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不同生态型基质配比对草莓生长的影响

花匠小妙招
2024-12-27 09:58

0 引言

草莓为蔷薇科草莓属多年生宿根草本植物，属于浆果类水果[1]。草莓种植周期短、结果早、见效快、经济效益高，近年来成为国内设施园艺中发展最快的新兴产业之一[2⇓-4]。实际生产中，常年的连作加上不科学的大量使用化肥、农药等化学产品，导致设施草莓栽培土壤环境恶化严重甚至影响到食品安全[5⇓-7]。无土栽培是解决设施草莓连作障碍的重要手段之一，其主要优点是从根本上解决了以土壤为媒介的病虫害传染及连作障碍，但传统无土栽培设备投入高、技术体系要求复杂，而国内涉农劳动力科技素质普遍较低，难以掌握该技术，使得该技术在国内的推广受限[8⇓⇓-11]。有机生态型无土栽培是基质栽培的一种，它是指不用天然土壤，而使用以农作物秸秆、菇渣、畜禽粪便和草炭为基质的主要原料，不用传统的营养液灌溉植物根系，而使用有机固态肥，并直接用清水灌溉作物的一种栽培技术[12⇓-14]。它将有机农业导入无土栽培，是一种有机与无机农业相结合的高效益、低成本的简易无土栽培技术。该技术具有节约成本、技术简单、减少化肥和农药的使用量、保证产品的洁净卫生和提升园艺作物的产量与品质等优点，与当前绿色发展的生态理念相符。本研究在日光温室条件下，以草莓为试验材料，将农业废弃物羊粪、菇渣、玉米秸秆等按比例混配成栽培基质，研究有机生态型基质在草莓无土栽培上的栽培效果，以期筛选出适合日光温室草莓种植的无土栽培基质，降低无土栽培成本、减轻劳动力，从而提髙经济效益和生态效益。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试草莓品种为‘甜查理’，由杨凌龙德盛农业科技有限公司提供。试验栽培基质原材料为菇渣、草炭、椰糠、玉米秸秆和蛭石，有机固态肥选用羊粪。其中羊粪、菇渣和玉米秸秆来源于本地，草炭、椰糠和蛭石由延安市宝塔区华测实验科技有限公司提供，基质和肥料经充分腐熟后使用[13]。

1.2 试验方法

试验于2018年9月—2019年3月在延安市农业科学研究院温室大棚进行。采用槽式基质栽培方式，槽宽60 cm，深20 cm，内装草莓栽培基质，基质表面覆盖滴灌带和黑色地膜。常规管理。

1.3 试验设计

试验设置5个不同体积配比的基质处理，处理Ⅰ为羊粪:菇渣:草炭:秸秆=1:1:1:1，处理Ⅱ为羊粪:草炭:蛭石=1:3:2，处理Ⅲ为羊粪:菇渣:椰糠=1:2:1，处理Ⅳ为羊粪:菇渣:草炭=2:2:1，处理Ⅴ为羊粪:菇渣=1:2。各处理均采用双行栽培，株行距20 cm×15 cm，每行30株为1次重复。每个处理重复3次，随机区组设计。

1.4 项目测定与方法

1.4.1 基质物理性状测定

草莓定植前，随机取样，测定不同比例基质配方的电导率(EC)和pH[15]，容重、比重测定参照郭世荣[16]的方法，总孔隙度计算如式(1)。

1.4.2 基质化学性状测定

速效氮含量采用碱解扩散法测定，速效磷含量采用0.5 mol/L碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用醋酸铵-火焰光度计法测定，有机质含量采用重铬酸钾溶液法测定，全氮含量采用凯氏定氮法测定，全磷含量采用碳酸钠碱熔-钼锑抗比色法测定，全钾含量采用NaOH熔融-火焰光度法测定，碱解氮含量采用碱解扩散法测定[15]。

1.4.3 生长指标的测定

植株定植 45 d，每处理随机选择20株进行株高、茎粗、叶片数、叶面积、叶柄长和叶柄粗的测定。株高用直尺测量从植株基部至最长叶片的自然高度；叶面积测定取心形叶向外第2片展平的功能叶，用直尺测量其三出复叶中央小叶的长和宽，以长×宽×0.73计算其叶面积；直尺测量心叶向外第2片展平的功能叶的叶柄长度，用游标卡尺测量其叶柄粗[1]。

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel和SPSS 10.0软件进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同基质配比的理化性质分析

