生活污泥有機肥育苗基質(zhì)配方研究

摘要為研發(fā)適宜育苗的以生活污泥有機肥為基礎(chǔ)的基質(zhì)，通過溫室大棚育苗盤育苗試驗，篩選適宜的生活污泥有機肥種類以及有機肥與珍珠巖、蛭石的混合比例，為生活污泥資源化利用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。試驗因素包括生活污泥有機肥種類和生活污泥有機肥：珍珠巖：蛭石的配比，生活污泥有機肥種類有4種分別為A1、A2、A3和A4；4個混合比例分別為2∶1∶1、4∶1∶1、6∶1∶1和8∶1∶1（質(zhì)量比，分別以B1、B2、B3、B4表示），完全隨機組合共16個處理，以商品基質(zhì)為對照，供試材料為西瓜。結(jié)果表明，不同種類生活污泥有機肥及混合比例的基質(zhì)均對西瓜出苗率和幼苗生長存在顯著影響，其中A2B3處理的基質(zhì)西瓜出苗率、株高、葉片數(shù)、SPAD均高于其他處理。同時生活污泥有機肥種類與混合比例也存在極顯著的交互效應(yīng)，而A2B3組合的基質(zhì)最優(yōu)即A2生活污泥有機肥及其與珍珠巖、蛭石質(zhì)量比為6∶1∶1，可以推薦為生活污泥有機肥育苗基質(zhì)配方。

關(guān)鍵詞污泥有機肥；育苗基質(zhì)；西瓜；混合比例

中圖分類號S604+.3"文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611（2024）24-0119-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.24.027

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

StudyonSeedlingSubstrateFormulationBasedonOrganicFertilizerfromDomesticSludge

WANG" Xi-na1，XUE" Xu1，TAN" Jun-li^2，3" et al

（1.SchoolofAgriculture，NingxiaUniversity，Yinchuan，Ningxia750021;2.SchoolofCivilandHydraulicEngineering，NingxiaUniversity，Yinchuan，Ningxia"750021;3.EngineeringTechnologyResearchCenterofWater-SavingandWaterResourceRegulationinNingxia，Yinchuan，Ningxia""750021）

AbstractInordertoresearchanddevelopsuitableseedlingsubstratebasedondomesticsludgeorganicfertilizer，thesuitablekindsofdomesticsludgeorganicfertilizerandthemixingratiooforganicfertilizertoperliteandvermiculitewerescreenedthroughseedlingtraytest，providingtheoreticalbasisandtechnicalsupportfordomesticsludgeresourceutilization.Thetreatmentsincluded4typesofdomesticsludgeorganicfertilizers（A1，A2，A3，A4）and4mixingmassratiooforganicfertilizers∶perlite∶vermiculite（2∶1∶1，4∶1∶1，6∶1∶1，8∶1∶1）whichweredenotedbyB1，B2，B3，B4respectively，withcommercialsubstrateascontrolandwatermelonastestedcrop.Theresultsshowedthatbothsludgeorganicfertilizervarietiesandmixingratioshadsignificanteffectonwatermelonseedgerminationandseedlinggrowth.Watermelonseedgermination，plantheight，numberofleavesandSPADwerehigherinA2B3treatmentthanothertreatments.Alsotherewerehighlysignificantinteractioneffectsbetweenorganicfertilizervarietiesandmixingratios，whilethecombinationofA2B3wasoptimumi.e.sludgeorganicfertilizerA2anditsmixingratiowithperliteandvermiculitewas6∶1∶1，whichcanberecommendedassludgeorganicfertilizerseedlingsubstrateformulation.

KeywordsSludgeorganicfertilizer;Seedlingsubstrate;Watermelon;Mixingratio

隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，育苗基質(zhì)變得越來越重要^［1］。育苗基質(zhì)是能否培育優(yōu)質(zhì)壯苗的關(guān)鍵因素之一^［2］。利用有機、無機材料及微生物制劑所配制的能夠滿足幼苗生長需要的優(yōu)質(zhì)土壤或無土栽培基質(zhì)稱為育苗基質(zhì)^［3］。目前市面上常見的育苗基質(zhì)有巖棉、細蛭石、草炭、鋸木屑等，其中有機肥、細蛭石是較理想的育苗基質(zhì)^［4］。

