岳征文，王紅柳 ，楊 浩 ，王百田

(1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京 100083； 2.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083)

有機生態(tài)型無土基質(zhì)對披堿草苗期生長的影響

岳征文1，王紅柳2，楊 浩1，王百田1

(1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京 100083； 2.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083)

有機生態(tài)型無土栽培基質(zhì)配方的研究是未來無土栽培基質(zhì)配方研究新的熱點。在總結(jié)前人基質(zhì)配方基礎(chǔ)上，將草炭、草木灰、枯落物、腐殖質(zhì)按照一定的體積比進行混合并加入適量聚丙烯酰胺型小顆粒保水劑作為栽培基質(zhì)來代替土壤，配制出4種有機生態(tài)型無土栽培基質(zhì)。加入基肥后，用披堿草(Elymusdahuricus)作為試驗?zāi)敛?，篩選出最適宜披堿草生長的有機生態(tài)型無土綠化栽培基質(zhì)，也為新型的無土栽培基質(zhì)配方的研究提供理論依據(jù)。披堿草苗期階段各項結(jié)果表明，有機生態(tài)型基質(zhì)在滿足理想基質(zhì)的要求下，營養(yǎng)成分含量越高對植株苗期的生長越有利。披堿草出苗率與基質(zhì)的物理性質(zhì)關(guān)系密切，而與基質(zhì)中的養(yǎng)分配比關(guān)系不大。綠化基質(zhì)材料腐殖質(zhì)、枯樹葉、草木灰體積比為6∶2∶2的A3基質(zhì)是4種基質(zhì)里面最具有優(yōu)勢的基質(zhì)配比。

無土栽培基質(zhì)；披堿草；綠化基質(zhì)

目前，無土栽培廣泛的應(yīng)用于瓜果、蔬菜、草坪草等各個領(lǐng)域[1-5]。有關(guān)無土栽培基質(zhì)已有較多的研究，但是這些研究多數(shù)針對的基質(zhì)是普通的無土栽培基質(zhì)加營養(yǎng)液，而對有機生態(tài)型無土綠化基質(zhì)在植草上的應(yīng)用研究還很少有報道。披堿草屬植物，因其具有多年生、營養(yǎng)體生長繁茂、粗蛋白質(zhì)含量高、極強的耐瘠薄性和易種植等特點，被作為優(yōu)質(zhì)牧草廣泛栽培[6]。因此選取了較為常見的基質(zhì)材料如枯落物、腐殖質(zhì)等，按照一定體積、質(zhì)量比例混合來制成有機生態(tài)型無土綠化基質(zhì)，在其上撒播披堿草草種。通過不同基質(zhì)對草種的生長、生理指標(biāo)的影響分析[7-8]，探索基質(zhì)、營養(yǎng)元素與環(huán)境對草的生長效果，為適合披堿草生長的無土綠化基質(zhì)材料篩選與人工合成提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗材料 試驗草種為披堿草(Elymusdahuricus)；基質(zhì)為草炭(由北京市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供)、腐殖質(zhì)(取自北京西山林場松樹林的林下)、枯落物(取自西山林場的楓樹林下，未經(jīng)腐熟、曬干后處理為直徑0.5～3.0 cm的碎塊)和草木灰(為西山林場草類植物燃燒后自制的草木灰)；保水劑由北京漢力淼新技術(shù)有限公司提供。基肥由雞糞、磷酸二銨、硫酸鉀組成；基帶材料為砂布(上)+無紡布(下)；植生帶規(guī)格為23.5 cm×21 cm×2 cm。所有處理的肥料、保水劑和基帶材料均相同，不同處理的綠化基質(zhì)配方見表1。

1.2試驗方法 將單一基質(zhì)按一定體積比混勻后，制成4種栽培基質(zhì)，并配一定量的基肥裝入做成的基帶中，然后封口、標(biāo)記[6]。栽培基質(zhì)組成及體積比見表1。每種基質(zhì)重復(fù)6次，共24個基帶。

1.3播種及播后管理 2007年6月29日在北京西山林場牡丹園的溫室播種，披堿草播種量30 g/m2[9]。

植生帶制作：鋪好底層無紡布，按照植生帶規(guī)格鋪好無土基質(zhì)材料，散播時先均勻散種子于基質(zhì)表層，然后在表層覆一層基質(zhì)覆蓋種子，用紗布覆蓋上層，最后縫制成具有基質(zhì)、種子的植生帶。

