菇渣基質(zhì)的理化性狀及其對油松幼苗生長的影響*

王春榮　畢　君**　楊靜宇

（1.河北省林業(yè)科學(xué)研究院，石家莊　050061；2.河北省林木良種工程技術(shù)研究中心，石家莊　050061；3.平泉縣國有前衛(wèi)林場，河北　平泉　067500）

菇渣基質(zhì)的理化性狀及其對油松幼苗生長的影響*

王春榮1，2畢君1，2**楊靜宇3

（1.河北省林業(yè)科學(xué)研究院，石家莊050061；2.河北省林木良種工程技術(shù)研究中心，石家莊050061；3.平泉縣國有前衛(wèi)林場，河北平泉067500）

研究了不同配方基質(zhì)理化性質(zhì)及其對油松幼苗生長的影響，復(fù)配基質(zhì)采用香菇渣、牛糞和田園土，重心混料設(shè)計，以田園土為對照，共14個處理，3次重復(fù)。結(jié)果表明，基質(zhì)的理化性質(zhì)指標間存在顯著的相關(guān)關(guān)系，基質(zhì)容重與苗木地下生物量、總生物量的相關(guān)系數(shù)均達0.92以上，與苗木側(cè)根數(shù)量的相關(guān)系數(shù)達到0.73；有機質(zhì)與苗木地上生物量和總生物量等生長指標的相關(guān)系數(shù)達到0.82以上。容重和有機質(zhì)可以作為復(fù)配基質(zhì)的控制指標。在大田育苗條件下，油松苗適宜的基質(zhì)容重為0.8～0.9 g/cm3，有機質(zhì)含量50～80 g/kg，配方為54%田園土+23%香菇渣+23%牛糞、77%田園土+23%香菇渣、65%田園土+35%香菇渣和65%田園土+35%牛糞。

理化性狀；育苗基質(zhì)；油松；菇渣；相關(guān)系數(shù)

基質(zhì)是苗木生長的基礎(chǔ)，為苗木的生長提供水、氣、肥等根際環(huán)境，充當外來水分、氧氣、養(yǎng)分得以利用的“中轉(zhuǎn)站”，所以基質(zhì)性狀的優(yōu)劣直接影響植物的生長。近年來，對花卉和蔬菜基質(zhì)理化性狀的研究較多［1-3］，但對于林木育苗基質(zhì)，尤其是針葉樹育苗來說，目前還主要停留在基質(zhì)原料的選擇及配比上，由于同一原料不同批次理化性狀不同，其復(fù)配基質(zhì)的理化性狀各異，對苗木的適宜性不完全一致，因此適宜的基質(zhì)配方只能作為參考，而不能直接推廣應(yīng)用。另外，從經(jīng)濟成本考慮，育苗基質(zhì)宜選擇取材方便、原料充足、成本低廉的原料。河北省平泉縣為食用菌生產(chǎn)大縣，每年產(chǎn)生大量的食用菌廢料堆棄于溝谷路邊，而且該縣養(yǎng)殖業(yè)也比較普遍，這些種植、養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的隨意丟棄對環(huán)境造成了一定的安全隱患。鑒于這些原料中含有大量苗木所需的有機質(zhì)，如能將其用作育苗基質(zhì)，可以“變廢為寶”，因此，本試驗就地取材，以香菇渣等為主要原料復(fù)配基質(zhì)，通過研究不同配方基質(zhì)的理化性狀及其對油松幼苗生長的影響，以期能探索出油松育苗更科學(xué)、精準化的配方基質(zhì)。

1　試驗材料與方法

1.1試驗材料與設(shè)計

該試驗在平泉縣國有前衛(wèi)林場的八家苗圃進行。

基質(zhì)材料為香菇渣（主要原料是木屑）、牛糞、田園土。各基質(zhì)原料均經(jīng)無害化處理，采用｛3，3｝格子點（其中田園土≥0.3）和重心配方設(shè)計［4］確定基質(zhì)配比，共設(shè)14個處理（表1），每處理200個營養(yǎng)缽，3次重復(fù)。

