生活污泥有機(jī)肥育苗基質(zhì)配方研究

摘要為研發(fā)適宜育苗的以生活污泥有機(jī)肥為基礎(chǔ)的基質(zhì)，通過溫室大棚育苗盤育苗試驗(yàn)，篩選適宜的生活污泥有機(jī)肥種類以及有機(jī)肥與珍珠巖、蛭石的混合比例，為生活污泥資源化利用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。試驗(yàn)因素包括生活污泥有機(jī)肥種類和生活污泥有機(jī)肥：珍珠巖：蛭石的配比，生活污泥有機(jī)肥種類有4種分別為A1、A2、A3和A4；4個(gè)混合比例分別為2∶1∶1、4∶1∶1、6∶1∶1和8∶1∶1（質(zhì)量比，分別以B1、B2、B3、B4表示），完全隨機(jī)組合共16個(gè)處理，以商品基質(zhì)為對(duì)照，供試材料為西瓜。結(jié)果表明，不同種類生活污泥有機(jī)肥及混合比例的基質(zhì)均對(duì)西瓜出苗率和幼苗生長存在顯著影響，其中A2B3處理的基質(zhì)西瓜出苗率、株高、葉片數(shù)、SPAD均高于其他處理。同時(shí)生活污泥有機(jī)肥種類與混合比例也存在極顯著的交互效應(yīng)，而A2B3組合的基質(zhì)最優(yōu)即A2生活污泥有機(jī)肥及其與珍珠巖、蛭石質(zhì)量比為6∶1∶1，可以推薦為生活污泥有機(jī)肥育苗基質(zhì)配方。

關(guān)鍵詞污泥有機(jī)肥；育苗基質(zhì)；西瓜；混合比例

中圖分類號(hào)S604+.3"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611（2024）24-0119-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.24.027

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

StudyonSeedlingSubstrateFormulationBasedonOrganicFertilizerfromDomesticSludge

WANG" Xi-na1，XUE" Xu1，TAN" Jun-li^2，3" et al

（1.SchoolofAgriculture，NingxiaUniversity，Yinchuan，Ningxia750021;2.SchoolofCivilandHydraulicEngineering，NingxiaUniversity，Yinchuan，Ningxia"750021;3.EngineeringTechnologyResearchCenterofWater-SavingandWaterResourceRegulationinNingxia，Yinchuan，Ningxia""750021）

AbstractInordertoresearchanddevelopsuitableseedlingsubstratebasedondomesticsludgeorganicfertilizer，thesuitablekindsofdomesticsludgeorganicfertilizerandthemixingratiooforganicfertilizertoperliteandvermiculitewerescreenedthroughseedlingtraytest，providingtheoreticalbasisandtechnicalsupportfordomesticsludgeresourceutilization.Thetreatmentsincluded4typesofdomesticsludgeorganicfertilizers（A1，A2，A3，A4）and4mixingmassratiooforganicfertilizers∶perlite∶vermiculite（2∶1∶1，4∶1∶1，6∶1∶1，8∶1∶1）whichweredenotedbyB1，B2，B3，B4respectively，withcommercialsubstrateascontrolandwatermelonastestedcrop.Theresultsshowedthatbothsludgeorganicfertilizervarietiesandmixingratioshadsignificanteffectonwatermelonseedgerminationandseedlinggrowth.Watermelonseedgermination，plantheight，numberofleavesandSPADwerehigherinA2B3treatmentthanothertreatments.Alsotherewerehighlysignificantinteractioneffectsbetweenorganicfertilizervarietiesandmixingratios，whilethecombinationofA2B3wasoptimumi.e.sludgeorganicfertilizerA2anditsmixingratiowithperliteandvermiculitewas6∶1∶1，whichcanberecommendedassludgeorganicfertilizerseedlingsubstrateformulation.

KeywordsSludgeorganicfertilizer;Seedlingsubstrate;Watermelon;Mixingratio

隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，育苗基質(zhì)變得越來越重要^［1］。育苗基質(zhì)是能否培育優(yōu)質(zhì)壯苗的關(guān)鍵因素之一^［2］。利用有機(jī)、無機(jī)材料及微生物制劑所配制的能夠滿足幼苗生長需要的優(yōu)質(zhì)土壤或無土栽培基質(zhì)稱為育苗基質(zhì)^［3］。目前市面上常見的育苗基質(zhì)有巖棉、細(xì)蛭石、草炭、鋸木屑等，其中有機(jī)肥、細(xì)蛭石是較理想的育苗基質(zhì)^［4］。

