有機(jī)廢棄物堆肥在桉樹容器苗生產(chǎn)中的應(yīng)用效果

韋宜慧，農(nóng)春蘭，周明晟，梁政武，唐芳玉

（廣西力源寶科技有限公司，廣西 南寧 530000）

容器苗培育技術(shù)具有育苗周期短、苗木產(chǎn)量高、造林成活率高、造林后緩苗期短等優(yōu)點(diǎn)，是世界各國廣泛應(yīng)用的苗木生產(chǎn)技術(shù)[1]。在容器苗培育技術(shù)中，基質(zhì)是育苗過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其種類和配比一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。理想的育苗基質(zhì)必須具有維持水分和空氣平衡的物理結(jié)構(gòu)，防止根系發(fā)育不良及干旱脅迫，同時(shí)還必須提供足夠的養(yǎng)分，以便植物更好的吸收營養(yǎng)，還需要考慮實(shí)際的種植需求和經(jīng)濟(jì)成本[2-4]。目前應(yīng)用最廣泛的基質(zhì)是泥炭土，泥炭土疏松多孔，透氣性好，且富含腐殖酸、有機(jī)質(zhì)和纖維，對促進(jìn)根系發(fā)育有利，從而對苗木生長具有較好的促生效果，從性能和經(jīng)濟(jì)方面考慮，泥炭土在許多方面都是育苗效果最為理想的一種培育基質(zhì)[5]。但泥炭土不僅形成周期長，具有不可再生性，不斷地開采不僅會(huì)導(dǎo)致泥炭土資源面臨枯竭，而且還會(huì)將穩(wěn)定的隔離碳釋放到活性碳循環(huán)中，從而加劇氣候變化[5]，因此尋求可代替或減少泥炭土用量的基質(zhì)是目前急需解決的問題。

有機(jī)廢棄物主要包含生活垃圾、餐廚垃圾、市政污泥、園林廢棄物、秸稈、畜禽糞污等[6,7]。隨著城市建設(shè)和農(nóng)林業(yè)的發(fā)展，有機(jī)廢棄物數(shù)量不斷增加，有機(jī)廢棄物處理方式逐漸由焚燒、填埋轉(zhuǎn)向肥料化、基質(zhì)化、能源化、飼料化以及材料化等5 種資源化模式[6-8]。利用這些有機(jī)廢棄物生產(chǎn)基質(zhì)不僅可以解決環(huán)境污染和資源浪費(fèi)的問題，還可以為有機(jī)廢棄物基質(zhì)化提供充足、廉價(jià)、優(yōu)質(zhì)的原材料。目前，國內(nèi)外對有機(jī)廢棄物基質(zhì)化的應(yīng)用研究主要集中在農(nóng)作物和園林觀賞植物領(lǐng)域[9-15]。吳宇等[11]利用園林廢棄物堆肥作為紫薇育苗基質(zhì)，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)基質(zhì)配比為泥炭∶園林廢棄物∶珍珠巖按體積比為55%∶20%∶25%；沈洪艷等[12]發(fā)現(xiàn)黑麥草在土壤和餐廚垃圾+園林廢棄物堆肥按8∶2 配制的基質(zhì)中生長效果更好，其生物量較對照增加了164.3%；傅國林等[13]將油茶果殼與泥炭土、細(xì)沙及珍珠巖進(jìn)行復(fù)配，發(fā)現(xiàn)在泥炭土中添加油茶果殼能顯著提高油橄欖幼苗苗高、地徑和根系數(shù)量；Kazamias 等[14]以園林廢棄物堆肥作為葦狀羊茅基質(zhì)育苗，結(jié)果表明植物生物量顯著提高；Nocentini 等[15]利用碳化的稻殼和甲殼素混合物替代泥炭土作為番茄育苗基質(zhì)，發(fā)現(xiàn)替代率為60%時(shí)番茄長勢最佳。關(guān)于有機(jī)廢棄物基質(zhì)在林木育苗中的應(yīng)用主要有櫸樹、鐵橡櫟、烏桕、側(cè)柏等[16-18]，而用于桉樹育苗的研究較少。

桉樹Eucalyptus具有生長迅速、干形通直、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在我國林業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。目前高質(zhì)量的桉樹苗木仍有較大的市場缺口，每年苗木需求達(dá)15 億株。桉樹苗木的生產(chǎn)一般采用容器苗培育技術(shù)，常用的培育基質(zhì)成分為椰糠、谷殼、泥炭土。在泥炭土資源的不斷減少的背景下，尋找可以替代泥炭土的基質(zhì)研究意義重大。因此本研究利用有機(jī)廢棄物（餐廚垃圾、制糖濾泥、園林廢棄物）堆肥替代泥炭土，研究不同基質(zhì)配比對桉樹幼苗生長性狀的影響，并運(yùn)用隸屬函數(shù)法對苗木生長指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)，篩選出適宜桉樹容器苗生長的基質(zhì)配方，為有機(jī)廢棄物今后在苗木培育中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西南寧市臺灣花卉產(chǎn)業(yè)園苗圃（108°13′E，22°35′N），該區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均氣溫21.6℃，平均相對濕度79%，全年日照時(shí)數(shù)1 218～1 600 h，年均降水總量為1 313.1 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

