盆栽芍藥泥炭替代型有機栽培基質研究

陸光沛， 于曉南,2,*

(1北京林業大學園林學院, 北京 100083；2 國家花卉工程技術中心，北京 100083)

芍藥(Paeonia lactiflora)與牡丹并稱“花中二絕”，是中國傳統名花， 也是世界重要新切花，市場應用前景廣闊。目前，中國觀賞芍藥仍以大田栽培為主[1]，其生產受氣候因素影響大，因此，很難保證花卉的產量和品質。無土栽培是與設施園藝生產相配套的重要栽培方式，正逐漸成為世界花卉生產的主流模式之一。近年來，在芍藥無土栽培生產方面，以色列、新西蘭、美國等國已開展一些研究，但其栽培基質均以泥炭為主[2-4]。雖然泥炭以其優越的理化性質一直是世界園藝界公認的最優基質之一，但其在短期內不可再生的特點，使之正逐漸成為一種稀缺資源；加之泥炭的過度采挖，對泥炭地獨特的濕地環境也是一種巨大的破壞，因而保護泥炭地，開發泥炭替代型栽培基質，對于環境安全、可持續發展具有重要意義[5]。筆者以菇渣、玉米芯這兩種農業廢棄物作為無土栽培基質組分，研究用其部分或全部替代泥炭進行芍藥盆栽的可行性，以期減少或杜絕盆栽芍藥生產中泥炭的使用，為芍藥的無土栽培提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為三年生大富貴芍藥盆栽苗。

采用混合型栽培基質，以實現多組分間的取長補短，滿足植物的生長需求。基質原材料為經過發酵消毒的菇渣(主成分為棉籽殼)、玉米芯顆粒(直徑1 cm)、泥炭、珍珠巖、陶粒(直徑1~2 cm)。共設7個處理，其中T1，T2，T3加入部分泥炭，稱為“I部分替代組”；T4，T5，T6，T7不含泥炭，完全以代用基質按不同比例混合，稱為“Ⅱ完全替代組”。

I部分替代組3個配方的設計依據：T1為初始配方，與對照相比，泥炭用量減少20%，為體現本試驗的主要目標，T1以上不再單設泥炭用量減少10%的處理；為進一步減少泥炭用量并兼顧植物適應性，以10%為梯度與T1拉開差距，設置泥炭用量減少30%的T2；為探求泥炭的最低用量，進一步加大與T2的梯度差，設置泥炭用量僅為10%的T3。

上述原材料按表1所示配方，混合均勻，所有比例均為體積比。對照組基質參考北京林業大學鷲峰牡丹研究基地沿用多年的盆栽芍藥基質配方(泥炭含量60%)。

表1 芍藥泥炭替代型有機栽培基質各處理的組分配比(%)Table 1 Components mixture ratio of herb peony organic substitute for growing media

1.2 方 法

1.2.1 基質理化性質測試

本試驗于2008年9月至2009年9月在北京林業大學鷲峰林場進行。分別于植物剛上盆時與植物開花過后2個時間段，測試栽培基質的基本理化性質，包括干、濕容重、總孔隙度、管孔隙度(即持水孔隙度)、非毛管孔隙度(即通氣孔隙度)、氣水比、pH值、EC值。每個處理3個重復。測試方法參考并改進荊延德[6]的測試法。

1.2.2 基質氮磷鉀含量測試

氮采用凱氏定氮法測定；磷采用 HClO4-H2SO4消化鉬藍比色法測定；鉀采用火焰光度計法測定(中國科學院南京土壤研究所，1980)。測試時間及重復次數同1.2.1。

1.2.3 栽培試驗

余琳[7]選取精細膠粉與PP/EPDM型聚烯烴類熱塑性硫化膠(TPV)通過直接混煉法制備性能保持良好的膠粉/TPV共混材料，同時采用添加增容劑、活化劑與增容劑并用兩種方法，進一步改進共混體系的兩相界面相容性，提高了共混材料的綜合性能。

于2008年秋季上盆，從2009年春開始，按萌動、萌發、抽莖、展葉、顯蕾、透色、開花七個物候期進行觀測[7]；按株高、冠幅、蕾徑、花徑、開花時間、單株成花量6個性狀記錄植株生物量，并計算每處理的整體成花率。每個處理3次重復，每重復10盆。

測量花后每處理盆栽芍藥的根系情況，選擇正常開花的植株，從肉質根上一級側根的發根處剪取生長健康、有代表性的完整根系。按7項指標(根系鮮重、一級側根長度、一級側根直徑、二級側根數量、二級側根長度、三級側根數量)記錄根系生物量。每株10條根，每個處理3株。

