樹葉復(fù)混基質(zhì)理化特性研究

姚文英 彭翠蘭 楊海俊 杜紅斌

摘要?[目的]研發(fā)一種適合新疆南疆的價格低廉、取材方便、適宜蔬菜育苗與栽培的有機(jī)復(fù)混基質(zhì)。[方法]選用南疆秋季落葉、鋸末（白楊）、菇渣等有機(jī)材料以及珍珠巖等無機(jī)材料，以進(jìn)口草炭作為對照，測定各單一基質(zhì)的理化性質(zhì)，然后再測定樹葉加鋸末、樹葉加菇渣復(fù)混基質(zhì)的理化性質(zhì)，通過與蔬菜的無土育苗基質(zhì)理化性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 2008—2012）進(jìn)行對比，篩選出合適的有機(jī)復(fù)混基質(zhì)進(jìn)行番茄（改良毛粉802）育苗。[結(jié)果]單一基質(zhì)（樹葉、鋸末、菇渣）理化性質(zhì)不完全符合番茄育苗標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)的要求，因此單一基質(zhì)不適宜進(jìn)行番茄育苗。隨著樹葉基質(zhì)比例的增加，其有機(jī)復(fù)混基質(zhì)的pH和EC值均增大。當(dāng)樹葉∶鋸末=2∶1、樹葉∶鋸末=4∶1和樹葉∶菇渣=2∶1時基質(zhì)的理化性質(zhì)最好。[結(jié)論]樹葉和鋸末、樹葉和菇渣的復(fù)混比例較低時，基質(zhì)的理化性質(zhì)較好。

關(guān)鍵詞?樹葉;復(fù)混基質(zhì);理化性質(zhì);育苗

中圖分類號?S317?文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A?文章編號?0517-6611（2021）01-0210-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.056

Abstract?[Objective]To develop a kind of organic compound substrates with low price， convenient material， suitable for vegetable seedling and cultivation in south Xinjiang. [Method]Selecting the organic materials such as falling leaves， sawdust （poplar）， mushroom residue and other inorganic materials（ such as perlite） in south Xinjiang， with imported peat as control，?the physical and chemical properties of each single substrate were measured， and the physicochemical properties of leaves， sawdust and mushroom residue were determined. Through comparing the physical and chemical properties of the soilless seedling substrate of vegetables （NY/T2008-2012）， the suitable organic compound substrates was screened out for tomato seedling.[Result]The physico-chemical properties of single substrate （leaves， sawdust， mushroom residue） did not conform to the requirements of the standard substrate of tomato seedling， so single substrate was unsuitable for tomato seedling. pH value and EC value of organic compound substrates increased with the increase of the proportion of leaf substrate. When leaves∶sawdust=2∶1， leaves∶sawdust=4∶1 and leaves∶mushroom residue =2∶1， the physical and chemical properties of the substrate were the best. [Conclusion]When the mixing ratio of leaves and sawdust， leaves and mushroom residue was low， the physical and chemical properties of the substrate were better.

Key words?Leaf;Compound substrates;Physico-chemical properties;Seedling

隨著我國無土栽培技術(shù)的逐步推廣，蔬菜育苗在逐步向產(chǎn)業(yè)化道路上發(fā)展，蔬菜的無土育苗基質(zhì)成為產(chǎn)業(yè)化道路的基礎(chǔ)。然而，我國蔬菜無土育苗技術(shù)仍然有很大的發(fā)展空間[1]。目前，我國的育苗基質(zhì)大多選用草炭和珍珠巖等材料通過復(fù)混而成，但草炭基質(zhì)不僅價格成本高，而且是不可再生資源[2]。受應(yīng)用成本、實(shí)用性和操作管理難度等因素的影響，目前世界上90%以上的無土栽培技術(shù)是采用基質(zhì)栽培的方式[3]?；|(zhì)是無土栽培與無土育苗的基礎(chǔ)與核心，所以基質(zhì)的選擇與配方研究是栽培與育苗成功的關(guān)鍵[4]。隨著蔬菜育苗產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，草炭資源漸漸枯竭直接影響蔬菜育苗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此尋求一種能夠替代草炭資源的蔬菜育苗基質(zhì)已經(jīng)成為一個迫在眉睫的問題。