供試基質(zhì)為園林廢棄物、餐廚垃圾、制糖濾泥堆肥，以及椰糠、谷殼、泥炭土。園林廢棄物由園林綠化相關(guān)部門提供，餐廚垃圾收集于學(xué)校食堂，制糖濾泥收集于糖廠。供試幼苗為桉樹優(yōu)良無性系尾巨桉DH32-26。育苗容器采用無紡布袋（D×H：3.5 cm×8.0 cm）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 基質(zhì)配制

將收集來的餐廚垃圾、制糖濾泥、園林廢棄物分別按1）濾泥∶園林廢棄物（w/w）=6∶4；2）餐廚垃圾∶濾泥∶園林廢棄物（w/w）=3∶3∶4；3）餐廚垃圾∶園林廢棄物（w/w）=6∶4 混合，經(jīng)過堆肥腐熟后，與椰糠、谷殼、泥炭土進(jìn)行不同比例混合制成育苗基質(zhì)。對照組CK 配比為椰糠∶谷殼∶泥炭土（v/v）=7∶1∶2，以對照組為基礎(chǔ)，設(shè)6 個(gè)處理（表1），每個(gè)處理種植3 個(gè)育苗托盤，每個(gè)育苗托盤放置144 個(gè)育苗無紡布袋。

表1 桉樹育苗基質(zhì)配比?Table 1 Substrate compositions for seedlings of Eucalyptus

1.3.2 生長測定

2020年10月，將生根后的桉樹組培苗移栽至育苗無紡布袋中，移栽后淋灑定根水，蓋上遮蔭網(wǎng)，30 d 后統(tǒng)計(jì)移栽成活率。試驗(yàn)期間，按常規(guī)方法管理苗木，保持各處理管理措施一致。在每個(gè)育苗托盤中隨機(jī)選擇20 株，做好編號記錄，作為固定觀察植株，測量時(shí)用直尺測量幼苗株高，用游標(biāo)卡尺測量幼苗地徑。從移栽開始每隔15 d 測定苗高和地徑（地徑從移栽30 d 后開始測量）。75 d 后結(jié)束試驗(yàn)，收集各處理的20 株固定觀察植株，用清水洗凈并去除表面雜質(zhì)，并用濾紙吸干水分，按地上部分和地下部分記錄鮮質(zhì)量，然后裝入牛皮紙信封內(nèi)，在105℃下殺青0.5 h，70℃烘干至恒質(zhì)量后記錄干質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel 2016 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，使用SPSS 24.0 軟件對桉樹苗木生長指標(biāo)（苗高、地徑、地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量、總生物量和成活率）進(jìn)行方差分析，采用沃勒-鄧肯法進(jìn)行多重比較，利用Origin 2019b 軟件進(jìn)行繪圖。運(yùn)用隸屬函數(shù)法對苗木生長指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)，計(jì)算公式為：U(i)=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin），式中U(i)為第i個(gè)指標(biāo)測定值，Xmin、Xmax為所有處理某一指標(biāo)的最小值和最大值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配比對桉樹苗高的影響

不同基質(zhì)配比桉樹幼苗不同生長階段苗高如圖1所示，苗高增長量如圖2所示。由圖1可知，移栽15 d 時(shí)，苗高基本一致，不同基質(zhì)配比間苗高差異不顯著。A3 處理（餐廚垃圾+濾泥+園林廢棄物）在移栽30 d 時(shí)苗高最高，為2.43 cm，極顯著高于對照組CK（1.70 cm），其余處理與對照組的差異不顯著。幼苗移栽45 d 時(shí)，苗高分化加劇，其中4 個(gè)處理組A1（椰糠∶谷殼∶濾泥+園林廢棄物=7∶1∶2）、A2（椰糠∶谷殼∶泥炭土∶濾泥+園林廢棄物=7∶1∶1∶1）、A3（椰糠∶谷殼∶餐廚垃圾+濾泥+園林廢棄物=7∶1∶2）、A4（椰糠∶谷殼∶泥炭土∶餐廚垃圾+濾泥+園林廢棄物=7∶1∶1∶1）苗高極顯著高于CK，分別為CK的1.21、1.28、1.24 和1.24 倍。移栽60～75 d，苗木長勢逐漸穩(wěn)定，A2 和A4 苗高及其增長速度極顯著高于其他處理。

