樹葉復混基質理化特性研究

姚文英 彭翠蘭 楊海俊 杜紅斌

摘要?[目的]研發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復混基質。[方法]選用南疆秋季落葉、鋸末（白楊）、菇渣等有機材料以及珍珠巖等無機材料，以進口草炭作為對照，測定各單一基質的理化性質，然后再測定樹葉加鋸末、樹葉加菇渣復混基質的理化性質，通過與蔬菜的無土育苗基質理化性質的標準（NY/T 2008—2012）進行對比，篩選出合適的有機復混基質進行番茄（改良毛粉802）育苗。[結果]單一基質（樹葉、鋸末、菇渣）理化性質不完全符合番茄育苗標準基質的要求，因此單一基質不適宜進行番茄育苗。隨著樹葉基質比例的增加，其有機復混基質的pH和EC值均增大。當樹葉∶鋸末=2∶1、樹葉∶鋸末=4∶1和樹葉∶菇渣=2∶1時基質的理化性質最好。[結論]樹葉和鋸末、樹葉和菇渣的復混比例較低時，基質的理化性質較好。

關鍵詞?樹葉;復混基質;理化性質;育苗

中圖分類號?S317?文獻標識碼?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的逐步推廣，蔬菜育苗在逐步向產業化道路上發展，蔬菜的無土育苗基質成為產業化道路的基礎。然而，我國蔬菜無土育苗技術仍然有很大的發展空間[1]。目前，我國的育苗基質大多選用草炭和珍珠巖等材料通過復混而成，但草炭基質不僅價格成本高，而且是不可再生資源[2]。受應用成本、實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是采用基質栽培的方式[3]。基質是無土栽培與無土育苗的基礎與核心，所以基質的選擇與配方研究是栽培與育苗成功的關鍵[4]。隨著蔬菜育苗產業化的發展，草炭資源漸漸枯竭直接影響蔬菜育苗產業的發展，因此尋求一種能夠替代草炭資源的蔬菜育苗基質已經成為一個迫在眉睫的問題。

近年來，有機生態型無土栽培已成為我國無土栽培發展的主要形式，有機基質因其理化性質穩定、供肥充足、來源廣泛、成本低廉等優點被廣大農民朋友接受[5]。草炭是復合基質中很好的原料，吸水性、透氣性好，容重較小，有機質含量10%～20%，具有較強的緩沖能力，但酸性較強（pH為4.0～5.0），生產上常與其他無機基質混合使用。新鮮木屑質輕，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，對植物生長有害，不能直接使用作為基質的材料[7]。菇渣具有疏松多孔的特性，含有豐富的有機質、速效氮和全氮，且價格便宜，來源廣泛，組成穩定。通過適當處理或發酵腐熟，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，在新疆地區關于將秋季落葉利用起來作為育苗或栽培基質的研究尚未報道，在國內也少有報道。申明哲[9]2006年從東北地區實際情況出發進行研究，結果發現當樹葉∶黑土=1∶1時對番茄的育苗效果最好，當樹葉∶爐渣=3∶1、樹葉∶草炭∶爐渣∶黑土=1∶1∶1∶1、樹葉∶黃土=3∶1時的復混基質比較理想。劉艷偉等[10]研究發現牛糞∶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配后作為綠化基質對黑麥草種苗生長的影響，結果發現當落葉的質量分數為60%時，復配基質中總氮、總磷、總鉀含量與營養土較為接近。當落葉的質量分數為40%和50%時，黑麥草的形態指標與生理生化指標最好。近幾年，南疆地區設施農業發展十分迅速，已經成為當地農業的重要產業之一[12]。新疆作為我國距離沿海發達地區最遠的地區，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]，在設施內進行無土栽培產業化的生產成為必須發展的途徑，南疆的土地鹽堿化問題也導致當地設施農業生產受到阻礙，無土育苗基質和無土栽培基質的研制顯得格外重要。交通運輸的不便也大大增加了草炭基質育苗和栽培的成本[14]，在新疆能夠尋找出一種新的、適合本地區的、廉價的無土育苗基質將會帶給當地農民很大的便利。因此，在新疆發展無土栽培基質是非常有必要的，探究一種高效、穩定、低成本的復混基質是非常有意義的。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

育苗基質材料為校園落葉（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?試驗方法

1.2.1?樹葉堆腐發酵。

試驗在塔里木大學園藝試驗站進行。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行堆腐，發酵前添加牛糞、尿素、水等配料調節碳氮比（控制在35∶1以下）和含水量（60%～75%）[15]，添加BM發酵菌劑促使發酵進行。發酵堆體為直徑1.5 m、高度0.8 m的圓錐體（堆體大小根據場地大小和物料量而定），上覆塑料薄膜，每隔7 d翻堆補充氧氣，至發酵結束。徹底發酵腐熟的標準是基質呈黑色，無臭味，無蚊蟲，不板結，手握基質有蓬松感。將腐熟好的基質裝袋送至實驗室，風干待測。

