改良有機基質培養對黃瓜生長的影響

任海榮

（黃安鎮農業綜合服務中心，山東鄆城 274700）

有機基質栽培技術是指采用農作物秸稈、菌糠、家禽糞肥等農業廢棄物，經腐熟、微生物發酵處理后制成有機栽培基質，應用于蔬菜無土栽培中，既有助于保障蔬菜種植的環保性、減少了農藥化肥的使用，同時也能提高蔬菜產量和質量，為農業種植的優化和農業廢棄物的回收利用提供借鑒。據農業農村部信息中心統計，截至2019 年，全國蔬菜播種總面積達到20 438.9 hm2，產量為70 346.7萬t，其中瓜果類蔬菜種植面積略有下降、產量同比增加。蔬菜產業的快速發展對規模化、工廠化育苗提出了迫切需求，傳統土壤育苗方式在產量、品質等方面已無法滿足蔬菜行業發展的需要，如何利用農業廢棄物生產出理化性質優良、成本低、環保性強的育苗基質成為當下研究的熱點問題。近年來陸續有研究人員從事有機基質栽培技術研究，綜合運用椰糠、蚯糞、菇渣、玉米芯處理物、園林廢棄物、秸稈、稻殼等固體廢棄物進行育苗基質的，發現復配基質通常產生良好的育苗效果[1]。本研究選取蘆葦末作為有機栽培基質，以津春5 號黃瓜作為試材，分析了有機基質的理化性質、基質栽培對黃瓜農藝性狀的影響、基質栽培的效果、基質栽培技術的優化措施及應用效果。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

采用天津市農業科學院黃瓜研究所培育的津春5 號黃瓜作為試驗材料，選取蘆葦末與珍珠巖、爐渣、泥炭、中藥渣與蛭石作為基質材料（基質材料均由博生源肥料科技有限公司提供）；營養液采用1/2 倍的Hoagland’s 改良配方，pH 值為6.0。包含四水硝酸鈣945 mg/L、硝酸鉀506 mg/L、硝酸銨80 mg/L、磷酸二氫鉀136 mg/L、硫酸鎂493 mg/L、鐵鹽溶液2.5 mL、微量元素液5 mL。

1.2 試驗方法

設置4 個試驗組，A 組以純蘆葦末為基質；B 組將蘆葦末、珍珠巖、爐渣與泥炭以4:1:1:1 的比例配置成混合基質；C 組將蘆葦末、珍珠巖、爐渣、泥炭與中藥渣按照32:8:8:8:1 的比例配置成混合基質；D 組為對照組，選取泥炭、蛭石以1:1 的比例配置成混合基質；選取1/2 倍的Hoagland 通用配方為營養液。

采用隨機區組設計，3 次重復，小區面積為25 m2，共12 個小區。在試驗開始后的第1 天播種，30 d 后在栽培槽中定植。將栽培槽的內徑寬度設為36 cm、槽深設為18 cm，利用磚塊壘成栽培槽，內覆塑料薄膜，各小區槽長2.6 m，槽內基質體積為0.14 m3、面積為1 m2，各槽內定植1 行植株，每行8 株；在定植后的20 d 內利用滴灌技術進行澆水，每5 d 澆1 L 營養液。在3 個月后結束試驗，針對試驗數據與結果進行觀察分析。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 理化性質

容重采用環刀法測定，取鋁盒洗凈烘干，放入干燥器內冷卻至室溫后用電子天平準確測量，依據采樣要求用環刀法采集新鮮土樣于鋁盒中，每個樣點重復采樣3 次，隨后將其帶回實驗室中稱質量。總孔隙度根據式（1）計算。電導率與pH 值分別利用電導率儀、pH 計測定[2]。

1.3.2 農藝性狀

葉綠素含量采用紫外分光光度法測定。在基質收獲階段取黃瓜葉片測定葉綠素含量，重復3 次，取平均值。

根系活力采用TTC 方法測定。取1%TTC 溶液與0.4 mol/L 琥珀酸鈉和磷酸緩沖液依照1:5 的比例混合，將黃瓜根系洗凈后放入三角瓶中倒入反應液，在37 益環境下放置1 h 觀察著色情況，當變為紅色說明存在脫氫酶。在試驗開始后的第30 天、第60 天和第90 天分別測量黃瓜根系活力，每次測量3 次后取平均值[3]。

株高：在試驗開始后的第30 天、第60 天和第90 天分別測量黃瓜株高，測量3 次后取平均值。

單株鮮質量：在黃瓜收獲前每個試驗組隨機選取3個點，每個點位依照每行連續選取10 株，稱量每株黃瓜秧苗的質量為單株鮮質量[4]。

1.4 統計分析

采用SPSS 12.0 與Excel 軟件進行數據記錄整理，配合DPS 系統進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同有機基質的理化性質

不同有機基質的理化性質如表1 所示。通過觀察對比可以發現，B、C 組在蘆葦末的基礎上增加了珍珠巖、爐渣、泥炭與中藥渣等固體基質，相較于A 組而言其容重與電導率呈增加趨勢，總孔隙度下降，pH 值無明顯變化；相較于D 組，其容重與電導率同樣呈增加趨勢，總孔隙度下降，pH 值無明顯變化。由此可知，上述固體基質對黃瓜的生長均可起到一定的促進作用，其中電導率的增加能增強黃瓜對養分的吸收能力，pH 值偏中性可為黃瓜生長創造適宜的條件[5]。