污泥的農(nóng)業(yè)利用實現(xiàn)污泥的資源化、減量化、穩(wěn)定化，是最具潛力的處置方式^［5］。城市生活污泥經(jīng)過堆肥發(fā)酵處理，可以鈍化污泥中重金屬活性、消滅病原物^［6］，是最有發(fā)展前景和經(jīng)濟有效的污泥處置方法，對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義^［7］。經(jīng)過堆肥發(fā)酵的污泥有機肥含有大量有機質(zhì)和豐富的營養(yǎng)元素，可以作為育苗基質(zhì)原材料生產(chǎn)營養(yǎng)基質(zhì)，為幼苗的生長發(fā)育提供充足的養(yǎng)分和營養(yǎng)元素，促進其生根發(fā)芽，有利于培育優(yōu)質(zhì)壯苗^［8］。

城市生活污泥、秸稈等的堆肥產(chǎn)物，具有疏松土壤、提高土壤透氣性、增強土壤肥水滲透力等特點^［9］，能夠提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)。陳同斌等^［10］發(fā)現(xiàn)污泥堆肥產(chǎn)物能促進小麥的生長發(fā)育，邵蕾等^［7］將污泥堆肥產(chǎn)物用于油菜種植，增產(chǎn)效果顯著，土壤和產(chǎn)品質(zhì)量均在安全標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)^［11］。污泥堆肥產(chǎn)物不僅具有顯著的經(jīng)濟效益，而且堆肥產(chǎn)物經(jīng)過處理后使用是安全的^［12-13］。

筆者利用污泥有機肥作為主要材料，與珍珠巖、蛭石經(jīng)過一定質(zhì)量比例混合復(fù)配出西瓜育苗基質(zhì)，研究其對西瓜幼苗生長發(fā)育的影響，篩選出最佳的育苗基質(zhì)配方，為開發(fā)合適的西瓜育苗基質(zhì)配方和污泥堆肥產(chǎn)物資源化利用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

污泥有機肥取自在中衛(wèi)市林峰科技有限公司的污泥堆肥試驗中的A1、A2、A3、A4堆肥產(chǎn)品。其中A1生活污泥有機肥的生產(chǎn)工藝為10%玉米秸稈+90%生活污泥，玉米秸稈粉碎成3cm粒徑，堆肥工藝采用玉米秸稈與生活污泥摻混后靜置6d后再按常規(guī)翻拋的堆肥產(chǎn)品；A2生活污泥有機肥的生產(chǎn)工藝為10%玉米秸稈+90%生活污泥，玉米秸稈不粉碎，堆肥工藝采用常規(guī)翻拋的方法；A3生活污泥有機肥的生產(chǎn)工藝為15%玉米秸稈+85%生活污泥，玉米秸稈粉碎成5cm粒徑，堆肥工藝采用常規(guī)翻拋的方法；A4生活污泥有機肥的生產(chǎn)工藝為15%玉米秸稈+85%生活污泥，玉米秸稈粉碎成3cm粒徑，堆肥工藝采用常規(guī)翻拋+曝氣處理。具體堆肥過程參考文獻［14］。輕質(zhì)珍珠巖（粒徑3～6mm）和蛭石（粒徑1～2mm）購買于靈壽縣永順礦產(chǎn)品加工廠。供試西瓜種子為金城五號（中衛(wèi)市金城種業(yè)有限責(zé)任公司）。商品基質(zhì)是由沃德農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。

1.2試驗方法

試驗于2021年4—6月在寧夏大學(xué)教學(xué)試驗基地溫棚內(nèi)進行。首先將經(jīng)過堆肥所生產(chǎn)的污泥有機肥用粉碎機粉碎成粉末狀。然后與珍珠巖和蛭石按一定質(zhì)量比例混合，復(fù)配形成新的育苗基質(zhì)。4種污泥有機肥的基本理化性狀見表1。4種生活污泥有機肥養(yǎng)分含量接近，A1和A2硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量略高于A3和A4。

1.3試驗設(shè)計

采用2因素4水平完全隨機試驗，2因素分別為污泥有機肥種類（A1、A2、A3、A4）和生活污泥有機肥∶蛭石∶珍珠巖的混合比例，混合比例分別為2∶1∶1、4∶1∶1、6∶1∶1、8∶1∶1，分別以B1、B2、B3、B4表示。試驗設(shè)計見表2。

