基于隸屬函數(shù)法的羽衣甘藍栽培基質綜合評價

涂繼紅，王 樸，于靜亞，張晶晶，康凱麗

（武漢市園林科學研究院，湖北 武漢 430081）

羽衣甘藍（Brassica oleracea var.acephala DC）為十字花科蕓薹屬甘藍種，2 年生草本植物，原產地中海沿岸，賞食兼用，世界各地廣泛栽培[1]。羽衣甘藍色彩艷麗、葉形多變，也被稱為“葉牡丹”，應用形式靈活多樣，是花壇、花境、盆栽、切花，以及干花首選的草本觀賞植物，其抗逆性強、觀賞期長，目前已成為我國主要城市晚秋至早春重要的綠化景觀植物[2-3]。羽衣甘藍生長期較長，葉大而肥厚，對營養(yǎng)需求量大，在瘠薄土壤中生長，產品品質差，易老化。王合芳[4]認為，羽衣甘藍為需肥水植物，基質的選擇非常重要。曹蓉等[5]利用腐熟中藥渣、腐熟菇渣作為原材料，復配6 種羽衣甘藍育苗基質，結果表明6 種基質均能作為羽衣甘藍的育苗基質。湯陽澤[6]將75%草炭+15%蛭石的混合基質和50%草炭+25%炭化糠灰+25%珍珠巖的混合基質用于用于羽衣甘藍的播種[6]。劉燕婕[7]指出，將珍珠巖、草炭、沙土和蛭石等比例混合，并按照20～30 t·hm-2添加有機肥作為羽衣甘藍的栽培基質。高慶月[8]在泥炭基質中加入濕潤劑可顯著提高羽衣甘藍的葉片數(shù)、冠幅和根冠比。目前對羽衣甘藍的研究多集中在品種篩選上，羽衣甘藍栽培基質的研究較少。據(jù)統(tǒng)計，全世界每年產生約20.1 億t 生活垃圾，預計到2050 年，每年將產生約34 億t，我國有機廢棄物產量巨大，各類有機廢棄物的生產量以每年5%～10%的速度遞增[9-10]。有機廢棄物資源化利用，不僅可以有效避免環(huán)境污染，還可以實現(xiàn)有機廢棄物中的養(yǎng)分資源循環(huán)利用，對我國綠色發(fā)展具有重要意義。本研究旨在利用有機廢棄物篩選合適的栽培基質，滿足羽衣甘藍對水肥要求，提高品質和觀賞價值，同時也為有機廢棄物資源化利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

羽衣甘藍選用圓葉羽衣甘藍‘紅斑鳩’品種。試驗采用的基質原料有：種植土、木薯渣、松鱗、園林廢棄物、蚯蚓土、泥炭、珍珠巖。其中，木薯渣為木薯生產酒精后的殘渣，蚯蚓土為牛糞與秸稈飼養(yǎng)蚯蚓后的產物，松鱗購自本地花卉市場，粒徑約0.5～0.8 cm，園林廢棄物為自行收集園林綠化修剪物堆肥發(fā)酵后的產物，泥炭為丹麥品氏泥炭，粒徑0.5～2.0 cm，珍珠巖購自本地花卉市場，粒徑0.3～0.6 cm。

1.2 試驗方法

試驗采用單因素隨機區(qū)組試驗設計，共5 個處理，每個處理設3 個重復，每重復栽植15 株植物，共計225 株。于2020 年10 月對羽衣甘藍進行穴盤育苗，在幼苗3～4 片真葉時移栽至雙色盆中，每缽基質約2.5L，生長期間視基質的干濕情況進行水分管理，不施肥，至2021 年3 月試驗結束。4 個處理參照某商品基質配比（60%有機物料+30%泥炭+10%珍珠巖）按照成分體積比配制為：T1（60%松鱗+30%泥炭+10%珍珠巖）、T2（60%木薯渣+30%泥炭+10%珍珠巖）、T3（60%園林廢棄物+30%泥炭+10%珍珠巖）、T4（60%蚯蚓土+30%泥炭+10%珍珠巖），以CK（100%種植土）為對照。

1.3 測定項目與方法

基質性質測定：分別在羽衣甘藍移栽0、40、80 d 后，取中部基質自然風干后測定?；|pH 值采用電位計法測定，堿解氮含量采用堿解擴散法測定，有效磷含量采用鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用火焰光度法測定[11]。