供試樹種為油松，采取種子直播容器育苗，于2012年4月2日播種，每缽播種5～7粒，當苗木長出針葉后，每缽留3株生長正常苗，其余拔除，第2年每缽留1株，正常管理。容器用河北省玉田縣生產(chǎn)的8 cm×10 cm（底徑×高）的黑色聚乙烯缽。

表1　油松容器育苗基質(zhì)配方

1.2測定指標

1.2.1苗木生長指標

苗木生長指標于秋季停長后調(diào)查，每小區(qū)隨機抽取30株，全株完整取出，測量苗高、根長、生物量、側(cè)根數(shù)等指標。

1.2.2基質(zhì)物理性狀指標

測定基質(zhì)的容重、孔隙度、持水力等物理性質(zhì)，參考李曉強測定基質(zhì)容重、孔隙度等的方法［5］。容重測定方法為：將風(fēng)干基質(zhì)裝入環(huán)刀中稱總重，容重=（總重-環(huán)刀重）/100?？紫抖?、持水力等測定方法為：在環(huán)刀的底部鋪一張濾紙標號稱重（W），將烘干基質(zhì)裝入環(huán)刀內(nèi)稱總重（W1），然后放入水盆中浸泡，吸水達飽和狀態(tài)后稱重（W2），將環(huán)刀倒置（有孔端朝下），讓環(huán)刀中的水分流出，直至環(huán)刀中沒有水分滲出為止，稱重（W3）。總孔隙度= （W2-W1）/100×100%；持水孔隙度=（W3-W1）/100× 100%；通氣孔隙度=（W2-W3）/100×100%；持水力=（W3-W1）×100/（W1-W）。

1.2.3基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)指標

測定各配方基質(zhì)的有機質(zhì)、全氮、速效氮、全磷、速效磷、pH值等。樣品處理采用硫酸（混合加速劑硫酸鈉∶硫酸銅=10∶1）消煮，全氮含量用海能9840凱式定氮儀蒸餾后測定，全磷含量用鉬銻抗比色法測定，速效氮用堿解氮擴散法，速效磷用碳酸氫鈉浸提和鉬銻抗比色法測定，有機質(zhì)用重鉻酸鉀熱稀釋法測定。

1.3數(shù)據(jù)分析

本試驗數(shù)據(jù)的計算、統(tǒng)計、分析與圖表采用Excel、DPS和Origintab軟件處理。

2　結(jié)果與分析

2.1菇渣復(fù)配基質(zhì)的物理性狀

從表2可以看出，基質(zhì)的組成原料及配比不同，其容重、總孔隙度、持水力等物理性質(zhì)不同。菇渣和牛糞的容重僅為田園土的43.6%、44.5%，持水力為田園土的1.7、1.8倍?；|(zhì)中添加菇渣、牛糞后，容重、孔隙度、持水力等均有不同程度的改變，隨著菇渣和牛糞比例的提高，基質(zhì)的容重降低，孔隙度和持水力有增大的趨勢。對各配方基質(zhì)物理性質(zhì)指標進行相關(guān)性分析的結(jié)果（表3）表明，基質(zhì)的容重與總孔隙度、通氣孔隙度、持水力和水氣比均緊密相關(guān)，總孔隙度和通氣孔隙度與持水力和水氣比亦存在極顯著的相關(guān)關(guān)系。容重在一定程度上決定著基質(zhì)的孔隙度、水氣比和持水力，可以作為判別基質(zhì)物理性質(zhì)的簡單而直觀的因素。