為防止和土壤接觸，選用鋼絲網(wǎng)坪床架空植生帶，以防止根系與地表土壤接觸。溫度、水分是決定草種出苗率高低的兩大重要因素，因此播種后應(yīng)定期適量地噴水，使基質(zhì)保持濕潤狀態(tài)。出苗后，每隔7 d澆一次水，并進行生長指標(biāo)的測定。

1.4測定項目及分析方法

1.4.1基質(zhì)物理性質(zhì) 容重、總孔隙度、通氣孔隙度的測定采用飽和浸提法；基質(zhì)EC值采用電導(dǎo)率法測定；pH值采用電位法測定[10]。

表1 綠化基質(zhì)配方處理

1.4.2基質(zhì)養(yǎng)分含量 全氮采用凱氏定氮法測定；全磷采用碳酸鈉堿熔-鉬銻抗比色法法測定；全鉀采用NaOH熔融-火焰光度法測定；有機質(zhì)采用重鉻酸鉀溶液法測定[10]。

1.4.3其他指標(biāo) 播種15 d后測定不同基質(zhì)上的出苗率；栽培50 d后測定株高、葉長、葉寬、分蘗數(shù)、蓋度、根長和生物量等指標(biāo)，植被蓋度采用蓋度框法進行測定，蓋度框規(guī)格為23.5 cm×21 cm。

1.4.4試驗數(shù)據(jù)的分析方法 采用SPSS 10.0統(tǒng)計分析軟件對不同基質(zhì)處理下披堿草的生長(或生理)指標(biāo)的顯著性進行方差分析，對不同處理間差異顯著情況進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1基質(zhì)的理化性質(zhì)與營養(yǎng)成分分析

2.1.1基質(zhì)理化性質(zhì)分析 4種基質(zhì)的理化性質(zhì)基本達到理想基質(zhì)要求(表2)，其中孔隙度是反映基質(zhì)“水、氣”平衡關(guān)系的指標(biāo)，除A1基質(zhì)外，其他3個基質(zhì)的總孔隙度都在理想基質(zhì)的范圍內(nèi)(總孔隙度大于75%)。其中，通氣孔隙度均能滿足理想基質(zhì)的要求(通氣孔隙度大于15%)[9]，而持水孔隙除A4基質(zhì)能滿足理想基質(zhì)(大于60%)的要求外，其他三者均小于該值[11]；對于容重[11]，A3基質(zhì)的容重最大，為0.41 g/m3，略高于A2、A1，A4基質(zhì)的容重最小，為0.22 g/m3；EC值則是反映基質(zhì)中可溶性鹽分含量的指標(biāo)[12]，EC值過高易燒苗，過低則易引起生長不良，4種基質(zhì)的pH值和EC值都在理想基質(zhì)范圍內(nèi)。

表2 不同綠化基質(zhì)的理化性質(zhì)

2.1.2基質(zhì)營養(yǎng)成分分析 A3基質(zhì)全氮含量最高約為其他處理的3倍左右；A2、A3、A4基質(zhì)中全磷、全鉀含量基本相等，約為A1全磷含量的2.5倍；A2、A3基質(zhì)有機質(zhì)含量約為A1、A4的2倍(表3)。從養(yǎng)分含量來看，A1基質(zhì)最低，而A2、A3基質(zhì)最好。

表3 不同綠化基質(zhì)的養(yǎng)分含量分析

2.2基質(zhì)對披堿草出苗率的影響 種子萌發(fā)需要充足的水分、足夠的氧氣和適宜的溫度，對于基質(zhì)而言，疏松、透氣性好、保溫性好的基質(zhì)最有利于種子萌發(fā)，因此出苗率也是判別基質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一。播種后第15天不同基質(zhì)上的出苗率除了A1基質(zhì)較低(50.3%)外，其余基質(zhì)出苗率均高于70%(A2、A3為71.6% ，A4為72.3%)，但A2、A3、A4各基質(zhì)上的植株出苗率差異不顯著(P>0.05)。A2、A3、A4基質(zhì)上的種子出苗率較高，可能是由于這3種基質(zhì)材料的透氣性、保溫性比A1基質(zhì)材料更適宜披堿草種子萌發(fā)，A1基質(zhì)材料可能因其持水空隙度低引起其保溫性較差。

表4 不同基質(zhì)處理對披堿草出苗率的影響

注:同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3不同基質(zhì)對披堿草植株生物量的影響 幼苗的生物量可反映基質(zhì)環(huán)境對種子萌發(fā)與幼苗生長的影響，證明基質(zhì)對種子生長環(huán)境的基本滿足程度。以披堿草在4種基質(zhì)中全部樣方為測量對象，測定其植株鮮質(zhì)量及干質(zhì)量(表5)。