圖1 不同基質(zhì)配比桉樹幼苗苗高生長曲線Fig.1 The height growth of Eucalyptus seedlings in different substrate compositions

分析了桉樹幼苗苗高生長進(jìn)程（圖2），不同基質(zhì)配比苗高增長量差異極顯著。移栽15～30 d時(shí)，A3 苗高增長量極顯著高于CK，為CK 的1.57倍，其他處理與CK 的差異不顯著。移栽30～45 d，不同基質(zhì)配比苗高增長量的差異極顯著，其中A4增長量最大（1.77 cm），A4 次之（1.75 cm），極顯著高于A5（椰糠∶谷殼∶餐廚垃圾+園林廢棄物=7∶1∶2）和A6（椰糠∶谷殼∶泥炭土∶餐廚垃圾+園林廢棄物=7∶1∶1∶1），但四者與CK相比均無顯著差異。苗高增長量在移栽45～60 d時(shí)分化最明顯，其中A2 增長量最高，A4 次之，分別為對照的1.67、1.48 倍，其他處理與CK 無顯著差異。在移栽60～75 d 時(shí)，各處理苗高增長量的差異不顯著。

圖2 不同基質(zhì)配比桉樹苗高增長量Fig.2 The height increment of Eucalyptus seedlings in different substrate compositions

2.2 不同基質(zhì)配比對桉樹地徑的影響

不同基質(zhì)配比對桉樹幼苗地徑生長有明顯差異（圖3）。各處理地徑在移栽30 d 時(shí)差異不顯著，從45 d 開始地徑生長速度加快，其中A2 地徑最大，A1 次之，最小的為A5。移栽60 d 時(shí)，不同基質(zhì)配比對地徑無顯著影響。移栽75 d 后，A2、A3、A4 地徑分別為1.80、1.79、1.75 mm，極顯著高于CK（1.51 mm）。

圖3 不同基質(zhì)配比桉樹幼苗地徑生長曲線Fig.3 The ground diameter growth of Eucalyptus seedlings in different substrate compositions

桉樹不同階段地徑增長量如圖4所示。移栽15～30 d 時(shí)，地徑增長量表現(xiàn)出極顯著差異，其中A4 地徑增長量最大，A3 次之，增長量最小的是A5。移栽45～60 d，苗木地徑增長量達(dá)到最大，但各處理間差異不顯著。移栽60～75 d 時(shí)，除A5 外，各處理地徑增長量均顯著高于CK，其中A2 地徑增長量最大，A4 和A3 次之，分別為對照的2.88、2.55、2.48 倍。

圖4 不同基質(zhì)配比桉樹地徑增長量Fig.4 The ground diameter increment of Eucalyptus seedlings in different substrate compositions

2.3 不同基質(zhì)配比對桉樹生物量和成活率的影響

不同基質(zhì)配比生物量和成活率存在差異（表2）。地上鮮質(zhì)量最大的是A2，A3 次之，最小的是A5，地下鮮質(zhì)量差異不顯著。A2 地上干質(zhì)量最大（0.425 g），較CK 提高了42.24%，A5 地上干質(zhì)量最小，顯著低于CK。除A2 外，其他處理地下干質(zhì)量均低于。從總生物量來看，A2 顯著高于CK，A3、A4 次之，但與CK 相比差異不顯著。A5 顯著低于CK，較CK 降低了58.40%。成活率最大的是A2，A4 次之，分別為CK 的1.13、1.08倍，其余處理與對照無顯著差異。除A3 外，各處理苗木成活率與CK 差異不顯著，從高到低依次為A2、A4、CK、A6、A1、A3。

表2 不同基質(zhì)配比桉樹幼苗生物量及成活率?Table 2 The biomass and survival rate of Eucalyptus seedling in different substrate compositions

2.4 不同基質(zhì)配比對苗木氮磷鉀含量的影響

植物葉片與根系中氮磷鉀含量反映了植物吸收養(yǎng)分的情況。由表3可知，各處理間葉片全氮含量在17.93～21.07 g·kg-1，其中最高的是A5，A4 次之，A1 最低。葉片全磷含量最高的是A4，其次是A2，其余處理均顯著低于A4。葉片全鉀含量在19.47～23.73 g·kg-1之間，其中A4 最高，A2、A4、A5、A6 含量均大于20 g·kg-1，但四者之間無顯著差異，A3 含量最低。各處理間根系全氮、全磷含量差異不顯著。根系全鉀含量在13.13～21.13 g·kg-1之間，最高的是A1，A2 次之，兩者差異不顯著，含量最低的是A5。由此可見，A2 與CK 桉樹幼苗葉片和根系養(yǎng)分含量最高。

表3 不同基質(zhì)配比桉樹不同部位養(yǎng)分含量Table 3 The nutrient content of Eucalyptus seedling in different substrate compositions g·kg-1

