以豬糞墊料和泥炭為原料的栽培基質(zhì)研究

陳博陽(yáng)，余彬彬，楊 靜，王 露，劉玲玲，金 婷，曹永紅，錢(qián)曉晴*

(1.揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225127；2.泰州天潔生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司，江蘇泰州225300)

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以豬糞墊料和泥炭為原料的栽培基質(zhì)研究

陳博陽(yáng)1，余彬彬1，楊 靜1，王 露1，劉玲玲1，金 婷1，曹永紅2，錢(qián)曉晴1*

(1.揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225127；2.泰州天潔生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司，江蘇泰州225300)

[目的]研究豬糞墊料和泥炭作為原料配制栽培基質(zhì)的可行性。[方法]將豬糞墊料、泥炭、蚯蚓糞、蛭石、菜園土按照一定比例混合作為原料配入基質(zhì)，分析不同配比基質(zhì)的理化性質(zhì)及不同處理的小白菜生長(zhǎng)情況。[結(jié)果]豬糞50%、蚯蚓糞10%、蛭石20%、菜園土20%配比的基質(zhì)促進(jìn)小白菜出苗和幼苗生長(zhǎng)效果最好。[結(jié)論]該研究可為蔬菜栽培基質(zhì)的研究與開(kāi)發(fā)提供新思路。

豬糞墊料；泥炭；栽培基質(zhì)

目前，常用于生產(chǎn)蔬菜育苗與栽培基質(zhì)的原料主要有草炭、珍珠巖、巖棉等。但是，隨著我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培面積的不斷擴(kuò)大，草炭不可再生、珍珠巖成本過(guò)高、巖棉不可降解等問(wèn)題日益凸顯，因此利用來(lái)源方便、養(yǎng)分含量高、價(jià)格低廉的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物或廢棄物來(lái)開(kāi)發(fā)新型蔬菜栽培基質(zhì)已成為當(dāng)前設(shè)施栽培研究的熱點(diǎn)[1-2]。隨著我國(guó)生豬養(yǎng)殖規(guī)模的迅速發(fā)展和擴(kuò)大，微生物發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用[3]，同時(shí)也產(chǎn)生了大量的墊料廢棄物，其再利用問(wèn)題亟待解決。微生物發(fā)酵床養(yǎng)豬形成的墊料經(jīng)過(guò)高溫發(fā)酵分解是不可多得的人工腐殖質(zhì)和有機(jī)肥[4]。目前對(duì)于墊料的資源化利用轉(zhuǎn)化主要是利用高溫堆肥處理將其制成有機(jī)肥料[5]及用于栽培雞腿菇[6]。農(nóng)業(yè)廢棄物作為育苗、栽培基質(zhì)在使用時(shí)可能存在對(duì)植物產(chǎn)生潛在毒害的問(wèn)題，如某些化感物質(zhì)對(duì)種子萌發(fā)的影響與濃度密切相關(guān)，正確使用可促進(jìn)植物生長(zhǎng)，但使用不當(dāng)會(huì)對(duì)植物造成毒害[7-8]。豬糞墊料作為農(nóng)業(yè)廢棄物，其收購(gòu)成本低、養(yǎng)分含量高，是制作蔬菜育苗、栽培基質(zhì)的優(yōu)秀原料。泥炭是植物的有機(jī)殘?bào)w在過(guò)度潮濕、空氣較難進(jìn)入的條件下，經(jīng)過(guò)上千年的腐殖化之后，由植物殘?bào)w組成的一種有機(jī)礦產(chǎn)資源。泥炭一般產(chǎn)生在北半球地區(qū)的沼澤地帶，具有有機(jī)質(zhì)、腐殖酸含量高，纖維豐富，疏松多孔，通氣透水性好等特點(diǎn)，是植物無(wú)土栽培的良好介質(zhì)之一[9]。蚯蚓糞保水透氣能力比一般的土壤高3倍，有機(jī)質(zhì)含量高達(dá)40%左右，是經(jīng)過(guò)多次發(fā)酵、動(dòng)物消化、所形成的團(tuán)粒狀物質(zhì)，其不僅有機(jī)質(zhì)含量高，而且養(yǎng)分豐富，易被植物利用，可促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成及提高土壤通透性、保水性、保肥力[10-16]。目前，有關(guān)利用墊料研制育苗或栽培基質(zhì)的研究鮮有報(bào)道?；诖?，筆者以豬糞墊料和泥炭為原料，添加一定量的菜園土和蚯蚓糞作調(diào)節(jié)來(lái)配置蔬菜育苗、栽培基質(zhì)，對(duì)其理化性質(zhì)及生物學(xué)性質(zhì)展開(kāi)研究，以期為蔬菜育苗、栽培基質(zhì)研究和開(kāi)發(fā)積累基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 供試小白菜品種為蘇州青。供試蚯蚓糞取自揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)牧場(chǎng)，供試泥炭為某花卉市場(chǎng)提供，供試豬糞墊料取自江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜禽養(yǎng)殖基地。供試材料的基礎(chǔ)理化性質(zhì)如表1所示。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2015年9～10月在揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)中心試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。所用培養(yǎng)容器為50孔56 cm×30 cm的硬質(zhì)穴盤(pán)。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，T0為對(duì)照(CK)，S1為市售基質(zhì)。各處理基質(zhì)原料配比如表2所示。