1.2.2?基質復混。

根據單一基質的理化性質，將樹葉與鋸末、樹葉與菇渣進行復混基質配比（V/V），得到8種復混有機基質（表1），對照基質（CK）為草炭∶珍珠巖=3∶1，進行理化性質測定。

1.3?測定指標與方法

1.3.1?堆體溫度。

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

1.3.2?基質容重、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的物理性狀：

1.3.3?基質pH和EC值。

將自然風干基質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，使用電導率儀DDS-320測定電導率（單位為mS/cm）。

1.4?數據統計與分析

試驗數據使用Excel 2000軟件進行處理。

2?結果與分析

2.1?基質的堆腐溫度

堆腐期間對基質堆體溫度進行測定，結果見圖1。從圖1可以看出，在每日14：00測定的樹葉和鋸末的發酵溫度維持在45 ℃左右（低于40 ℃的情況是翻堆補充水分和氧氣造成的），鋸末基質在堆腐期間超過50 ℃（含50 ℃）的天數有5 d，處于45～50 ℃（含45 ℃）的天數有26 d，低于45 ℃的天數為12 d，樹葉基質在堆腐期間超過50 ℃的天數為2 d，處于45～50 ℃的天數為23 d，低于45 ℃的天數為18 d;每日19：00測定的鋸末基質在堆腐期間堆肥溫度超過50 ℃的天數為20 d，堆肥溫度處于45～50 ℃的天數為18 d，堆肥溫度低于45 ℃的天數為5 d，樹葉基質在堆腐期間堆肥溫度超過50 ℃的天數為11 d，堆肥溫度處于45～50 ℃的天數為23 d，堆肥溫度低于45 ℃的天數為9 d。總體來看，樹葉基質堆體鋸末基質堆體每日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19：00時堆體溫度低于14：00時堆體溫度。這可能與當時的天氣狀況及翻堆時間有關。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?單一基質的理化特性

各單一基質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個基質均低于標準基質。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滿足條件，其次為鋸末的12.39%和菇渣的14.34%，而草炭基質的通氣孔隙度最小，僅為4.91%。從氣水比來看，僅菇渣滿足條件，樹葉基質基本接近1∶2，草炭基質達到1∶20。在酸堿度方面，只有樹葉基質pH偏高，達到7.92，其他3個基質均滿足條件;在EC值方面，只有草炭基質滿足條件，樹葉基質的EC值為1.89 mS/cm，菇渣基質的EC值為1.11 mS/cm，鋸末基質接近標準基質（0.25 mS/cm）。總體來看，單一基質中鋸末基質最接近標準基質，樹葉基質在物理性質方面最接近標準基質，而草炭基質在化學性質方面最接近標準基質（圖2）。

2.3?復混基質的理化特性

2.3.1?樹葉與鋸末復混基質的理化特性。

從圖3可以看出，在樹葉和鋸末的復混基質中，各復混基質處理的物理性質稍高于對照，但基本符合蔬菜育苗基質國標（NY/T 2118—2012）要求。隨著樹葉基質的比例增大，總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度和氣水比都在減小，當樹葉基質比例為8∶1時總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度和氣水比均增大，說明隨著樹葉基質比例的增加，孔隙度并不呈現線性變化，而當樹葉基質比例接近6∶1時總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度和氣水比發生變化。但隨著樹葉基質比例的增加，容重不斷增大;在化學性質方面，隨著樹葉基質比例的增加，pH和EC值均不斷增大。在樹葉∶鋸末復混基質的處理中，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。總體來看，T1和T2處理的理化性質最接近對照（CK）。

2.3.2?樹葉與菇渣復混基質的理化特性。

對樹葉和菇渣的復混基質的理化性質進行測定，結果見圖4。從圖4可以看出，在物理性質方面，除T8處理的氣水比達到0.55，被認為偏高外，各比例復混基質均符合番茄育苗標準基質要求;在化學性質方面，pH和EC值隨著樹葉基質比例的增大而增大，當樹葉基質比例為8∶1時出現輕微下降趨勢。在各樹葉和菇渣的復混基質處理中，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。總體來看，T5處理的理化性質最接近對照（CK）。

3?結論與討論

3.1?單一基質與番茄育苗標準基質理化特性的對比

在單一基質中，樹葉基質pH和EC值均遠遠高于草炭基質，與草炭基質在化學性質方面最接近的是鋸末基質，但pH和EC值均高于草炭。通過樹葉沖洗試驗發現，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。

將單一基質與蔬菜的無土育苗基質的理化性質進行對比發現，單一基質的理化性質不完全符合番茄育苗標準基質的要求，但分別在物理性質和化學性質上有不同的特點，可以根據各單一基質的不同性質配制出復混基質使其滿足標準基質的要求。

