改良有機(jī)基質(zhì)培養(yǎng)對(duì)黃瓜生長(zhǎng)的影響

任海榮

（黃安鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東鄆城 274700）

有機(jī)基質(zhì)栽培技術(shù)是指采用農(nóng)作物秸稈、菌糠、家禽糞肥等農(nóng)業(yè)廢棄物，經(jīng)腐熟、微生物發(fā)酵處理后制成有機(jī)栽培基質(zhì)，應(yīng)用于蔬菜無(wú)土栽培中，既有助于保障蔬菜種植的環(huán)保性、減少了農(nóng)藥化肥的使用，同時(shí)也能提高蔬菜產(chǎn)量和質(zhì)量，為農(nóng)業(yè)種植的優(yōu)化和農(nóng)業(yè)廢棄物的回收利用提供借鑒。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息中心統(tǒng)計(jì)，截至2019 年，全國(guó)蔬菜播種總面積達(dá)到20 438.9 hm2，產(chǎn)量為70 346.7萬(wàn)t，其中瓜果類蔬菜種植面積略有下降、產(chǎn)量同比增加。蔬菜產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對(duì)規(guī)?；?、工廠化育苗提出了迫切需求，傳統(tǒng)土壤育苗方式在產(chǎn)量、品質(zhì)等方面已無(wú)法滿足蔬菜行業(yè)發(fā)展的需要，如何利用農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)出理化性質(zhì)優(yōu)良、成本低、環(huán)保性強(qiáng)的育苗基質(zhì)成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。近年來(lái)陸續(xù)有研究人員從事有機(jī)基質(zhì)栽培技術(shù)研究，綜合運(yùn)用椰糠、蚯糞、菇渣、玉米芯處理物、園林廢棄物、秸稈、稻殼等固體廢棄物進(jìn)行育苗基質(zhì)的，發(fā)現(xiàn)復(fù)配基質(zhì)通常產(chǎn)生良好的育苗效果[1]。本研究選取蘆葦末作為有機(jī)栽培基質(zhì)，以津春5 號(hào)黃瓜作為試材，分析了有機(jī)基質(zhì)的理化性質(zhì)、基質(zhì)栽培對(duì)黃瓜農(nóng)藝性狀的影響、基質(zhì)栽培的效果、基質(zhì)栽培技術(shù)的優(yōu)化措施及應(yīng)用效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

采用天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院黃瓜研究所培育的津春5 號(hào)黃瓜作為試驗(yàn)材料，選取蘆葦末與珍珠巖、爐渣、泥炭、中藥渣與蛭石作為基質(zhì)材料（基質(zhì)材料均由博生源肥料科技有限公司提供）；營(yíng)養(yǎng)液采用1/2 倍的Hoagland’s 改良配方，pH 值為6.0。包含四水硝酸鈣945 mg/L、硝酸鉀506 mg/L、硝酸銨80 mg/L、磷酸二氫鉀136 mg/L、硫酸鎂493 mg/L、鐵鹽溶液2.5 mL、微量元素液5 mL。

1.2 試驗(yàn)方法

設(shè)置4 個(gè)試驗(yàn)組，A 組以純蘆葦末為基質(zhì)；B 組將蘆葦末、珍珠巖、爐渣與泥炭以4:1:1:1 的比例配置成混合基質(zhì)；C 組將蘆葦末、珍珠巖、爐渣、泥炭與中藥渣按照32:8:8:8:1 的比例配置成混合基質(zhì)；D 組為對(duì)照組，選取泥炭、蛭石以1:1 的比例配置成混合基質(zhì)；選取1/2 倍的Hoagland 通用配方為營(yíng)養(yǎng)液。

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，小區(qū)面積為25 m2，共12 個(gè)小區(qū)。在試驗(yàn)開(kāi)始后的第1 天播種，30 d 后在栽培槽中定植。將栽培槽的內(nèi)徑寬度設(shè)為36 cm、槽深設(shè)為18 cm，利用磚塊壘成栽培槽，內(nèi)覆塑料薄膜，各小區(qū)槽長(zhǎng)2.6 m，槽內(nèi)基質(zhì)體積為0.14 m3、面積為1 m2，各槽內(nèi)定植1 行植株，每行8 株；在定植后的20 d 內(nèi)利用滴灌技術(shù)進(jìn)行澆水，每5 d 澆1 L 營(yíng)養(yǎng)液。在3 個(gè)月后結(jié)束試驗(yàn)，針對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果進(jìn)行觀察分析。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 理化性質(zhì)

容重采用環(huán)刀法測(cè)定，取鋁盒洗凈烘干，放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫后用電子天平準(zhǔn)確測(cè)量，依據(jù)采樣要求用環(huán)刀法采集新鮮土樣于鋁盒中，每個(gè)樣點(diǎn)重復(fù)采樣3 次，隨后將其帶回實(shí)驗(yàn)室中稱質(zhì)量。總孔隙度根據(jù)式（1）計(jì)算。電導(dǎo)率與pH 值分別利用電導(dǎo)率儀、pH 計(jì)測(cè)定[2]。