污泥的農(nóng)業(yè)利用實(shí)現(xiàn)污泥的資源化、減量化、穩(wěn)定化，是最具潛力的處置方式^［5］。城市生活污泥經(jīng)過堆肥發(fā)酵處理，可以鈍化污泥中重金屬活性、消滅病原物^［6］，是最有發(fā)展前景和經(jīng)濟(jì)有效的污泥處置方法，對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義^［7］。經(jīng)過堆肥發(fā)酵的污泥有機(jī)肥含有大量有機(jī)質(zhì)和豐富的營養(yǎng)元素，可以作為育苗基質(zhì)原材料生產(chǎn)營養(yǎng)基質(zhì)，為幼苗的生長發(fā)育提供充足的養(yǎng)分和營養(yǎng)元素，促進(jìn)其生根發(fā)芽，有利于培育優(yōu)質(zhì)壯苗^［8］。

城市生活污泥、秸稈等的堆肥產(chǎn)物，具有疏松土壤、提高土壤透氣性、增強(qiáng)土壤肥水滲透力等特點(diǎn)^［9］，能夠提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)。陳同斌等^［10］發(fā)現(xiàn)污泥堆肥產(chǎn)物能促進(jìn)小麥的生長發(fā)育，邵蕾等^［7］將污泥堆肥產(chǎn)物用于油菜種植，增產(chǎn)效果顯著，土壤和產(chǎn)品質(zhì)量均在安全標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)^［11］。污泥堆肥產(chǎn)物不僅具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，而且堆肥產(chǎn)物經(jīng)過處理后使用是安全的^［12-13］。

筆者利用污泥有機(jī)肥作為主要材料，與珍珠巖、蛭石經(jīng)過一定質(zhì)量比例混合復(fù)配出西瓜育苗基質(zhì)，研究其對(duì)西瓜幼苗生長發(fā)育的影響，篩選出最佳的育苗基質(zhì)配方，為開發(fā)合適的西瓜育苗基質(zhì)配方和污泥堆肥產(chǎn)物資源化利用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

污泥有機(jī)肥取自在中衛(wèi)市林峰科技有限公司的污泥堆肥試驗(yàn)中的A1、A2、A3、A4堆肥產(chǎn)品。其中A1生活污泥有機(jī)肥的生產(chǎn)工藝為10%玉米秸稈+90%生活污泥，玉米秸稈粉碎成3cm粒徑，堆肥工藝采用玉米秸稈與生活污泥摻混后靜置6d后再按常規(guī)翻拋的堆肥產(chǎn)品；A2生活污泥有機(jī)肥的生產(chǎn)工藝為10%玉米秸稈+90%生活污泥，玉米秸稈不粉碎，堆肥工藝采用常規(guī)翻拋的方法；A3生活污泥有機(jī)肥的生產(chǎn)工藝為15%玉米秸稈+85%生活污泥，玉米秸稈粉碎成5cm粒徑，堆肥工藝采用常規(guī)翻拋的方法；A4生活污泥有機(jī)肥的生產(chǎn)工藝為15%玉米秸稈+85%生活污泥，玉米秸稈粉碎成3cm粒徑，堆肥工藝采用常規(guī)翻拋+曝氣處理。具體堆肥過程參考文獻(xiàn)［14］。輕質(zhì)珍珠巖（粒徑3～6mm）和蛭石（粒徑1～2mm）購買于靈壽縣永順礦產(chǎn)品加工廠。供試西瓜種子為金城五號(hào)（中衛(wèi)市金城種業(yè)有限責(zé)任公司）。商品基質(zhì)是由沃德農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年4—6月在寧夏大學(xué)教學(xué)試驗(yàn)基地溫棚內(nèi)進(jìn)行。首先將經(jīng)過堆肥所生產(chǎn)的污泥有機(jī)肥用粉碎機(jī)粉碎成粉末狀。然后與珍珠巖和蛭石按一定質(zhì)量比例混合，復(fù)配形成新的育苗基質(zhì)。4種污泥有機(jī)肥的基本理化性狀見表1。4種生活污泥有機(jī)肥養(yǎng)分含量接近，A1和A2硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量略高于A3和A4。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用2因素4水平完全隨機(jī)試驗(yàn)，2因素分別為污泥有機(jī)肥種類（A1、A2、A3、A4）和生活污泥有機(jī)肥∶蛭石∶珍珠巖的混合比例，混合比例分別為2∶1∶1、4∶1∶1、6∶1∶1、8∶1∶1，分別以B1、B2、B3、B4表示。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2。

復(fù)配后的基質(zhì)分別裝入育苗盤，穴盤規(guī)格為50孔，4月7日將西瓜種子浸泡，4月8日將浸泡的西瓜種子播種于穴盤中。每穴播西瓜種子1粒，之后蓋一層薄的基質(zhì)至與穴盤平齊。隨機(jī)排列，每個(gè)處理4次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5穴。育苗期間定期灌水，保持育苗基質(zhì)有較好的水分狀況。所有處理灌水處理均保持一致。

