基于隸屬函數法的羽衣甘藍栽培基質綜合評價

涂繼紅，王 樸，于靜亞，張晶晶，康凱麗

（武漢市園林科學研究院，湖北 武漢 430081）

羽衣甘藍（Brassica oleracea var.acephala DC）為十字花科蕓薹屬甘藍種，2 年生草本植物，原產地中海沿岸，賞食兼用，世界各地廣泛栽培[1]。羽衣甘藍色彩艷麗、葉形多變，也被稱為“葉牡丹”，應用形式靈活多樣，是花壇、花境、盆栽、切花，以及干花首選的草本觀賞植物，其抗逆性強、觀賞期長，目前已成為我國主要城市晚秋至早春重要的綠化景觀植物[2-3]。羽衣甘藍生長期較長，葉大而肥厚，對營養需求量大，在瘠薄土壤中生長，產品品質差，易老化。王合芳[4]認為，羽衣甘藍為需肥水植物，基質的選擇非常重要。曹蓉等[5]利用腐熟中藥渣、腐熟菇渣作為原材料，復配6 種羽衣甘藍育苗基質，結果表明6 種基質均能作為羽衣甘藍的育苗基質。湯陽澤[6]將75%草炭+15%蛭石的混合基質和50%草炭+25%炭化糠灰+25%珍珠巖的混合基質用于用于羽衣甘藍的播種[6]。劉燕婕[7]指出，將珍珠巖、草炭、沙土和蛭石等比例混合，并按照20～30 t·hm-2添加有機肥作為羽衣甘藍的栽培基質。高慶月[8]在泥炭基質中加入濕潤劑可顯著提高羽衣甘藍的葉片數、冠幅和根冠比。目前對羽衣甘藍的研究多集中在品種篩選上，羽衣甘藍栽培基質的研究較少。據統計，全世界每年產生約20.1 億t 生活垃圾，預計到2050 年，每年將產生約34 億t，我國有機廢棄物產量巨大，各類有機廢棄物的生產量以每年5%～10%的速度遞增[9-10]。有機廢棄物資源化利用，不僅可以有效避免環境污染，還可以實現有機廢棄物中的養分資源循環利用，對我國綠色發展具有重要意義。本研究旨在利用有機廢棄物篩選合適的栽培基質，滿足羽衣甘藍對水肥要求，提高品質和觀賞價值，同時也為有機廢棄物資源化利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

羽衣甘藍選用圓葉羽衣甘藍‘紅斑鳩’品種。試驗采用的基質原料有：種植土、木薯渣、松鱗、園林廢棄物、蚯蚓土、泥炭、珍珠巖。其中，木薯渣為木薯生產酒精后的殘渣，蚯蚓土為牛糞與秸稈飼養蚯蚓后的產物，松鱗購自本地花卉市場，粒徑約0.5～0.8 cm，園林廢棄物為自行收集園林綠化修剪物堆肥發酵后的產物，泥炭為丹麥品氏泥炭，粒徑0.5～2.0 cm，珍珠巖購自本地花卉市場，粒徑0.3～0.6 cm。

1.2 試驗方法

試驗采用單因素隨機區組試驗設計，共5 個處理，每個處理設3 個重復，每重復栽植15 株植物，共計225 株。于2020 年10 月對羽衣甘藍進行穴盤育苗，在幼苗3～4 片真葉時移栽至雙色盆中，每缽基質約2.5L，生長期間視基質的干濕情況進行水分管理，不施肥，至2021 年3 月試驗結束。4 個處理參照某商品基質配比（60%有機物料+30%泥炭+10%珍珠巖）按照成分體積比配制為：T1（60%松鱗+30%泥炭+10%珍珠巖）、T2（60%木薯渣+30%泥炭+10%珍珠巖）、T3（60%園林廢棄物+30%泥炭+10%珍珠巖）、T4（60%蚯蚓土+30%泥炭+10%珍珠巖），以CK（100%種植土）為對照。

1.3 測定項目與方法

基質性質測定：分別在羽衣甘藍移栽0、40、80 d 后，取中部基質自然風干后測定。基質pH 值采用電位計法測定，堿解氮含量采用堿解擴散法測定，有效磷含量采用鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用火焰光度法測定[11]。

羽衣甘藍生長指標測定：對各處理每重復隨機選取5 株，于植株最佳觀賞期進行相關指標的測定。植物株高以根基部（基質表面）至主莖頂部的高度為準，直尺測量。總葉片數、變色葉片數直接計數測定。葉面積由測量的葉片平均直徑計算獲得。冠幅為整株羽衣甘藍的展開直徑，變色冠幅為羽衣甘藍內部變色葉片展開直徑，直尺測量。花薹直徑為花薹最粗位置直徑，游標卡尺測定。地上部鮮質量指基質以上部位新鮮植株全部質量，105 ℃殺青，80 ℃烘干后為地上部干質量，與之對應為地下部鮮質量和地下部干質量，根冠比=地下部干質量/地上部干質量[12]。

1.4 數據分析

利用Excel 2010 進行數據整理，使用SPSS 軟件進行單因素ANOVA 分析，鄧肯檢驗法比較不同處理間數據差異性（P＜0.05），利用隸屬函數法對基質栽培效果進行綜合評價。