羽衣甘藍生長指標測定：對各處理每重復隨機選取5 株，于植株最佳觀賞期進行相關指標的測定。植物株高以根基部（基質表面）至主莖頂部的高度為準，直尺測量?？側~片數(shù)、變色葉片數(shù)直接計數(shù)測定。葉面積由測量的葉片平均直徑計算獲得。冠幅為整株羽衣甘藍的展開直徑，變色冠幅為羽衣甘藍內部變色葉片展開直徑，直尺測量?；ㄞ分睆綖榛ㄞ纷畲治恢弥睆?，游標卡尺測定。地上部鮮質量指基質以上部位新鮮植株全部質量，105 ℃殺青，80 ℃烘干后為地上部干質量，與之對應為地下部鮮質量和地下部干質量，根冠比=地下部干質量/地上部干質量[12]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010 進行數(shù)據(jù)整理，使用SPSS 軟件進行單因素ANOVA 分析，鄧肯檢驗法比較不同處理間數(shù)據(jù)差異性（P＜0.05），利用隸屬函數(shù)法對基質栽培效果進行綜合評價。

2 結果與分析

2.1 不同基質對羽衣甘藍生長的影響

由表1 可知，各處理羽衣甘藍株高均在10 cm 以上，其中T1 處理最大，為14.03 cm，顯著高于CK 和其他處理，T2～T4 處理與CK 間無顯著性差異，最低為T4 處理?？側~片數(shù)最高為T2 處理，達42片，較CK 處理多出11 片，T3 處理葉片數(shù)最少，僅為27 片。T1、T2 處理羽衣甘藍的最大葉面積可達76 cm2，與其他處理差異顯著，較CK 處理增加約30%，T4 與CK 處理最大葉面積近60 cm2，最小為T3 處理，僅為48.38 cm2。T1、T2 處理冠幅顯著高于其他處理，較CK 處理增加約4 cm，達27 cm，T4 與CK 處理冠幅接近，約為3 cm，T3 處理冠幅最小，約為20 cm。花薹直徑T2 處理最高，為1.49 cm，T1 處理次之，兩者無明顯差異，但顯著高于CK、T3、T4 處理。

表1 不同栽培基質對羽衣甘藍生長指標的影響

表2 為不同栽培基質羽衣甘藍生物量的變化，可知地上鮮質量最大為T1、T2 處理，與CK 相比，分別增質量約71%、74%，約是T3 處理的2.5 倍，T4 處理的2 倍。地上干質量變化趨勢與地上鮮質量接近，T1、T2 處理地上干質量顯著高于其他處理。地下鮮質量最高亦為T1、T2 處理，且與CK 和其他處理差異顯著。對地下干質量來說，各處理間無明顯差異。羽衣甘藍根冠比T1、T2 處理較低，分別為0.140 和0.148，T4 和CK 均為0.24，T3 處理最大為0.3，顯著高于其他處理。較高的根冠比說明基質養(yǎng)分不足，植物為吸取更多養(yǎng)分，只能增加根系吸收面積，T3 處理地上生物量最低。由此可知，T3 基質養(yǎng)分供應狀況欠佳。

表2 不同栽培基質對羽衣甘藍生物量的影響

2.2 不同栽培基質對羽衣甘藍觀賞性的影響

在園林應用中，均以大的冠幅和變色冠幅為優(yōu)良性狀，大的冠幅可以減少單位面積的植株用量，從而降低成本。由于羽衣甘藍往往僅心葉顏色鮮艷，因此內葉片數(shù)及變色冠幅越大則觀賞性越強[13]。由圖1 可知，內葉片數(shù)即變色葉片數(shù)，T1、T2 處理最高，在30 片左右，CK、T4 處理約為25 片，T3 處理最少，僅為21 片。圖2 顯示了羽衣甘藍變色冠幅大小，T1、T2 處理的變色冠幅均在15 cm 以上，較CK 處理高出約2 cm，T3 及T4 處理變色冠幅較小，在10.5～12 cm 之間。由此可知，T1、T2 處理羽衣甘藍總冠幅大、葉片豐滿、變色范圍大、觀賞效果最佳，T3處理觀賞效果最差。

圖1 不同處理羽衣甘藍內、外葉片數(shù)量

圖2 不同處理羽衣甘藍冠幅

2.3 不同栽培基質的綜合評價

采用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)法對不同栽培基質效果進行綜合評價。模糊隸屬函數(shù)的計算公式：

式中，X 表示某項評價指標的測定值；Xmin、Xmax為不同處理某一指標的最小值和最大值。

如果某一指標與栽培效果呈負相關，可通過反隸屬函數(shù)計算，計算公式為:

將不同處理各指標隸屬函數(shù)值進行累加，求取平均值，平均值越大，則該處理植物長勢越好，基質栽培效果越佳[14-15]。由表3 可知，各處理隸屬函數(shù)值由大到小排序為：T2＞T1＞T4＞CK＞T3，即T2 處理羽衣甘藍的綜合長勢最好，其次為T1 處理，T3 處理下羽衣甘藍長勢和觀賞性均不及CK 和其他處理。

