以豬糞墊料和泥炭為原料的栽培基質研究

陳博陽，余彬彬，楊 靜，王 露，劉玲玲，金 婷，曹永紅，錢曉晴*

(1.揚州大學環境科學與工程學院，江蘇揚州225127；2.泰州天潔生態農業科技有限公司，江蘇泰州225300)

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以豬糞墊料和泥炭為原料的栽培基質研究

陳博陽1，余彬彬1，楊 靜1，王 露1，劉玲玲1，金 婷1，曹永紅2，錢曉晴1*

(1.揚州大學環境科學與工程學院，江蘇揚州225127；2.泰州天潔生態農業科技有限公司，江蘇泰州225300)

[目的]研究豬糞墊料和泥炭作為原料配制栽培基質的可行性。[方法]將豬糞墊料、泥炭、蚯蚓糞、蛭石、菜園土按照一定比例混合作為原料配入基質，分析不同配比基質的理化性質及不同處理的小白菜生長情況。[結果]豬糞50%、蚯蚓糞10%、蛭石20%、菜園土20%配比的基質促進小白菜出苗和幼苗生長效果最好。[結論]該研究可為蔬菜栽培基質的研究與開發提供新思路。

豬糞墊料；泥炭；栽培基質

目前，常用于生產蔬菜育苗與栽培基質的原料主要有草炭、珍珠巖、巖棉等。但是，隨著我國蔬菜無土栽培面積的不斷擴大，草炭不可再生、珍珠巖成本過高、巖棉不可降解等問題日益凸顯，因此利用來源方便、養分含量高、價格低廉的農業副產物或廢棄物來開發新型蔬菜栽培基質已成為當前設施栽培研究的熱點[1-2]。隨著我國生豬養殖規模的迅速發展和擴大，微生物發酵床養豬技術得到了廣泛應用[3]，同時也產生了大量的墊料廢棄物，其再利用問題亟待解決。微生物發酵床養豬形成的墊料經過高溫發酵分解是不可多得的人工腐殖質和有機肥[4]。目前對于墊料的資源化利用轉化主要是利用高溫堆肥處理將其制成有機肥料[5]及用于栽培雞腿菇[6]。農業廢棄物作為育苗、栽培基質在使用時可能存在對植物產生潛在毒害的問題，如某些化感物質對種子萌發的影響與濃度密切相關，正確使用可促進植物生長，但使用不當會對植物造成毒害[7-8]。豬糞墊料作為農業廢棄物，其收購成本低、養分含量高，是制作蔬菜育苗、栽培基質的優秀原料。泥炭是植物的有機殘體在過度潮濕、空氣較難進入的條件下，經過上千年的腐殖化之后，由植物殘體組成的一種有機礦產資源。泥炭一般產生在北半球地區的沼澤地帶，具有有機質、腐殖酸含量高，纖維豐富，疏松多孔，通氣透水性好等特點，是植物無土栽培的良好介質之一[9]。蚯蚓糞保水透氣能力比一般的土壤高3倍，有機質含量高達40%左右，是經過多次發酵、動物消化、所形成的團粒狀物質，其不僅有機質含量高，而且養分豐富，易被植物利用，可促進土壤團粒結構形成及提高土壤通透性、保水性、保肥力[10-16]。目前，有關利用墊料研制育苗或栽培基質的研究鮮有報道。基于此，筆者以豬糞墊料和泥炭為原料，添加一定量的菜園土和蚯蚓糞作調節來配置蔬菜育苗、栽培基質，對其理化性質及生物學性質展開研究，以期為蔬菜育苗、栽培基質研究和開發積累基礎資料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試小白菜品種為蘇州青。供試蚯蚓糞取自揚州大學農牧場，供試泥炭為某花卉市場提供，供試豬糞墊料取自江蘇省農業科學院畜禽養殖基地。供試材料的基礎理化性質如表1所示。

1.2 試驗設計 試驗于2015年9～10月在揚州大學環境科學與工程實驗中心試驗場進行。所用培養容器為50孔56 cm×30 cm的硬質穴盤。試驗設6個處理，T0為對照(CK)，S1為市售基質。各處理基質原料配比如表2所示。

表1 供試材料基礎理化性質

表2 不同處理基質原料配比

不同處理混合物重量均為3 kg，各處理重復3次。小白菜于2015年9月21日播種，每穴播種3粒。適量灌水后，用薄膜覆蓋，出苗后揭膜，培養期間保持基質含水量基本一致。觀察并記錄作物種子發芽及幼苗生長狀況。種植30 d后，對植株進行取樣、分析測定。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 基質理化性質 。pH采用pH計測定(水與基質比為5∶1)；電導率(EC)采用電導儀測定(水與基質比為5∶1)；速效磷采用鉬藍比色法測定；速效鉀采用火焰光度法測定；硝態氮采用紫外分光光度法測定；有機質采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法測定。