1.4測定項(xiàng)目與方法

出苗率∶種子拱土，子葉露出即為出苗。分別于4月28日（播種后20d）和5月12日（播種后34d）分別測定種子出苗率。出苗率=出苗數(shù)/播種數(shù)×100%。

株高用卷尺測量從基質(zhì)表面位置到生長點(diǎn)的高度。葉片數(shù)為展開的葉片數(shù)。用葉綠素測定儀SPAD-502plus（KonicaMinolta，日本）測定葉片SPAD值，每株測定3片葉片，求其平均數(shù)。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用SPSS22.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用雙因素試驗(yàn)法進(jìn)行方差分析，用Duncan法進(jìn)行多重比較，結(jié)合WPSOffice進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析處理，并使用OriginPro2021進(jìn)行作圖。

2結(jié)果與分析

2.1生活污泥有機(jī)肥種類及混合比例育苗基質(zhì)對(duì)西瓜出苗率的影響

播種后20和34d西瓜的出苗率見圖1。不同種類生活污泥有機(jī)肥基質(zhì)對(duì)不同時(shí)期西瓜出苗率均有極顯著（Plt;0.01）或顯著（Plt;0.05）影響，其中A2基質(zhì)的西瓜出苗率最高，平均值分別達(dá)76.67%和95.00%，比商品基質(zhì)分別提高了91.67%和42.5%。除A4基質(zhì)顯著低于其他種類生物污泥有機(jī)肥的基質(zhì)外，其他處理之間無顯著差異。另外，A4基質(zhì)播種后20d的出苗率低于同時(shí)期商品基質(zhì)，但播種后34d高于商品基質(zhì)。這說明生活污泥有機(jī)肥育苗基質(zhì)隨著培育時(shí)間延長促進(jìn)了西瓜出苗。這可能是因?yàn)樯钗勰嘤袡C(jī)肥中含有大量的養(yǎng)分，為西瓜出苗提供了較好的養(yǎng)分條件。

從混合比例來看，播種后20d不同混合比例復(fù)配基質(zhì)對(duì)西瓜出苗率有極顯著影響（Plt;0.01），8∶1∶1混合比例的復(fù)配基質(zhì)的平均出苗率顯著低于2∶1∶1、4∶1∶1和6∶1∶1處理。而播種后34d，不同混合比例復(fù)配基質(zhì)之間無顯著差異。這說明隨著育苗時(shí)間的延長，混合比例對(duì)西瓜出苗率的影響不斷減弱。

另外，生活污泥有機(jī)肥種類與混合比例對(duì)西瓜出苗率存在極顯著的交互效應(yīng)（Plt;0.01）。播種后20d，A2B3、A2B1和A2B2處理的出苗率較高，超過93%，而A3B4和A4B4的出苗率為0；播種后34d，A4B1和A4B2育苗基質(zhì)的出苗率顯著低于其他處理，出苗率僅為53.3%，而此時(shí)其他組合育苗基質(zhì)出苗率均超過70%。從西瓜出苗率來看，每種生活污泥有機(jī)肥均有適宜的配合比例。A2生活污泥有機(jī)肥的B1、B2和B3配合比例和A1生活污泥有機(jī)肥的B1和B2配合比例的出苗率最高，是較優(yōu)的組合。綜合播種后20和34d西瓜出苗率來看，A2B3組合的育苗基質(zhì)即生活污泥有機(jī)肥種類為A2且其混合比例為B3即生活污泥有機(jī)肥∶珍珠巖∶蛭石=6∶1∶1是最優(yōu)的。

2.2生活污泥有機(jī)肥種類及其配比育苗基質(zhì)對(duì)西瓜幼苗生長的影響

2.2.1株高。

西瓜幼苗株高是反映幼苗長勢的重要指標(biāo)。由圖2可知，不同污泥肥料種類的基質(zhì)對(duì)西瓜幼苗株高有極顯著影響（Plt;0.0001），A4生活污泥有機(jī)肥基質(zhì)的株高顯著低于其他生活污泥有機(jī)肥基質(zhì)。且除A4外，其他污泥有機(jī)肥基質(zhì)的株高大于商品基質(zhì)。A2處理的株高最大，平均值達(dá)8.68cm，與商品基質(zhì)相比提高了39.3%。不同混合比例復(fù)配基質(zhì)對(duì)西瓜幼苗株高也有顯著影響（Plt;0.05），B3混合比例的復(fù)配基質(zhì)的株高顯著大于B2和B1復(fù)配基質(zhì)（Plt;0.05）。可見，西瓜苗株高隨著污泥有機(jī)肥復(fù)配比例增加有增大趨勢。這可能是因?yàn)樯钗勰嘤袡C(jī)肥混合比例增加，養(yǎng)分含量增多，可以促進(jìn)西瓜苗期的生長。