基质的物理性状通过影响基质的固、液、气三相比例来间接地影响作物根系发育以及根系对于营养物质的吸收[16]。草莓生长的适宜pH为中性或偏酸性，由表1可以看出，除处理Ⅳ偏碱性外，其他4种基质配比的pH均为中性，适宜草莓的生长[17]。EC值是基质水溶液所含盐离子总浓度的一个指标，EC值过低植株吸收矿质元素的营养不足，EC值过高会出现烧根现象。理想基质的EC值应小于2.0 mS/cm，从表1可知，5种基质配比都在理想范围内。容重和比重共同反映总孔隙度的大小，总孔隙度是反映基质的吸水性和容纳空气能力的重要指标，总孔隙度较大容纳空气与水的量相应较大。理想基质总孔隙度范围为54%~96%[16]。由表1可以看出，处理Ⅲ总孔隙度最大(79.57%)，处理Ⅴ总孔隙度最小(58.97%)，5种基质配比处理的总孔隙度均在适合范围内[17-18]。总体来说，5种基质的物理性状均适合进行草莓的种植。

表1 不同处理基质的理化性质 基质处理 pH EC/(mS/cm) 容重/(g/cm3) 比重总孔隙度/% 处理Ⅰ 7.5±0.1780b 0.313±0.0022b 0.42±0.0249d 1.86±0.0213c 77.42±0.0458b 处理Ⅱ 7.1±0.2440b 0.344±0.0020a 0.51±0.0221c 1.72±0.0394d 70.35±0.0316c 处理Ⅲ 7.2±0.2573b 0.247±0.0014c 0.48±0.0299c 2.35±0.0202a 79.57±0.0425a 处理Ⅳ 8.5±0.2406a 0.188±0.0014e 0.61±0.0349b 1.69±0.0268e 63.91±0.2514d 处理Ⅴ 7.5±0.2251b 0.198±0.0053d 0.80±0.1528a 1.95±0.0715b 58.97±0.1872e注：同列不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同。

2.2 不同基质配比的养分含量分析

基质中含有的化学物质为作物提供生长需要的养分，包括可以吸收利用的矿质营养和有机营养[16]。由表2可以看出，不同处理间养分含量差异显著，速效磷含量处理Ⅴ最高(0.34 g/kg)，速效钾含量处理Ⅲ最高(14.90 g/kg)，碱解氮含量处理Ⅴ最高(1.16 g/kg)。有机质包括微生物及其分泌物以及植物残体和植物分泌物，可以持久的供应作物生长所需养分，具备长期向作物供肥的能力。5个基质配比处理的有机质含量差异显著，以处理Ⅲ最高，为41.26%。

表2 不同处理基质的养分含量 基质处理速效氮/(g/kg) 速效磷/(g/kg) 速效钾/(g/kg) 有机质/% 全氮/% 全磷/% 全钾/% 碱解氮/(g/kg) 处理Ⅰ 0.24±2.0810c 0.19±3.205d 7.47±7.8819b 26.45±0.0163c 1.37±0.0010b 0.15±0.0010d 1.64±0.0008c 0.93±1.3000c 处理Ⅱ 0.21±2.2255d 0.22±4.5691c 5.32±3.2776c 27.98±0.0171b 1.16±0.0010c 0.16±0.0008c 1.55±0.0045d 0.80±1.3000d 处理Ⅲ 0.60±1.8227b 0.23±3.6602b 14.90±12.0238a 41.26±0.0208a 1.67±0.0013a 0.04±0.0013e 1.97±0.0016b 1.13±0.8165b 处理Ⅳ 0.13±3.5013e 0.18±5.2711e 5.10±8.5356d 19.03±0.0126d 0.68±0.0017e 0.19±0.0081b 2.24±0.0163a 0.60±1.2910e 处理Ⅴ 0.87±9.6891a 0.34±5.5291a 1.75±8.9100e 14.53±0.0081e 1.01±0.0010d 0.27±0.0013a 1.11±0.0010e 1.16±0.8165a

2.3 不同基质配比对草莓植株生长的影响

由表3可知，不同基质配比处理对草莓植株的生长有不同程度的影响。通过对草莓植株的株高、茎粗、叶片数、叶面积、叶柄长和叶柄粗测定分析，5种基质配比处理下草莓株高和叶柄粗差异不显著，以处理Ⅲ株高、叶柄粗最大，分别为6.20 cm、0.26 mm。各处理茎粗、叶片数、叶面积和叶柄长差异显著，其中茎粗、叶面积处理Ⅲ最大，分别为1.13 mm、13.06 cm2；处理Ⅳ的叶片数和叶柄长均高于其他处理，处理Ⅲ次之。不同处理之间，处理Ⅲ生长势最强，处理Ⅴ生长势最弱。

