幾種農林廢棄物復合基質的理化特性及對浙江楠容器育苗的效果

王旭艷，林夏珍，李 琳，阮 穎，邢小明

（浙江農林大學 風景園林與建筑學院，浙江 臨安 311300）

容器苗工廠化生產中，基質是容器苗培育的基礎也是關鍵，其中泥炭為應用最多的有機基質[1]。隨著中國林業的發展，生產上用的泥炭資源越來越多，而中國泥炭資源匱乏，人們正竭力尋找泥炭的替代品。經過多年研究，人們提出了目前輕型育苗基質的主要成分應該是農林廢棄物、工業固體生物質肥料及適量的土壤[2]。因此，開發利用當地成本低、容易獲得的農林廢棄物替代泥炭，既起到保護環境作用又降低了育苗成本。浙江楠Phoebe chekiangensis為樟科Lauraceae楠屬Phoebe常綠闊葉大喬木，中國南方著名的珍稀瀕危保護樹種。該樹種樹形高大端莊，樹冠雄偉，枝葉繁茂，四季常青，是理想的行道樹、庭蔭樹或風景樹，且材質上等、經濟價值高，是優良的珍貴闊葉用材造林樹種。浙江楠天然野生資源稀少，現存自然資源己接近枯竭，屬漸危種，為國家二級重點保護植物。采用農林廢棄物復合基質進行浙江楠容器育苗，在節約育苗成本的基礎上，可以充分利用浙江楠有限的種子資源大量快速繁育苗木，豐富鄉土綠化樹種的種類，擴大浙江楠的栽培范圍，增加經濟收入。本研究將農林廢棄物（枯枝落葉、藥渣、鋸末、山核桃Carya catnayensis果殼、玉米Zea mays秸稈）分別與珍珠巖以及蛭石按比例混合成不同混配基質，以栽培浙江楠常用容器苗混合基質為對照，分析了不同配比基質的理化性質，從中初步確定了5種較優混配基質，并研究了這5種不同混配基質和對照對浙江楠3年生大苗生長和生理特性的影響,從中篩選出可替代泥炭培育浙江楠容器苗的最優農林廢棄物基質配方，以期為浙江楠容器苗的工廠化育苗提供技術參考。

1 試驗材料與方法

試驗在浙江農林大學平山苗圃溫室大棚內進行，均采用3年生浙江楠容器苗（于2011年從建德林業局購買，在平山苗圃培育1 a），無病蟲害，生長健壯，規格基本一致，平均高度90 cm，平均地徑7.0 mm。試驗苗木栽植容器為20 cm（直徑）×20 cm（高度）的美植袋（購于浙江虹越花卉有限公司資材部），泥炭、蛭石、珍珠巖購于杭州花卉世界東北泥炭資材部。

1.1 農林廢棄物的獲得及發酵處理

2011年6－7月，枯枝落葉收集于浙江農林大學校園，玉米秸稈收集于平山苗圃旁的農田，鋸末購于杭州臨安木材廠，藥渣購于臨安制藥廠，山核桃果殼取自順溪山核桃生產基地。

5種農林廢棄物都經粉碎和發酵消毒處理后使用。首先，將各種廢棄物曬干，進行機械粉碎至7～10 mm顆粒或短莖（鋸末不進行粉碎處理）；其次，向各種廢棄物中加入適量的生物發酵劑（其中玉米秸稈加入適量玉米秸稈腐熟劑），并加入適量的水攪拌，然后將各基質分別堆成山包狀，蓋上塑料薄膜，四周壓實進行發酵，翻動1次·月－1，發酵時間為2011年8月至2012年3月；最后，各基質發酵好之后，用50.0 g·kg－1的高錳酸鉀進行消毒處理，晾干后使用。

1.2 復合基質的組成

為避免單一固體廢棄物作為栽培基質存在的物理缺陷，因此將發酵好的農林廢棄物基質兩兩組合與蛭石、珍珠巖配成各種混合基質。對照為試驗上認為栽培浙江楠較好的含泥炭、蛭石、珍珠巖的混合基質，各基質配方見表1。試驗采用隨機區組設計，單株小區，15株·處理－1，各處理于2012年3月底上盆，結合上盆按3 kg·m－3的肥料量施入由山東紅日阿康化工股份有限公司生產的艷陽天硫酸鉀多彩納米控釋肥（N∶P2O5∶K2O為20∶10∶10，總養分≥40%），上盆后進行正常的苗木管理。

1.3 基質理化性質測定

栽培試驗開始前，對各混配基質的物理化學性質進行測定，物理性質的測定，參照連兆煌[3]和王振龍[4]的方法，化學性質的測定參照劉春生[5]的方法。

1.4 植物形態、生物量及生理指標的測定

2012年8月29日抽取3株·處理－1，測量每株的苗高、地徑、分枝數量，并計算高徑比。用電子天平測定各處理的地上部分鮮質量和干質量及根部鮮質量和干質量，并計算根冠比。測定地上部分和根部干質量時，先將地上部分和根部置于烘箱內經105℃殺青15 min，再在80℃烘至恒量。

