諸葛祥謙 程斐 李群 楊延杰 陳寧

摘要：為確定適宜油菜生長(zhǎng)的基質(zhì)孔隙度，本試驗(yàn)以純菇渣基質(zhì)為對(duì)照，設(shè)置T1（菇渣∶ 河沙=9∶ 1）、T2（菇渣∶ 河沙=8∶ 2）、T3（菇渣∶ 河沙=7∶ 3）、T4（菇渣∶ 河沙=6∶ 4）、T5（菇渣∶ 河沙=5∶ 5）共5個(gè)不同的河沙菇渣復(fù)配比例處理，測(cè)定了不同處理基質(zhì)容重、孔隙度、pH值、EC值和油菜地上部地下部生物量及其品質(zhì)和光合等指標(biāo)并進(jìn)行比較。結(jié)果表明，隨著河沙添加比例的增大，基質(zhì)的容重、通氣孔隙度均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，總孔隙度以及持水孔隙度下降；油菜生物量、品質(zhì)、葉綠素含量以及光合速率等指標(biāo)均隨河沙添加比例的增加呈先升高后降低趨勢(shì)，其中T2處理的各指標(biāo)數(shù)值最大。本試驗(yàn)綜合分析可得，T2處理的河沙添加比例能夠?yàn)橛筒松L(zhǎng)提供較為合適的孔隙度范圍。

關(guān)鍵詞：菇渣；河沙；復(fù)配比例；基質(zhì)物理性狀；油菜生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S634.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2018）09-0056-05

Abstract In order to determine the porosity of the substrate suitable for rape growth， this experiment was conducted with pure mushroom residue matrix as control.Five treatments were set as T1 （mushroom residue∶ river sand=9∶ 1）， T2 （mushroom residue∶ river sand=8∶ 2）， T3 （mushroom residue∶ river sand=7∶ 3）， T4 （mushroom slag∶ river sand=6∶ 4） and T5 （mushroom slag∶ river sand=5∶ 5）， The bulk density， porosity， pH and EC values of the substrates，and the biomass of overground and underground parts， quality and photosynthetic indicators of rape were determined and compared under different treatments. The results showed that with the increase of river sand， the bulk density and aeration porosity of the matrix both showed upward trends， and the total porosity and water holding porosity decreased；the biomass， quality， chlorophyll content and photosynthetic rate showed the trends of increasing first and then decreasing. Among them， the value of each indicator under T2 treatment was the largest. According to the comprehensive analysis， the proportion of river sand in T2 treatment could provide a suitable porosity range for rape growth.

Keywords Mushroom residue； River sand； Compounding ratio； Substrate physical properties； Rape growth

目前，蔬菜無(wú)土栽培已經(jīng)成為我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要部分，是發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的新途徑[1]，但蔬菜無(wú)土栽培生產(chǎn)應(yīng)用中仍存在許多問(wèn)題，如肥力不足、基質(zhì)理化性狀較差等問(wèn)題。蔬菜根系環(huán)境的好壞主要取決于栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)，而栽培基質(zhì)的孔隙度直接影響基質(zhì)的通氣以及持水性能，是最重要的理化性質(zhì)參數(shù)之一[2] 。因此研究栽培基質(zhì)的孔隙度，提升栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)，同時(shí)根據(jù)所栽培的不同作物確定不同栽培基質(zhì)的孔隙度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)改善作物品質(zhì)以及基質(zhì)的商品化和量產(chǎn)化具有十分重要的意義[3]。

我國(guó)食用菌生產(chǎn)從20世紀(jì)90年代以來(lái)，一直保持較高的增長(zhǎng)速度。隨著規(guī)模的不斷擴(kuò)大，每年所產(chǎn)生的菇渣大約在400萬(wàn)噸以上，這些廢渣如果處理不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，因此選擇一種適宜的方式解決這一問(wèn)題顯得尤為必要[4] 。目前，有些地區(qū)將廢棄的菇渣進(jìn)行循環(huán)利用，主要是作為下一茬食用菌再生產(chǎn)的配料或者牲畜飼料。但長(zhǎng)時(shí)間堆放的菇渣可能會(huì)因其營(yíng)養(yǎng)豐富而發(fā)生霉變，影響其再循環(huán)使用[5]。因此將廢棄的菇渣堆熟后作為蔬菜的有機(jī)栽培基質(zhì)是一種較好的選擇[6]。