近年來，有機(jī)生態(tài)型無土栽培已成為我國無土栽培發(fā)展的主要形式，有機(jī)基質(zhì)因其理化性質(zhì)穩(wěn)定、供肥充足、來源廣泛、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)被廣大農(nóng)民朋友接受[5]。草炭是復(fù)合基質(zhì)中很好的原料，吸水性、透氣性好，容重較小，有機(jī)質(zhì)含量10%～20%，具有較強(qiáng)的緩沖能力，但酸性較強(qiáng)（pH為4.0～5.0），生產(chǎn)上常與其他無機(jī)基質(zhì)混合使用。新鮮木屑質(zhì)輕，具有很好的保水性和保溫性[6]，但缺乏Fe、Zn、Mn等微量元素，有時還含有有毒物質(zhì)，對植物生長有害，不能直接使用作為基質(zhì)的材料[7]。菇渣具有疏松多孔的特性，含有豐富的有機(jī)質(zhì)、速效氮和全氮，且價格便宜，來源廣泛，組成穩(wěn)定。通過適當(dāng)處理或發(fā)酵腐熟，這2種材料在無土栽培和育苗中作為草炭替代物是完全可行的[8]。

目前，在新疆地區(qū)關(guān)于將秋季落葉利用起來作為育苗或栽培基質(zhì)的研究尚未報道，在國內(nèi)也少有報道。申明哲[9]2006年從東北地區(qū)實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)樹葉∶黑土=1∶1時對番茄的育苗效果最好，當(dāng)樹葉∶爐渣=3∶1、樹葉∶草炭∶爐渣∶黑土=1∶1∶1∶1、樹葉∶黃土=3∶1時的復(fù)混基質(zhì)比較理想。劉艷偉等[10]研究發(fā)現(xiàn)牛糞∶草炭∶樹葉∶蛭石∶珍珠巖=5∶5∶5∶3∶2時黃瓜的育苗效果較好。張冬弛等[11]研究了城市污泥與園林落葉不同配比復(fù)配后作為綠化基質(zhì)對黑麥草種苗生長的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)落葉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%時，復(fù)配基質(zhì)中總氮、總磷、總鉀含量與營養(yǎng)土較為接近。當(dāng)落葉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%和50%時，黑麥草的形態(tài)指標(biāo)與生理生化指標(biāo)最好。近幾年，南疆地區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展十分迅速，已經(jīng)成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的重要產(chǎn)業(yè)之一[12]。新疆作為我國距離沿海發(fā)達(dá)地區(qū)最遠(yuǎn)的地區(qū)，尤其是南疆，土地面積雖大但可耕種的土地面積卻十分有限[13]，在設(shè)施內(nèi)進(jìn)行無土栽培產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)成為必須發(fā)展的途徑，南疆的土地鹽堿化問題也導(dǎo)致當(dāng)?shù)卦O(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到阻礙，無土育苗基質(zhì)和無土栽培基質(zhì)的研制顯得格外重要。交通運(yùn)輸?shù)牟槐阋泊蟠笤黾恿瞬萏炕|(zhì)育苗和栽培的成本[14]，在新疆能夠?qū)ふ页鲆环N新的、適合本地區(qū)的、廉價的無土育苗基質(zhì)將會帶給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民很大的便利。因此，在新疆發(fā)展無土栽培基質(zhì)是非常有必要的，探究一種高效、穩(wěn)定、低成本的復(fù)混基質(zhì)是非常有意義的。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料