復(fù)配后的基質(zhì)分別裝入育苗盤，穴盤規(guī)格為50孔，4月7日將西瓜種子浸泡，4月8日將浸泡的西瓜種子播種于穴盤中。每穴播西瓜種子1粒，之后蓋一層薄的基質(zhì)至與穴盤平齊。隨機排列，每個處理4次重復(fù)，每個重復(fù)5穴。育苗期間定期灌水，保持育苗基質(zhì)有較好的水分狀況。所有處理灌水處理均保持一致。

1.4測定項目與方法

出苗率∶種子拱土，子葉露出即為出苗。分別于4月28日（播種后20d）和5月12日（播種后34d）分別測定種子出苗率。出苗率=出苗數(shù)/播種數(shù)×100%。

株高用卷尺測量從基質(zhì)表面位置到生長點的高度。葉片數(shù)為展開的葉片數(shù)。用葉綠素測定儀SPAD-502plus（KonicaMinolta，日本）測定葉片SPAD值，每株測定3片葉片，求其平均數(shù)。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用SPSS22.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用雙因素試驗法進行方差分析，用Duncan法進行多重比較，結(jié)合WPSOffice進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析處理，并使用OriginPro2021進行作圖。

2結(jié)果與分析

2.1生活污泥有機肥種類及混合比例育苗基質(zhì)對西瓜出苗率的影響

播種后20和34d西瓜的出苗率見圖1。不同種類生活污泥有機肥基質(zhì)對不同時期西瓜出苗率均有極顯著（Plt;0.01）或顯著（Plt;0.05）影響，其中A2基質(zhì)的西瓜出苗率最高，平均值分別達76.67%和95.00%，比商品基質(zhì)分別提高了91.67%和42.5%。除A4基質(zhì)顯著低于其他種類生物污泥有機肥的基質(zhì)外，其他處理之間無顯著差異。另外，A4基質(zhì)播種后20d的出苗率低于同時期商品基質(zhì)，但播種后34d高于商品基質(zhì)。這說明生活污泥有機肥育苗基質(zhì)隨著培育時間延長促進了西瓜出苗。這可能是因為生活污泥有機肥中含有大量的養(yǎng)分，為西瓜出苗提供了較好的養(yǎng)分條件。

從混合比例來看，播種后20d不同混合比例復(fù)配基質(zhì)對西瓜出苗率有極顯著影響（Plt;0.01），8∶1∶1混合比例的復(fù)配基質(zhì)的平均出苗率顯著低于2∶1∶1、4∶1∶1和6∶1∶1處理。而播種后34d，不同混合比例復(fù)配基質(zhì)之間無顯著差異。這說明隨著育苗時間的延長，混合比例對西瓜出苗率的影響不斷減弱。

另外，生活污泥有機肥種類與混合比例對西瓜出苗率存在極顯著的交互效應(yīng)（Plt;0.01）。播種后20d，A2B3、A2B1和A2B2處理的出苗率較高，超過93%，而A3B4和A4B4的出苗率為0；播種后34d，A4B1和A4B2育苗基質(zhì)的出苗率顯著低于其他處理，出苗率僅為53.3%，而此時其他組合育苗基質(zhì)出苗率均超過70%。從西瓜出苗率來看，每種生活污泥有機肥均有適宜的配合比例。A2生活污泥有機肥的B1、B2和B3配合比例和A1生活污泥有機肥的B1和B2配合比例的出苗率最高，是較優(yōu)的組合。綜合播種后20和34d西瓜出苗率來看，A2B3組合的育苗基質(zhì)即生活污泥有機肥種類為A2且其混合比例為B3即生活污泥有機肥∶珍珠巖∶蛭石=6∶1∶1是最優(yōu)的。

2.2生活污泥有機肥種類及其配比育苗基質(zhì)對西瓜幼苗生長的影響

2.2.1株高。

西瓜幼苗株高是反映幼苗長勢的重要指標(biāo)。由圖2可知，不同污泥肥料種類的基質(zhì)對西瓜幼苗株高有極顯著影響（Plt;0.0001），A4生活污泥有機肥基質(zhì)的株高顯著低于其他生活污泥有機肥基質(zhì)。且除A4外，其他污泥有機肥基質(zhì)的株高大于商品基質(zhì)。A2處理的株高最大，平均值達8.68cm，與商品基質(zhì)相比提高了39.3%。不同混合比例復(fù)配基質(zhì)對西瓜幼苗株高也有顯著影響（Plt;0.05），B3混合比例的復(fù)配基質(zhì)的株高顯著大于B2和B1復(fù)配基質(zhì)（Plt;0.05）?？梢姡鞴厦缰旮唠S著污泥有機肥復(fù)配比例增加有增大趨勢。這可能是因為生活污泥有機肥混合比例增加，養(yǎng)分含量增多，可以促進西瓜苗期的生長。