1.3.2 農(nóng)藝性狀

葉綠素含量采用紫外分光光度法測(cè)定。在基質(zhì)收獲階段取黃瓜葉片測(cè)定葉綠素含量，重復(fù)3 次，取平均值。

根系活力采用TTC 方法測(cè)定。取1%TTC 溶液與0.4 mol/L 琥珀酸鈉和磷酸緩沖液依照1:5 的比例混合，將黃瓜根系洗凈后放入三角瓶中倒入反應(yīng)液，在37 益環(huán)境下放置1 h 觀察著色情況，當(dāng)變?yōu)榧t色說(shuō)明存在脫氫酶。在試驗(yàn)開(kāi)始后的第30 天、第60 天和第90 天分別測(cè)量黃瓜根系活力，每次測(cè)量3 次后取平均值[3]。

株高：在試驗(yàn)開(kāi)始后的第30 天、第60 天和第90 天分別測(cè)量黃瓜株高，測(cè)量3 次后取平均值。

單株鮮質(zhì)量：在黃瓜收獲前每個(gè)試驗(yàn)組隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)位依照每行連續(xù)選取10 株，稱量每株黃瓜秧苗的質(zhì)量為單株鮮質(zhì)量[4]。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 12.0 與Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄整理，配合DPS 系統(tǒng)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機(jī)基質(zhì)的理化性質(zhì)

不同有機(jī)基質(zhì)的理化性質(zhì)如表1 所示。通過(guò)觀察對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，B、C 組在蘆葦末的基礎(chǔ)上增加了珍珠巖、爐渣、泥炭與中藥渣等固體基質(zhì)，相較于A 組而言其容重與電導(dǎo)率呈增加趨勢(shì)，總孔隙度下降，pH 值無(wú)明顯變化；相較于D 組，其容重與電導(dǎo)率同樣呈增加趨勢(shì)，總孔隙度下降，pH 值無(wú)明顯變化。由此可知，上述固體基質(zhì)對(duì)黃瓜的生長(zhǎng)均可起到一定的促進(jìn)作用，其中電導(dǎo)率的增加能增強(qiáng)黃瓜對(duì)養(yǎng)分的吸收能力，pH 值偏中性可為黃瓜生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的條件[5]。

表1 基質(zhì)配方的理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of matrix formulation

2.2 不同基質(zhì)栽培對(duì)黃瓜農(nóng)藝性狀的影響

2.2.1 對(duì)黃瓜葉片葉綠素含量的影響

表2 不同基質(zhì)栽培對(duì)黃瓜葉片葉綠素含量的影響Table 2 Effects of different substrate cultivation on chlorophyll content in cucumber leaves

不同基質(zhì)栽培對(duì)黃瓜葉片葉綠素含量的影響如表2所示。由表2 可知，B 組與對(duì)照組葉綠素含量差異顯著，A、C 組與對(duì)照組差異不顯著。4 組試驗(yàn)組中的黃瓜葉片葉綠素含量無(wú)明顯差異。由此說(shuō)明向蘆葦末中加入其它基質(zhì)后并不能提高黃瓜葉片的葉綠素含量，且不同有機(jī)基質(zhì)對(duì)葉綠素含量的影響較小。

2.2.2 不同基質(zhì)栽培對(duì)黃瓜根系活力的影響

不同基質(zhì)栽培對(duì)黃瓜根系活力的影響見(jiàn)表3。表可以看出，4 組試驗(yàn)樣本的生長(zhǎng)環(huán)境存在一定差別，使得個(gè)體差異更為明顯。同時(shí)4 組試驗(yàn)樣本在第60 天的根系活力較第30 天均顯著提升，其中以D 組的增長(zhǎng)趨勢(shì)最為明顯，其原因主要為第60 天對(duì)照組植株較矮、新根發(fā)生較多；在第90 天，B 組的根系活力增幅最大，而D 組、A組的變化幅度較小，由此說(shuō)明在生長(zhǎng)后期黃瓜的根系活力提高，其中B 組提高最為明顯，可證明改良基質(zhì)具備一定的實(shí)用價(jià)值[6]。

表3 不同基質(zhì)栽培對(duì)黃瓜根系活力的影響Table 3 Effects of different substrate cultivation on root activity of cucumber

2.2.3 對(duì)黃瓜株高與單株鮮質(zhì)量的影響

不同基質(zhì)栽培對(duì)黃瓜株高與單株鮮質(zhì)量的影響如表4 所示。通過(guò)觀察可以發(fā)現(xiàn)，在第30 天，4 組處于生長(zhǎng)初期的黃瓜樣本的株高無(wú)明顯差異；在第60 天，4 組試驗(yàn)組的黃瓜株高開(kāi)始呈現(xiàn)出一定差異，其中A、B 與C 組的黃瓜株高明顯增長(zhǎng)，生長(zhǎng)狀況較好，說(shuō)明蘆葦末基質(zhì)與改良后的基質(zhì)對(duì)于黃瓜的生長(zhǎng)速度具有顯著效果；在第90天，A～C 組的黃瓜株高也呈現(xiàn)出明顯差距，B 組黃瓜株高顯著大于A 組，由此說(shuō)明添加其他固體基質(zhì)進(jìn)行蘆葦末基質(zhì)的改良處理后，能有效促進(jìn)黃瓜植株的生長(zhǎng)和發(fā)育。