育苗基質(zhì)材料為校園落葉（胡楊、法國梧桐、新疆白楊）、鋸末（白楊）、菇渣、珍珠巖、牛糞和草炭。

1.2?試驗(yàn)方法

1.2.1?樹葉堆腐發(fā)酵。

試驗(yàn)在塔里木大學(xué)園藝試驗(yàn)站進(jìn)行。秋季校園落葉收集后粉碎（直徑約5 mm），裝袋待堆腐使用。將樹葉與鋸末分別進(jìn)行堆腐，發(fā)酵前添加牛糞、尿素、水等配料調(diào)節(jié)碳氮比（控制在35∶1以下）和含水量（60%～75%）[15]，添加BM發(fā)酵菌劑促使發(fā)酵進(jìn)行。發(fā)酵堆體為直徑1.5 m、高度0.8 m的圓錐體（堆體大小根據(jù)場地大小和物料量而定），上覆塑料薄膜，每隔7 d翻堆補(bǔ)充氧氣，至發(fā)酵結(jié)束。徹底發(fā)酵腐熟的標(biāo)準(zhǔn)是基質(zhì)呈黑色，無臭味，無蚊蟲，不板結(jié)，手握基質(zhì)有蓬松感。將腐熟好的基質(zhì)裝袋送至實(shí)驗(yàn)室，風(fēng)干待測。

1.2.2?基質(zhì)復(fù)混。

根據(jù)單一基質(zhì)的理化性質(zhì)，將樹葉與鋸末、樹葉與菇渣進(jìn)行復(fù)混基質(zhì)配比（V/V），得到8種復(fù)混有機(jī)基質(zhì)（表1），對照基質(zhì)（CK）為草炭∶珍珠巖=3∶1，進(jìn)行理化性質(zhì)測定。

1.3?測定指標(biāo)與方法

1.3.1?堆體溫度。

堆體溫度測定時間為每天14：00和19：00，取測點(diǎn)在堆體中部偏上位置，深度為20 cm。使用數(shù)顯溫度計記錄溫度。

1.3.2?基質(zhì)容重、孔隙度。

容重和孔隙度按照郭世榮[16]的測定方法測定，按以下公式計算各基質(zhì)的物理性狀：

1.3.3?基質(zhì)pH和EC值。

將自然風(fēng)干基質(zhì)20 mL，加入去離子蒸餾水100 mL，振蕩浸提10 min，過濾，取其濾液，使用HI98129 pH計測定pH，使用電導(dǎo)率儀DDS-320測定電導(dǎo)率（單位為mS/cm）。

1.4?數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2000軟件進(jìn)行處理。

2?結(jié)果與分析

2.1?基質(zhì)的堆腐溫度

堆腐期間對基質(zhì)堆體溫度進(jìn)行測定，結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，在每日14：00測定的樹葉和鋸末的發(fā)酵溫度維持在45 ℃左右（低于40 ℃的情況是翻堆補(bǔ)充水分和氧氣造成的），鋸末基質(zhì)在堆腐期間超過50 ℃（含50 ℃）的天數(shù)有5 d，處于45～50 ℃（含45 ℃）的天數(shù)有26 d，低于45 ℃的天數(shù)為12 d，樹葉基質(zhì)在堆腐期間超過50 ℃的天數(shù)為2 d，處于45～50 ℃的天數(shù)為23 d，低于45 ℃的天數(shù)為18 d;每日19：00測定的鋸末基質(zhì)在堆腐期間堆肥溫度超過50 ℃的天數(shù)為20 d，堆肥溫度處于45～50 ℃的天數(shù)為18 d，堆肥溫度低于45 ℃的天數(shù)為5 d，樹葉基質(zhì)在堆腐期間堆肥溫度超過50 ℃的天數(shù)為11 d，堆肥溫度處于45～50 ℃的天數(shù)為23 d，堆肥溫度低于45 ℃的天數(shù)為9 d?？傮w來看，樹葉基質(zhì)堆體鋸末基質(zhì)堆體每日19：00的堆體溫度均普遍高于每日14：00，但二者均有3 d出現(xiàn)19：00時堆體溫度低于14：00時堆體溫度。這可能與當(dāng)時的天氣狀況及翻堆時間有關(guān)。添加BM菌劑有利于鋸末堆體整體溫度的升高，有利于腐熟的完成。

