不同農(nóng)業(yè)廢棄物復(fù)配基質(zhì)對(duì)草莓生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

賈志航，馮騰騰，宋慶科，魏猛，黃懷成，陳飛，趙林，張婷，陳亞成

(江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/江蘇徐州甘薯研究中心，江蘇 徐州 221131)

江蘇是我國(guó)優(yōu)質(zhì)草莓主產(chǎn)區(qū)之一[1]，種植面積和產(chǎn)量處全國(guó)前列。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年江蘇省草莓種植面積為1.827萬hm2，其中設(shè)施草莓1.573萬hm2，露地草莓0.254萬hm2，總產(chǎn)量46.9萬t，總產(chǎn)值43.7億元[2]。徐州市作為江蘇草莓種植面積最大的地級(jí)市，占總種植面積的37.9%[3]。隨著草莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，多年連續(xù)的草莓種植導(dǎo)致很多草莓種植區(qū)土壤連作障礙、土傳病害等問題日益突出，嚴(yán)重阻礙了草莓產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展[4]。雖然目前使用草炭、蛭石、珍珠巖等有機(jī)無機(jī)復(fù)配基質(zhì)栽培可以避免草莓出現(xiàn)連作障礙，但是草炭資源較為稀缺且地域分布不均，導(dǎo)致基質(zhì)栽培生產(chǎn)成本較高，大面積推廣難度較大[5]。因此，篩選出取材方便、成本較低的基質(zhì)混配原料和配方對(duì)徐州地區(qū)草莓生產(chǎn)具有極為重要的意義。

通過對(duì)徐州區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)廢棄物的調(diào)查及分析認(rèn)為，牛糞和菌菇渣的pH和電導(dǎo)率相對(duì)較為適宜，且牛糞和菌菇渣對(duì)環(huán)境無污染，理化性質(zhì)穩(wěn)定[6-7]，適用于草莓基質(zhì)栽培原料。本研究以牛糞和菌菇渣為主要原料混配成生態(tài)型基質(zhì)，研究其在草莓基質(zhì)栽培上的效果，并結(jié)合生產(chǎn)成本和產(chǎn)出效益進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期篩選出適合徐州地區(qū)的草莓栽培基質(zhì)，探索出就地取材、簡(jiǎn)便易行、成本低廉且又能高產(chǎn)高效的無土栽培方式，不僅有助于提高農(nóng)業(yè)資源的循環(huán)利用率，減少環(huán)境污染，還可以促進(jìn)徐州地區(qū)草莓產(chǎn)業(yè)的綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展，具有重要的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗(yàn)在江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所銅山試驗(yàn)站日光溫室進(jìn)行，于2020年9月23日進(jìn)行草莓定植，供試草莓品種為章姬，基質(zhì)原料為菌菇渣、牛糞、蚯蚓糞、稻殼和炭化稻殼，均已進(jìn)行無害化處理。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)不同配比的基質(zhì)處理。T1為牛糞∶菌菇渣∶稻殼5∶3∶2；T2為牛糞∶菌菇渣∶炭化稻殼5∶3∶2；T3為牛糞∶蚯蚓糞∶菌菇渣∶稻殼3∶2∶3∶2；T4為牛糞∶蚯蚓糞∶菌菇渣∶炭化稻殼3∶2∶3∶2，重復(fù)3次。草莓栽培槽由槽架和栽培槽兩部分組成，栽培槽寬30 cm，深15 cm，內(nèi)裝草莓基質(zhì)。處理均采用雙行栽培，株行距18 cm×12 cm，每行36株，作為1次重復(fù)。田間日常管理采用常規(guī)草莓溫室栽培管理方法。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

1.3.1 基質(zhì)理化性質(zhì)

容重測(cè)定。參考文獻(xiàn)[8]的方法。

pH值測(cè)定。取基質(zhì)樣品10 g于三角瓶中，加蒸餾水50 mL，密封，振蕩30 min，用pH計(jì)測(cè)定基質(zhì)pH值。

1.3.2 草莓營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

株高、莖粗、葉片數(shù)測(cè)定。在草莓定植40、55、70 d進(jìn)行調(diào)查，每處理隨機(jī)選取6株，用直尺和游標(biāo)卡尺測(cè)定植株株高、莖粗。