生活污泥有機肥種類與混合比例對西瓜苗期株高有極顯著（Plt;0.0001）的交互作用。對苗期西瓜株高而言，最優(yōu)基質(zhì)為A1B3，A2B3處理次之，而A4B2處理最小?？梢?，從促進西瓜幼苗生長的角度來看，A2B3組合的基質(zhì)配方即A2生活污泥有機肥且生活污泥有機肥∶珍珠巖∶蛭石=6∶1∶1是較優(yōu)組合。

2.2.2葉片數(shù)。

葉片是植物對土壤礦質(zhì)營養(yǎng)反應(yīng)最為敏感的器官，作為地下部分向上輸送的礦質(zhì)營養(yǎng)儲存庫，其生長情況可作為評價肥料肥效最直觀的指標(biāo)^［15-16］。葉片數(shù)是反映幼苗生長發(fā)育的重要指標(biāo)。由圖3可知，不同種類生活污泥有機肥基質(zhì)對西瓜幼苗葉片數(shù)有極顯著影響（Plt;0.000 1），A4基質(zhì)的葉片數(shù)顯著少于A1、A2和A3基質(zhì)。與商品基質(zhì)相比，A1、A2、A3和A4基質(zhì)的西瓜平均葉片數(shù)分別比商品基質(zhì)提高了31.9%、41.9%、37.5%和5.35%。從不同混合比例基質(zhì)來看，B3混合比例的基質(zhì)平均葉片數(shù)顯著多于B2，增加了21.6%，而其他混合比例基質(zhì)之間無顯著差異。

不同生活污泥有機肥種類與混合比例的基質(zhì)對西瓜葉片數(shù)存在極顯著的交互效應(yīng)（Plt;0.0001），最優(yōu)組合基質(zhì)為A2B3，其葉片數(shù)為6.0片，而最差組合基質(zhì)為A4B2，其葉片數(shù)僅為2.2片。

2.3生活污泥有機肥種類及其混合比例的育苗基質(zhì)對西瓜幼苗葉片SPAD值的影響

葉綠素是植物體所必需的光合色素，其作為光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化的主要物質(zhì)載體，在光合作用中占據(jù)重要地位^［17］。葉片SPAD值反映了葉片中葉綠

素含量。由圖4可知，不同種類生活污泥有機肥基質(zhì)和不同

混合比例基質(zhì)對西瓜幼苗葉片SPAD值無顯著影響，處理之

間無顯著差異。但生活污泥有機肥基質(zhì)的葉片SPAD值均高于商品基質(zhì)，提高幅度在31.7%～41.8%。盡管不同混合比例基質(zhì)對西瓜葉片SPAD值無顯著影響，但B3混合比例即6∶1∶1的基質(zhì)葉片SPAD值最高，均值為51.0，而B1即2∶1∶1基質(zhì)最低，均值為45.9。不同種類生活污泥有機肥和混合比例對葉片SPAD值有極顯著的交互效應(yīng)，A4B4、A3B4和A2B2組合基質(zhì)的葉片SPAD值最高，大于55，而A2B4僅為35。這說明不同種類生活污泥有機肥及合適混合比例的基質(zhì)可以提高西瓜幼苗葉片的SPAD值。

3結(jié)論

（1）與商品基質(zhì)相比，污泥有機肥育苗基質(zhì)提高了西瓜的出苗率，同時促進了西瓜幼苗的生長。綜合西瓜出苗率和西瓜幼苗生長來看，A2是最優(yōu)的生活污泥有機肥種類。

（2）污泥有機肥與珍珠巖及蛭石的混合比例對西瓜種子的出苗以及株高和葉片數(shù)均有顯著影響，B3即6∶1∶1混合比例的基質(zhì)最優(yōu)。

（3）不同種類生活污泥有機肥與混合比例的基質(zhì)對西瓜

種子發(fā)芽、幼苗生長及葉片SPAD均有極顯著的交互作用。綜合來看，A2B3的組合即A2生活污泥有機肥及生活污泥有機肥∶蛭石∶珍珠巖混合比例為6∶1∶1是適宜西瓜育苗的基質(zhì)配方。

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