不同農業廢棄物復配基質對草莓生長及產量的影響

賈志航，馮騰騰，宋慶科，魏猛，黃懷成，陳飛，趙林，張婷，陳亞成

(江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所/江蘇徐州甘薯研究中心，江蘇 徐州 221131)

江蘇是我國優質草莓主產區之一[1]，種植面積和產量處全國前列。據統計，2015年江蘇省草莓種植面積為1.827萬hm2，其中設施草莓1.573萬hm2，露地草莓0.254萬hm2，總產量46.9萬t，總產值43.7億元[2]。徐州市作為江蘇草莓種植面積最大的地級市，占總種植面積的37.9%[3]。隨著草莓產業的發展，多年連續的草莓種植導致很多草莓種植區土壤連作障礙、土傳病害等問題日益突出，嚴重阻礙了草莓產業的進一步發展[4]。雖然目前使用草炭、蛭石、珍珠巖等有機無機復配基質栽培可以避免草莓出現連作障礙，但是草炭資源較為稀缺且地域分布不均，導致基質栽培生產成本較高，大面積推廣難度較大[5]。因此，篩選出取材方便、成本較低的基質混配原料和配方對徐州地區草莓生產具有極為重要的意義。

通過對徐州區域內農業廢棄物的調查及分析認為，牛糞和菌菇渣的pH和電導率相對較為適宜，且牛糞和菌菇渣對環境無污染，理化性質穩定[6-7]，適用于草莓基質栽培原料。本研究以牛糞和菌菇渣為主要原料混配成生態型基質，研究其在草莓基質栽培上的效果，并結合生產成本和產出效益進行綜合評價，以期篩選出適合徐州地區的草莓栽培基質，探索出就地取材、簡便易行、成本低廉且又能高產高效的無土栽培方式，不僅有助于提高農業資源的循環利用率，減少環境污染，還可以促進徐州地區草莓產業的綠色、高效、可持續發展，具有重要的經濟、社會和生態意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗在江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所銅山試驗站日光溫室進行，于2020年9月23日進行草莓定植，供試草莓品種為章姬，基質原料為菌菇渣、牛糞、蚯蚓糞、稻殼和炭化稻殼，均已進行無害化處理。

1.2 處理設計

試驗設4個不同配比的基質處理。T1為牛糞∶菌菇渣∶稻殼5∶3∶2；T2為牛糞∶菌菇渣∶炭化稻殼5∶3∶2；T3為牛糞∶蚯蚓糞∶菌菇渣∶稻殼3∶2∶3∶2；T4為牛糞∶蚯蚓糞∶菌菇渣∶炭化稻殼3∶2∶3∶2，重復3次。草莓栽培槽由槽架和栽培槽兩部分組成，栽培槽寬30 cm，深15 cm，內裝草莓基質。處理均采用雙行栽培，株行距18 cm×12 cm，每行36株，作為1次重復。田間日常管理采用常規草莓溫室栽培管理方法。

1.3 項目測定

1.3.1 基質理化性質

容重測定。參考文獻[8]的方法。

pH值測定。取基質樣品10 g于三角瓶中，加蒸餾水50 mL，密封，振蕩30 min，用pH計測定基質pH值。

1.3.2 草莓營養生長指標測定

株高、莖粗、葉片數測定。在草莓定植40、55、70 d進行調查，每處理隨機選取6株，用直尺和游標卡尺測定植株株高、莖粗。

植株生物量。于11月隨機抽取3株草莓進行整株破壞取樣，解析為地上部和地下部，后將樣品置于105 ℃烘箱中殺青30 min，此后降溫至80 ℃直至植株被完全烘干，稱量各部分質量。

根系體積。采用排水法測定[9]。

1.3.3 草莓產量、品質的測定

產量測定。每處理隨機選取18株掛牌標記，統計12月到翌年2月單株所有果實重并計算平均單果重與平均單株產量。

可溶性固形物測定。于盛果期進行，采用手持式折光儀測定[10]。

1.4 數據分析

使用Excel和SPSS 19.0軟件對數據進行分析、制圖。采用單因素方差分析(LSD法)進行顯著性差異比較。

2 結果與分析

2.1 不同復配基質的理化性質

傳統觀點認為，較為優質基質的容重、總孔隙度、水氣比、pH分別為0.1～0.8 g·cm-3、54%～96%、2%～4%、6～8，作物可有良好的生長狀態[11]。由表1可見，各處理基質容重與總孔隙度分別在0.201～0.228、71.68%～76.58%，處理間差異較小，且均在理想范圍內；持水孔隙度以T3最高，相對應的通氣孔隙度則以T1、T4較高。各處理的水氣比均高于4%，未在理想范圍內，其中T3的基質水氣比最高，分別較T1、T2、T4高出5.33、4.32、6.16百分點；T3、T4基質pH值接近中性，T1、T2則呈弱堿性，雖然各復配基質的pH值均在理想基質范圍內，但一般認為中性或偏酸性基質更有利于草莓生長，因此，建議在實際生產中對基質進行酸化處理。