植株生物量。于11月隨機(jī)抽取3株草莓進(jìn)行整株破壞取樣，解析為地上部和地下部，后將樣品置于105 ℃烘箱中殺青30 min，此后降溫至80 ℃直至植株被完全烘干，稱量各部分質(zhì)量。

根系體積。采用排水法測(cè)定[9]。

1.3.3 草莓產(chǎn)量、品質(zhì)的測(cè)定

產(chǎn)量測(cè)定。每處理隨機(jī)選取18株掛牌標(biāo)記，統(tǒng)計(jì)12月到翌年2月單株所有果實(shí)重并計(jì)算平均單果重與平均單株產(chǎn)量。

可溶性固形物測(cè)定。于盛果期進(jìn)行，采用手持式折光儀測(cè)定[10]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel和SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、制圖。采用單因素方差分析(LSD法)進(jìn)行顯著性差異比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同復(fù)配基質(zhì)的理化性質(zhì)

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，較為優(yōu)質(zhì)基質(zhì)的容重、總孔隙度、水氣比、pH分別為0.1～0.8 g·cm-3、54%～96%、2%～4%、6～8，作物可有良好的生長(zhǎng)狀態(tài)[11]。由表1可見，各處理基質(zhì)容重與總孔隙度分別在0.201～0.228、71.68%～76.58%，處理間差異較小，且均在理想范圍內(nèi)；持水孔隙度以T3最高，相對(duì)應(yīng)的通氣孔隙度則以T1、T4較高。各處理的水氣比均高于4%，未在理想范圍內(nèi)，其中T3的基質(zhì)水氣比最高，分別較T1、T2、T4高出5.33、4.32、6.16百分點(diǎn)；T3、T4基質(zhì)pH值接近中性，T1、T2則呈弱堿性，雖然各復(fù)配基質(zhì)的pH值均在理想基質(zhì)范圍內(nèi)，但一般認(rèn)為中性或偏酸性基質(zhì)更有利于草莓生長(zhǎng)，因此，建議在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)基質(zhì)進(jìn)行酸化處理。

表1 不同復(fù)配基質(zhì)的主要理化性質(zhì)

2.2 不同復(fù)配基質(zhì)對(duì)草莓生長(zhǎng)發(fā)育的影響

不同復(fù)配基質(zhì)顯著影響了草莓的性狀指標(biāo)和生物量。由圖1可見，就株高看，草莓定植40 d后，

圖1 不同復(fù)配基質(zhì)對(duì)草莓生長(zhǎng)的影響

各處理間株高無顯著差異；55和70 d時(shí)，T1株高均為最高，T3次之，且T1顯著高于T2、T4。就莖粗看，前期(40 d)差異較小，55 d則表現(xiàn)出T1、T3顯著高于T2和T4，70 d時(shí)草莓莖粗以T3顯著高于其他處理。前55 d，不同基質(zhì)處理對(duì)草莓葉片數(shù)影響較小，均以T3最高，但各處理間差異不顯著；70 d時(shí)草莓葉片數(shù)表現(xiàn)為T3>T1>T2>T4，其中T3顯著高于T2、T4。

由表2可知，T3的地下部干重與根體積顯著高于其他處理；地上部干重以T3最高，顯著高于T2；各處理根冠比間無顯著差異。綜合不同復(fù)配基質(zhì)草莓形態(tài)指標(biāo)可知，T3處理的草莓營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)表現(xiàn)最好，T2最差。

表2 不同復(fù)配基質(zhì)對(duì)草莓生物量的影響

2.3 不同復(fù)配基質(zhì)對(duì)草莓產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

