不同營養(yǎng)基質(zhì)栽培對黃瓜生長及產(chǎn)量的影響

王彩云，武春成，閆立英，張 夢，趙藝佳

(河北科技師范學院園藝科技學院，河北昌黎 066600)

營養(yǎng)基質(zhì)栽培作為蔬菜作物一種新型的栽培方式，近期在我國各地逐漸發(fā)展起來[1-3]。它不但可以替代連作土壤栽培，解決設(shè)施蔬菜連作障礙問題，而且也為山地、河套地及鹽堿地等土壤條件差的區(qū)域發(fā)展設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)提供了解決途徑[4-6]。營養(yǎng)基質(zhì)是利用當?shù)刭Y源優(yōu)勢明顯的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物，如作物秸稈、食用菌廢料、鋸末、爐渣等材料按一定比例混合，經(jīng)過特定的工藝處理(目前主要是堆置發(fā)酵)后，用于作物槽式栽培或袋式栽培[7-10]。目前試驗及生產(chǎn)上的應(yīng)用結(jié)果表明，與傳統(tǒng)土壤栽培相比，營養(yǎng)基質(zhì)栽培能夠改善作物根系生長環(huán)境、促進作物生長、提高產(chǎn)量[11-12]。鑒于此，筆者利用河北地區(qū)常見的蘑菇廢料(玉米芯)和承德頸復康藥業(yè)有限公司的生產(chǎn)廢棄物中草藥渣作為主要原料，以黃瓜為試驗材料，研究不同營養(yǎng)基質(zhì)對黃瓜生長及產(chǎn)量的影響，旨在為區(qū)域廢棄物的利用及黃瓜營養(yǎng)基質(zhì)栽培提供科學合理的參考。

1 材料與方法

1.1試驗材料供試黃瓜品種為‘綠島5’，由河北科技師范學院培育。供試蘑菇廢料主要成分為玉米芯，由河北科技師范學院食用菌教學實踐基地提供。供試中草藥渣由承德頸復康藥業(yè)有限公司提供。蘑菇廢料、中草藥渣粉碎后分別與牛糞、土壤(未種植過蔬菜)、干雞糞按體積比3.0∶1.0∶1.0∶0.5混勻后進行堆置腐熟，作為栽培基質(zhì)進行黃瓜槽式栽培。腐熟后的基質(zhì)基本性狀見表1。

1.2試驗設(shè)計試驗在河北科技師范學院園藝實驗站1號日光溫室內(nèi)進行。采用地下式栽培槽栽培，槽的長×寬×高為460 cm×65 cm×30 cm，槽中鋪設(shè)黑色地布，底部打排水孔，營養(yǎng)基質(zhì)及土壤填至與上口齊平。試驗設(shè)中草藥渣基質(zhì)、蘑菇廢料基質(zhì)2個處理，以土壤栽培為對照，每個槽為1個小區(qū)，隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復。定植前土壤栽培按10 kg/m3施入干雞糞，各處理分別施入氮磷鉀復合肥300 g作為底肥。于黃瓜幼苗兩葉一心時進行雙行定植，每行18株，槽面鋪滴灌帶后用黑色地膜覆蓋，整個生育期進行常規(guī)管理。

表1腐熟后的營養(yǎng)基質(zhì)及土壤理化性狀

Table1Physicalandchemicalpropertiesinnutrientsubstratesandsoilaftertherotten

1.3測定項目與方法

1.3.1土壤樣品的采集和分析。黃瓜拉秧后(定植后65 d)采集土樣，每個小區(qū)隨機選取3個點，采集黃瓜根區(qū)土壤，混合均勻后一部分保存于4 ℃冰箱中，7 d內(nèi)測定土壤微生物數(shù)量；另一部分在室內(nèi)自然風干過篩后測定土壤理化性狀。

土壤含水量采用烘干法測定；容重采用環(huán)刀法測定；土壤pH和電導率按土水比1∶5用上海雷磁多參數(shù)水質(zhì)分析儀DZS-708測定；土壤堿解氮采用堿解擴散法測定；土壤速效磷采用鉬藍比色法測定；土壤速效鉀采用火焰光度法測定[13]。

土壤微生物數(shù)量采用稀釋平板法測定，其中細菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基，真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基，放線菌采用改良高氏1號培養(yǎng)基。

1.3.2黃瓜生長指標、產(chǎn)量的測定。定植后15、30、45、60 d分別測定黃瓜植株的株高、莖粗；定植后45 d使用SPAD-502葉綠素儀測定葉片SPAD值，使用GFS3000光合儀測定葉片凈光合速率和蒸騰速率；黃瓜拉秧后按小區(qū)進行計產(chǎn)。

1.4數(shù)據(jù)分析采用Microsoft Excel 2007軟件對試驗數(shù)據(jù)進行整理，采用DPS軟件的新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同營養(yǎng)基質(zhì)栽培對土壤理化性狀的影響由表2可知，經(jīng)過一茬黃瓜栽培后，2種基質(zhì)的容重顯著低于土壤，而含水量顯著高于土壤；基質(zhì)的堿解氮、速效磷和速效鉀含量顯著高于土壤，pH和EC值顯著低于土壤，pH保持在7.0左右，EC值保持在3.0左右，均利于黃瓜根系生長。因此相對土壤來說，2種營養(yǎng)基質(zhì)能為黃瓜生長提供更加優(yōu)越的根區(qū)理化環(huán)境。

