不同有機(jī)生態(tài)型無土栽培基質(zhì)對(duì)戈壁溫室韭黃生長的影響

黃天嬌 ，董怡玲 ，劉珍伶 ，蔣夢婷 ，陳修斌 ，2，楊彬

（1.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，甘肅張掖，734000；2.河西走廊精準(zhǔn)設(shè)施園藝工程技術(shù)研究中心）

韭黃也稱韭芽、黃韭芽、黃韭，俗稱韭菜白，為百合科多年生草本植物，是韭菜經(jīng)軟化栽培變黃的產(chǎn)品，利用日光溫室栽培韭黃，可實(shí)現(xiàn)韭黃的周年生產(chǎn)。近年來，甘肅河西走廊的五地市認(rèn)真貫徹省政府 《關(guān)于河西戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展的意見》[甘政辦發(fā)（2017）138號(hào)]，在戈壁、沙灘和荒漠區(qū)大力建造日光溫室，以日光溫室為主體的保護(hù)地生產(chǎn)發(fā)展較快，利用日光溫室種植瓜果、蔬菜可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

目前，有關(guān)基質(zhì)在蔬菜應(yīng)用方面的研究，國內(nèi)學(xué)者程立巧等[1]研究了不同基質(zhì)對(duì)番茄根際微生物、酶活性及幼苗生長的影響，得到了以草炭、爐渣、蛭石為原料，按1∶1∶1的體積比配成基質(zhì)，最適宜于番茄壯苗培育；鄭冬梅等[2]研究了椰糠復(fù)合基質(zhì)對(duì)設(shè)施大棚番茄栽培的影響，得出以椰糠∶珍珠巖∶泡沫=2∶1∶1的基質(zhì)配方，栽培番茄的產(chǎn)量最高、品質(zhì)最優(yōu)；孫升學(xué)等[3]研究了椰糠復(fù)合基質(zhì)對(duì)設(shè)施大棚番茄栽培的影響，篩選出適合西安地區(qū)栽培的番茄有機(jī)生態(tài)型無土栽培基質(zhì)的最優(yōu)基質(zhì)配比；崔廣祿[4]通過設(shè)置基質(zhì)與椰糠不同比例配比，研究出基質(zhì)∶椰糠=7∶3這一配比綜合表現(xiàn)良好，可運(yùn)用于小果型西瓜無土栽培技術(shù)中。而有關(guān)有機(jī)生態(tài)型韭黃無土栽培的基質(zhì)，國內(nèi)尚缺少系統(tǒng)報(bào)道。本研究選取幾種本地區(qū)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中產(chǎn)生的大量農(nóng)業(yè)廢棄物為原料，配比成不同種類的有機(jī)生態(tài)型無土栽培基質(zhì)，進(jìn)行日光溫室韭黃的試驗(yàn)研究，以期為本區(qū)戈壁溫室韭黃的集約化生產(chǎn)和提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2017年10月至2018年7月在河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院實(shí)踐教學(xué)基地1號(hào)溫室進(jìn)行，以韭菜的品種791雪韭為試材。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用盆栽試驗(yàn)，共設(shè)5個(gè)處理，分別為對(duì)照（CK）：商品基質(zhì)∶食用菌下腳料=1∶0.2（生產(chǎn)上常用的基質(zhì)）；A1：商品基質(zhì)∶玉米秸稈=1∶0.2；A2：玉米秸稈：食用菌下腳料∶腐熟牛糞=5∶3∶2；A3：玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=3∶5∶2；A4：玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=6∶3∶1。 各處理種植 1盆，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。供試的塑料盆規(guī)格為長×寬×高=45 cm×30 cm×25 cm，商品基質(zhì)由山東魯浩農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)、食用菌下腳料在使用前粉碎，用塑料薄膜包裹放入溫室內(nèi)自然發(fā)酵35 d后應(yīng)用、玉米秸稈經(jīng)過粉碎，加尾菜腐熟劑發(fā)酵6～7 d；將以上基質(zhì)按照不同處理確定的體積比，混合均勻后裝入內(nèi)。將二年生韭根，剪去地上部分，地下部分進(jìn)行分株，分別栽到不同種類的基質(zhì)中，每盆栽2行，每行10株，每盆20株，保苗數(shù)9.88萬株/667 m2，然后搭建小拱棚，其上覆蓋無紡布，拱棚內(nèi)溫度控制在白天25～28℃、夜間揭去無紡布。