初果時(shí)間、平均單果重、平均單株產(chǎn)量是決定草莓產(chǎn)量和效益的重要因素。從表3可以看出，不同復(fù)配基質(zhì)處理對(duì)草莓物候期影響較小，T1與T4的初果時(shí)間差僅為4 d；而平均單果重與平均單株產(chǎn)量則受基質(zhì)配比影響較大，T3的平均單果重最高，顯著高于T2；T3平均單株產(chǎn)量顯著高于其他處理。不同基質(zhì)處理對(duì)草莓果實(shí)可溶性固形物含量影響較小，各處理間無顯著差異。

表3 不同復(fù)配基質(zhì)對(duì)草莓產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

3 小結(jié)與討論

通過對(duì)草莓營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)及果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)的分析可知，以牛糞∶蚯蚓糞∶菌菇渣∶稻殼3∶2∶3∶2基質(zhì)栽植的草莓，其株高、莖粗、葉片數(shù)、地上部及地下部生物量、根體積、平均單果重和平均單株產(chǎn)量均為最高，根冠比、果實(shí)可溶性固形物與其他處理間無顯著差異，表明此處理基質(zhì)優(yōu)于其他處理，主要原因可能是草莓對(duì)水分需求較大，而這一基質(zhì)處理的水氣較高，雖然高于理想基質(zhì)范圍[11]，卻剛好符合草莓的適宜水氣比要求范圍。馬全會(huì)等[12]通過分析不同河沙、甘草渣不同混配基質(zhì)的理化性質(zhì)及草莓生長(zhǎng)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)水氣比為11.3時(shí)，草莓生長(zhǎng)情況優(yōu)于水氣比為8.9、14.3、16.9的基質(zhì)，與本試驗(yàn)結(jié)果相似。由此可見，基質(zhì)過高或過低的水氣比均不利于草莓生長(zhǎng)。

基質(zhì)組成材料的選擇與配比決定了作物的生存環(huán)境，直接影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育。蚯蚓糞多氣孔的特點(diǎn)使其具有良好的通氣性、保水性及吸附能力，被認(rèn)為是一種優(yōu)良的基質(zhì)材料[13]。大量研究表明，蚯蚓糞可以促進(jìn)草莓生長(zhǎng)發(fā)育、提高產(chǎn)量品質(zhì)及改善基質(zhì)理化性質(zhì)[14-15]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蚯蚓糞部分替代牛糞后基質(zhì)pH值明顯降低，一方面可能是因?yàn)轵球炯S自身為弱酸性，另一方面可能由于蚯蚓糞在草莓生長(zhǎng)過程中分解，使腐殖質(zhì)、有機(jī)酸等增多，造成基質(zhì)pH值下降。炭化稻殼來源廣泛，價(jià)格低廉，且理化性質(zhì)穩(wěn)定，已被廣泛應(yīng)用為基質(zhì)原料[16]。本試驗(yàn)中，其他材料相同分別添加炭化稻殼和稻殼時(shí)，添加稻殼基質(zhì)植株生長(zhǎng)發(fā)育均優(yōu)于炭化稻殼。杜國(guó)棟等[17]研究了不同人工混配基質(zhì)對(duì)草莓生長(zhǎng)發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)炭化稻殼與食用菌廢料組合以及炭化稻殼與山皮土組合時(shí)，炭化稻殼對(duì)草莓的根系發(fā)育具有積極作用，但草炭、腐爛秸稈中添加炭化稻殼對(duì)植株地上部生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)出負(fù)面效應(yīng)，與本試驗(yàn)結(jié)果相似。因此，炭化稻殼與不同基質(zhì)原料復(fù)配的效果可能存在較大差異。

綜上所述，牛糞、蚯蚓糞、菌菇渣、稻殼以體積比為3∶2∶3∶2的比例組合為最佳復(fù)配基質(zhì)，基質(zhì)理化性質(zhì)適宜，對(duì)章姬草莓生長(zhǎng)發(fā)育促進(jìn)效果明顯，牛糞、菌菇渣、稻殼材料均為本地成本低廉的農(nóng)業(yè)廢棄物，經(jīng)濟(jì)易行，對(duì)徐州地區(qū)草莓基質(zhì)栽培具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義，但最佳基質(zhì)原料復(fù)配比例仍需進(jìn)一步細(xì)化和改進(jìn)。