表2 不同處理對土壤理化性狀的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

Note: Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.2不同營養(yǎng)基質(zhì)栽培對土壤微生物數(shù)量的影響對不同基質(zhì)栽培黃瓜根區(qū)微生物數(shù)量進行測定，結(jié)果如表3所示。2種基質(zhì)栽培的黃瓜根區(qū)土壤細菌、真菌及放線菌數(shù)量均顯著高于土壤栽培，但細菌/真菌值卻明顯低于土壤，這可能是由于土壤栽培的真菌數(shù)量少，僅僅是基質(zhì)栽培的13%左右所造成的。綜上所述，相對土壤來說，2種營養(yǎng)基質(zhì)能夠促進微生物的繁殖，從而為黃瓜生長提供了更加優(yōu)越的根區(qū)微生物環(huán)境。

2.3不同營養(yǎng)基質(zhì)栽培對黃瓜生長的影響由圖1可知，整個生長期間，土壤栽培的黃瓜植株生長速度明顯快于基質(zhì)栽培。定植15 d后，土壤栽培的黃瓜株高均明顯高于基質(zhì)栽培，植株莖粗在定植以后就開始快速增加，且在45 d前均大于基質(zhì)栽培，而60 d時僅略低于中草藥渣栽培。因此，土壤栽培黃瓜生長勢要旺于基質(zhì)栽培。

表3 不同處理對土壤微生物數(shù)量的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

Note:Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

圖1 不同處理黃瓜株高(A)和莖粗(B)的比較Fig.1 Comparison of cucumber plant heights(A) and stem diameters (B) in different treatments

2.4不同營養(yǎng)基質(zhì)栽培對黃瓜葉片光合作用及產(chǎn)量的影響由表4可知，基質(zhì)栽培顯著提高了黃瓜葉片葉綠素含量，表現(xiàn)為蘑菇廢料>中草藥渣>土壤，而對葉片的凈光合速率和蒸騰速率影響不大，各處理間無顯著差異。與土壤栽培相比，基質(zhì)栽培顯著提高了黃瓜的小區(qū)產(chǎn)量，中草藥渣和蘑菇廢料基質(zhì)栽培分別增產(chǎn)達28.05%和58.67%，但對單瓜重無明顯影響。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，分別以中草藥渣和蘑菇廢料為主要有機原料的2種營養(yǎng)基質(zhì)栽培黃瓜相對于土壤栽培明顯提高了葉片葉綠素含量，促進了葉片光合速率，顯著提高了小區(qū)產(chǎn)量，這與多數(shù)研究結(jié)果一致。張黎杰等[14]以菌渣雞糞(體積比3∶1)混合發(fā)酵料∶蛭石∶珍珠巖= 4∶1∶1為最優(yōu)配方，利用該配方栽培的溫室黃瓜單株產(chǎn)量較土壤對照提高21.0%。張慶社等[15]以發(fā)酵處理好的菇渣為基質(zhì)，栽培槽栽培番茄，發(fā)現(xiàn)冬季日光溫室番茄有機基質(zhì)栽培模式下凈光合速率的提高、胞間CO2濃度的降低及葉片氣孔導度的增加是獲得高產(chǎn)的主要原因。

表4 不同處理黃瓜植株葉片光合作用及產(chǎn)量比較

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

Note: Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

營養(yǎng)基質(zhì)替代土壤栽培，要求栽培基質(zhì)應(yīng)具有優(yōu)良的理化性狀及微生態(tài)環(huán)境，有利于作物根系的發(fā)生和生長，能夠促進作物植株的生長及產(chǎn)量的提高[16]。該試驗中，2種營養(yǎng)基質(zhì)定植前堿解氮、速效磷及速效鉀含量均高于土壤，EC值明顯低于土壤。栽培一茬黃瓜后的2種營養(yǎng)基質(zhì)的容重、EC值顯著低于土壤，含水量、堿解氮、速效磷及速效鉀含量仍然高于土壤。這說明相對土壤來說，營養(yǎng)基質(zhì)為黃瓜生長提供了更加優(yōu)越的根區(qū)理化環(huán)境，從而促進了黃瓜葉片光合作用和產(chǎn)量的提高。根區(qū)微生物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量的穩(wěn)定性是表征土壤環(huán)境的重要指標，微生物的繁殖及數(shù)量的增加有利于土壤有機質(zhì)的分解及養(yǎng)分的利用。該試驗中相對于土壤栽培，營養(yǎng)基質(zhì)栽培顯著提高了黃瓜根區(qū)細菌、真菌和放線菌數(shù)量，為根系生長提供了良好的微生態(tài)環(huán)境。

綜上所述，該試驗從生產(chǎn)地周邊實際情況出發(fā)，充分利用中草藥渣和蘑菇廢料為主要有機原料配制營養(yǎng)基質(zhì)，相對于土壤栽培能夠為黃瓜生長提供更優(yōu)越的根區(qū)營養(yǎng)及微生物環(huán)境，從而促進黃瓜葉片光合作用，顯著提高了黃瓜產(chǎn)量，因此可作為黃瓜栽培的優(yōu)良營養(yǎng)基質(zhì)來替代傳統(tǒng)土壤栽培，從而徹底地解決了土壤連作障礙，對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物的循環(huán)利用具有重要意義。