結合澆水同時施營養液，配方參考霍格蘭德(Hoagland)配方并稍加改進。

所有數據以Excel進行錄入，采用SPSS16.0進行方差分析和LSDα=0.05的差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 栽培基質的基本理化性質

表2為2008年秋季芍藥種苗剛上盆時和2009年春季芍藥開花后，各處理組基質的基本理化性質。通過對比，可以分析出上盆時與開花后栽培基質基本理化性質的變化，為后文分析植株、根系生長狀況在處理間的差異提供參考。

表2 盆栽芍藥上盆時和開花后各處理基質的理化性質Table 2 The initial physicochemical property of growing media for each treatment of potted peonies

基質選用標準中，“質輕、性良、安全”的實用性非常重要[8]。從表 2可以看出，有泥炭參與的部分替代組基質(T1，T2，T3)，其干容重普遍大于沒有泥炭參與的完全替代組基質(T4，T5，T6，T7)的干容重。這是因為完全替代組基質普遍具有較高的總孔隙度，在風干狀態下，其輕質性好于部分替代組。就濕容重而言，完全替代組基質則普遍大于部分替代組。這是因為完全替代組基質普遍具有較高的毛管孔隙度，能吸納更多的水分。對比表3不難發現，經過半年多的栽培使用，各處理組基質的干濕容重均有所上升。這主要是因為隨著澆水，基質被不斷沉淀壓實，于是單位體積內的基質質量有所增加。

泥炭替代型基質的總孔隙度整體偏大。從表 2可以看出，經過半年多的栽培使用，代用型基質的總孔隙度還有進一步增大的趨勢。這主要是由于代用基質中的纖維素成分仍在不斷分解，尤其是有玉米芯顆粒參與的完全替代組，總孔隙度增幅明顯。因為玉米芯為花序軸，主要由薄壁細胞構成，纖維素含量較低，長時間使用，纖維素分解較快。

2.2 栽培基質的營養元素分析

本試驗測試了芍藥上盆時與開花后，栽培基質中氮、磷、鉀3種大量營養元素的全態含量，結果見表3。從表3可以看出，部分替代組I(T1，T2，T3)的氮、磷含量，在剛上盆時，明顯小于完全替代組 II(T4，T5，T6，T7)的氮、磷含量。主要原因是玉米芯的磷含量較高。

表3 芍藥上盆時與開花后各處理基質的N，P，K含量 (g/kg)Table 3 Initial and final content of N, P, K in different media of potted peonies

隨著澆施營養液，氮、磷含量在部分替代組與完全替代組之間，產生了相反的變化：氮、磷含量在部分替代組內有小幅增加，但在完全替代組內出現了大幅減少。其原因在于：泥炭多孔隙的特殊結構對營養元素的吸附作用較強[9]。參考對照組基質氮、磷、鉀含量的變化不難發現，3種元素含量均有不同幅度的上升，其中，氮元素從剛上盆時的6.19 g/kg上升到了花后的9.50 g/kg，增長了3.31 g/kg，漲幅明顯，說明了泥炭具有較強的養分蓄積能力。

除T7外，部分替代組的3個處理和完全替代組的3個處理(剛上盆時)鉀含量都高于對照組基質，但是，從剛上盆時到開花后，所有(完全)代用型基質的含量均出現了不同程度的下降。在栽培中，菇渣仍進行著緩慢的發酵分解，加上澆營養液時的淋溶作用，使鉀元素含量迅速減少。

2.3 栽培基質對盆栽芍藥生長及成花質量的影響

比較不同處理組植株的各項生物量，是泥炭替代型基質篩選的重要依據。表4顯示，部分替代組I的枝葉生長量，在3個處理間變化幅度不大。T1株高最高，達到30.9 cm，與對照的株高差異不顯著；T2與T3株高相等，都比T1低2.6 cm。T2的冠幅最大，達到33.9 cm，是所有處理組當中冠幅最大的，T1的冠幅略低于T2，但T1，T2，對照組(CK)的差異均不顯著。總之，部分替代組植株的葉幕整體較豐滿。

表4 盆栽芍藥各基質處理的植株花期生物量Table 4 Florescence biomass of plants in different media of potted peonies

完全替代組Ⅱ的枝葉生長量，在 4個處理間出現了強烈的分化：T4株高達34.9 cm，最高；T5最矮，株高只有24.9 cm，與T4相差10 cm之多。另外2個處理組株高也在30 cm以下。值得注意是，T4的冠幅達到了33.7 cm，即T4的株高和冠幅，都超越了對照和部分替代組，具有最高的枝葉生長量。

