牛糞沼渣綠色蔬菜栽培基質配方的研究

趙國明 張蕾蕾 矯云學 裴海林 邢向欣 孫京 李靖

(吉林省農業機械研究院，吉林 長春 130022)

引言

無土栽培技術是由傳統種植農業向現代化農業規模化、集約化轉變的一個重要的新型栽培方式[1-3]，其中，基質栽培是無土栽培的主要形式，而基質原料的選擇與配方會直接影響栽培種植效果。基質配方的關鍵在于原材料的選擇、配比與前處理[4，5]。價格低廉、營養充足且來源廣泛的原材料是蔬菜栽培基質能夠實現產業化、商業化重要條件之一。目前，國內畜禽厭氧發酵所產生的沼渣產量可觀，許多學者研究發現[6，7]，經過厭氧發酵后的沼渣含作物生產所需的N、P、K等大量元素與有機質[10，11]，非常適合進行栽培種植試驗[8]。

本次研究將主要利用經過厭氧發酵后的牛糞沼渣與腐熟秸稈、碳化稻殼、腐熟鋸末等農業廢棄物進行不同比例的調整通過測定原料的理化性質并進行種植試驗，確定適合蔬菜種植的栽培基質，為我國農業廢棄物的利用提供新的解決手段，并且減少我國常規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酵原料正常產氣3個月以上的沼氣池內的發酵產物，直接進行風干處理即可，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行完全發酵腐熟處理的玉米秸稈。碳化稻殼為經過碳化處理后完全碳化且基本保持原形的炭化稻殼。選用經過完全腐熟發酵后的鋸末，在結束腐熟過程后晾干即為腐熟鋸末。選取作為栽培基質的河沙直徑0.5～3.0mm。試驗材料理化性質如表1所示。

表1 基質原料理化性質

1.2 栽培基質的配制

將試驗所需原料依據我國農業部發布的蔬菜育苗基質行業標準與河北省發布的蔬菜栽培基質地方標準中規定的各項指標進行初步測算，得到8種基質配方，見表2，按配方配制8種復合基質，并將其與市場購買蔬菜栽培基質(CK)進行理化性能測試，然后進行蔬菜栽培種植試驗。

表2 不同配方復合基質配制比例

1.3 基質理化性質測定方法

pH采用pH參數分析儀直接測定；電導率采用電導率參數分析儀測定；速效氮采用堿解擴散法測定；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；有機質采用重鉻酸鉀容量法測定；基質容重采用稱重法進行測定計算。

1.4 種植試驗

基質種植試驗選擇在4月進行，試驗地點是在溫室大棚內，種植品種為生菜和小白菜，并與市場購買的蔬菜栽培基質種植對照。試驗期間，棚內定期補水、通風、調節光照強度，每種配方設置3個重復。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、葉片數量、鮮重等生長指標進行測定。通過生菜和小白菜種植效果分析，優化基質配方。

2 結果與分析

2.1 不同配方基質理化性能對比

如表3所示，分別為不同配方基質下水解氮、速效磷、速效鉀等理化性質對比，較行業標準范圍對比來看，各基質配方均符合標準，并且水解氮、速效磷、速效鉀、有機質的含量都處于較優范圍，此外，其pH值也處于中性環境中，適合進行蔬菜栽培。幾種蔬菜栽培基質配方與CK組相比，其各項指標均高于CK對照組，對于蔬菜栽培來說，在合適的范圍內，其水解氮、速效磷、速效鉀及有機質的含量越高，種植的蔬菜長勢及品質越好。因此，各配方基質均可滿足種植試驗要求。

表3 不同配方基質的理化性能

2.2 不同配方基質出苗率測試試驗

對不同的配方基質進行出苗率測試，試驗種子為中國農業科學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，種子發芽率在95%以上，分別取同批種子各100粒進行配方基質及對照的出苗率測試，做3個重復取出苗率平均值，種植過程中調控澆水、通風、光照等條件相同。得到測試結果如表4。各配方出苗率均能達到91%以上，符合種植要求[19，20]。

2.3 不同配方基質種植試驗

2.3.1 不同配方基質生菜種植試驗結果分析

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。從植株整體素質看，T2、T3和T5生菜植株長勢明顯好于其他基質，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 不同配方基質小白菜種植試驗結果分析

表4 不同配方基質生菜種植出苗率

表5 不同配方基質生菜生長指標

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 不同配方基質小白菜生長指標

3 結論

通過對牛糞沼渣綠色蔬菜栽培基質配方的研究，可依據基質原料特性的不同，調配目標基質并優化配方，通過對不同配方進行理化性質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，配制優化出適合葉菜種植的基質配方，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)，種植生產的蔬菜長勢好、品質佳。

4 討論

目前，厭氧發酵處理畜禽養殖廢棄物已成為畜禽糞便的主要處理方法，而經過厭氧發酵處理后產生的沼渣可作為種植基質進行蔬菜的種植栽培。王玉等[13]在研究沼渣混配基質對黃瓜和番茄生長、產量及品質的影響試驗中提出，沼渣中營養元素含量較高，可為植物生長提供充足營養，混配基質各營養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，促進植物的生長。此外，易丹丹等[14]在沼渣混配基質理化性狀及其對黃瓜幼苗生長的影響試驗中發現，沼渣是一種沼氣工程的殘余物生物發酵產物，富含營養物質，有利于植物生長，可提高植物抗病能力和果實品質。此外，腐熟的秸稈不僅富含有機態養分和礦物質，易于作物吸收利用，還具有替代傳統基質的潛力[15]。陳雪麗等[16]將玉米秸稈腐熟物應用于蔬菜育苗基質中，發現以腐熟的玉米秸稈作為生菜等葉菜類蔬菜的基質，葉菜類蔬菜產量得到提高。

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行配比試驗，通過種植試驗發現，以牛糞沼渣與腐熟秸稈作為主要基質原料可明顯促進葉菜幼苗的生長，牛糞沼渣的利用途徑進一步擴大，經濟效益顯著，可進行全面推廣。此外，本次實驗中僅針對生菜及小白菜2種葉菜類蔬菜進行種植試驗，雖結果十分可觀但在后續的試驗中，應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的通用性。

沼渣作為農業廢棄物厭氧消化后的產物，其有機質含量高，適宜作為有機肥料處理，本次研究僅針對牛糞沼渣為基礎，通過合理添加不同農業廢棄物原料進行調配，得出適宜進行蔬菜栽培的栽培基質，但沼渣不僅限于牛糞沼渣，不同的厭氧發酵原料直接影響沼渣的理化性質，因此在后續的研究中，可針對不同沼渣進行深入研究，通過調整基質原料配方，得出高產率的蔬菜栽培基質。