表2　各配方基質(zhì)的物理性狀測定結(jié)果

表3　基質(zhì)物理性質(zhì)各指標間相關(guān)關(guān)系

2.2菇渣復(fù)配基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

各配方基質(zhì)的有機質(zhì)、全N、速N、全P、速P 及pH值等化學(xué)指標測定（表4）及各指標間相關(guān)分析（表5）的結(jié)果表明，不同配方基質(zhì)間化學(xué)性質(zhì)差異很大，各指標間存在顯著的相關(guān)關(guān)系。菇渣、牛糞的有機質(zhì)、全N、速N、全P、速P含量均高于田園土，其中有機質(zhì)含量分別是田園土的21.5倍和18.0倍。復(fù)配基質(zhì)中，隨著菇渣和牛糞比例的增加，基質(zhì)的pH小幅上升，有機質(zhì)和N、P含量均大幅提高?；|(zhì)的有機質(zhì)含量與全N、速N、全P、速P含量之間呈極顯著相關(guān)，有機質(zhì)含量也是篩選基質(zhì)優(yōu)良性的重要指標。

表4　各配方基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)指標測定結(jié)果

表5　基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)各指標間相關(guān)關(guān)系

2.3不同處理間油松幼苗生長狀況

連續(xù)兩年測定了不同配方基質(zhì)中1、2年生油松幼苗的生長指標。從測定結(jié)果看，不同配方基質(zhì)間油松幼苗的苗高、地徑、側(cè)根數(shù)、生物量、頂芽干重等指標差異顯著，而且2年生苗較1年生苗生長差異表現(xiàn)更大。選擇不同基質(zhì)2年生油松幼苗的生長指標進行方差分析的結(jié)果（表6）表明，不同基質(zhì)間2年生油松幼苗的苗高、地徑、側(cè)根數(shù)、總生物量、地下生物量、頂芽干重等指標差異均達顯著或極顯著水平。綜合苗高、側(cè)根數(shù)、生物量、頂芽干重等指標分析，P10和P4最好，其次是P11和P12，而P1最差。

表6　不同基質(zhì)2年生油松幼苗生長指標及差異分析

2.4基質(zhì)的物理性狀對油松幼苗生長的影響

從苗木生長和對應(yīng)基質(zhì)的物理性狀看，苗木生長最差的 P1容重為 1.10 g/cm3，總孔隙度為44.20%，持水力為147.25%；而苗木生長良好的P10、P4、P12、P11容重為0.82～0.88 g/cm3，總孔隙度為50%～53%，持水力160%～175%。幼苗的生物量和根系數(shù)量是代表幼苗生長狀況和苗木質(zhì)量的兩個主要因子，而容重是判別基質(zhì)物理性質(zhì)最簡單而直觀的因素，因此，為進一步分析基質(zhì)的物理性狀對油松幼苗生長的影響，選擇2年生油松幼苗的生物量和根系數(shù)量與基質(zhì)容重之間進行相關(guān)性分析。

2.4.1基質(zhì)容重對2年生油松幼苗生物量的影響

基質(zhì)容重與2年生油松苗地下生物量間存在顯著的相關(guān)關(guān)系（圖1），可以擬合Gauss函數(shù)方程y=0.167 6+0.125 61×e-（x-0.853 49）2/0.012 37，相關(guān)系數(shù)達到0.924 65?；|(zhì)容重在0.8～0.9 g/cm3之間時，地下生物量最高?；|(zhì)容重與2年生油松幼苗的總生物量也存在顯著的相關(guān)關(guān)系（圖2），可以擬合Gauss函數(shù)方程 y=0.446 59+0.285 59×e-（x-0.835 78）2/0.019 42，相關(guān)系數(shù)達到0.923 20。基質(zhì)容重為0.8～0.9 g/cm3時，植株的總生物量最高?；|(zhì)容重與地下生物量的相關(guān)性比與總生物量的相關(guān)性要更高，這說明基質(zhì)容重對根系的影響更為直接而顯著。

圖1　基質(zhì)容重與地下生物量之間的相關(guān)關(guān)系

圖2　基質(zhì)容重與總生物量之間的相關(guān)關(guān)系

2.4.2基質(zhì)容重對2年生油松幼苗根系的影響

基質(zhì)容重與2年生油松幼苗的側(cè)根數(shù)量存在相關(guān)關(guān)系（圖 3），可以擬合 Gauss函數(shù)方程 y= 19.828 04+8.930 69×e-（x-0.861 99）2/0.002 79，相關(guān)系數(shù)達到0.735 64。基質(zhì)容重在0.8～0.9 g/cm3時，2年生油松幼苗側(cè)根數(shù)量最多?；|(zhì)容重低于0.8 g/cm3或高于0.9 g/cm3時根系數(shù)量均減少，這就說明容重過高或過低均不利于根系的生長。