3.2?復混基質與番茄育苗標準基質理化特性的對比

對各比例復混基質與蔬菜的無土育苗基質理化性質進行對比發現，各復混基質的粒徑大小均滿足條件。在容重方面，樹葉和菇渣的復混基質4個處理均滿足條件，而樹葉和鋸末的復混基質中僅有樹葉基質∶鋸末基質=2∶1處理的容重偏小，為0.28 g/cm3，另外對照復混基質（草炭∶珍珠巖=3∶1）的容重最小，僅為0.17 g/cm3;在孔隙度方面，樹葉和在菇渣的復混基質均滿足條件，僅有樹葉基質∶菇渣基質=8∶1的復混基質氣水比偏大，為0.55，而復混基質中樹葉與鋸末的比例為2∶1和8∶1時完全符合標準基質的要求，樹葉基質比例分別為4∶1和6∶1的處理以及對照復混基質的通氣孔隙度偏小，導致氣水比偏小;隨著樹葉基質比例的增加，樹葉與菇渣有機復混基質的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。通過對樹葉和鋸末的復混基質與樹葉和菇渣的復混基質的比較發現，樹葉與菇渣的復混基質理化性質均要優于樹葉和鋸末的復混基質。

黎榕等[17]研究發現堆肥腐熟的園林廢棄物、蛭石及珍珠巖配制的復合新型基質（M）（對照為泥炭土、蛭石及珍珠巖=2∶1∶1）的理化性質相對穩定，基本在花卉栽培要求的基質理化性質范圍內;馬義勝[18]研究不同農業廢棄物復配基質對草莓植株生長、果實產量及品質的影響，發現杏鮑菇渣、鐵皮石斛栽培廢料的電導率較低，營養元素含量豐富且理化性質相對穩定適合用作栽培基質主料，添加菌劑菇渣無害化處理時間更短，處理后理化性質更加穩定。該試驗中復混基質8個處理的物理性質都基本達到標準基質的要求，化學性質pH和EC值均偏高，因此在育苗試驗中應考慮降低pH和EC值。

4?結論

通過測定單一基質（樹葉、鋸末、菇渣）的理化性質，發現單一基質理化性質不完全符合番茄育苗標準基質的要求，因此理論上單一基質不適宜進行蔬菜的無土育苗。對樹葉與鋸末、樹葉與菇渣有機復混基質的測定表明，隨著樹葉基質的比例增加，其復混基質的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個處理的理化性質最好。

參考文獻

[1]劉聰.基于農業有機物料生態利用的蔬菜育苗基質配方研究[D].哈爾濱：東北農業大學，2016.

[2]王慧先，徐衛紅，石延霞，等.黃瓜育苗菇渣復合基質篩選及肥料效應的研究[C]∥中國園藝學會，中國農業科學院蔬菜花卉研究所.中國園藝學會2011年學術年會論文摘要集.北京：《園藝學報》編輯部，2011：1.

[3]李廣利.新型立體式無土栽培裝置的研制及在生菜上栽培技術的研究[D].石河子：石河子大學，2009.

[4]蒲勝海，馮廣平，李磐，等.無土栽培基質理化性狀測定方法及其應用研究[J].新疆農業科學，2012，49（2）：267-272.

[5]張曄，余宏軍，楊學勇，等.棉稈作為無土栽培基質的適宜發酵條件[J].農業工程學報，2013，29（12）：210-217.

[6]崔秀敏，王秀峰.蔬菜育苗基質及其研究進展[J].天津農業科學，2001，7（1）：37-42.

[7]伍琪，甘福丁，曾廣宇，等.鋸末基質堆腐及其對油茶苗生長的影響[J].林業科技開發，2015，29（5）：40-44.

[8]范如芹，羅佳，高巖，等.農業廢棄物的基質化利用研究進展[J].江蘇農業學報，2014，30（2）：442-448.

[9]申明哲.不同復合基質與營養液對番茄、辣椒穴盤幼苗生長發育的影響[D].延吉：延邊大學，2006.

[10]劉艷偉，吳景貴，丁華，等.利用有機廢棄物代替草炭配制有機栽培基質研究[C]∥中國環境科學學會.2011中國環境科學學會學術年會論文集（第四卷）.北京：中國環境科學出版社，2011：6.

[11]張冬弛，張悅，金郁，等.城市污泥與園林落葉復配作為綠化基質在黑麥草上的應用[J].磷肥與復肥，2019，34（1）：39-40.

[12]張安虎.南疆地區設施農業發展的現狀及策略[J].新疆農業科技，2008（5）：13-14.

[13]寧文娟.兵團第六師共青團農場高標準基本農田建設研究[D].烏魯木齊：新疆農業大學，2014.

[14]崔秀敏，王秀峰，魏珉.幾種復合育苗基質特性及其在生菜上的育苗效果[J].中國蔬菜，2002（3）：17-19.

[15]DOMNGUEZ J，EDWARDS C A.Effects of stocking rate and moisture content on the growth and maturation of Eisenia andrei（Oligochaeta） in pig manure[J].Soil biology and biochemistry，1997，29（3/4）：743-746.

[16]郭世榮.無土栽培學[M].北京：中國農業出版社，2003：300-301.

[17]黎榕，宋倩，陳碧露，等.園林廢棄物復合基質對綠蘿生長的影響[J].現代農業科技，2019（24）：112-113，118.

[18]馬義勝.不同農業廢棄物復配基質對草莓生長、產量和品質的影響[D].杭州：浙江農林大學，2018.