表1 基質配方的理化性質Table 1 Physical and chemical properties of matrix formulation

2.2 不同基質栽培對黃瓜農藝性狀的影響

2.2.1 對黃瓜葉片葉綠素含量的影響

表2 不同基質栽培對黃瓜葉片葉綠素含量的影響Table 2 Effects of different substrate cultivation on chlorophyll content in cucumber leaves

不同基質栽培對黃瓜葉片葉綠素含量的影響如表2所示。由表2 可知，B 組與對照組葉綠素含量差異顯著，A、C 組與對照組差異不顯著。4 組試驗組中的黃瓜葉片葉綠素含量無明顯差異。由此說明向蘆葦末中加入其它基質后并不能提高黃瓜葉片的葉綠素含量，且不同有機基質對葉綠素含量的影響較小。

2.2.2 不同基質栽培對黃瓜根系活力的影響

不同基質栽培對黃瓜根系活力的影響見表3。表可以看出，4 組試驗樣本的生長環境存在一定差別，使得個體差異更為明顯。同時4 組試驗樣本在第60 天的根系活力較第30 天均顯著提升，其中以D 組的增長趨勢最為明顯，其原因主要為第60 天對照組植株較矮、新根發生較多；在第90 天，B 組的根系活力增幅最大，而D 組、A組的變化幅度較小，由此說明在生長后期黃瓜的根系活力提高，其中B 組提高最為明顯，可證明改良基質具備一定的實用價值[6]。

表3 不同基質栽培對黃瓜根系活力的影響Table 3 Effects of different substrate cultivation on root activity of cucumber

2.2.3 對黃瓜株高與單株鮮質量的影響

不同基質栽培對黃瓜株高與單株鮮質量的影響如表4 所示。通過觀察可以發現，在第30 天，4 組處于生長初期的黃瓜樣本的株高無明顯差異；在第60 天，4 組試驗組的黃瓜株高開始呈現出一定差異，其中A、B 與C 組的黃瓜株高明顯增長，生長狀況較好，說明蘆葦末基質與改良后的基質對于黃瓜的生長速度具有顯著效果；在第90天，A～C 組的黃瓜株高也呈現出明顯差距，B 組黃瓜株高顯著大于A 組，由此說明添加其他固體基質進行蘆葦末基質的改良處理后，能有效促進黃瓜植株的生長和發育。

在單株鮮質量指數方面，在第30 天，4 組黃瓜樣本的單株鮮質量由高至低依次為D、B、A、C，D、B 兩組幼苗的表現較好，與樣本自身形狀有關；在第60 天，A、B、C三組黃瓜樣本的單株鮮質量明顯提高，D 組呈下降趨勢，說明基質改良效果初步收獲成效；在第90 天，B 組樣本的單株鮮質量顯著優于其余三組，進一步證明改良后的蘆葦末基質有助于增強植株生長的效果[7]。

表4 試驗組黃瓜生理指標比較Table 4 Comparison of physiological indexes of cucumber in four groups

2.3 不同基質栽培效果比較

通過分析上述處理對黃瓜栽培效果的影響可以發現，在添加珍珠巖、爐渣、泥炭等固態基質進行蘆葦末基質的改良處理后，能夠顯著優化蘆葦末基質的理化性質，改善原有蘆葦末基質過輕的弊端，使植株保持最佳生長狀態，并且能有效提升黃瓜產量、改善產品品質；其中B組基質的理化性能優于A 組和C 組，說明加入中藥渣后對于植株并無明顯促進作用。因此可依據B 組進行有機基質配方的調整，利用珍珠巖、爐渣、泥炭等固態基質取代價格較高的蛭石，有效節約有機基質栽培技術的應用成本，提升綜合效益[8]。

2.4 基質栽培技術優化及其應用效果

在改良有機基質配方的基礎上，還需針對滴灌追肥技術進行優化，保障提升整體基質栽培技術的應用效果[9]。一方面，可引入膜下滴灌技術，依據植株需水特點、氣候條件、槽內濕度、黃瓜長勢等因素進行滴灌水量的綜合計算，在秋冬茬黃瓜苗期、開花坐果期與冬季等三個時期重點調節滴灌水量，例如在定植后每667 m2滴灌5～8 m3，每2 d 滴灌次，在進入開花期后每667 m2滴灌10～15 m3，每2 d 滴灌次，保障基質含水量滿足黃瓜生長需求；另一方面，還需結合黃瓜不同生育階段的需肥特點進行合理追肥，例如在定植期選取高氮型滴灌專用肥，每667 m2用量為4～6 kg、每周滴灌追施1 次，在進入開花期后選取高鉀型肥料，以每667 m2用量7.5～10 kg 為宜，每周追施1 次[10]。通過觀察其應用效果可以發現，選取改良后的蘆葦末有機基質進行黃瓜栽培，配合膜下滴灌技術與滴灌追肥技術，試驗區植株長勢旺盛、品質顯著提升，較以往可節水40%增產超過10%，節肥30%，具備良好的應用價值[11]。未來還需進一步探索固態基質的改良方法，節約瓜果類蔬菜的栽培成本，提高蔬菜品質與產量，實現增產增收的目標[12]。

3 結論

以往在利用有機基質進行黃瓜等瓜果類蔬菜的栽培時常面臨工藝復雜、栽培成本高等問題，通過對有機基質配方進行改良、增加其中的礦物質元素，能夠有效滿足黃瓜植株生長需求，在降低成本、提高產量與品質等方面具有積極作用，配合水肥一體化技術的應用，能更好地優化黃瓜有機基質栽培效果、提升農業生產效益。