表1 基質配方表Table1 Treatments of matrix formula

用氯代三苯基四氮唑（TTC）染色法測定根系活力；用無水乙醇法測定葉綠素質量分數；用蒽酮比色法測定可溶性糖質量分數；用考馬斯亮藍G-250比色法測定可溶性蛋白質質量分數[6]。重復3次。

1.5 數據處理

用Excel和SPSS軟件進行數據分析處理

2 結果與分析

2.1 復合基質的理化特性

2.1.1 復合基質的物理特性 通過對不同復合基質配方物理特性指標的測定，由表2可以看出：各處理的容重都比對照大并且與對照存在顯著差異（P＜0.05），但都小于0.195 g·cm－3，能滿足理想基質（容重為 0.1～0.8 g·cm－3）[7]的要求。基質理想的孔隙度范圍為 54%～96%[8]，10 種基質配方及對照都在此范圍內，除處理6明顯小于對照且與對照存在顯著差異（P＜0.05）外，其余各組均處于同一水平且與對照無顯著差異。基質的通氣孔隙影響著植物根系的呼吸作用，從表2中可得出：處理1明顯優于對照，與對照存在顯著性差異，處理9和處理10明顯比對照的通氣孔隙小，與對照存在顯著性差異，其余處理2，處理3，處理4，處理5，處理6，處理7和處理8與對照無顯著性差異，其中處理2，處理3，處理7和處理8處于同一水平。持水孔隙的大小是基質保水性強弱的重要反映，在持水孔隙的比較中，處理1和處理6比對照小，與對照存在顯著差異（P＜0.05），處理2，處理3，處理4，處理5，處理7，處理8，處理9和處理10與對照無顯著性差異，持水孔隙的大小順序為：處理9＞處理4＞處理2＞處理10＞對照＞處理5＞處理7＞處理8＞處理3＞處理1＞處理6，其中處理10，處理4和處理2與對照處于同一水平。理想的基質也需要合理的大小孔隙比，從表2中可看出：處理1大小孔隙比明顯優于對照，與對照存在顯著差異（P＜0.05），處理2，處理4，處理5，處理9和處理10號小于對照，與對照存在顯著差異（P＜0.05），處理3，處理6，處理7和處理8與對照無顯著性差異，其中處理3，處理7和處理8與對照處于同一水平。

2.1.2 復合基質的化學性質 在基質化學性質的比較中，處理1到處理10的pH值均在理想栽培基質（pH值為6.0～7.5）[7]的范圍，其中處理3，處理6，處理8和處理10高于對照，且與對照存在顯著差異（P＜0.01），處理1，處理2，處理4，處理5，處理7和處理9與對照無顯著性差異。在各處理基質配方的比較中，處理9的堿解氮比對照小且存在顯著差異（P＜0.01），處理4與對照處于同一水平，剩余各處理堿解氮的明顯大于對照且與對照存在顯著差異（P＜0.01）。各處理的有效磷質量分數均高于對照且與對照存在顯著差異（P＜0.01）。有效鉀的比較中，處理7小于對照且與對照存在顯著差異（P＜0.01），處理1和處理4與對照無顯著性差異，剩余各處理均高于對照且存在顯著差異（P＜0.01）。陽離子交換量 （CEC）反映基質保存養分和提供速效養分的能力，通常情況下，基質的鹽基交換量在10～100 cmol·kg－1比較適宜。從表3中看出，處理1到處理10以及對照均在此范圍內，排列順序為：處理8＞處理10＞處理3＞處理6＞處理2＞處理5＞對照＞處理9＞處理1＞處理7＞處理4。有機質是土壤中營養元素的重要來源，處理8與對照無顯著性差異，處理4，處理7，處理2，處理9，處理5和處理10均高于對照，且與對照存在顯著差異 （P＜0.01），處理3，處理1和處理6小于對照，且與對照存在顯著差異（P＜0.01）。電導度（EC）值反映了基質中可溶性鹽的濃度，各處理的EC值均與對照存在顯著差異（P＜0.01），處理8和處理10的EC值偏高，明顯高于對照，處理3，處理6，處理5，處理2，處理9，處理1，處理7和處理4的EC值低于對照。

表2 不同基質配方的物理性質比較Table2 Physical properties of different treatments

物理性質方面，處理2，處理3，處理4，處理5，處理7和處理8各項指標都比較好。化學性質方面，處理8和處理10的EC值偏高，處理7的有效鉀較低，其余各處理的各項指標都表現良好。綜合各處理基質的理化性質，考慮到基質中的鉀元素可以通過后期施肥加以補充，初選出處理2，處理3，處理4，處理5和處理7混配基質作為栽培浙江楠的試驗基質。

