不同營養基質栽培對黃瓜生長及產量的影響

王彩云，武春成，閆立英，張 夢，趙藝佳

(河北科技師范學院園藝科技學院，河北昌黎 066600)

營養基質栽培作為蔬菜作物一種新型的栽培方式，近期在我國各地逐漸發展起來[1-3]。它不但可以替代連作土壤栽培，解決設施蔬菜連作障礙問題，而且也為山地、河套地及鹽堿地等土壤條件差的區域發展設施蔬菜產業提供了解決途徑[4-6]。營養基質是利用當地資源優勢明顯的農業生產廢棄物，如作物秸稈、食用菌廢料、鋸末、爐渣等材料按一定比例混合，經過特定的工藝處理(目前主要是堆置發酵)后，用于作物槽式栽培或袋式栽培[7-10]。目前試驗及生產上的應用結果表明，與傳統土壤栽培相比，營養基質栽培能夠改善作物根系生長環境、促進作物生長、提高產量[11-12]。鑒于此，筆者利用河北地區常見的蘑菇廢料(玉米芯)和承德頸復康藥業有限公司的生產廢棄物中草藥渣作為主要原料，以黃瓜為試驗材料，研究不同營養基質對黃瓜生長及產量的影響，旨在為區域廢棄物的利用及黃瓜營養基質栽培提供科學合理的參考。

1 材料與方法

1.1試驗材料供試黃瓜品種為‘綠島5’，由河北科技師范學院培育。供試蘑菇廢料主要成分為玉米芯，由河北科技師范學院食用菌教學實踐基地提供。供試中草藥渣由承德頸復康藥業有限公司提供。蘑菇廢料、中草藥渣粉碎后分別與牛糞、土壤(未種植過蔬菜)、干雞糞按體積比3.0∶1.0∶1.0∶0.5混勻后進行堆置腐熟，作為栽培基質進行黃瓜槽式栽培。腐熟后的基質基本性狀見表1。

1.2試驗設計試驗在河北科技師范學院園藝實驗站1號日光溫室內進行。采用地下式栽培槽栽培，槽的長×寬×高為460 cm×65 cm×30 cm，槽中鋪設黑色地布，底部打排水孔，營養基質及土壤填至與上口齊平。試驗設中草藥渣基質、蘑菇廢料基質2個處理，以土壤栽培為對照，每個槽為1個小區，隨機區組設計，3次重復。定植前土壤栽培按10 kg/m3施入干雞糞，各處理分別施入氮磷鉀復合肥300 g作為底肥。于黃瓜幼苗兩葉一心時進行雙行定植，每行18株，槽面鋪滴灌帶后用黑色地膜覆蓋，整個生育期進行常規管理。

表1腐熟后的營養基質及土壤理化性狀

Table1Physicalandchemicalpropertiesinnutrientsubstratesandsoilaftertherotten

1.3測定項目與方法

1.3.1土壤樣品的采集和分析。黃瓜拉秧后(定植后65 d)采集土樣，每個小區隨機選取3個點，采集黃瓜根區土壤，混合均勻后一部分保存于4 ℃冰箱中，7 d內測定土壤微生物數量；另一部分在室內自然風干過篩后測定土壤理化性狀。

土壤含水量采用烘干法測定；容重采用環刀法測定；土壤pH和電導率按土水比1∶5用上海雷磁多參數水質分析儀DZS-708測定；土壤堿解氮采用堿解擴散法測定；土壤速效磷采用鉬藍比色法測定；土壤速效鉀采用火焰光度法測定[13]。

土壤微生物數量采用稀釋平板法測定，其中細菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基，真菌采用馬丁氏培養基，放線菌采用改良高氏1號培養基。

1.3.2黃瓜生長指標、產量的測定。定植后15、30、45、60 d分別測定黃瓜植株的株高、莖粗；定植后45 d使用SPAD-502葉綠素儀測定葉片SPAD值，使用GFS3000光合儀測定葉片凈光合速率和蒸騰速率；黃瓜拉秧后按小區進行計產。

1.4數據分析采用Microsoft Excel 2007軟件對試驗數據進行整理，采用DPS軟件的新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1不同營養基質栽培對土壤理化性狀的影響由表2可知，經過一茬黃瓜栽培后，2種基質的容重顯著低于土壤，而含水量顯著高于土壤；基質的堿解氮、速效磷和速效鉀含量顯著高于土壤，pH和EC值顯著低于土壤，pH保持在7.0左右，EC值保持在3.0左右，均利于黃瓜根系生長。因此相對土壤來說，2種營養基質能為黃瓜生長提供更加優越的根區理化環境。