圖3　基質(zhì)容重與側(cè)根數(shù)量之間的相關(guān)關(guān)系

2.5基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)對油松幼苗生長的影響

基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)各指標間存在顯著的相關(guān)關(guān)系，其中基質(zhì)的有機質(zhì)含量與全N、全P、速N、速P之間存在極顯著相關(guān)關(guān)系，為此，從本試驗中選擇有機質(zhì)與2年生油松幼苗的生物量做了相關(guān)性分析（圖4、圖5），結(jié)果表明：基質(zhì)中有機質(zhì)含量與油松幼苗總生物量間存在顯著的相關(guān)關(guān)系，可以擬合 Gaussamp函數(shù)方程 y=0.475 11+0.242 57× e-（x-67.026 40）2/1280.696 17，相關(guān)系數(shù)0.821 31。從圖 4可以看出，基質(zhì)的有機質(zhì)在50～80 g/kg時，總生物量較高。基質(zhì)中有機質(zhì)含量與油松幼苗的地上生物量也存在顯著的相關(guān)關(guān)系，可以擬合Gaussamp函數(shù)方程 y=0.305 61+0.143 73×e-（x-71.723 18）2/1 518.288，相關(guān)系數(shù)為0.860 95。從圖5可以看出，基質(zhì)中有機質(zhì)含量在50～80 g/kg時，2年生油松幼苗的地上生物量較高?；|(zhì)中有機質(zhì)含量與油松苗地上生物量的相關(guān)性高于與總生物量的相關(guān)性。基質(zhì)中有機質(zhì)含量過高或過低油松幼苗生物量均較低，油松幼苗在有機質(zhì)含量50～80 g/kg的復(fù)配基質(zhì)中生長較好。

圖4　有機質(zhì)含量與總生物量的相關(guān)性

圖5　有機質(zhì)含量與地上生物量的相關(guān)性

3　結(jié)論與討論

3.1良好的基質(zhì)是能為栽培植株根系提供穩(wěn)定協(xié)調(diào)的水、氣、肥環(huán)境的生長介質(zhì)，應(yīng)有適宜的理化性質(zhì)［6］。在普通田園土中添加腐熟的香菇渣等，可以顯著提高育苗基質(zhì)的總孔隙度和通氣孔隙度，改善水氣比，提高持水力，降低基質(zhì)的容重，提高有機質(zhì)和N、P養(yǎng)分含量，在一定程度上改善了基質(zhì)的理化性質(zhì)，提高了苗木質(zhì)量［7-11］。

3.2配方基質(zhì)的物理性狀各指標間存在緊密的相關(guān)關(guān)系?；|(zhì)的容重與基質(zhì)的孔隙度、水氣比和持水力極顯著相關(guān)，可作為混配基質(zhì)物理性質(zhì)優(yōu)劣的判別因子。魯敏［7］在利用土壤表土、黃土、松林表土、腐熟糞肥和爐灰渣復(fù)配油松容器育苗基質(zhì)的研究中，認為基質(zhì)的容重是影響油松苗生長的主要因子之一。實際上，基質(zhì)容重并非直接影響苗木的生長，而是不同容重的基質(zhì)存在孔隙度和水氣比的差異，進而影響了苗木生長［12］。基質(zhì)的物理性質(zhì)可能比化學(xué)性質(zhì)的作用更大［13］，從基質(zhì)容重與地下生物量、總生物量等苗木生長和質(zhì)量指標間的相關(guān)關(guān)系看，相關(guān)系數(shù)均達0.92以上。