1.3.2 植株分析。白菜葉片中葉綠素以乙醇浸提，采用紫外分光光度法測定。新鮮樣品沖洗干凈后，用吸水紙吸干水分，置于分析天平上稱重，得到植株鮮重(g)；將新鮮樣品放入烘箱于105 ℃下殺青30 min，再于80 ℃下烘干至恒重，用分析天平稱重，得到植株干重(g)。計算根冠比及G值，計算公式：根冠比=根干重(根鮮重)/地上部分干重(地上部鮮重)；G值(干物質平均積累量)=全株干重/育苗天數[17-24]。

1.4 數據處理 采用Microsoft Excel 2007軟件對數據進行處理，采用SPSS 18.0統計分析軟件進行差異顯著性檢驗(LSD法)。

2 結果與分析

2.1 不同配比基質的理化性質 由表3可知，T1、T2、T3、T4、S1處理的pH均低于CK，且均維持在中性左右，可為植株的生長提供有利的酸堿環境；T1、T2、T3、T4、S1處理的EC值及硝態氮、速效磷、速效鉀、有機質含量均高于CK，且均達到了顯著水平。加入豬糞墊料的T1、T2處理，其EC值及硝態氮、速效磷、速效鉀含量均高于加入泥炭的T3、T4處理，且均達到了顯著水平。由于豬糞墊料中養分含量較高，隨著豬糞墊料加入量的增加，基質養分含量也隨之變高，因此T1處理養分含量高于T2處理，同時其EC值也相應提升。與市售基質相比，以豬糞墊料為原料的基質EC值及硝態氮、速效磷含量均顯著提高，但其有機質含量低于市售基質，兩者速效鉀含量差異不顯著。以泥炭為原料的基質各項養分指標值均低于市售基質。

表3 不同配比基質的理化性質

注：同列不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

Note：Different lowercases in the same column stand for significant difference at 0.05 level among treatments.

2.2 不同處理植株的生長情況

2.2.1 不同處理植株的鮮重、干重、根冠比、G值。植株生物量是評價植株長勢的重要因素之一[25]。由表4可知，不同處理的蔬菜地上部和地下部生物量有所差異，但其對蔬菜鮮重和干重的影響趨勢大致相同。CK植株鮮重為3.39 g，其他各處理植株鮮重均高于CK，且均達到了顯著水平，T1、T2、T3、T4、S1處理植株鮮重較CK分別高111.2%、70.8%、80.8%、56.7%、87.3%。不同處理下植株的干重也存在差異，CK植株干重為0.25 g，其他各處理植株干重均高于CK，且均達到了顯著水平，T1、T2、T3、T4、S1處理植株干重較CK分別高120.0%、92.0%、88.0%、72.0%、92.0%。T1處理植株鮮重和干重均為最大，且均顯著高于其他處理。可見，T1、T2、T3、T4、S1處理基質均適宜蔬菜生長，可作為栽培基質，T1處理促進植株生長效果最明顯。蔬菜早熟豐產的要求之一是壯苗，所以幼苗的素質會對蔬菜的產量產生較大影響。根冠比、G值被廣泛用于評價幼苗素質[26]。根冠比反映了植物地上與地下相互促進、相互制約的關系。由表4可知，T1、T2、T3、T4、S1處理的根冠比均高于CK，且T4處理與CK間達到了顯著水平，表明T1、T2、T3、T4、S1處理的基質均利于植株根冠比的增加。G值可以反映蔬菜幼苗干物質的積累量。由表4可知，T1、T2、T3、T4、S1處理的G值均高于CK，且均達到了顯著水平，其中T1處理G值最大，且顯著高于其他處理。說明T1、T2、T3、T4、S1處理相對CK均有利于植株干物質的積累，其中T1處理效果最明顯。

表4 不同處理植株的鮮重、干重、根冠比、G值

注：同列不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

Note：Different lowercases in the same column stand for significant difference at 0.05 level among treatments.

2.2.2 不同處理植株的葉綠素、硝態氮及類胡蘿卜素含量。植株葉綠素含量的高低可有效地反映出植物生長的健康狀況。由表5可知，T1、T2、T3、T4、S1處理植株中葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和總葉綠素含量均高于CK，且差異均達顯著水平，表明各配比基質均可促進植物的光合作用，提高小白菜對氮、磷等營養元素的吸收，從而促進植株生長。加入豬糞墊料的T1處理葉綠素含量最高，T2處理葉綠素含量次之。植株中硝酸鹽含量是評判植株生長狀況的指標，但是硝酸鹽含量過高會危害人的身體健康。由表5可知，T1、T2、T3、T4、S1處理植株硝酸鹽含量均高于CK，T1、T3處理與CK間均達到了顯著水平，但是均未超過GB 19338—2003標準中3 000 mg/kg的標準，均屬于可食用蔬菜范圍。可見，各配比基質處理均可促進植株健康生長，其中T1處理的效果最為顯著。

表5 不同處理植株的葉綠素、硝態氮及類胡蘿卜素含量

注：同列不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

Note：Different lowercases in the same column stand for significant difference at 0.05 level among treatments.

