肥復(fù)配基質(zhì)在容重、孔隙度、pH值、EC值等理化性質(zhì)方面基本符合育苗要求，并能明顯改善黃瓜幼苗質(zhì)量。因此，檸條和蘑菇渣堆肥合理配比后的混合物，不但可以部分替代（大于 60%）傳統(tǒng)草炭基質(zhì)，而且能夠明顯提高黃瓜幼苗的質(zhì)量。

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