在單株鮮質(zhì)量指數(shù)方面，在第30 天，4 組黃瓜樣本的單株鮮質(zhì)量由高至低依次為D、B、A、C，D、B 兩組幼苗的表現(xiàn)較好，與樣本自身形狀有關(guān)；在第60 天，A、B、C三組黃瓜樣本的單株鮮質(zhì)量明顯提高，D 組呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明基質(zhì)改良效果初步收獲成效；在第90 天，B 組樣本的單株鮮質(zhì)量顯著優(yōu)于其余三組，進(jìn)一步證明改良后的蘆葦末基質(zhì)有助于增強(qiáng)植株生長(zhǎng)的效果[7]。

表4 試驗(yàn)組黃瓜生理指標(biāo)比較Table 4 Comparison of physiological indexes of cucumber in four groups

2.3 不同基質(zhì)栽培效果比較

通過(guò)分析上述處理對(duì)黃瓜栽培效果的影響可以發(fā)現(xiàn)，在添加珍珠巖、爐渣、泥炭等固態(tài)基質(zhì)進(jìn)行蘆葦末基質(zhì)的改良處理后，能夠顯著優(yōu)化蘆葦末基質(zhì)的理化性質(zhì)，改善原有蘆葦末基質(zhì)過(guò)輕的弊端，使植株保持最佳生長(zhǎng)狀態(tài)，并且能有效提升黃瓜產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)；其中B組基質(zhì)的理化性能優(yōu)于A 組和C 組，說(shuō)明加入中藥渣后對(duì)于植株并無(wú)明顯促進(jìn)作用。因此可依據(jù)B 組進(jìn)行有機(jī)基質(zhì)配方的調(diào)整，利用珍珠巖、爐渣、泥炭等固態(tài)基質(zhì)取代價(jià)格較高的蛭石，有效節(jié)約有機(jī)基質(zhì)栽培技術(shù)的應(yīng)用成本，提升綜合效益[8]。

2.4 基質(zhì)栽培技術(shù)優(yōu)化及其應(yīng)用效果

在改良有機(jī)基質(zhì)配方的基礎(chǔ)上，還需針對(duì)滴灌追肥技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，保障提升整體基質(zhì)栽培技術(shù)的應(yīng)用效果[9]。一方面，可引入膜下滴灌技術(shù)，依據(jù)植株需水特點(diǎn)、氣候條件、槽內(nèi)濕度、黃瓜長(zhǎng)勢(shì)等因素進(jìn)行滴灌水量的綜合計(jì)算，在秋冬茬黃瓜苗期、開(kāi)花坐果期與冬季等三個(gè)時(shí)期重點(diǎn)調(diào)節(jié)滴灌水量，例如在定植后每667 m2滴灌5～8 m3，每2 d 滴灌次，在進(jìn)入開(kāi)花期后每667 m2滴灌10～15 m3，每2 d 滴灌次，保障基質(zhì)含水量滿足黃瓜生長(zhǎng)需求；另一方面，還需結(jié)合黃瓜不同生育階段的需肥特點(diǎn)進(jìn)行合理追肥，例如在定植期選取高氮型滴灌專用肥，每667 m2用量為4～6 kg、每周滴灌追施1 次，在進(jìn)入開(kāi)花期后選取高鉀型肥料，以每667 m2用量7.5～10 kg 為宜，每周追施1 次[10]。通過(guò)觀察其應(yīng)用效果可以發(fā)現(xiàn)，選取改良后的蘆葦末有機(jī)基質(zhì)進(jìn)行黃瓜栽培，配合膜下滴灌技術(shù)與滴灌追肥技術(shù)，試驗(yàn)區(qū)植株長(zhǎng)勢(shì)旺盛、品質(zhì)顯著提升，較以往可節(jié)水40%增產(chǎn)超過(guò)10%，節(jié)肥30%，具備良好的應(yīng)用價(jià)值[11]。未來(lái)還需進(jìn)一步探索固態(tài)基質(zhì)的改良方法，節(jié)約瓜果類蔬菜的栽培成本，提高蔬菜品質(zhì)與產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的目標(biāo)[12]。

3 結(jié)論

以往在利用有機(jī)基質(zhì)進(jìn)行黃瓜等瓜果類蔬菜的栽培時(shí)常面臨工藝復(fù)雜、栽培成本高等問(wèn)題，通過(guò)對(duì)有機(jī)基質(zhì)配方進(jìn)行改良、增加其中的礦物質(zhì)元素，能夠有效滿足黃瓜植株生長(zhǎng)需求，在降低成本、提高產(chǎn)量與品質(zhì)等方面具有積極作用，配合水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用，能更好地優(yōu)化黃瓜有機(jī)基質(zhì)栽培效果、提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。