2.2?單一基質(zhì)的理化特性

各單一基質(zhì)的粒徑大小均滿足條件，在容重方面，只有菇渣滿足條件，其他3個基質(zhì)均低于標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)。在孔隙度方面，總孔隙度和持水孔隙度均滿足條件（分別為大于60%和大于45%）;通氣孔隙度只有樹葉基質(zhì)滿足條件，其次為鋸末的12.39%和菇渣的14.34%，而草炭基質(zhì)的通氣孔隙度最小，僅為4.91%。從氣水比來看，僅菇渣滿足條件，樹葉基質(zhì)基本接近1∶2，草炭基質(zhì)達(dá)到1∶20。在酸堿度方面，只有樹葉基質(zhì)pH偏高，達(dá)到7.92，其他3個基質(zhì)均滿足條件;在EC值方面，只有草炭基質(zhì)滿足條件，樹葉基質(zhì)的EC值為1.89 mS/cm，菇渣基質(zhì)的EC值為1.11 mS/cm，鋸末基質(zhì)接近標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)（0.25 mS/cm）?？傮w來看，單一基質(zhì)中鋸末基質(zhì)最接近標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)，樹葉基質(zhì)在物理性質(zhì)方面最接近標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)，而草炭基質(zhì)在化學(xué)性質(zhì)方面最接近標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)（圖2）。

2.3?復(fù)混基質(zhì)的理化特性

2.3.1?樹葉與鋸末復(fù)混基質(zhì)的理化特性。

從圖3可以看出，在樹葉和鋸末的復(fù)混基質(zhì)中，各復(fù)混基質(zhì)處理的物理性質(zhì)稍高于對照，但基本符合蔬菜育苗基質(zhì)國標(biāo)（NY/T 2118—2012）要求。隨著樹葉基質(zhì)的比例增大，總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度和氣水比都在減小，當(dāng)樹葉基質(zhì)比例為8∶1時總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度和氣水比均增大，說明隨著樹葉基質(zhì)比例的增加，孔隙度并不呈現(xiàn)線性變化，而當(dāng)樹葉基質(zhì)比例接近6∶1時總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度和氣水比發(fā)生變化。但隨著樹葉基質(zhì)比例的增加，容重不斷增大;在化學(xué)性質(zhì)方面，隨著樹葉基質(zhì)比例的增加，pH和EC值均不斷增大。在樹葉∶鋸末復(fù)混基質(zhì)的處理中，pH最小為8.29，最大為8.33;EC值最小為1.597 mS/cm，最大為1.743 mS/cm?？傮w來看，T1和T2處理的理化性質(zhì)最接近對照（CK）。

2.3.2?樹葉與菇渣復(fù)混基質(zhì)的理化特性。

對樹葉和菇渣的復(fù)混基質(zhì)的理化性質(zhì)進(jìn)行測定，結(jié)果見圖4。從圖4可以看出，在物理性質(zhì)方面，除T8處理的氣水比達(dá)到0.55，被認(rèn)為偏高外，各比例復(fù)混基質(zhì)均符合番茄育苗標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)要求;在化學(xué)性質(zhì)方面，pH和EC值隨著樹葉基質(zhì)比例的增大而增大，當(dāng)樹葉基質(zhì)比例為8∶1時出現(xiàn)輕微下降趨勢。在各樹葉和菇渣的復(fù)混基質(zhì)處理中，pH最小為6.72，最大為8.20;EC值最小為1.342 mS/cm，最大為1.498 mS/cm?？傮w來看，T5處理的理化性質(zhì)最接近對照（CK）。

3?結(jié)論與討論

3.1?單一基質(zhì)與番茄育苗標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)理化特性的對比

在單一基質(zhì)中，樹葉基質(zhì)pH和EC值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于草炭基質(zhì)，與草炭基質(zhì)在化學(xué)性質(zhì)方面最接近的是鋸末基質(zhì)，但pH和EC值均高于草炭。通過樹葉沖洗試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過對樹葉的淋洗會大大降低其EC值，但對其pH沒有太大影響，僅有輕微降低。其原因有以下方面：第一，樹葉本身離子含量偏高;第二，樹葉在堆置中混入部分灰塵等土壤離子。