2.5 隸屬函數(shù)綜合評價(jià)

以移栽75 d 各處理生長指標(biāo)計(jì)算得隸屬函數(shù)值及排名如表4。綜合評價(jià)了各處理苗高、地徑、地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量、總生物量和成活率等8 個(gè)指標(biāo)，結(jié)果表明A2 處理表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。各處理平均隸屬函數(shù)值在0.18～1.00 之間，從大到小排序依次為A2、A4、CK、A3、A6、A1、A5。排名第一的是A2（椰糠∶谷殼∶泥炭土∶濾泥+園林廢棄物=7∶1∶1∶1），排名第二的是A4（椰糠∶谷殼∶泥炭土∶餐廚垃圾+濾泥+園林廢棄物=7∶1∶1∶1），平均隸屬函數(shù)值分別為1 和0.59，排名最后的為A5 配方基質(zhì)（椰糠∶谷殼∶餐廚垃圾+園林廢棄物=7∶1∶2）。

表4 不同基質(zhì)配比桉樹容器苗隸屬函數(shù)綜合評價(jià)Table 4 Comprehensive evaluation of different substrates of Eucalyptus container seedlings on membership function method

3 結(jié)論與討論

1）濾泥與園林廢棄物混合堆肥添加對桉樹幼苗生長有較好的促進(jìn)作用。通過對6 種不同基質(zhì)配比處理對桉樹苗木生長形態(tài)指標(biāo)和養(yǎng)分指標(biāo)的測定，可以看出添加了濾泥+園林廢棄物堆肥的A2基質(zhì)對促進(jìn)桉樹苗木生長由明顯優(yōu)勢，移栽75 d后苗高、地徑、地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量、總生物量及成活率均為最大，說明該配比基質(zhì)對苗木生長形態(tài)及干物質(zhì)累積有較好的促進(jìn)效果，可以用濾泥+園林廢棄物混合堆肥按一定比例替代泥炭土作為桉樹育苗基質(zhì)。育苗效果最不理想的是添加了餐廚垃圾+園林廢棄物堆肥的A5（椰糠∶谷殼∶餐廚垃圾+園林廢棄物=7∶1∶2），其各項(xiàng)生長指標(biāo)均低于CK。造成A5 基質(zhì)培育桉樹苗木質(zhì)量較差的原因：一是餐廚垃圾占比較大，由于餐廚垃圾本身含有較多油脂、鹽分，即使發(fā)酵腐熟后產(chǎn)物鹽分依然偏高，從而不利于苗木生長[19]，二是餐廚垃圾比例較高從而提高了基質(zhì)持水能力，造成基質(zhì)透氣性差，抑制了苗木呼吸作用，不利于苗木生長[20]。

2）有機(jī)廢棄物堆肥部分替代泥炭土比全部替代育苗效果較好。本試驗(yàn)中，含有泥炭土的基質(zhì)A2、A4、A6 均比對應(yīng)不添加泥炭土的基質(zhì)A1、A3、A5 育苗效果好。吳宇等[11]也發(fā)現(xiàn)當(dāng)園林廢棄物堆肥全部替換泥炭土?xí)r，紫薇根生物量顯著低于對照；魏樂等[21]研究金盞菊和天竺葵育苗基質(zhì)也發(fā)現(xiàn)園林廢棄物堆肥部分代替泥炭作為栽培基質(zhì)時(shí)，育苗效果與純泥炭土相比效果接近或優(yōu)于泥炭土；李燕等[22]發(fā)現(xiàn)園林廢棄物堆肥添加量在60%～80%時(shí)鳥巢蕨育苗效果更好。由此可見，苗木培育基質(zhì)中添加一定比例堆肥可以促進(jìn)苗木生長及生物量的積累，而當(dāng)將有機(jī)廢棄物堆肥完全替換泥炭土?xí)r，苗木長勢較差。一是因?yàn)槟嗵客梁繙p少，基質(zhì)通氣孔隙度增大，保水性能下降，從而降低了苗木從基質(zhì)中吸收養(yǎng)分的能力[23-25]，二是堆肥比例過大，基質(zhì)電導(dǎo)率升高，從而抑制了苗木生長[26]。

本試驗(yàn)堆肥添加比例僅設(shè)置了2 個(gè)水平，得到的初步結(jié)果只能證明不同有機(jī)廢棄物堆肥用作育苗基質(zhì)在該添加量下的可行性，存在明顯局限性，后續(xù)應(yīng)探究不同比例堆肥代替泥炭土的育苗效果，以及不同基質(zhì)配比在不同育苗季節(jié)的育苗效果，得到更全面的桉樹育苗數(shù)據(jù)，尋找出適宜桉樹育苗的基質(zhì)配比。