尾菜沼液對基質(zhì)栽培生菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

趙自超， 辛淑榮， 張海蘭， 單洪濤， 郭 兵， 楊正濤， 姚 利

(山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所， 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部廢棄物基質(zhì)化利用重點實驗室， 濟南 250100)

基質(zhì)栽培是無土栽培中最常見的方式，尤其是在葉菜上。它是將蔬菜固定在有機或無機基質(zhì)上，并提供蔬菜生長所需養(yǎng)分。而基質(zhì)中的養(yǎng)分關系著基質(zhì)栽培的成敗，最常見的方式是在基質(zhì)中添加固體肥料或澆灌營養(yǎng)液來維持蔬菜的正常生長，但普遍存在施肥過量和養(yǎng)分比例失調(diào)的問題，這不僅造成了肥料浪費和環(huán)境污染問題，同時還影響蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)[1-3]。因而在基質(zhì)栽培中，合理施肥顯得十分必要。

我國每年產(chǎn)生尾菜(蔬菜廢棄物)約6億多噸，因含水率過高、易腐爛變質(zhì)，約2/3的尾菜得不到有效利用[4]。這樣不僅造成資源大量浪費，還會引起生態(tài)環(huán)境污染，嚴重影響著蔬菜產(chǎn)業(yè)的安全和可持續(xù)發(fā)展[5-7]。研究表明，通過厭氧發(fā)酵可以解決尾菜難處理難的問題，這樣不僅可以產(chǎn)生沼氣，還能生產(chǎn)有機肥料—沼液和沼渣[8]。沼液富含氮、磷、鉀、微量元素、腐殖酸等營養(yǎng)物質(zhì)，施用沼液不僅可以滿足植物生長所需要的養(yǎng)分，還能增加作物抗逆、抗病能力，進而提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[9-11]。也有的研究報道，沼液可以作為水培蔬菜的營養(yǎng)液[12]。因而，筆者認為尾菜沼液也可以作為基質(zhì)栽培的營養(yǎng)液，但是其用法、用量及應用效果還需具體試驗驗證。

因此，本文以生菜為研究對象，在基質(zhì)栽培條件下，研究不同量尾菜沼液對生菜的產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分吸收的影響。以期評價尾菜沼液用到基質(zhì)栽培上的應用效果，為實現(xiàn)蔬菜廢棄物的資源化利用和基質(zhì)生菜的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018年9月至2018年10月在山東省濟南市長清區(qū)一蔬菜園區(qū)日光溫室內(nèi)進行。試驗材料為生菜。試驗用基質(zhì)為草炭、蛭石和珍珠巖按照6∶3∶1(體積比)的比例配置而成。基質(zhì)中添加的肥料為商品有機肥，全氮、磷(P2O5)和鉀(K2O)含量分別為2.0%，0.8%和2.3%。試驗所用沼液來自該園區(qū)內(nèi)的地下沼氣池，發(fā)酵原料主要為該園區(qū)的尾菜(菜花、西紅柿、黃瓜、甜椒等蔬菜廢棄物)和牛糞，沼液的pH值和電導率分別為7.6和9.99 ms·cm-1，全氮、磷(P2O5)和鉀(K2O)含量分別為900 mg·L-1，208 mg·L-1和930 mg·L-1。基質(zhì)栽培的種植盆尺寸為：42 cm長，18 cm寬和15 cm深。

1.2 試驗設計

本試驗設置5個處理，分別為常規(guī)處理(有機肥)和4個不同量沼液處理，每個處理4次重復，共有20盆。常規(guī)處理(Conventional， CON)的生菜移栽定值前每盆基質(zhì)均勻摻入36 g有機肥，在生菜生長中期追肥1次，每盆使用有機肥36 g。所有沼液(Biogas slurry，BS)處理生菜移栽定值前每盆澆灌0.8 L沼液，生菜生長期沼液各處理的沼液使用量分別為0.4(BS1)，0.8(BS2)，1.2(BS3)和1.6(BS4)盆每升，分4次澆灌。5個處理的施氮量分別為1.44(CON)，1.08(BS1)，1.44(BS2)，1.80(BS3)和2.16(BS4)盆每克。生菜于9月26日定值，定之前用清水澆透基質(zhì)，10月30日收獲，每盆定值6棵。生菜生長期所有處理共澆水5次，每次的沼液+清水總量一致(見表1)。試驗期間采取的其它管理措施，諸如防病、防蟲等各處理嚴格一致。

表1 不同處理每盆的沼液和清水澆灌量 (L)

