趙國明 張蕾蕾 矯云學(xué) 裴海林 邢向欣 孫京 李靖

(吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院，吉林 長春 130022)

引言

無土栽培技術(shù)是由傳統(tǒng)種植農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)規(guī)?；⒓s化轉(zhuǎn)變的一個重要的新型栽培方式[1-3]，其中，基質(zhì)栽培是無土栽培的主要形式，而基質(zhì)原料的選擇與配方會直接影響栽培種植效果?；|(zhì)配方的關(guān)鍵在于原材料的選擇、配比與前處理[4，5]。價格低廉、營養(yǎng)充足且來源廣泛的原材料是蔬菜栽培基質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化重要條件之一。目前，國內(nèi)畜禽厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的沼渣產(chǎn)量可觀，許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[6，7]，經(jīng)過厭氧發(fā)酵后的沼渣含作物生產(chǎn)所需的N、P、K等大量元素與有機(jī)質(zhì)[10，11]，非常適合進(jìn)行栽培種植試驗[8]。

本次研究將主要利用經(jīng)過厭氧發(fā)酵后的牛糞沼渣與腐熟秸稈、碳化稻殼、腐熟鋸末等農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行不同比例的調(diào)整通過測定原料的理化性質(zhì)并進(jìn)行種植試驗，確定適合蔬菜種植的栽培基質(zhì)，為我國農(nóng)業(yè)廢棄物的利用提供新的解決手段，并且減少我國常規(guī)蔬菜栽培造成的土壤肥力下降等問題，提供無土栽培的高效利用途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用牛糞沼渣是以牛糞為主要發(fā)酵原料正常產(chǎn)氣3個月以上的沼氣池內(nèi)的發(fā)酵產(chǎn)物，直接進(jìn)行風(fēng)干處理即可，將沼渣置于太陽下通過自然干燥備用。腐熟秸稈所用秸稈為進(jìn)行完全發(fā)酵腐熟處理的玉米秸稈。碳化稻殼為經(jīng)過碳化處理后完全碳化且基本保持原形的炭化稻殼。選用經(jīng)過完全腐熟發(fā)酵后的鋸末，在結(jié)束腐熟過程后晾干即為腐熟鋸末。選取作為栽培基質(zhì)的河沙直徑0.5～3.0mm。試驗材料理化性質(zhì)如表1所示。

表1 基質(zhì)原料理化性質(zhì)

1.2 栽培基質(zhì)的配制

將試驗所需原料依據(jù)我國農(nóng)業(yè)部發(fā)布的蔬菜育苗基質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與河北省發(fā)布的蔬菜栽培基質(zhì)地方標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的各項指標(biāo)進(jìn)行初步測算，得到8種基質(zhì)配方，見表2，按配方配制8種復(fù)合基質(zhì)，并將其與市場購買蔬菜栽培基質(zhì)(CK)進(jìn)行理化性能測試，然后進(jìn)行蔬菜栽培種植試驗。

表2 不同配方復(fù)合基質(zhì)配制比例

1.3 基質(zhì)理化性質(zhì)測定方法

pH采用pH參數(shù)分析儀直接測定；電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率參數(shù)分析儀測定；速效氮采用堿解擴(kuò)散法測定；速效磷采用0.5mol·L-1碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法測定；速效鉀采用醋酸銨提取火焰光度法[16]測定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測定；基質(zhì)容重采用稱重法進(jìn)行測定計算。

1.4 種植試驗

基質(zhì)種植試驗選擇在4月進(jìn)行，試驗地點(diǎn)是在溫室大棚內(nèi)，種植品種為生菜和小白菜，并與市場購買的蔬菜栽培基質(zhì)種植對照。試驗期間，棚內(nèi)定期補(bǔ)水、通風(fēng)、調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，每種配方設(shè)置3個重復(fù)。待采時，每個配方選取具有代表性的植株10株，并采用米尺及千分之一天平對植株高度、葉片數(shù)量、鮮重等生長指標(biāo)進(jìn)行測定。通過生菜和小白菜種植效果分析，優(yōu)化基質(zhì)配方。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配方基質(zhì)理化性能對比

如表3所示，分別為不同配方基質(zhì)下水解氮、速效磷、速效鉀等理化性質(zhì)對比，較行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)范圍對比來看，各基質(zhì)配方均符合標(biāo)準(zhǔn)，并且水解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)的含量都處于較優(yōu)范圍，此外，其pH值也處于中性環(huán)境中，適合進(jìn)行蔬菜栽培。幾種蔬菜栽培基質(zhì)配方與CK組相比，其各項指標(biāo)均高于CK對照組，對于蔬菜栽培來說，在合適的范圍內(nèi)，其水解氮、速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)的含量越高，種植的蔬菜長勢及品質(zhì)越好。因此，各配方基質(zhì)均可滿足種植試驗要求。

表3 不同配方基質(zhì)的理化性能

2.2 不同配方基質(zhì)出苗率測試試驗

對不同的配方基質(zhì)進(jìn)行出苗率測試，試驗種子為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜花卉研究所選育的“散葉大速生”生菜，播種前催芽測試，種子發(fā)芽率在95%以上，分別取同批種子各100粒進(jìn)行配方基質(zhì)及對照的出苗率測試，做3個重復(fù)取出苗率平均值，種植過程中調(diào)控澆水、通風(fēng)、光照等條件相同。得到測試結(jié)果如表4。各配方出苗率均能達(dá)到91%以上，符合種植要求[19，20]。