1.3 測定項(xiàng)目

①形態(tài)指標(biāo)測定 第15天統(tǒng)計(jì)各處理的成活率，第45天每處理隨機(jī)選6株，測定其葉片數(shù)、最大葉長、最大葉寬、地上部分鮮質(zhì)量、地下部分鮮質(zhì)量等指標(biāo)。

②生理指標(biāo)測定 第45天每處理隨機(jī)選6株，測定幼苗根系活力、葉片POD活性、葉片SOD活性、可溶性蛋白含量等生化指標(biāo)；用TTC法測定根系活力、用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定可溶性蛋白[5]；參照李合生[6]的方法測定生化指標(biāo)，丙二醛（MDA）含量的測定采用硫代巴比妥酸法；過氧化氫酶（CAT）活性測定采用紫外吸收法。

③產(chǎn)量統(tǒng)計(jì) 進(jìn)入采收期，每20 d收獲1次，生長期內(nèi)收割5次，每次收獲按處理不同，分別統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量進(jìn)行匯總。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 9.50和Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與分析，采用Duncan's法進(jìn)行差異顯著性分析（=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)韭黃生長指標(biāo)的影響

從表1可以看出，以處理A3（玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=3∶5∶2）的韭黃葉數(shù)、短縮莖粗、最大葉長、最大葉寬和成活率的數(shù)值最大，分別為8.25片、2.13 mm、30.5 cm、0.45 cm 和 92.38%，處理A3的韭黃葉片數(shù)與 CK、A1、A2與 A4相比，分別高出2.57、1.78、1.74和0.87片；移栽成活率A3分別比CK、A1、A2與 A4高出 17.14、4.73、13.91 和 8.62 個(gè)百分點(diǎn)；不同處理間呈現(xiàn)顯著差異，說明采用處理A3配比 （玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=3∶5∶2）最適合韭黃葉片數(shù)的發(fā)生與生長，能夠替代商品基質(zhì)用于韭黃生產(chǎn)。

表1 不同處理對(duì)韭黃生長與成活率的影響

2.2 不同處理對(duì)韭黃生化指標(biāo)的影響

①不同處理對(duì)韭黃根系活力與葉片蛋白質(zhì)含量的影響 根系活力反映植株吸收養(yǎng)分能力的強(qiáng)弱[7]，本試驗(yàn)中以處理A3（玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=3∶5∶2）的韭黃根系活力最強(qiáng)（圖 1），其值為 528 μg·g-1·h-1， 分別比 CK、A1、A2與 A4高出269、206、261 和 364 μg·g-1·h-1，不同處理間呈現(xiàn)顯著差異，說明處理A3的基質(zhì)營養(yǎng)配比最為適宜，從而促進(jìn)了韭黃對(duì)基質(zhì)中營養(yǎng)成分吸收能力。

蛋白質(zhì)是細(xì)胞原生質(zhì)的主要組成部分，其含量高低是衡量植株體對(duì)氮素營養(yǎng)吸收、運(yùn)輸與積累等代謝能力的大小[8]。試驗(yàn)結(jié)果顯示（圖2），以處理A3基質(zhì)配比的韭黃，其植株體葉片內(nèi)蛋白質(zhì)的含量最高，其值為 7.13 μg·g-1，顯著高于其他處理，說明處理A3有利于促進(jìn)韭黃的生理代謝，因此其葉片內(nèi)蛋白質(zhì)積累較多。

②不同處理對(duì)韭黃MDA含量與CAT活性的影響 丙二醛（MDA）是膜脂過氧化物的主要產(chǎn)物，其含量的高低可以反映細(xì)胞膜脂過氧化的水平[9]，本試驗(yàn)中以處理A3的韭黃葉片的MDA含量最低（圖 3），其值為 2.48 μmol·g-1，與處理 CK、A1、A2與A4相比，分別降低 35.48%、47.98%、45.56%和22.98%；不同處理間的MDA含量呈顯著差異，這說明以處理A3的基質(zhì)配比，韭黃葉片的細(xì)胞膜脂過氧化程度低，受傷害小，韭黃植株保持了正常生長代謝。