1.3 指標測定

于生菜采收前，測定株高。采收時沿著基質(zhì)上部平割，測定生菜鮮重。采收的新鮮生菜分成兩份，1份用來品質(zhì)指標，另1份烘干后測定養(yǎng)分指標。品質(zhì)指標VC和硝酸鹽含量分別采用2，6-二氯酚靛酚滴定法和3，5-二硝基水楊酸顯色法測定[13]。養(yǎng)分指標N，P和K含量分別采用凱氏定氮法測定、礬鉬黃比色法測定和火焰光度計法測定[14]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016軟件對數(shù)據(jù)進行處理和繪圖，采用SPSS 22.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行差異顯著性檢驗(Duncan法，α=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 尾菜沼液對生菜株高和產(chǎn)量的影響

如圖1所示，相比常規(guī)處理(CON)，沼液處理(BS2，BS3和BS4)可以顯著增加生菜株高，BS2，BS3和BS4的增幅分別為20.3%，19.5%和23.5%。同樣，BS2，BS3和BS4相比CON顯著提高了生菜產(chǎn)量(鮮重)，分別提高了11.4%，37.9%和35.5%(見圖2)。

注：不同小寫字母表示不同處理在p<0.05 水平差異顯著，下同。

圖2 沼液對生菜產(chǎn)量(鮮重)的影響

與鮮重變化趨勢不同的是，僅有BS3和BS4相比CON增加了生菜干重(見圖3)，分別增加了15.3%和13.5%。相比CON，BS1降低了生菜鮮重和干重，分別減少了13.3%和22.5%。BS2相比CON降低了生菜干重，降幅為9.9%。從上述結(jié)果來看，BS3表現(xiàn)的效果最好。

圖3 沼液對生菜干重的影響

2.2 尾菜沼液對生菜品質(zhì)的影響

從圖4可以看出，相比常規(guī)處理(CON)，沼液處理(BS1，BS2，BS3和BS4)顯著增加了生菜VC含量，增幅分別為2.4%，48.9%，41.3%和23.5%。如圖5所示，BS1，BS2，BS3和BS4相比CON顯著降低了生菜硝酸鹽含量，分別減少了29.3%，26.8%，21.1%和14.5%。從上述結(jié)果來看，BS2表現(xiàn)的效果最好。

圖5 沼液對生菜硝酸鹽含量的影響

圖4 沼液對生菜Vc含量的影響

2.3 尾菜沼液對生菜養(yǎng)分吸收的影響

從表2可以看出，沼液可以促進生菜對N和K的吸收。相比CON，沼液處理(BS1，BS2，BS3和BS4)N含量提高了0.88%～5.62%，K含量增加了3.95%～21.36%。BS1相比CON降低了生菜對P的吸收。BS1，BS2和BS3相比CON增加了N/P，沼液處理相比CON降低了N/K和P/K(BS4除外)。

表2 不同處理生菜N，P，K的含量及其化學計量特征 (%)

3 討論

沼液是一種全量養(yǎng)分肥料，富含大量的微量元素和多種氨基酸，是一種速緩兼?zhèn)涞挠袡C肥料[15-16]。本試驗結(jié)果表明，沼液可以增加生菜產(chǎn)量和品質(zhì)，這與其它研究沼液可以增加作物產(chǎn)量的結(jié)果相同[17-18]。本研究還發(fā)現(xiàn)，施用過多沼液會降低生菜的VC含量和增加硝酸鹽含量，這與其它研究結(jié)果類似[19]。因此，在基質(zhì)栽培生菜的過程中要注意沼液的澆灌量。

本試驗的結(jié)果表明施用沼液會增加生菜的養(yǎng)分含量，這可能是沼液中含有大量速效養(yǎng)分，容易被生菜吸收的原因[20]。同時本研究還發(fā)現(xiàn)高量沼液施用會降低N/P，較低的N/P 值有利于蔬菜的快速生長[21]，這可能是沼液處理產(chǎn)量輕微升高的原因。

本研究所用的沼液是以尾菜為主要原料產(chǎn)生的，這為尾菜資源化處理提供了另一途徑。并且適量的沼液可以完全替代商品有機肥來滿足基質(zhì)栽培生菜的生長，這不僅降低了成本，還減少了環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

4 結(jié)論

與商品有機肥相比，等氮量和高氮量尾菜沼液可提高基質(zhì)栽培生菜的株高和產(chǎn)量。等氮量和高氮量尾菜沼液相比商品有機肥顯著增加生菜品質(zhì)和促進養(yǎng)分吸收。綜上，利用適量尾菜沼液生產(chǎn)基質(zhì)生菜是一種節(jié)本增效的生產(chǎn)方式，對于推動蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。