稻殼不同用量對盆栽空心菜生長及土壤肥力的影響

吳恒容 孫 慧 陳紹娜 薛永軍

（1.上海華東師范大學附屬進華中學，上海 普陀200333；2.中國福利會少年宮，上海 靜安200040；3.華東師范大學生命科學學院，上海 閔行200241）

空心菜（Ipomoea aquatica）為旋花科番薯屬植物，喜高溫、濕潤和強光照環境，富含多種營養物質，具有解熱排毒、治療痢疾等輔助功效[1]。隨著各地城市化發展的推進，許多都市家庭喜愛在陽臺上栽種蔬菜，既可體驗農耕的樂趣，又可吃到健康的蔬菜產品。陽臺盆栽蔬菜大多采用營養少、透氣性差的常規土壤，不利于蔬菜的生長發育。稻殼是稻米加工副產品，為農業廢棄物。我國年產稻殼8 000 萬t，大部分以焚燒的方式處理，既浪費資源又污染環境，如果將這些稻殼利用起來，不僅可變廢為寶，還有利于保護環境。據報道，稻殼可用作肥料、無土栽培原料，有改良土壤、抑制雜草生長的功效[2]。為此，我們以空心菜為試驗對象開展家庭陽臺盆栽蔬菜試驗，探明土壤中添加不同量的稻殼對空心菜生長、產量和土壤肥力的影響，為家庭盆栽蔬菜提供科學指導，促進陽臺蔬菜產業的發展，也為稻殼變廢為寶提供應用渠道。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

空心菜由上海正義園藝有限公司提供，稻殼由上海交通大學新農村發展研究院科學試驗站提供，土壤由華東師范大學生命科學學院生物站提供，花盆（高18 cm、上口內徑17 cm、下口內徑13 cm）、培養皿、溫濕度計、游標卡尺、電子秤均從網站購買。

1.2 試驗方法

試驗設7 個處理（稻殼和土壤量），分別為0+2.00 kg（對照）、0.05 kg+1.95 kg（DA）、0.10 kg+1.90 kg（DB）、0.15 kg+1.85 kg（DC）、0.10 kg+1.90 kg（SDA）、0.20 kg+1.80 kg（SDB）和0.30 kg+1.70 kg（SDC），其中DA、DB、DC處理稻殼為未粉碎狀態，SDA、SDB、SDC處理稻殼為粉碎狀態（直徑小于0.5 cm）。

將稻殼與土壤混勻，分別裝入花盆，每盆2 kg，每處理4 盆，4 次重復。將空心菜種子放入50～60 ℃溫水中浸泡30 min，再用清水浸24 h后放在室內保濕培育，促其發芽。基質裝盆后7 d，澆透水，每盆均勻播種4粒已催芽種子。

1.3 調查統計方法

分別在播種后14 d、28 d、42 d，測量空心菜的株高，與對照相比計算增長率；測定空心菜葉片的葉綠素含量、品質指標（硝酸鹽和VC含量）、土壤常規五項（pH 值，有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量）、土壤酶活性（脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶）。所有檢測由上海紀寧實業有限公司完成。試驗數據用Excel 2016 軟件進行統計分析。

增長率（%）=[（處理平均值-對照平均值）/對照平均值]×100

2 結果與分析

2.1 稻殼不同用量對空心菜生長的影響

稻殼不同用量對空心菜生長的影響見圖1、圖2、表1。

圖1 各處理空心菜的株高

圖2 各處理空心菜的增長率

由圖1可知，播種后14 d、28 d，對照與各處理空心菜的株高差異不顯著。由圖2可知，播種后28 d，與對照相比，DC、SDA 處理的株高抑制率分別為4.24%和1.16%；播種后42 d，DA 處理空心菜的株高顯著高于對照，增長率為37.81%，其他處理較對照差異不顯著。由表1可知，DA、DB處理空心菜的單株質量較對照均顯著增加（P＜0.05），其他處理間差異不顯著；各處理空心菜的莖粗和主根長較對照差異不顯著。由此可見，添加適量未粉碎稻殼可以促進空心菜生長，添加過量則有抑制效應，以每盆添加0.05 kg未粉碎稻殼效果最佳。

表1 各處理空心菜播種后42 d的長勢和產量

2.2 稻殼不同用量對空心菜葉綠素含量的影響

稻殼不同用量對空心菜葉綠素含量的影響見圖3。

由圖3可知，DA、DB、SDA、SDB 處理空心菜的葉綠素含量顯著高于對照，但各處理間差異不顯著；DA 處理空心菜的葉綠素含量相對較高，這很好地解釋了DA處理空心菜株高和單株質量較高的原因。