生活污泥有機(jī)肥種類與混合比例對(duì)西瓜苗期株高有極顯著（Plt;0.0001）的交互作用。對(duì)苗期西瓜株高而言，最優(yōu)基質(zhì)為A1B3，A2B3處理次之，而A4B2處理最小。可見，從促進(jìn)西瓜幼苗生長的角度來看，A2B3組合的基質(zhì)配方即A2生活污泥有機(jī)肥且生活污泥有機(jī)肥∶珍珠巖∶蛭石=6∶1∶1是較優(yōu)組合。

2.2.2葉片數(shù)。

葉片是植物對(duì)土壤礦質(zhì)營養(yǎng)反應(yīng)最為敏感的器官，作為地下部分向上輸送的礦質(zhì)營養(yǎng)儲(chǔ)存庫，其生長情況可作為評(píng)價(jià)肥料肥效最直觀的指標(biāo)^［15-16］。葉片數(shù)是反映幼苗生長發(fā)育的重要指標(biāo)。由圖3可知，不同種類生活污泥有機(jī)肥基質(zhì)對(duì)西瓜幼苗葉片數(shù)有極顯著影響（Plt;0.000 1），A4基質(zhì)的葉片數(shù)顯著少于A1、A2和A3基質(zhì)。與商品基質(zhì)相比，A1、A2、A3和A4基質(zhì)的西瓜平均葉片數(shù)分別比商品基質(zhì)提高了31.9%、41.9%、37.5%和5.35%。從不同混合比例基質(zhì)來看，B3混合比例的基質(zhì)平均葉片數(shù)顯著多于B2，增加了21.6%，而其他混合比例基質(zhì)之間無顯著差異。

不同生活污泥有機(jī)肥種類與混合比例的基質(zhì)對(duì)西瓜葉片數(shù)存在極顯著的交互效應(yīng)（Plt;0.0001），最優(yōu)組合基質(zhì)為A2B3，其葉片數(shù)為6.0片，而最差組合基質(zhì)為A4B2，其葉片數(shù)僅為2.2片。

2.3生活污泥有機(jī)肥種類及其混合比例的育苗基質(zhì)對(duì)西瓜幼苗葉片SPAD值的影響

葉綠素是植物體所必需的光合色素，其作為光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化的主要物質(zhì)載體，在光合作用中占據(jù)重要地位^［17］。葉片SPAD值反映了葉片中葉綠

素含量。由圖4可知，不同種類生活污泥有機(jī)肥基質(zhì)和不同

混合比例基質(zhì)對(duì)西瓜幼苗葉片SPAD值無顯著影響，處理之

間無顯著差異。但生活污泥有機(jī)肥基質(zhì)的葉片SPAD值均高于商品基質(zhì)，提高幅度在31.7%～41.8%。盡管不同混合比例基質(zhì)對(duì)西瓜葉片SPAD值無顯著影響，但B3混合比例即6∶1∶1的基質(zhì)葉片SPAD值最高，均值為51.0，而B1即2∶1∶1基質(zhì)最低，均值為45.9。不同種類生活污泥有機(jī)肥和混合比例對(duì)葉片SPAD值有極顯著的交互效應(yīng)，A4B4、A3B4和A2B2組合基質(zhì)的葉片SPAD值最高，大于55，而A2B4僅為35。這說明不同種類生活污泥有機(jī)肥及合適混合比例的基質(zhì)可以提高西瓜幼苗葉片的SPAD值。

3結(jié)論

（1）與商品基質(zhì)相比，污泥有機(jī)肥育苗基質(zhì)提高了西瓜的出苗率，同時(shí)促進(jìn)了西瓜幼苗的生長。綜合西瓜出苗率和西瓜幼苗生長來看，A2是最優(yōu)的生活污泥有機(jī)肥種類。

（2）污泥有機(jī)肥與珍珠巖及蛭石的混合比例對(duì)西瓜種子的出苗以及株高和葉片數(shù)均有顯著影響，B3即6∶1∶1混合比例的基質(zhì)最優(yōu)。

（3）不同種類生活污泥有機(jī)肥與混合比例的基質(zhì)對(duì)西瓜

種子發(fā)芽、幼苗生長及葉片SPAD均有極顯著的交互作用。綜合來看，A2B3的組合即A2生活污泥有機(jī)肥及生活污泥有機(jī)肥∶蛭石∶珍珠巖混合比例為6∶1∶1是適宜西瓜育苗的基質(zhì)配方。

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