表3 不同基质配比对草莓生长的影响 基质处理株高/cm 茎粗/mm 叶片数/片叶面积/cm2 叶柄长/cm 叶柄粗/mm 生长势处理Ⅰ 4.68±0.48a 1.11±0.05a 4.2±0.45b 7.94±0.74c 2.68±0.43b 0.25±0.03a ＋＋＋处理Ⅱ 5.67±0.48a 1.12±0.04a 4.0±0b 9.39±0.99b 2.92±0.16b 0.25±0.01a ＋＋处理Ⅲ 6.20±0.31a 1.13±0.06a 4.4±0.55b 13.06±1.19a 4.00±0.36a 0.26±0.02a ＋＋＋＋处理Ⅳ 5.07±0.67a 1.11±0.03a 5.0±0a 11.87±1.77a 4.29±0.43a 0.26±0.02a ＋＋＋处理Ⅴ 5.92±0.14a 1.05±0.02b 4.2±0.45 11.42±0.97a 3.874±0.35a 0.24±0.01a ＋＋注：“＋”表示草莓植株生长状况，“＋”越多说明植株生长势越强。

3 讨论

3.1 不同基质配比的理化性质分析

有机生态型无土栽培为植株生长发育过程中提供必要的养分、水分和温度等，增加作物的生长量，在其他外界环境条件保持不变的情况下，作物的生长状况主要取决于基质的种类、配制比例以及由此决定的理化性状[3]。栽培基质理化性状将直接决定能否为作物生长提供良好的根际生长环境[16]。但单一的有机生态型基质可能会出现基质理化性质不稳定、通气不良或过剩等问题，而合理配比的复合基质具有优良的理化特性，有利于提高草莓的栽培效果[19]。本研究选用秸秆、菇渣和羊粪等农业废弃物作为试验的主要栽培基质，消除了其对环境的污染，筛选出来的部分处理能够对与草莓生长有关的大多数指标起到促进作用。其主要原因可能是有机生态型无土栽培能够有效克服土壤栽培中的连作障碍和土传病害等问题，基质的理化性状均在适合草莓生长的范围内，促进了草莓植株的营养生长。

3.2 不同基质配比的养分含量分析

基质的化学组成通常是指基质本身含有的化学物质种类及其含量，既包括作物可以吸收利用的矿质营养和有机营养，也包括对作物生长有害的有毒物质[20]。草莓可以直接吸收的营养物质是速效磷、速效钾和碱解氮[17]。试验结果表明，5种不同配比基质处理均含有丰富的N、P、K和有机质等营养成分，这在一定程度上提高了草莓植株生长环境中的N、P、K供应能力，有利于植株的正常生长，与陈向梅[17]的研究结果一致。土壤有机质可增强土壤的吸附作用而包含大量养分，能改善土壤的胶体状况，提高微生物多样性及其活动性，从而改良、保持土壤的理化性质和生物学状态。本研究中，长势健壮的草莓植株土壤有机质含量比长势差的草莓植株高26.7%左右。

3.3 不同基质配比对草莓植株生长的影响

陈向梅等[1]研究表明，以稻壳:鸡粪:发酵秸秆:炉渣=4:3:2:1的处理能显著提高草莓生长量、果实产量和品质。毛碧增等[21]研究发现，草炭基质中添加菇渣可以提高叶片光合作用，促进番茄营养生长。本研究试验结果表明，植株在处理Ⅲ（羊粪:菇渣:椰糠=1:2:1）栽培时表现出株高、茎粗、叶面积、叶柄粗均高于其他处理，生长势旺盛。这可能是该基质配比处理为草莓植株根系生长和繁殖提供了有利的生态环境，增加了植株的叶面积，有利于植株光合作用，对植株的生长起到了正面的促进作用。栽培基质处理Ⅰ（羊粪:菇渣:草炭:秸秆=1:1:1:1）和处理Ⅳ（羊粪:菇渣:草炭=2:2:1）下草莓植株生长势表现次之，但考虑到椰糠成本较高，秸秆和菇渣为来源广泛的农业废弃物，草炭成本较低[22⇓-24]，实际生产中可有效利用秸秆、菇渣和草炭等进行有机无土栽培，不仅能增产增效，还能推动农业绿色可持续发展。

4 结论

本研究中利用秸秆、羊粪和菇渣等农业废弃物为栽培基质原料，研究不同基质配比对草莓植株生长的影响。研究结果表明，5种不同的基质配比理化性状均适宜草莓植株生长，其中处理Ⅲ（羊粪:菇渣:椰糠=1:2:1）配比对草莓生长的促进作用最显著，植株生长势最强，其次为处理Ⅰ（羊粪:菇渣:草炭:秸秆=1:1:1:1）和处理Ⅳ（羊粪:菇渣:草炭=2:2:1）。本研究仅对不同基质配比的理化性质以及草莓的生长做了初步研究，下一步需要对草莓的产量和品质作进一步分析。

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