圖3 各處理空心菜的葉綠素含量

2.3 稻殼不同用量對空心菜品質的影響

稻殼不同用量對空心菜品質的影響見表2。

表2 各處理空心菜的品質

由表2 可知，DA、DB、SDA 處理空心菜的品質指標均好于對照，其硝酸鹽含量較對照分別降低了47.475%、50.114%、45.006%，VC含量分別增加了52.729%、42.037%、45.286%；SDC 處理空心菜的品質最差，硝酸鹽含量較對照降低了32.884%（P＜0.05），VC含量增加了23.063%（P＞0.05）。

2.4 稻殼不同用量對土壤pH值和有機質含量的影響

稻殼不同用量對土壤pH值和有機質含量的影響見圖4。

圖4各處理土壤pH值和有機質含量

由圖4可知，DA處理土壤的pH值與試驗前（原土）差異不顯著，但顯著高于對照和其他處理；DB、SDB處理與對照差異不顯著，DC、SDC 處理顯著低于對照。對照、DA、DB、SDA 處理土壤的有機質含量較試驗前基礎值差異不顯著；DA 處理土壤有機質含量較對照顯著降低，DB、SDA 處理較對照差異不顯著，DC、SDB、SDC處理較對照顯著升高（P＜0.05）。

2.5 稻殼不同用量對土壤速效養分含量的影響

稻殼不同用量對土壤速效養分含量的影響見圖5。

圖5 各處理土壤的速效養分含量

由圖5 可見，除DB 處理外，對照和各處理土壤的堿解氮含量均顯著高于試驗前基礎值（P＜0.05）；DA、SDB、SDC 處理土壤堿解氮含量較對照顯著增加，SDA 處理較對照顯著降低（P＜0.05），DB、DC 處理較對照差異不顯著（P＞0.05）。除SDB處理外，其他各處理土壤速效鉀含量均顯著高于試驗前基礎值（P＜0.05）；除SDB處理土壤速效鉀含量較對照顯著降低外，其他各處理較對照均無顯著差異。DA 處理土壤有效磷含量較試驗前基礎值和對照差異不顯著；除DA處理外，其他各處理之間的土壤有效磷含量均無顯著差異；SDA、SDB、SDC處理土壤有效磷含量較對照均顯著提高（P＜0.05）。

2.6 稻殼不同用量對土壤酶活性的影響

稻殼不同用量對土壤酶活性的影響見表3。

表3 各處理土壤酶活性

由表3 可知，3 種涉及土壤C、N、P 養分轉化的土壤酶活性在栽種空心菜后均有所下降，其中對照的3 種活性酶降幅最大。DB、SDA 處理土壤的蔗糖酶活性較對照差異不顯著，DA、SDB、SDC 處理較對照均顯著提高（P＜0.05）；DB、DC 和SDB 處理土壤脲酶活性較對照無明顯變化，DA、SDA 和SDC 處理較對照均顯著提高（P＜0.05）；DA、DC、SDA、SDB 處理土壤酸性磷酸酶活性較對照差異不顯著，DB、SDC 處理較對照顯著提高（P＜0.05）。

3 結論與討論

3.1 稻殼不同用量對空心菜生長和產量的影響

郭春銘等[3]研究表明，空心菜生產有機肥與無機化肥配施，比不施化肥增產48.87%；朱玲玲[4]研究表明，空心菜生產有機肥與化肥配施，比不施肥增產64.69%；吳思等[1]研究表明，施用適量平菇下腳料比不添加最高可使空心菜增產40.9%（添加量為100 g）。本試驗結果顯示，適量添加未粉碎稻殼（0.05 kg）可使空心菜株高增加37.81%、單株產量提高55.90%，施用過量則存在抑制效應。

光合作用是植物生物量積累的有效途徑，葉綠素是植物光合作用中物質吸收、傳遞和光能轉換的基礎，葉綠素含量是反映光合強度的重要生理指標[5]。本試驗結果顯示，添加稻殼的各處理空心菜葉綠素含量相對較高，其中每盆添加稻殼0.05 kg、0.10 kg，粉碎稻殼0.10 kg、0.20 kg 處理空心菜葉綠素含量較對照顯著提高（P＜0.05），但各處理間無顯著差異，可見稻殼的形狀對植物葉綠素含量的變化沒有直接影響。每盆添加稻殼0.05 kg、0.10 kg處理空心菜葉綠素含量顯著高于對照，這很好地解釋了每盆添加稻殼0.05 kg、0.10 kg處理空心菜株高和單株質量增加的原因。但同樣葉綠素含量顯著提高的每盆添加粉碎稻殼0.10 kg、0.20 kg處理，其空心菜的株高和單株質量較對照無顯著差異（P＞0.05），可能是因為稻殼粉碎后顆粒太小，降低了土壤的透氣性。