我國(guó)是油菜生產(chǎn)大國(guó)，種植面積以及總產(chǎn)量均居世界第一位。每年菜籽油的產(chǎn)量占我國(guó)食用油產(chǎn)量的40%左右[7]。在這一背景下為油菜基質(zhì)栽培提供一個(gè)良好的根際環(huán)境從而進(jìn)一步提高油菜產(chǎn)量和品質(zhì)顯得尤為重要。本研究利用質(zhì)量大、通氣性能好的河沙與容重小、總孔隙度大的菇渣復(fù)配，通過(guò)調(diào)整不同的復(fù)配比例，測(cè)定并比較分析不同處理下的基質(zhì)容重、孔隙度以及油菜生長(zhǎng)、生理與品質(zhì)等指標(biāo)，以期確定油菜栽培過(guò)程中菇渣基質(zhì)孔隙度的調(diào)控方法以及具體河沙添加量，為今后油菜無(wú)土栽培提供一定的技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用油菜種子購(gòu)于青島膠研種苗有限公司。所用菇渣為上馬生態(tài)園堆熟6個(gè)月的腐熟香菇渣，裝盆前過(guò)4目分樣篩[8]去除較大顆粒。河沙購(gòu)于青島恒通鑫源建材有限公司，充分洗凈過(guò)4目分樣篩去除較大石塊晾干備用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2017年4—6月在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)習(xí)工廠的實(shí)驗(yàn)溫室中進(jìn)行。采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，按照不同的菇渣河沙復(fù)配體積比例共設(shè)5個(gè)處理，分別為T1（菇渣∶ 河沙=9∶ 1）、T2（菇渣∶ 河沙=8∶ 2）、T3（菇渣∶ 河沙=7∶ 3）、T4（菇渣∶ 河沙=6∶ 4）、T5（菇渣∶ 河沙=5∶ 5），以純菇渣為對(duì)照（CK），各設(shè)3次重復(fù)，每重復(fù)3盆，每盆種植3株油菜。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

菇渣基質(zhì)pH值用美國(guó)Spectrum土壤原位pH計(jì)測(cè)定，EC值用美國(guó)Spectrum便攜式鹽分儀測(cè)定。菇渣基質(zhì)的容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度參照《土壤農(nóng)化分析》進(jìn)行測(cè)定[9]；油菜葉片葉綠素含量采用分光光度計(jì)法測(cè)定[10]；葉片光合氣體交換參數(shù)用CIRAS-3型光合儀測(cè)定[10]；油菜葉片可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[10]；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 WPS Excel 添加版本和DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析，利用最小顯著極差法（LSD 法）進(jìn)行差異顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同河沙菇渣復(fù)配比例對(duì)基質(zhì)物理性狀的影響

基質(zhì)容重隨著河沙添加比例的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，各處理間差異顯著。容重過(guò)大或過(guò)輕均不適合作栽培基質(zhì)，CK容重最低，為0.26 g/cm3，T5處理容重相對(duì)較大，為1.11 g/cm3，而理想基質(zhì)容重范圍為0.5～0.8 g/cm3，T2、T3處理容重符合理想基質(zhì)條件。總孔隙度與河沙添加比例呈負(fù)相關(guān)，各處理間差異顯著?？偪紫抖扰c根系生長(zhǎng)與呼吸有密切的關(guān)系，理想基質(zhì)的通氣孔隙度范圍是60%～90%，對(duì)照以及T1、T2處理的總孔隙度符合理想基質(zhì)條件。通氣孔隙度隨著河沙添加比例的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，各處理間差異顯著。通氣孔隙過(guò)大，基質(zhì)持水性下降，反之基質(zhì)通氣性降低，影響根系的呼吸作用，理想基質(zhì)要求通氣孔隙度不低于15%～20%，各處理以及對(duì)照通氣孔隙度均符合理想基質(zhì)條件。持水孔隙度則隨著河沙添加比例的增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，各處理間差異顯著。適宜基質(zhì)持水孔隙度在40%～75%左右，對(duì)照以及T1、T2處理的持水孔隙度均在適宜范圍內(nèi)（表1）。綜上所述，T2處理在基質(zhì)物理性狀方面相對(duì)較為適合油菜生長(zhǎng)。