2.3 不同配方基質(zhì)種植試驗

2.3.1 不同配方基質(zhì)生菜種植試驗結(jié)果分析

從表5可以看出，配方T2、T3、T5生菜植株的株高較高，分別達(dá)22.1cm、21.3cm、21.1cm，均高于對照株及其他配方植株。從植株整體素質(zhì)看，T2、T3和T5生菜植株長勢明顯好于其他基質(zhì)，其中T3和T5的植株長勢與對照比較接近，而T2的植株長勢最好，見圖1。

2.3.2 不同配方基質(zhì)小白菜種植試驗結(jié)果分析

表4 不同配方基質(zhì)生菜種植出苗率

表5 不同配方基質(zhì)生菜生長指標(biāo)

圖1 生菜生長情況

圖2 小白菜生長情況

由表6可知，T2、T3、T5的小白菜綜合長勢相對較好，其中T3和T5的小白菜綜合長勢與對照差別不明顯，而T2的植株綜合長勢則明顯高于對照，株高比對照高0.9cm，葉片數(shù)比對照多1片，地上鮮重比對照大4.84g。綜合長勢情況看，T2配方種植效果最佳，見圖2。

表6 不同配方基質(zhì)小白菜生長指標(biāo)

3 結(jié)論

通過對牛糞沼渣綠色蔬菜栽培基質(zhì)配方的研究，可依據(jù)基質(zhì)原料特性的不同，調(diào)配目標(biāo)基質(zhì)并優(yōu)化配方，通過對不同配方進(jìn)行理化性質(zhì)的測定分析以及種植試驗，基于葉菜生長的具體理化性能參數(shù)，配制優(yōu)化出適合葉菜種植的基質(zhì)配方，即牛糞沼渣∶腐熟秸稈∶碳化稻殼∶腐熟鋸末∶河沙為15∶35∶20∶20∶10(體積比)，種植生產(chǎn)的蔬菜長勢好、品質(zhì)佳。

4 討論

目前，厭氧發(fā)酵處理畜禽養(yǎng)殖廢棄物已成為畜禽糞便的主要處理方法，而經(jīng)過厭氧發(fā)酵處理后產(chǎn)生的沼渣可作為種植基質(zhì)進(jìn)行蔬菜的種植栽培。王玉等[13]在研究沼渣混配基質(zhì)對黃瓜和番茄生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響試驗中提出，沼渣中營養(yǎng)元素含量較高，可為植物生長提供充足營養(yǎng)，混配基質(zhì)各營養(yǎng)元素含量隨沼渣含量的增加而提高，沼渣可按照一定比例添加至基肥中，促進(jìn)植物的生長。此外，易丹丹等[14]在沼渣混配基質(zhì)理化性狀及其對黃瓜幼苗生長的影響試驗中發(fā)現(xiàn)，沼渣是一種沼氣工程的殘余物生物發(fā)酵產(chǎn)物，富含營養(yǎng)物質(zhì)，有利于植物生長，可提高植物抗病能力和果實(shí)品質(zhì)。此外，腐熟的秸稈不僅富含有機(jī)態(tài)養(yǎng)分和礦物質(zhì)，易于作物吸收利用，還具有替代傳統(tǒng)基質(zhì)的潛力[15]。陳雪麗等[16]將玉米秸稈腐熟物應(yīng)用于蔬菜育苗基質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)以腐熟的玉米秸稈作為生菜等葉菜類蔬菜的基質(zhì)，葉菜類蔬菜產(chǎn)量得到提高。

本研究將牛糞沼渣、腐熟秸稈、碳化稻殼、腐熟鋸末與河沙按照一定的比例進(jìn)行配比試驗，通過種植試驗發(fā)現(xiàn)，以牛糞沼渣與腐熟秸稈作為主要基質(zhì)原料可明顯促進(jìn)葉菜幼苗的生長，牛糞沼渣的利用途徑進(jìn)一步擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)效益顯著，可進(jìn)行全面推廣。此外，本次實(shí)驗中僅針對生菜及小白菜2種葉菜類蔬菜進(jìn)行種植試驗，雖結(jié)果十分可觀但在后續(xù)的試驗中，應(yīng)增加其他葉菜類蔬菜的種植試驗，從而驗證本次試驗的蔬菜栽培基質(zhì)的通用性。

沼渣作為農(nóng)業(yè)廢棄物厭氧消化后的產(chǎn)物，其有機(jī)質(zhì)含量高，適宜作為有機(jī)肥料處理，本次研究僅針對牛糞沼渣為基礎(chǔ)，通過合理添加不同農(nóng)業(yè)廢棄物原料進(jìn)行調(diào)配，得出適宜進(jìn)行蔬菜栽培的栽培基質(zhì)，但沼渣不僅限于牛糞沼渣，不同的厭氧發(fā)酵原料直接影響沼渣的理化性質(zhì)，因此在后續(xù)的研究中，可針對不同沼渣進(jìn)行深入研究，通過調(diào)整基質(zhì)原料配方，得出高產(chǎn)率的蔬菜栽培基質(zhì)。