硝酸鹽含量是蔬菜衛生品質的重要指標，VC含量是蔬菜內在品質的營養指標。本試驗中各處理空心菜硝酸鹽含量較對照均顯著降低（P＜0.05）、VC含量均顯著增加（P＜0.05），可見稻殼是否粉碎對空心菜硝酸鹽和VC含量影響不大。本試驗結果說明，適當添加稻殼有助于改善空心菜的衛生品質和營養品質，特別是在炎熱的夏季效果更好。

3.2 稻殼不同用量對盆栽空心菜土壤肥力的影響

土壤酸堿度與植物生長有著密切的關系，植物吸收土壤營養是土壤pH 值變化的原因。本試驗中每盆添加稻殼0.05 kg 處理較試驗前（原土）土壤pH 值沒有顯著差異，但每盆添加稻殼0.05 kg 處理顯著高于對照和其他各處理（P＜0.05）。試驗結果表明，無論添加的稻殼粉碎還是未粉碎，隨著添加量的增加，各處理土壤pH 值呈現明顯下降趨勢，這一結果與祖朝龍等[6]研究結果一致，說明摻加適量的稻殼可顯著促進盆栽空心菜的生長及產量的提高，但添加過量會降低土壤pH值，使土壤酸化。

土壤有機質泛指土壤中以各種形式存在的含碳有機化合物，是土壤肥力的基礎，也是衡量土壤肥力的重要指標之一。稻殼是高氮碳比的纖維素和硅結合體，雖不容易腐爛，但增強了土壤的透氣性。在夏季潮濕的環境中，粉碎的稻殼可能會腐解，致使較多含量的有機質進入土壤。本試驗結果顯示，每盆添加稻殼0.15 kg，粉碎稻殼0.20 kg、0.30 kg 處理土壤有機質含量顯著升高（P＜0.05），而每盆添加稻殼0.05 kg、0.10 kg，粉碎稻殼0.10 kg 處理較對照和試驗前無明顯差異，說明增加稻殼且經過粉碎的稻殼量，可能更易使稻殼腐解。

空心菜生長吸收利用了大量土壤養分，添加粉碎的稻殼有效緩解了土壤中因蔬菜生長被吸收利用的堿解氮和有效磷養分的下降，有利于改善土壤性能。各添加稻殼處理土壤有效磷含量差異不顯著；每盆添加稻殼0.05 kg 處理堿解氮含量顯著上升，每盆添加稻殼0.10 kg、0.15 kg 處理堿解氮含量較對照無顯著差異。推測可能是添加粉碎的稻殼或添加適量的稻殼有助于土壤微生物的產生，微生物促進了稻殼中某些成分的分解釋放，從而提高了土壤相關養分的含量。除每盆施用粉碎稻殼0.20 kg 處理外，對照與各處理土壤速效鉀含量較試驗前顯著增加，但各處理間差異不顯著。速效鉀含量的測定可能會存在所取的土壤層位置不同導致檢測結果與土壤鉀肥實際含量不符的現象。

土壤中一切生化反應都是在土壤酶的參與下完成的，土壤酶活性的高低能反映土壤微生物活性和土壤肥力水平[7]，土壤酶活性已成為檢測土壤質量的生物指標[8]。現有研究表明，土壤脲酶和蛋白酶都受土壤有機質及全氮代謝的影響[9]。本試驗結果顯示，3 種涉及土壤C、N、P 養分轉化的土壤酶——蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶的活性在栽種空心菜后土壤含量均有所下降，其中對照的3種活性酶降幅最大，添加稻殼可不同程度緩解與養分轉化相關的土壤酶活性的降低幅度。與對照相比，每盆添加稻殼0.05 kg 和粉碎稻殼0.20 kg、0.30 kg 處理土壤蔗糖酶活性，每盆添加稻殼0.05 kg 和粉碎稻殼0.10 kg、0.30 kg 處理土壤脲酶活性，每盆添加稻殼0.10 kg 和粉碎稻殼0.30 kg 處理土壤酸性磷酸酶活性顯著升高，其中每盆添加粉碎稻殼0.30 kg 處理的3種酶活性均明顯高于對照，其作用機理有待進一步探究。

綜上所述，盆栽空心菜土壤中添加不同量的稻殼均可在一定程度上提高株高、單株質量及葉綠素含量，改善空心菜品質，減少其硝酸鹽含量并增加維生素含量，添加稻殼還可緩解土壤中因植物生長而下降的有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，以及緩解土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性的下降幅度。以每盆添加稻殼0.05 kg效果最佳，即稻殼與土壤的最佳配比為1∶30。