2.2 不同河沙菇渣復(fù)配比例對(duì)基質(zhì)pH和EC值的影響

由圖1可知，隨著河沙添加比例的增加，基質(zhì)pH值呈下降趨勢(shì)。已知油菜生長(zhǎng)的最適酸堿度為中性偏酸， T2、T3、T4、T5處理的酸堿度分別為6.91、6.67、6.43、6.05，均符合適宜基質(zhì)條件。

由圖2可知，隨著河沙添加比例的增加，基質(zhì)EC值呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。適宜基質(zhì)EC值范圍為0.5～3.0 mS/cm，各處理的EC值均在適宜范圍內(nèi)。

2.3 不同河沙菇渣復(fù)配比例對(duì)油菜植株生物量的影響

地上部以及地下部的生物量隨著河沙添加比例的增加均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，T2處理顯著高于其他處理。T2處理的根冠比顯著高于T1、T4、T5處理（表2）。這表明適宜的河沙添加比例能夠有效增加植株的生物量并提高根冠比。

2.4 不同河沙菇渣復(fù)配比例對(duì)油菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.4.1 對(duì)可溶性糖含量的影響 油菜葉片可溶性糖含量隨著河沙添加比例的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。T2處理油菜葉片可溶性糖含量最高，為3.08%，顯著高于其他處理，較對(duì)照增加97.44%。CK可溶性糖含量最低，為1.56%（圖3）。這說(shuō)明適宜孔隙度范圍可以為根系提供良好的根際環(huán)境，進(jìn)而提升植株可溶性糖含量。

2.4.2 對(duì)可溶性蛋白含量的影響 可溶性蛋白含量隨著河沙添加比例的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。T2處理的可溶性蛋白含量最高，達(dá)1.97 mg/g，較對(duì)照提升37.76%（圖4）?；|(zhì)中添加適量的河沙可以為油菜根系提供合適的孔隙度，進(jìn)而提升植株葉片可溶性蛋白含量。

2.5 不同河沙菇渣復(fù)配比例對(duì)油菜葉片光合作用的影響

2.5.1 對(duì)葉綠素含量的影響 葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量均隨著河沙添加比例的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，T2處理最高，其葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量分別為1.46、0.65、2.12 mg/g，T2葉綠素a顯著高于對(duì)照，各處理間差異不顯著；葉綠素b各處理差異不顯著；T2處理葉綠素a+b除與T3差異不顯著外，與其他處理均差異顯著（圖5）。

2.5.2 對(duì)光合氣體交換參數(shù)的影響 由表3可知，油菜葉片的光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率均隨河沙添加比例的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)， T2處理各指標(biāo)數(shù)值最高，均顯著高于其他處理。水分利用效率則以T1處理最高；T2處理的光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率都較高，導(dǎo)致其水分利用效率在一定程度上有所降低。

3 討論與結(jié)論

基質(zhì)容重以及孔隙度是衡量基質(zhì)是否適合作物生長(zhǎng)的重要物理指標(biāo)[11]?；|(zhì)的孔隙度主要包括通氣孔隙度和持水孔隙度，是基質(zhì)重要的物理性質(zhì)，能夠影響基質(zhì)的通氣、持水、排水以及容重[12]。適宜植物生長(zhǎng)的基質(zhì)應(yīng)具有良好孔隙度來(lái)滿足其根系對(duì)水分和空氣的需求，從而促進(jìn)根系的呼吸作用和對(duì)養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而提升植物的生長(zhǎng)品質(zhì)[13，14]。除此之外，基質(zhì)的pH值以及EC值也是衡量基質(zhì)是否適宜作物生長(zhǎng)的重要指標(biāo)，基質(zhì)EC值過(guò)高或者pH值過(guò)高或過(guò)低則會(huì)影響植物根系的生長(zhǎng)使植株受到損傷甚至死亡[15]。本試驗(yàn)選用河沙與食用菌生產(chǎn)的廢料菇渣進(jìn)行不同比例的復(fù)配，通過(guò)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行總孔隙度、通氣孔隙度以及持水孔隙度的調(diào)節(jié)來(lái)滿足油菜生長(zhǎng)需求。