從不同配比基質(zhì)對植株生物量的影響來看，A1、A2、A3和A4基質(zhì)上的植株生物量鮮質(zhì)量依次是18.35、13.82、30.65和21.72 g，生物量干質(zhì)量依次為3.41、2.02、5.45和4.04 g。顯然，A3基質(zhì)上的植株生物量鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均最高，且顯著高于A1、A2、A4基質(zhì)上的生物量(P<0.05)，A4次之，A2的最小。

表5 不同綠化基質(zhì)處理下披堿草各生長指標(biāo)均值

注：同一列中數(shù)值標(biāo)注不同字母表示用LSD多重比較法分析得出的不同處理間差異顯著(P<0.05)。

2.4不同基質(zhì)對披堿草生長的影響 選取栽培50 d后各個基質(zhì)上披堿草的株高、葉長、葉寬、分蘗數(shù)、蓋度等生長指標(biāo)進行分析，綜合評價不同基質(zhì)對種子萌發(fā)與幼苗生長的影響，測定結(jié)果見表5。

A1、A2、A3、A4基質(zhì)上的株高和葉長的順序均依次為A3>A4>A1>A2，且A3基質(zhì)上的株高顯著高于其他基質(zhì)上的株高(P<0.05)，除A1、A2基質(zhì)上的株高無顯著差異外(P>0.05)，其他基質(zhì)彼此間差異顯著(P<0.05)，A1、A2、A4基質(zhì)上的葉長彼此間無顯著性差異。A1、A2、A3、A4基質(zhì)上的平均葉寬分別是0.251、0.243、0.368和0.243 cm，且A3基質(zhì)上的葉寬顯著優(yōu)于其他基質(zhì)上的葉寬(P<0.05)，A1、A2、A4基質(zhì)上和A3、A4其質(zhì)上的葉寬彼此間差異不顯著(P>0.05)。 A1、A2、A3、A4基質(zhì)上的分蘗數(shù)表現(xiàn)為A4>A3>A1>A2，多重比較表明，A4基質(zhì)上的植株分蘗情況最好，顯著高于A2基質(zhì)(P<0.05)，但與A1、A3無顯著差異(P>0.05)， A1、A2、A3基質(zhì)上的分蘗數(shù)差異不顯著(P>0.05)。A1、A2、A3和A4基質(zhì)上的平均蓋度分別為10.00%、24.78%、28.10%、22.12%， A3基質(zhì)上的蓋度最大，且顯著高于A1基質(zhì)(P<0.05)，但A2、A3、A4彼此間無顯著差異(P>0.05)(表5)。

從各項生長指標(biāo)的觀測結(jié)果來看，與其他基質(zhì)相比，A3基質(zhì)對于披堿草的種子萌發(fā)與幼苗生長具有最好的效果。

2.5基質(zhì)對披堿草各徑級根參數(shù)的影響 根系是植物吸收、轉(zhuǎn)化和儲藏營養(yǎng)物質(zhì)的重要器官，對地上部的生長、形態(tài)建成具有重要作用。根表面積大小反映了植物根系與基質(zhì)中營養(yǎng)物質(zhì)及水分交換能力的大小。根系生長的好壞會直接影響到地上部分的產(chǎn)量和植物水土保持的能力。其中，毛細(xì)根對養(yǎng)分的吸收起到了極其重要的作用[13]。不同基質(zhì)對幼苗根系的發(fā)育產(chǎn)生了明顯的影響，生長在4種綠化基質(zhì)上的披堿草植株根系徑級都集中在0.1～5.0 mm，A3基質(zhì)除在1.0～5.0 mm徑級上根長小于A4外，其他各項指標(biāo)均大于其他各基質(zhì)(表6)。從總體走勢來看，總根長、總表面積、總體積均呈現(xiàn)出A3>A4>A1>A2的規(guī)律，說明A3基質(zhì)較其他基質(zhì)更有利于幼苗的根系發(fā)育，其結(jié)果與對生物量的影響相一致(表7)。

3 結(jié)論

有機生態(tài)型綠色基質(zhì)在滿足理想基質(zhì)的要求下，營養(yǎng)成分越高對植株的生長越有利。4種有機生態(tài)型綠色基質(zhì)的配方各指標(biāo)，除A1外,其他各基質(zhì)基本符合理想基質(zhì)要求，其中A4配方完全符合理想基質(zhì)要求，A2、A3基質(zhì)營養(yǎng)成分高于其他2組。披堿草在A3基質(zhì)上苗期的各項測定指標(biāo)總體上優(yōu)于其他試驗基質(zhì)，與其他處理差異性顯著。