表1 供試材料基礎(chǔ)理化性質(zhì)

表2 不同處理基質(zhì)原料配比

不同處理混合物重量均為3 kg，各處理重復(fù)3次。小白菜于2015年9月21日播種，每穴播種3粒。適量灌水后，用薄膜覆蓋，出苗后揭膜，培養(yǎng)期間保持基質(zhì)含水量基本一致。觀察并記錄作物種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)狀況。種植30 d后，對(duì)植株進(jìn)行取樣、分析測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 基質(zhì)理化性質(zhì) 。pH采用pH計(jì)測(cè)定(水與基質(zhì)比為5∶1)；電導(dǎo)率(EC)采用電導(dǎo)儀測(cè)定(水與基質(zhì)比為5∶1)；速效磷采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定；速效鉀采用火焰光度法測(cè)定；硝態(tài)氮采用紫外分光光度法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法測(cè)定。

1.3.2 植株分析。白菜葉片中葉綠素以乙醇浸提，采用紫外分光光度法測(cè)定。新鮮樣品沖洗干凈后，用吸水紙吸干水分，置于分析天平上稱(chēng)重，得到植株鮮重(g)；將新鮮樣品放入烘箱于105 ℃下殺青30 min，再于80 ℃下烘干至恒重，用分析天平稱(chēng)重，得到植株干重(g)。計(jì)算根冠比及G值，計(jì)算公式：根冠比=根干重(根鮮重)/地上部分干重(地上部鮮重)；G值(干物質(zhì)平均積累量)=全株干重/育苗天數(shù)[17-24]。

1.4 數(shù)據(jù)處理 采用Microsoft Excel 2007軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(LSD法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比基質(zhì)的理化性質(zhì) 由表3可知，T1、T2、T3、T4、S1處理的pH均低于CK，且均維持在中性左右，可為植株的生長(zhǎng)提供有利的酸堿環(huán)境；T1、T2、T3、T4、S1處理的EC值及硝態(tài)氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量均高于CK，且均達(dá)到了顯著水平。加入豬糞墊料的T1、T2處理，其EC值及硝態(tài)氮、速效磷、速效鉀含量均高于加入泥炭的T3、T4處理，且均達(dá)到了顯著水平。由于豬糞墊料中養(yǎng)分含量較高，隨著豬糞墊料加入量的增加，基質(zhì)養(yǎng)分含量也隨之變高，因此T1處理養(yǎng)分含量高于T2處理，同時(shí)其EC值也相應(yīng)提升。與市售基質(zhì)相比，以豬糞墊料為原料的基質(zhì)EC值及硝態(tài)氮、速效磷含量均顯著提高，但其有機(jī)質(zhì)含量低于市售基質(zhì)，兩者速效鉀含量差異不顯著。以泥炭為原料的基質(zhì)各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)值均低于市售基質(zhì)。

表3 不同配比基質(zhì)的理化性質(zhì)

注：同列不同小寫(xiě)字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

Note：Different lowercases in the same column stand for significant difference at 0.05 level among treatments.