表2 不同處理對土壤理化性狀的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

Note: Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.2不同營養基質栽培對土壤微生物數量的影響對不同基質栽培黃瓜根區微生物數量進行測定，結果如表3所示。2種基質栽培的黃瓜根區土壤細菌、真菌及放線菌數量均顯著高于土壤栽培，但細菌/真菌值卻明顯低于土壤，這可能是由于土壤栽培的真菌數量少，僅僅是基質栽培的13%左右所造成的。綜上所述，相對土壤來說，2種營養基質能夠促進微生物的繁殖，從而為黃瓜生長提供了更加優越的根區微生物環境。

2.3不同營養基質栽培對黃瓜生長的影響由圖1可知，整個生長期間，土壤栽培的黃瓜植株生長速度明顯快于基質栽培。定植15 d后，土壤栽培的黃瓜株高均明顯高于基質栽培，植株莖粗在定植以后就開始快速增加，且在45 d前均大于基質栽培，而60 d時僅略低于中草藥渣栽培。因此，土壤栽培黃瓜生長勢要旺于基質栽培。

表3 不同處理對土壤微生物數量的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

Note:Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

圖1 不同處理黃瓜株高(A)和莖粗(B)的比較Fig.1 Comparison of cucumber plant heights(A) and stem diameters (B) in different treatments

2.4不同營養基質栽培對黃瓜葉片光合作用及產量的影響由表4可知，基質栽培顯著提高了黃瓜葉片葉綠素含量，表現為蘑菇廢料>中草藥渣>土壤，而對葉片的凈光合速率和蒸騰速率影響不大，各處理間無顯著差異。與土壤栽培相比，基質栽培顯著提高了黃瓜的小區產量，中草藥渣和蘑菇廢料基質栽培分別增產達28.05%和58.67%，但對單瓜重無明顯影響。

3 結論與討論

試驗結果表明，分別以中草藥渣和蘑菇廢料為主要有機原料的2種營養基質栽培黃瓜相對于土壤栽培明顯提高了葉片葉綠素含量，促進了葉片光合速率，顯著提高了小區產量，這與多數研究結果一致。張黎杰等[14]以菌渣雞糞(體積比3∶1)混合發酵料∶蛭石∶珍珠巖= 4∶1∶1為最優配方，利用該配方栽培的溫室黃瓜單株產量較土壤對照提高21.0%。張慶社等[15]以發酵處理好的菇渣為基質，栽培槽栽培番茄，發現冬季日光溫室番茄有機基質栽培模式下凈光合速率的提高、胞間CO2濃度的降低及葉片氣孔導度的增加是獲得高產的主要原因。

表4 不同處理黃瓜植株葉片光合作用及產量比較

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

Note: Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

營養基質替代土壤栽培，要求栽培基質應具有優良的理化性狀及微生態環境，有利于作物根系的發生和生長，能夠促進作物植株的生長及產量的提高[16]。該試驗中，2種營養基質定植前堿解氮、速效磷及速效鉀含量均高于土壤，EC值明顯低于土壤。栽培一茬黃瓜后的2種營養基質的容重、EC值顯著低于土壤，含水量、堿解氮、速效磷及速效鉀含量仍然高于土壤。這說明相對土壤來說，營養基質為黃瓜生長提供了更加優越的根區理化環境，從而促進了黃瓜葉片光合作用和產量的提高。根區微生物種群結構和數量的穩定性是表征土壤環境的重要指標，微生物的繁殖及數量的增加有利于土壤有機質的分解及養分的利用。該試驗中相對于土壤栽培，營養基質栽培顯著提高了黃瓜根區細菌、真菌和放線菌數量，為根系生長提供了良好的微生態環境。

綜上所述，該試驗從生產地周邊實際情況出發，充分利用中草藥渣和蘑菇廢料為主要有機原料配制營養基質，相對于土壤栽培能夠為黃瓜生長提供更優越的根區營養及微生物環境，從而促進黃瓜葉片光合作用，顯著提高了黃瓜產量，因此可作為黃瓜栽培的優良營養基質來替代傳統土壤栽培，從而徹底地解決了土壤連作障礙，對實現農業生產廢棄物的循環利用具有重要意義。