部分替代組I中的T1蕾徑最大，為17.7 mm；完全替代組II中的T4蕾徑為17.4 mm，T1和T4與對照相比差異均不顯著。T1從顯蕾期到透色期，蕾徑持續增長；T4進入透色期，蕾徑增速明顯減緩；此外，其他幾個處理的花蕾，在進入透色期之后，均出現了蕾徑增速減緩或蕾徑停止增長的現象，分析這種現象出現的原因可能在于基質給養不足。

成花效果是反映栽培質量的重要指標，可由花徑、單株成花量、花期、整體成花率4項指標反應。T1花徑為83.0 mm，與對照83.2 mm相比，差異不顯著；T2的花徑最小，只有49.2 mm；其他幾個泥炭替代型基質組的花徑都在70~80 mm。

2.4 栽培基質對盆栽芍藥根系的影響

各栽培基質處理下，盆栽芍藥的根系生長情況見表 5。根系的長度、直徑共同反應了側根的生長勢，健康的側根應當是在長度、直徑雙方面都取得較高的數值。表5中， T1的1級側根，長124.87 mm，與對照相比差異不顯著；粗1.79 mm，是所有替代型基質1級側根中最粗的。

表5 各基質處理組中芍藥根系的生物量Table 5 Root biomass of plants in different media of potted peonies

1級側根從芍藥的肉質根上生長而出，不具有養分吸收能力，是以輸導營養為主的輸導根，1級側根上會生出2級側根，2級側根上會生出3級側根，因此，高級別側根的生長勢很大程度上決定了低級別側根的生長勢。如T1的2級、3級側根的數量、長度、直徑(粗)，在所有替代型基質的2級、3級側根中也基本都處于前列。

在基質給養不充分或氣水比失調的情況下，側根可能會偏重增長或偏重加粗。如T7的2級側根、T4的2級側根，都出現了此類現象。

3 結論與討論

栽培品質是衡量栽培基質優劣的主要標準。栽培品質，最重要的在于枝葉生長狀況和成花效果。通過觀察，所有泥炭替代型基質栽培的植株，均可成活，但成花效果在處理組間存在明顯差異。

部分替代組I中，T1基質栽培的植株，在枝葉生長狀況和成花效果兩方面，都取得了較好表現,且 T1的根系生物量與對照最接近。完全替代組Ⅱ中，T4基質栽培的植株，枝葉生長狀況較好，但成花效果較差。其主要原因可能在于花期養分供應不足。綜合比較，在今后的芍藥盆栽生產中，首推T1基質配方：40%泥炭+20%菇渣+20%陶粒+20%珍珠巖。國外學者在研究泥炭有機代用型基質時也有類似實例：將菇渣與泥炭、樹皮等混合后栽培觀賞灌木，亦取得了很好的效果[10]。除了菇渣可作為泥炭代用型基質，花生殼粉作為泥炭代用型基質栽培一品紅、仙客來也取得很好的效果[11,12]。今后亦可嘗試將花生殼粉應用于芍藥盆栽。

相關研究表明，泥炭中含有豐富的腐植酸。這是泥炭優于腐葉土、樹皮、蛭石、珍珠巖等其他常用無土栽培基質的重要特點[13]。本試驗中并未化驗各組基質腐植酸的含量，但值得注意的是，部分替代組Ⅰ的T3基質雖有10%的泥炭參與，其根系各項生物量卻不如沒有泥炭參與的完全替代組Ⅱ。國外學者的相關試驗已證實，有機化合物殘體(試材以甲苯為例)經微生物 Pseudomonas fluorescens(熒光假單孢菌)的降解，能從中抽提出一定含量的腐植酸[14]。國內也有應用作物秸稈生產復合腐植酸的專利[15]。可見，農林有機廢棄物經過發酵處理，也能產生一定含量的腐植酸，這為農林廢棄物作為泥炭有機代用型栽培基質應用于芍藥盆栽提供了有利支持。

根據試驗結果，本研究總結出一套適宜芍藥根系生長的盆栽基質物理環境特征：總孔隙度為64%~76%；非毛管孔隙度為9%~10%；毛管孔隙度為54%~64%；氣水比為0.17~0.22。各項孔隙度及氣水比均不宜過高。經濟性是基質篩選的另一原則。根據上述物理環境特征，有利于各地因地制宜地選用盆栽芍藥泥炭代用型基質的原材料。

值得一提的是，在保證栽培品質不降低的前提下，本試驗初創性地嘗試了以農林廢棄物替代泥炭應用于芍藥盆栽，尤其是綜合考慮到泥炭的不可再生性和濕地資源的保護等因素，在一定程度上降低了泥炭的使用，其環保意義和經濟價值均對生產實踐具有一定的指導意義。后續的研究還有待在泥炭替代型基質配方上不斷改進，以期實現環境效益與栽培效果雙贏的目標。

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