3 討論

該研究所采用的原料泥炭為傳統的基質添加材料，其養分含量比該研究采用的原土高且質地疏松多孔，適宜作為栽培基質配料。豬糞墊料中的養分含量遠高于泥炭，但由于其電導率過高，在植物生長過程中會阻礙植物的生長，因此以豬糞墊料為添加材料時加入原土、蛭石等材料，以調節基質各項理化性質，使其適宜植株生長。蚯蚓糞為成熟的基質添加材料，可提高基質養分含量，促進作物生長，從而提高基質使用效率。

不同材料配制出的不同基質的pH均趨于中性，電導率也降至植物可耐受范圍，同時由豬糞墊料為原料配制的基質各項養分指標值均顯著高于原土且與市售基質養分含量相近，豬糞墊料中養分含量較高，隨著豬糞墊料加入量的增加，基質養分含量也隨之變高，因此，T1處理養分含量高于T2處理，同時其電導率也相應提升，但加入過多的豬糞墊料會導致基質的電導率過高從而抑制植物的生長。由泥炭為原料配制出的基質各項養分指標值均高于原土，由于泥炭中所含養分比豬糞墊料少，且T3、T4處理基質養分含量差異不大，推測養分主要來源于加入的蚯蚓糞，蚯蚓糞中鉀含量比豬糞墊料少，所以泥炭基質中鉀元素含量提升不如豬糞墊料基質明顯，其其余各項養分指標值也均低于市售基質。

不同配比基質種植的小白菜植株生物量較原土均有顯著提升，其中T1處理種植的小白菜生物量提升最為明顯，其余處理小白菜生物量與市售基質相近，可見，各配比基質均可促進植株健康生長，其養分指標也均達到了植株健康生長水平。T1處理種植的小白菜葉綠素及硝態氮含量均顯著高于其他處理，說明T1處理種植的小白菜健康狀況好于其他處理，且其硝態氮含量并未超過我國蔬菜硝態氮含量標準，屬于可食用標準。其他各配比基質處理小白菜葉綠素和硝態氮含量也均高于原土種植的小白菜，與市售基質種植的小白菜性質相近。

綜上，該研究中各配比基質的理化性質與原土相比均得到了顯著提高，種植出的小白菜生理指標也好于原土種植的小白菜，因此，各配比基質均適宜蔬菜的生長，可作為蔬菜栽培基質。豬糞墊料中養分含量高，適宜作為增加基質養分含量的原料，泥炭養分含量少于豬糞墊料，適宜作為改良基質疏松程度的配料，該研究中T1處理(豬糞墊料∶原土∶蛭石∶蚯蚓糞=5∶2∶2∶1)的基質養分含量最高，其植株健康狀況最好。

4 結論

(1)豬糞墊料含有大量植物生長所需的營養元素及豐富的有機質，十分適宜作為蔬菜栽培基質的原料；泥炭疏松多孔，適宜作為改良基質疏松程度的配料。

(2)豬糞墊料的添加可提高基質養分含量，但隨著豬糞墊料添加量的增加，基質電導率會升高，植株中硝態氮的含量也會增加，因此過量添加豬糞墊料會抑制植物生長。

(3)該研究中，豬糞墊料∶原土∶蛭石∶蚯蚓糞=5∶2∶2∶1為最佳配比，該配比基質養分含量最高，最適宜作為栽培基質種植蔬菜。

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Study on the Cultivation Substrate with Pig Manure Padding and Peat as Raw Materials

CHEN Bo-yang,YU Bin-bin,YANG Jing,QIAN Xiao-qing*et al

(College of Environmental Science and Engineering,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225127)

[Objective] The aim was to examine the technical feasibility of pig manure padding and peat as raw materials to prepare culture substrate.[Method] After pig manure padding,peat,vermicompost,vermiculite,vegetable garden soil were mixed together at a certain proportion the physicochemical properties of different proportion matrix and growth of Chinese cabbage in various treatments were analyzed.[Result] The results showed that seedling emergence and seedling growth of Chinese cabbage were the best in the substrate made up of 50% pig manure padding,10% vermicompost,20% vermiculite,20% vegetable garden soil.[Conclusion] The study can provide new ideas for research and development of vegetable cultivation substrate.

Pig manure padding; Peat; Cultivation substrate

揚州大學校大學生學術科技創新基金項目(x2015583)；泰州市姜堰區農業科技支撐計劃(2015)。

陳博陽(1992- )，男，江蘇常州人，碩士研究生，研究方向：農業資源利用。*通訊作者，教授，從事資源環境科學領域的教學與研究工作。

2016-08-10

S 626

A

0517-6611(2016)28-0026-04