過氧化氫酶（CAT）主要參與活性氧代謝過程，它能清除細(xì)胞內(nèi)高濃度的H2O2，其活性的高低直接反映了植物體本身抗逆性強(qiáng)弱[10]，本試驗(yàn)條件下，以處理A3的韭黃葉片CAT活性最高（圖4），其值為29.14 U·g-1·min-1，分別比處理 CK、A1、A2與 A4高出4.89、11.05、9.91 和 7.57 U·g-1·min-1。 這主要是由于不同基質(zhì)配比構(gòu)成了不同營養(yǎng)環(huán)境，在不適宜的基質(zhì)配比條件下，不同基質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生了不同脅迫條件，因此反映在植株細(xì)胞清除胞內(nèi)H2O2濃度能力強(qiáng)弱的差異方面；試驗(yàn)中以處理A3的基質(zhì)配比最宜，本處理下更能有效保護(hù)韭黃細(xì)胞免受傷害，因此韭黃保持了正常良好的生長。

圖1 不同處理對(duì)韭黃根系活力影響

圖2 不同處理對(duì)韭黃蛋白質(zhì)含量影響

圖3 不同處理對(duì)韭黃MDA含量影響

圖4 不同處理對(duì)韭黃CAT活性影響

2.3 不同處理對(duì)韭黃產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，不同處理對(duì)韭黃地上部分鮮質(zhì)量的影響，以處理A4最為顯著，對(duì)地下部分鮮質(zhì)量以A5影響較大，不同處理間呈顯著差異水平；各處理對(duì)生物學(xué)產(chǎn)量的影響大小順序?yàn)锳3>A4>A2>A1>CK，對(duì)單株產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的影響均呈現(xiàn)A3>A4>A2>A1>CK的規(guī)律，韭黃的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量以A3最高，可達(dá) 2 350 kg/667 m2， 與處理 CK、A1、A2與A4相比，分別高出34.90%、18.27%、16.80%和10.17%，說明采用處理A3的配比，其營養(yǎng)成分最適宜于植株對(duì)營養(yǎng)的吸收，韭黃保持較強(qiáng)的生長勢，因此產(chǎn)量最高。

2.4 不同處理韭黃經(jīng)濟(jì)效益比較

從表3可以看出，由于基質(zhì)配比不同，其投入成本存在一定差異；從產(chǎn)值、凈產(chǎn)值與凈增產(chǎn)值比較看，處理A3顯著高于其他處理，分別為3.99萬、3.79萬和1.03萬元/667 m2，處理之間呈現(xiàn)顯著差異水平；說明本試驗(yàn)條件下，采用處理A3的基質(zhì)配比，韭黃的經(jīng)濟(jì)效益最為顯著。

表2 不同處理對(duì)韭黃產(chǎn)量的影響

表3 不同處理韭黃經(jīng)濟(jì)效益比較

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)從韭黃生長過程中的根系活力、葉片蛋白質(zhì)含量、葉片內(nèi)MDA含量與CAT活性的變化上，研究了不同有機(jī)生態(tài)型無土栽培基質(zhì)對(duì)韭黃生長的影響，結(jié)果表明，采用處理A4的基質(zhì)配比，韭黃的根系活力最強(qiáng)，其值為528 μg·g-1·h-1，同時(shí)韭黃葉片可溶性蛋白質(zhì)的含量和過氧化氫酶（CAT）活性最高，其值分別為 7.13 μg·g-1和 29.14 U·g-1·min-1， 丙二醛（MDA）含量最低為 2.48 μmol·g-1，究其原因，可能主要是不同基質(zhì)配比中所含的營養(yǎng)成分存在一定差異，以處理A3的基質(zhì)配比最適宜韭黃生長對(duì)營養(yǎng)的吸收，反映在植株生長上表現(xiàn)為移栽成活率高、生長速率快、產(chǎn)量高；其他的基質(zhì)配比由于營養(yǎng)失調(diào)，營養(yǎng)元素之間產(chǎn)生離子拮抗作用，在逆境脅迫環(huán)境條件下，韭黃體內(nèi)活性氧產(chǎn)生與抗氧化保護(hù)系統(tǒng)之間的平衡被打破，從而干擾細(xì)胞代謝，破壞細(xì)胞膜的功能，因此表現(xiàn)出這些指標(biāo)在含量上存在差異[11]。

本研究表明，采用處理A3（玉米秸稈∶食用菌下腳料∶腐熟牛糞=3∶5∶2）的基質(zhì)配比，最適合韭黃的生長，其栽植的成活率、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與凈產(chǎn)值最高，分別為 92.38%、2 350 kg/667 m2和 3.79萬元/667 m2，這一研究結(jié)論可為荒漠區(qū)戈壁溫室韭黃實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化栽培提供技術(shù)支撐，同時(shí)也為提高農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用提供了有效的新途徑。