將單一基質(zhì)與蔬菜的無土育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，單一基質(zhì)的理化性質(zhì)不完全符合番茄育苗標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)的要求，但分別在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)上有不同的特點(diǎn)，可以根據(jù)各單一基質(zhì)的不同性質(zhì)配制出復(fù)混基質(zhì)使其滿足標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)的要求。

3.2?復(fù)混基質(zhì)與番茄育苗標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)理化特性的對比

對各比例復(fù)混基質(zhì)與蔬菜的無土育苗基質(zhì)理化性質(zhì)進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，各復(fù)混基質(zhì)的粒徑大小均滿足條件。在容重方面，樹葉和菇渣的復(fù)混基質(zhì)4個處理均滿足條件，而樹葉和鋸末的復(fù)混基質(zhì)中僅有樹葉基質(zhì)∶鋸末基質(zhì)=2∶1處理的容重偏小，為0.28 g/cm3，另外對照復(fù)混基質(zhì)（草炭∶珍珠巖=3∶1）的容重最小，僅為0.17 g/cm3;在孔隙度方面，樹葉和在菇渣的復(fù)混基質(zhì)均滿足條件，僅有樹葉基質(zhì)∶菇渣基質(zhì)=8∶1的復(fù)混基質(zhì)氣水比偏大，為0.55，而復(fù)混基質(zhì)中樹葉與鋸末的比例為2∶1和8∶1時完全符合標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)的要求，樹葉基質(zhì)比例分別為4∶1和6∶1的處理以及對照復(fù)混基質(zhì)的通氣孔隙度偏小，導(dǎo)致氣水比偏小;隨著樹葉基質(zhì)比例的增加，樹葉與菇渣有機(jī)復(fù)混基質(zhì)的pH和EC值均逐漸增大，造成pH和EC值增大的原因很可能是樹葉基質(zhì)。通過對樹葉和鋸末的復(fù)混基質(zhì)與樹葉和菇渣的復(fù)混基質(zhì)的比較發(fā)現(xiàn)，樹葉與菇渣的復(fù)混基質(zhì)理化性質(zhì)均要優(yōu)于樹葉和鋸末的復(fù)混基質(zhì)。

黎榕等[17]研究發(fā)現(xiàn)堆肥腐熟的園林廢棄物、蛭石及珍珠巖配制的復(fù)合新型基質(zhì)（M）（對照為泥炭土、蛭石及珍珠巖=2∶1∶1）的理化性質(zhì)相對穩(wěn)定，基本在花卉栽培要求的基質(zhì)理化性質(zhì)范圍內(nèi);馬義勝[18]研究不同農(nóng)業(yè)廢棄物復(fù)配基質(zhì)對草莓植株生長、果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)杏鮑菇渣、鐵皮石斛栽培廢料的電導(dǎo)率較低，營養(yǎng)元素含量豐富且理化性質(zhì)相對穩(wěn)定適合用作栽培基質(zhì)主料，添加菌劑菇渣無害化處理時間更短，處理后理化性質(zhì)更加穩(wěn)定。該試驗(yàn)中復(fù)混基質(zhì)8個處理的物理性質(zhì)都基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)的要求，化學(xué)性質(zhì)pH和EC值均偏高，因此在育苗試驗(yàn)中應(yīng)考慮降低pH和EC值。

4?結(jié)論

通過測定單一基質(zhì)（樹葉、鋸末、菇渣）的理化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)單一基質(zhì)理化性質(zhì)不完全符合番茄育苗標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)的要求，因此理論上單一基質(zhì)不適宜進(jìn)行蔬菜的無土育苗。對樹葉與鋸末、樹葉與菇渣有機(jī)復(fù)混基質(zhì)的測定表明，隨著樹葉基質(zhì)的比例增加，其復(fù)混基質(zhì)的pH和EC值均增大。其中，T1（樹葉∶鋸末=2∶1）、T2（樹葉∶鋸末=4∶1）和T5（樹葉∶菇渣=2∶1）3個處理的理化性質(zhì)最好。

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