本試驗(yàn)研究表明，適宜孔隙度范圍內(nèi)，油菜植株在生物量方面有一定程度的提升，T2處理（菇渣∶ 河沙=8∶ 2）所提供的孔隙度范圍，最大程度提升了植株的生物量。T2處理全株干物質(zhì)量相較對(duì)照增加25%。這說(shuō)明適宜基質(zhì)孔隙度有利于植株干物質(zhì)的積累。適宜孔隙度條件下，油菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)也得到了一定的提升。T2處理能顯著提升油菜葉片的可溶性糖和可溶性蛋白含量，分別相較對(duì)照提升97.44%、37.76%。葉綠素是植株進(jìn)行光合作用的重要物質(zhì)。T2處理的葉綠素a、葉綠素b以及葉綠素總含量都顯著高于其他處理。因此適宜栽培基質(zhì)的孔隙度也能在一定程度上提升植株葉綠素含量，有利于植株光合作用的進(jìn)行，提升光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化效率。T2處理的光合效率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率也高于其他處理。

綜上所述，本試驗(yàn)通過(guò)河沙菇渣復(fù)配來(lái)調(diào)整基質(zhì)孔隙度栽培油菜，表明在采用菇渣時(shí)菇渣與河沙比例8∶ 2的孔隙度最適合油菜生長(zhǎng)。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 孫嚴(yán)艷. 我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 中國(guó)科技信息， 2014（21）：127-128.

[2] 周躍華， 聶艷麗， 趙永紅，等. 國(guó)內(nèi)外固體基質(zhì)研究概況[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2005， 13（4）：40-43.

[3] 郭世榮. 固體栽培基質(zhì)研究、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2005， 21（增刊）：1-4.

[4] 李學(xué)梅. 食用菌菌渣的開(kāi)發(fā)利用[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2003（5）： 40-42.

[5] 嚴(yán)玲， 姜慶， 王芳. 食用菌菌渣循環(huán)利用模式剖析——以成都市金堂縣為例[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2011，27（14）：94-99.

[6] 衛(wèi)智濤. 雙孢蘑菇菌渣堆肥、肥效及細(xì)菌種群變化研究[D]. 株洲：中南林業(yè)科技大學(xué)， 2011.

[7] 殷艷， 王漢中. 我國(guó)油菜生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 農(nóng)業(yè)展望， 2011， 7（1）：43-45.

[8] 陳菲， 李勝利， 孫治強(qiáng). 不同粒徑有機(jī)基質(zhì)對(duì)黃瓜育苗效果的研究[J]. 北方園藝， 2015（8）：42-45.

[9] 南京農(nóng)業(yè)大學(xué). 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社， 1990.

[10] 王學(xué)奎， 黃見(jiàn)良. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社， 2015.

[11] 田吉林， 奚振邦， 陳春宏. 無(wú)土栽培基質(zhì)的質(zhì)量參數(shù)（孔隙性）研究[J]. 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2003， 19（1）：46-49.

[12] 時(shí)連輝， 張志國(guó)， 劉登民，等. 菇渣和泥炭基質(zhì)理化特性比較及其調(diào)節(jié)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2008， 24（4）：199-203.

[13] 甘露， 范海燕， 吳文勇，等. 無(wú)土栽培基質(zhì)水分特性參數(shù)研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2013， 44（5）：113-118，142.

[14] 鄭飛， 孫向輝， 邵運(yùn)輝，等. 壟作栽培對(duì)冬小麥根系及其發(fā)育環(huán)境的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2005， 34（5）：11-14.

[15] 周躍華， 聶艷麗， 趙永紅，等. 國(guó)內(nèi)外固體基質(zhì)研究概況[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2005， 13（4）：40-43.