表1 不同復配基質的主要理化性質

2.2 不同復配基質對草莓生長發育的影響

不同復配基質顯著影響了草莓的性狀指標和生物量。由圖1可見，就株高看，草莓定植40 d后，

圖1 不同復配基質對草莓生長的影響

各處理間株高無顯著差異；55和70 d時，T1株高均為最高，T3次之，且T1顯著高于T2、T4。就莖粗看，前期(40 d)差異較小，55 d則表現出T1、T3顯著高于T2和T4，70 d時草莓莖粗以T3顯著高于其他處理。前55 d，不同基質處理對草莓葉片數影響較小，均以T3最高，但各處理間差異不顯著；70 d時草莓葉片數表現為T3>T1>T2>T4，其中T3顯著高于T2、T4。

由表2可知，T3的地下部干重與根體積顯著高于其他處理；地上部干重以T3最高，顯著高于T2；各處理根冠比間無顯著差異。綜合不同復配基質草莓形態指標可知，T3處理的草莓營養生長表現最好，T2最差。

表2 不同復配基質對草莓生物量的影響

2.3 不同復配基質對草莓產量和品質的影響

初果時間、平均單果重、平均單株產量是決定草莓產量和效益的重要因素。從表3可以看出，不同復配基質處理對草莓物候期影響較小，T1與T4的初果時間差僅為4 d；而平均單果重與平均單株產量則受基質配比影響較大，T3的平均單果重最高，顯著高于T2；T3平均單株產量顯著高于其他處理。不同基質處理對草莓果實可溶性固形物含量影響較小，各處理間無顯著差異。

表3 不同復配基質對草莓產量及品質的影響

3 小結與討論

通過對草莓營養生長及果實產量品質的分析可知，以牛糞∶蚯蚓糞∶菌菇渣∶稻殼3∶2∶3∶2基質栽植的草莓，其株高、莖粗、葉片數、地上部及地下部生物量、根體積、平均單果重和平均單株產量均為最高，根冠比、果實可溶性固形物與其他處理間無顯著差異，表明此處理基質優于其他處理，主要原因可能是草莓對水分需求較大，而這一基質處理的水氣較高，雖然高于理想基質范圍[11]，卻剛好符合草莓的適宜水氣比要求范圍。馬全會等[12]通過分析不同河沙、甘草渣不同混配基質的理化性質及草莓生長指標發現，基質水氣比為11.3時，草莓生長情況優于水氣比為8.9、14.3、16.9的基質，與本試驗結果相似。由此可見，基質過高或過低的水氣比均不利于草莓生長。

基質組成材料的選擇與配比決定了作物的生存環境，直接影響植株的生長發育。蚯蚓糞多氣孔的特點使其具有良好的通氣性、保水性及吸附能力，被認為是一種優良的基質材料[13]。大量研究表明，蚯蚓糞可以促進草莓生長發育、提高產量品質及改善基質理化性質[14-15]。本試驗發現，蚯蚓糞部分替代牛糞后基質pH值明顯降低，一方面可能是因為蚯蚓糞自身為弱酸性，另一方面可能由于蚯蚓糞在草莓生長過程中分解，使腐殖質、有機酸等增多，造成基質pH值下降。炭化稻殼來源廣泛，價格低廉，且理化性質穩定，已被廣泛應用為基質原料[16]。本試驗中，其他材料相同分別添加炭化稻殼和稻殼時，添加稻殼基質植株生長發育均優于炭化稻殼。杜國棟等[17]研究了不同人工混配基質對草莓生長發育的影響，發現炭化稻殼與食用菌廢料組合以及炭化稻殼與山皮土組合時，炭化稻殼對草莓的根系發育具有積極作用，但草炭、腐爛秸稈中添加炭化稻殼對植株地上部生長發育表現出負面效應，與本試驗結果相似。因此，炭化稻殼與不同基質原料復配的效果可能存在較大差異。

綜上所述，牛糞、蚯蚓糞、菌菇渣、稻殼以體積比為3∶2∶3∶2的比例組合為最佳復配基質，基質理化性質適宜，對章姬草莓生長發育促進效果明顯，牛糞、菌菇渣、稻殼材料均為本地成本低廉的農業廢棄物，經濟易行，對徐州地區草莓基質栽培具有一定的借鑒和指導意義，但最佳基質原料復配比例仍需進一步細化和改進。