表3 不同栽培基質的隸屬函數(shù)值及排序

2.4 不同栽培基質性質變化

由圖3 可知，栽培基質的初始pH 值均在7 以下，最高為CK 處理，達6.85，其他處理pH 值在5.5～6.6，均低于CK，其中T1 和T2 處理初始pH 值接近，在5.5 左右，T3 和T4 處理pH 值略高，在6.5左右。移栽后，隨著時間的推移，CK、T1、T4 處理的pH 值呈先升高后降低的趨勢，T2 處理在整個生長期pH 值處于上升狀態(tài)，T3 處理pH 值略有下降，但基本保持穩(wěn)定。

圖3 不同栽培基質pH 值隨時間變化

圖4 為不同栽培基質堿解氮含量的變化。由圖4 可知，T2 處理初始堿解氮含量最高，達500 mg·kg-1，T1、T4 處理堿解氮含量在400 mg·kg-1以上，CK、T3處理含量較低，在220 mg·kg-1左右。在植物生長前期，各處理堿解氮含量變化較為平緩，呈緩慢下降趨勢；植物生長后期，各處理堿解氮下降略快，其中T4處理下降最快。

圖4 不同栽培基質堿解氮隨時間變化

圖5 為有效磷含量最高為T4 處理，其次為T2處理，含量均在500 mg·kg-1以上，CK 處理含量較低，在200 mg·kg-1左右。T3 處理有效磷含量最低，約為100 mg·kg-1。整個生長期有效磷含量變動范圍不大，T2 處理有效磷含量在生長后期略有上升，其他處理均呈緩慢下降的趨勢。

圖5 不同栽培基質有效磷隨時間變化

圖6 為不同時期基質速效鉀含量的變化，由圖6 可以看出，T2、T4 速效鉀含量較高，均在750 mg·kg-1以上，CK、T1 處理含量略低，也在400 mg·kg-1左右，說明基質初始速效鉀含量處于較豐富水平。整個生長期速效鉀含量變化較大，生長前期各處理速效鉀含量均下降約1/2，生長后期下降速率減緩。

圖6 不同栽培基質速效鉀隨時間變化

3 討論與結論

有機廢棄物如農作物秸稈、畜禽糞便、林業(yè)廢棄物，以及農畜產品加工等行業(yè)產生的廢料，經堆肥后產物富含大量纖維素、營養(yǎng)元素，及生理活性物質[16-18]，用作栽培基質具有巨大潛力和發(fā)展前景。本試驗通過5 種栽培基質對羽衣甘藍生長的影響分析及隸屬函數(shù)法綜合評價，結果可知T2（60%木薯渣+30%泥炭+10%珍珠巖）栽培的羽衣甘藍生長及觀賞性最佳，T1（60%松鱗+30%泥炭+10%珍珠巖）次之，T4（60%蚯蚓土+30%泥炭+10%珍珠巖）可達到與CK（100%種植土）同等效果，T3（60%園林廢棄物+30%泥炭+10%珍珠巖）表現(xiàn)較差。

通過分析各處理基質性質的變化，結果可知，與CK 相比，各處理pH 值均有不同程度的下降，說明有機基質可以有效調節(jié)pH 值[19]?；|的pH 值整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，原因可能是在生長前期隨著灌溉，酸性物質被淋失，導致pH 值略有上升，后期隨著基質不斷分解，植物根系分泌酸性物質，基質pH 值下降?？傮w來看，pH 值在整個生長期的變化不大，說明有機栽培基質可以起到緩沖pH 值過度變化的作用[20-21]。有機基質初始堿解氮含量較高，說明基質可為植物生長提供較充足氮肥，隨著時間的推移，各處理堿解氮含量均有不同程度的下降，這與前人的研究結果基本一致[22]。原因可能是植物生長后期基質重新釋放氮素的能力不足或是出現(xiàn)了氮損失[23-24]。各處理有效磷含量較高，且變化較為穩(wěn)定，一方面基質原料中儲藏豐富的磷元素，栽培過程中基質發(fā)生了二次發(fā)酵腐解，釋放出磷養(yǎng)分，另一方面磷肥在基質中移動較慢，不易被水分淋洗而流失[25]。速效鉀養(yǎng)分易于淋溶，各處理基質初始速效鉀含量較高，在栽培過程中速效鉀養(yǎng)分淋失，導致含量下降?；|優(yōu)良的理化性質可為植物生長提供適宜的水、氣、肥根際環(huán)境，因此對基質理化性質進一步調節(jié)、增強基質保肥性仍是今后研究重點。