3.3基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)各指標間存在緊密的相關(guān)關(guān)系。基質(zhì)的有機質(zhì)含量與全N、全P、速效N、速效P之間呈極顯著相關(guān)，有機質(zhì)決定了基質(zhì)的養(yǎng)分供應(yīng)能力，有機質(zhì)與苗木地上部分生物量和總生物量等生長指標的相關(guān)系數(shù)達到0.82以上。張沛健的研究［14］認為，基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和營養(yǎng)成分對苗木的影響大于其物理性質(zhì)，這可能與不同樹種對基質(zhì)的理化性狀要求不同有關(guān)，同時也可以看到，其結(jié)論的前提是，在具有良好物理性質(zhì)的基礎(chǔ)上，更應(yīng)重視化學(xué)性質(zhì)的調(diào)配。

3.4對于理想的育苗基質(zhì)已有多篇文獻提出了一般或針對具體樹種和基質(zhì)成分的理化性狀標準［15-17］，這些標準都是以無土栽培為出發(fā)點。而在我國北方育苗生產(chǎn)中，受管理條件的限制，各種土壤仍然是育苗基質(zhì)的主要成分，一是降低育苗基質(zhì)成本，二是在干旱條件下減少灌水成本?；诒卷椦芯?，在大田育苗條件下，適宜的油松苗基質(zhì)配方為54%田園土+23%香菇渣+23%牛糞；77%田園土+23%香菇渣；65%田園土+35%香菇渣和65%田園土+35%牛糞。這與丁玉潔、王春榮等的研究結(jié)果有相近之處［18-19］。適宜的基質(zhì)容重為0.8～0.9 g/cm3，有機質(zhì)含量50～80 g/kg。適宜配方基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)指標與魯敏的研究［20］存在一定差異，這說明不同原料的配方基質(zhì)其指標標準不完全相同。

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第1作者簡介：王春榮（1973-），女，碩士，林業(yè)高級工程師，主要從事廢棄物處理及相關(guān)營林技術(shù)研究。

（責(zé)任編輯：張亞楠）

Effects of Physical and Chemical Properties of Growing Media on Chinese Pine Seedlings

WANGChunrong
（Hebei Academy of Forestry Science，Shijiazhuang050061）

This research work was conducted in order to investigate the effects of physical and chemical properties of growing media on Chinese pine seedlings.The seedlings were grown in 14 media containing spent mushroom and cow dung or their mixture，as well as soil in various ratios.The experiment was arranged with two replicates per treatment under outside conditions.Prior to sowing，some physical and chemical properties of growing media were determined.Some growth indexes in terms of height，main root length，lateral root number，biomass，etc.of seedling were also measured at the end of growth.In most of cases，the addition of spent mushroom and cow dung to growing media produced an increase in total porosity，air porosity，water holding capacity，and organic matter，N as well P content and a decrease in volume-weight values in comparison to soil.The correlation index were 0.736，0.925 and 0.923，respectively between volume-weight of media and lateral root number，underground biomass as well as total biomass of tested seedlings.The correlation index between organic matter of growing media and aboveground biomass as well as total biomass of tested seedlings could reach 0.82.The values of volume-weight and organic matter could be used for the controlling factors to produce growing media with spent mushroom，cow dung and soil for Chinese pine seedling cultivation.In the field conditions，the growing media with volume-weight values of 0.8-0.9 g/cm3and organic matter contents of 50～80 g/kg could be most suitable for Chinese pine seedling production.And substrates based on this experiment was therefore①54%soil，23%spent mushroom and 23%cow dung，②77%soil and 23%spent mushroom，③65%soil and 35%spent mushroom，and④65%soil and 35%cow dung to propose for growing Chinese pine seedlings.

Physicalandchemicalproperties；Media；Chinese pine；Spentmushroom；Correlationindex

S791.254，S723.1

C

1001-9499（2016）04-0037-06

*國家林業(yè)局948項目“育苗基質(zhì)理化性狀精準化調(diào)控技術(shù)引進”（2012-4-64）

畢君（1963-），男，博士，林業(yè)正高級工程師。

2016-05-20