表3 不同基質配方的化學性質比較Table3 Chemical properties of different treatments

2.2 不同基質對浙江楠容器苗生長的影響

2.2.1 不同基質對浙江楠容器苗形態指標的影響 基質不同配比對苗木的苗高、地徑等有著較大的影響[9]。高徑比反映苗木地上部伸長生長與加粗生長之間的協調關系。從表4中可見，篩選出的5種基質配方栽培的浙江楠的地徑、苗高、高徑比、分枝數與對照相比都無顯著性差異。在苗高方面，處理3基質栽培的浙江楠最高（116.17 cm），處理2和處理5苗木與對照處于同一水平，處理7苗高值最小（95.83 cm）。處理2，處理3和處理7號苗木地徑略高于對照，處理4和處理5苗木略低于對照。除7號苗木分枝數低于對照外，處理2，處理3，處理4和處理5苗木分枝數多于對照，最多的為處理3（11.5枝）。

表4 不同基質對浙江楠容器苗形態指標的影晌Table4 Effects of different matrix on morphological indices of Ph.chekiangensis container seedlings

2.2.2 不同基質配比對浙江楠容器苗生物量的影響 從表5可看出：各處理栽培的浙江楠地上干鮮質量、根部干鮮質量及根冠比與對照均無顯著性差異，處理3的地上鮮質量及干質量（115.86 g，92.34 g）最大。處理3和處理4根部鮮質量及干質量均大于對照，處理2和處理5略小于對照，處理7最小（42.38 g，28.40 g）。根冠比能反映植物的生長狀況以及環境條件對地上部與地下部生長的影響，從表中數據可得出處理4和處理5的根冠比大于對照，處理2，處理3和處理7略小于對照。

表5 不同基質對浙江楠容器苗生物量的影晌Table5 Effects of different matrix on biomass of Ph.chekiangensis container seedlings

2.2.3 不同基質配比對浙江楠容器苗生理指標的影響 根系活力是衡量容器苗質量的重要指標之一[10]。由表6可以看出：用處理5混配基質培育的浙江楠苗木根系活力高于對照且與對照存在顯著差異（P＜0.05），處理2，處理3和處理7與對照無顯著性差異，處理4的根系活力最小且與對照存在顯著差異（P＜0.05）。葉綠素質量分數與植物光合作用密切相關，是反映植物生長情況的重要指標。由表6數據可看出：處理7葉綠素質量分數最高（4.455 mg·g－1），顯著高于對照，處理3與對照無顯著差異，處理2和處理5小于對照與對照存在顯著差異 （P＜0.05），處理4最小 （2.815 mg·g－1），與對照差異極顯著。研究表明，苗木體內可溶性糖及可溶性蛋白質質量分數是反映苗木質量的重要指標[10]，各處理基質栽培的浙江楠苗木可溶性糖無顯著差異，由大到小排列順序為：處理2＞處理7＞處理3＞處理4＞對照＞處理5；除處理3可溶性蛋白質質量分數與對照無顯著性差異外，其余各處理栽培的苗木可溶性蛋白質顯著小于對照，最小的為處理 5（1.365 mg·g－1）。

表6 不同基質對浙江楠容器苗生理指標的影晌Table6 Effects of different matrixon physiological indices of Ph.chekiangensis container seedlings

2.3 復合基質價格

從表7可看出：處理3農林廢棄物混合基質的價格與對照相比，低147.00元·m－3。目前泥炭資源匱乏，價格比較昂貴，而農林廢棄物容易獲得、成本低，利用農林廢棄物混配基質代替泥炭栽培浙江楠更加經濟且滿足當前建設生態化城市的需求。

3 結論與討論

在容器育苗過程中，基質特性決定了對苗木水分和營養的供給狀況，影響著苗木的生長發育[11]。通過對不同農林廢棄物混合基質理化性質的比較，初選出處理2，處理3，處理4，處理5和處理7混配基質作為栽培浙江楠的試驗基質。基質特性是影響苗木生長與品質的制約因素，基質材料的配比不同，苗木的地上部與地下部干質量、葉綠素質量分數和根系活力等均有差異[12]。對初選出的5種農林廢棄物混合基質及對照栽培的浙江楠苗木進行綜合比較，得出處理3混配基質（枯枝落葉 ∶玉米秸稈 ∶蛭石 ∶珍珠巖=3∶3∶2∶2）栽培的浙江楠3年生苗木的苗高、地徑、分枝數、地上鮮干質量、地下鮮干質量、可溶性糖質量分數及可溶性蛋白質質量分數均高于對照，高徑比、根冠比、根系活力及葉綠素質量分數雖略小于對照但與對照不存在顯著性差異，可以替代泥炭栽培浙江楠3年生容器苗。采用處理3基質栽培浙江楠，基質材料容易獲得、成本低，價格為89.00元·m－3，明顯低于對照為 236.00元·m－3的基質價格 （近似是對照價格的1/3），而且起到了保護環境的作用，對實現浙江楠的工廠化育苗意義重大。其次處理2基質配方（枯枝落葉 ∶山核桃殼∶蛭石 ∶珍珠巖=3∶3∶2∶2）在各項指標上也表現較好，也可作為栽培浙江楠3年生苗木的混配基質。

表7 各基質價格Table7 Price of different matrix

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