表6 不同基質(zhì)處理披堿草各徑級根參數(shù)

表7 不同基質(zhì)處理披堿草各徑級總參數(shù)

披堿草出苗率與基質(zhì)的物理性質(zhì)關(guān)系密切，而與基質(zhì)中的養(yǎng)分配比關(guān)系不大。

A3配方是4種基質(zhì)配方中對披堿草苗期生長最具優(yōu)勢的基質(zhì)配方。通過披堿草在4種基質(zhì)上苗期的生物量、根系、株高、葉長、葉寬、分蘗數(shù)、蓋度、生物量等各個生長指標(biāo)綜合分析可以得出A3基質(zhì)最有利于披堿草的生長，依次是A4、A1、A2基質(zhì)。

[1] 楊浩,王百田,武晶.不同無土栽培基質(zhì)對高羊茅生長的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2009，25(7):118-121.

[2] 梁英林,鄧蓉,張定紅，等.苜蓿綠芽無土栽培基質(zhì)篩選試驗[J].草業(yè)與畜牧,2009(6):22-23.

[3] 秦嘉海,王多成,肖占文，等.茄子有機生態(tài)型無土栽培專用肥最佳施用量的研究[J].中國蔬菜, 2009(14):49-52.

[4] Handreck K A.Properties of coir dust, and its use in the formulation of soilless potting media[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis，1993,Z4(3～4):349-363.

[5] Meerow A W.Growth of two tropical foliage plants using coir dust as a container mediumamendment[J].HortTechnology,1995,5(3):237-239.

[6] 祁娟,徐柱,王海清，等.旱作條件下披堿草屬植物葉的生理生化特性分析[J].草業(yè)學(xué)報,2009,17(1):39-45.

[7] 樊瑞,馮永軍,郝桂喜，等.富鎘基質(zhì)中紫花苜蓿的生長和利用研究[J].草業(yè)科學(xué),2009,26(10):67-72.

[8] 劉德梅,馬玉壽,張德罡，等.封育對“黑土灘”垂穗披堿草栽培草地群落結(jié)構(gòu)和特征的影響[J].草業(yè)科學(xué),2009，26(10):59-66.

[9] 尚玉欣,王百田,武晶.不同無土栽培基質(zhì)對高羊茅生長的影響[J].北方園藝,2009(7):41-43.

[10] 林大儀.土壤學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京：中國林業(yè)出版社,2004.

[11] 李靜,趙秀蘭,魏世強，等.無公害蔬菜無土栽培基質(zhì)理化特性研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2000(2):112-115.

[12] 郭世榮.無土栽培學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003:10-75.

[13] 張喜英.作物根系與土壤水利用[M].北京：氣象出版社,1999:85-108.

Effectofeco-organicsoillessmatrixonthegrowthofElymusdahuricusattheseedlingstage

YUE Zheng-wen1, WANG Hong-liu2, YANG Hao1, WANG Bai-tian1

(1.College of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2.Grassland Resource and Ecology Laboratory, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

The formula of eco-organic soilless matrix for cultivation is the focus of formula of soilless matrix for cultivation in the future. Based on previous studies, the new four formulas were constructed by combining the peat, plant ash, litter, humus and appropriate amount of small particles of poly to a certain volume ratio to substitute for soil cultivation in this study. This study not only screened out the most suitable formula of eco-organic soilless matrix forE.dahuricusgrowth at its seedling stage by adding basic manure into four eco-organic soilless matrixes, but also provides a basis theory for the formulation. The results of this study showed that the higher nutrient content benefited seedling growth ofE.dahuricuswhen the eco-organic soilless matrix met the requirements of an ideal matrix. The emergence ofE.dahuricuswas closely related to the physical property of the matrix, but was not related to nutrient composition of the matrix. This study showed that A3 matrix was best eco-organic soilless matrix for cultivation, in which the ratio of humus, litter and plant ash was 6∶2∶2.

soilless cultivation matrix;Elymusdahuricus; green matrix

S543+904；Q945.3

A

1001-0629(2011)01-0131-04

2010-03-15 接受日期：2010-06-24

國家科技支撐專題研究資助項目(2006BAD03A0301)

岳征文(1982-)，男,內(nèi)蒙古赤峰人，在讀博士生，研究方向為生態(tài)環(huán)境工程。

E-mail:yuezhengwen@163.com

王百田 E-mail:wbaitian@bjfu.edu.cn