2.2 不同處理植株的生長(zhǎng)情況

2.2.1 不同處理植株的鮮重、干重、根冠比、G值。植株生物量是評(píng)價(jià)植株長(zhǎng)勢(shì)的重要因素之一[25]。由表4可知，不同處理的蔬菜地上部和地下部生物量有所差異，但其對(duì)蔬菜鮮重和干重的影響趨勢(shì)大致相同。CK植株鮮重為3.39 g，其他各處理植株鮮重均高于CK，且均達(dá)到了顯著水平，T1、T2、T3、T4、S1處理植株鮮重較CK分別高111.2%、70.8%、80.8%、56.7%、87.3%。不同處理下植株的干重也存在差異，CK植株干重為0.25 g，其他各處理植株干重均高于CK，且均達(dá)到了顯著水平，T1、T2、T3、T4、S1處理植株干重較CK分別高120.0%、92.0%、88.0%、72.0%、92.0%。T1處理植株鮮重和干重均為最大，且均顯著高于其他處理?？梢?jiàn)，T1、T2、T3、T4、S1處理基質(zhì)均適宜蔬菜生長(zhǎng)，可作為栽培基質(zhì)，T1處理促進(jìn)植株生長(zhǎng)效果最明顯。蔬菜早熟豐產(chǎn)的要求之一是壯苗，所以幼苗的素質(zhì)會(huì)對(duì)蔬菜的產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響。根冠比、G值被廣泛用于評(píng)價(jià)幼苗素質(zhì)[26]。根冠比反映了植物地上與地下相互促進(jìn)、相互制約的關(guān)系。由表4可知，T1、T2、T3、T4、S1處理的根冠比均高于CK，且T4處理與CK間達(dá)到了顯著水平，表明T1、T2、T3、T4、S1處理的基質(zhì)均利于植株根冠比的增加。G值可以反映蔬菜幼苗干物質(zhì)的積累量。由表4可知，T1、T2、T3、T4、S1處理的G值均高于CK，且均達(dá)到了顯著水平，其中T1處理G值最大，且顯著高于其他處理。說(shuō)明T1、T2、T3、T4、S1處理相對(duì)CK均有利于植株干物質(zhì)的積累，其中T1處理效果最明顯。

表4 不同處理植株的鮮重、干重、根冠比、G值

注：同列不同小寫(xiě)字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

Note：Different lowercases in the same column stand for significant difference at 0.05 level among treatments.

2.2.2 不同處理植株的葉綠素、硝態(tài)氮及類(lèi)胡蘿卜素含量。植株葉綠素含量的高低可有效地反映出植物生長(zhǎng)的健康狀況。由表5可知，T1、T2、T3、T4、S1處理植株中葉綠素a、葉綠素b、類(lèi)胡蘿卜素和總?cè)~綠素含量均高于CK，且差異均達(dá)顯著水平，表明各配比基質(zhì)均可促進(jìn)植物的光合作用，提高小白菜對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，從而促進(jìn)植株生長(zhǎng)。加入豬糞墊料的T1處理葉綠素含量最高，T2處理葉綠素含量次之。植株中硝酸鹽含量是評(píng)判植株生長(zhǎng)狀況的指標(biāo)，但是硝酸鹽含量過(guò)高會(huì)危害人的身體健康。由表5可知，T1、T2、T3、T4、S1處理植株硝酸鹽含量均高于CK，T1、T3處理與CK間均達(dá)到了顯著水平，但是均未超過(guò)GB 19338—2003標(biāo)準(zhǔn)中3 000 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)，均屬于可食用蔬菜范圍?？梢?jiàn)，各配比基質(zhì)處理均可促進(jìn)植株健康生長(zhǎng)，其中T1處理的效果最為顯著。

表5 不同處理植株的葉綠素、硝態(tài)氮及類(lèi)胡蘿卜素含量

注：同列不同小寫(xiě)字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

Note：Different lowercases in the same column stand for significant difference at 0.05 level among treatments.

3 討論

該研究所采用的原料泥炭為傳統(tǒng)的基質(zhì)添加材料，其養(yǎng)分含量比該研究采用的原土高且質(zhì)地疏松多孔，適宜作為栽培基質(zhì)配料。豬糞墊料中的養(yǎng)分含量遠(yuǎn)高于泥炭，但由于其電導(dǎo)率過(guò)高，在植物生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)阻礙植物的生長(zhǎng)，因此以豬糞墊料為添加材料時(shí)加入原土、蛭石等材料，以調(diào)節(jié)基質(zhì)各項(xiàng)理化性質(zhì)，使其適宜植株生長(zhǎng)。蚯蚓糞為成熟的基質(zhì)添加材料，可提高基質(zhì)養(yǎng)分含量，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，從而提高基質(zhì)使用效率。

不同材料配制出的不同基質(zhì)的pH均趨于中性，電導(dǎo)率也降至植物可耐受范圍，同時(shí)由豬糞墊料為原料配制的基質(zhì)各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)值均顯著高于原土且與市售基質(zhì)養(yǎng)分含量相近，豬糞墊料中養(yǎng)分含量較高，隨著豬糞墊料加入量的增加，基質(zhì)養(yǎng)分含量也隨之變高，因此，T1處理養(yǎng)分含量高于T2處理，同時(shí)其電導(dǎo)率也相應(yīng)提升，但加入過(guò)多的豬糞墊料會(huì)導(dǎo)致基質(zhì)的電導(dǎo)率過(guò)高從而抑制植物的生長(zhǎng)。由泥炭為原料配制出的基質(zhì)各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)值均高于原土，由于泥炭中所含養(yǎng)分比豬糞墊料少，且T3、T4處理基質(zhì)養(yǎng)分含量差異不大，推測(cè)養(yǎng)分主要來(lái)源于加入的蚯蚓糞，蚯蚓糞中鉀含量比豬糞墊料少，所以泥炭基質(zhì)中鉀元素含量提升不如豬糞墊料基質(zhì)明顯，其其余各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)值也均低于市售基質(zhì)。

不同配比基質(zhì)種植的小白菜植株生物量較原土均有顯著提升，其中T1處理種植的小白菜生物量提升最為明顯，其余處理小白菜生物量與市售基質(zhì)相近，可見(jiàn)，各配比基質(zhì)均可促進(jìn)植株健康生長(zhǎng)，其養(yǎng)分指標(biāo)也均達(dá)到了植株健康生長(zhǎng)水平。T1處理種植的小白菜葉綠素及硝態(tài)氮含量均顯著高于其他處理，說(shuō)明T1處理種植的小白菜健康狀況好于其他處理，且其硝態(tài)氮含量并未超過(guò)我國(guó)蔬菜硝態(tài)氮含量標(biāo)準(zhǔn)，屬于可食用標(biāo)準(zhǔn)。其他各配比基質(zhì)處理小白菜葉綠素和硝態(tài)氮含量也均高于原土種植的小白菜，與市售基質(zhì)種植的小白菜性質(zhì)相近。

綜上，該研究中各配比基質(zhì)的理化性質(zhì)與原土相比均得到了顯著提高，種植出的小白菜生理指標(biāo)也好于原土種植的小白菜，因此，各配比基質(zhì)均適宜蔬菜的生長(zhǎng)，可作為蔬菜栽培基質(zhì)。豬糞墊料中養(yǎng)分含量高，適宜作為增加基質(zhì)養(yǎng)分含量的原料，泥炭養(yǎng)分含量少于豬糞墊料，適宜作為改良基質(zhì)疏松程度的配料，該研究中T1處理(豬糞墊料∶原土∶蛭石∶蚯蚓糞=5∶2∶2∶1)的基質(zhì)養(yǎng)分含量最高，其植株健康狀況最好。

4 結(jié)論

(1)豬糞墊料含有大量植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素及豐富的有機(jī)質(zhì)，十分適宜作為蔬菜栽培基質(zhì)的原料；泥炭疏松多孔，適宜作為改良基質(zhì)疏松程度的配料。

(2)豬糞墊料的添加可提高基質(zhì)養(yǎng)分含量，但隨著豬糞墊料添加量的增加，基質(zhì)電導(dǎo)率會(huì)升高，植株中硝態(tài)氮的含量也會(huì)增加，因此過(guò)量添加豬糞墊料會(huì)抑制植物生長(zhǎng)。

(3)該研究中，豬糞墊料∶原土∶蛭石∶蚯蚓糞=5∶2∶2∶1為最佳配比，該配比基質(zhì)養(yǎng)分含量最高，最適宜作為栽培基質(zhì)種植蔬菜。

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Study on the Cultivation Substrate with Pig Manure Padding and Peat as Raw Materials

CHEN Bo-yang,YU Bin-bin,YANG Jing,QIAN Xiao-qing*et al

(College of Environmental Science and Engineering,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225127)

[Objective] The aim was to examine the technical feasibility of pig manure padding and peat as raw materials to prepare culture substrate.[Method] After pig manure padding,peat,vermicompost,vermiculite,vegetable garden soil were mixed together at a certain proportion the physicochemical properties of different proportion matrix and growth of Chinese cabbage in various treatments were analyzed.[Result] The results showed that seedling emergence and seedling growth of Chinese cabbage were the best in the substrate made up of 50% pig manure padding,10% vermicompost,20% vermiculite,20% vegetable garden soil.[Conclusion] The study can provide new ideas for research and development of vegetable cultivation substrate.

Pig manure padding; Peat; Cultivation substrate

揚(yáng)州大學(xué)校大學(xué)生學(xué)術(shù)科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(x2015583)；泰州市姜堰區(qū)農(nóng)業(yè)科技支撐計(jì)劃(2015)。

陳博陽(yáng)(1992- )，男，江蘇常州人，碩士研究生，研究方向：農(nóng)業(yè)資源利用。*通訊作者，教授，從事資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)與研究工作。

2016-08-10

S 626

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0517-6611(2016)28-0026-04