2 結果與分析

2.1 不同基質對羽衣甘藍生長的影響

由表1 可知，各處理羽衣甘藍株高均在10 cm 以上，其中T1 處理最大，為14.03 cm，顯著高于CK 和其他處理，T2～T4 處理與CK 間無顯著性差異，最低為T4 處理。總葉片數最高為T2 處理，達42片，較CK 處理多出11 片，T3 處理葉片數最少，僅為27 片。T1、T2 處理羽衣甘藍的最大葉面積可達76 cm2，與其他處理差異顯著，較CK 處理增加約30%，T4 與CK 處理最大葉面積近60 cm2，最小為T3 處理，僅為48.38 cm2。T1、T2 處理冠幅顯著高于其他處理，較CK 處理增加約4 cm，達27 cm，T4 與CK 處理冠幅接近，約為3 cm，T3 處理冠幅最小，約為20 cm。花薹直徑T2 處理最高，為1.49 cm，T1 處理次之，兩者無明顯差異，但顯著高于CK、T3、T4 處理。

表1 不同栽培基質對羽衣甘藍生長指標的影響

表2 為不同栽培基質羽衣甘藍生物量的變化，可知地上鮮質量最大為T1、T2 處理，與CK 相比，分別增質量約71%、74%，約是T3 處理的2.5 倍，T4 處理的2 倍。地上干質量變化趨勢與地上鮮質量接近，T1、T2 處理地上干質量顯著高于其他處理。地下鮮質量最高亦為T1、T2 處理，且與CK 和其他處理差異顯著。對地下干質量來說，各處理間無明顯差異。羽衣甘藍根冠比T1、T2 處理較低，分別為0.140 和0.148，T4 和CK 均為0.24，T3 處理最大為0.3，顯著高于其他處理。較高的根冠比說明基質養分不足，植物為吸取更多養分，只能增加根系吸收面積，T3 處理地上生物量最低。由此可知，T3 基質養分供應狀況欠佳。

表2 不同栽培基質對羽衣甘藍生物量的影響

2.2 不同栽培基質對羽衣甘藍觀賞性的影響

在園林應用中，均以大的冠幅和變色冠幅為優良性狀，大的冠幅可以減少單位面積的植株用量，從而降低成本。由于羽衣甘藍往往僅心葉顏色鮮艷，因此內葉片數及變色冠幅越大則觀賞性越強[13]。由圖1 可知，內葉片數即變色葉片數，T1、T2 處理最高，在30 片左右，CK、T4 處理約為25 片，T3 處理最少，僅為21 片。圖2 顯示了羽衣甘藍變色冠幅大小，T1、T2 處理的變色冠幅均在15 cm 以上，較CK 處理高出約2 cm，T3 及T4 處理變色冠幅較小，在10.5～12 cm 之間。由此可知，T1、T2 處理羽衣甘藍總冠幅大、葉片豐滿、變色范圍大、觀賞效果最佳，T3處理觀賞效果最差。

圖1 不同處理羽衣甘藍內、外葉片數量

圖2 不同處理羽衣甘藍冠幅

2.3 不同栽培基質的綜合評價

采用模糊數學隸屬函數法對不同栽培基質效果進行綜合評價。模糊隸屬函數的計算公式：

式中，X 表示某項評價指標的測定值；Xmin、Xmax為不同處理某一指標的最小值和最大值。

如果某一指標與栽培效果呈負相關，可通過反隸屬函數計算，計算公式為:

將不同處理各指標隸屬函數值進行累加，求取平均值，平均值越大，則該處理植物長勢越好，基質栽培效果越佳[14-15]。由表3 可知，各處理隸屬函數值由大到小排序為：T2＞T1＞T4＞CK＞T3，即T2 處理羽衣甘藍的綜合長勢最好，其次為T1 處理，T3 處理下羽衣甘藍長勢和觀賞性均不及CK 和其他處理。

表3 不同栽培基質的隸屬函數值及排序

2.4 不同栽培基質性質變化

由圖3 可知，栽培基質的初始pH 值均在7 以下，最高為CK 處理，達6.85，其他處理pH 值在5.5～6.6，均低于CK，其中T1 和T2 處理初始pH 值接近，在5.5 左右，T3 和T4 處理pH 值略高，在6.5左右。移栽后，隨著時間的推移，CK、T1、T4 處理的pH 值呈先升高后降低的趨勢，T2 處理在整個生長期pH 值處于上升狀態，T3 處理pH 值略有下降，但基本保持穩定。

圖3 不同栽培基質pH 值隨時間變化

圖4 為不同栽培基質堿解氮含量的變化。由圖4 可知，T2 處理初始堿解氮含量最高，達500 mg·kg-1，T1、T4 處理堿解氮含量在400 mg·kg-1以上，CK、T3處理含量較低，在220 mg·kg-1左右。在植物生長前期，各處理堿解氮含量變化較為平緩，呈緩慢下降趨勢；植物生長后期，各處理堿解氮下降略快，其中T4處理下降最快。

圖4 不同栽培基質堿解氮隨時間變化

圖5 為有效磷含量最高為T4 處理，其次為T2處理，含量均在500 mg·kg-1以上，CK 處理含量較低，在200 mg·kg-1左右。T3 處理有效磷含量最低，約為100 mg·kg-1。整個生長期有效磷含量變動范圍不大，T2 處理有效磷含量在生長后期略有上升，其他處理均呈緩慢下降的趨勢。

圖5 不同栽培基質有效磷隨時間變化

圖6 為不同時期基質速效鉀含量的變化，由圖6 可以看出，T2、T4 速效鉀含量較高，均在750 mg·kg-1以上，CK、T1 處理含量略低，也在400 mg·kg-1左右，說明基質初始速效鉀含量處于較豐富水平。整個生長期速效鉀含量變化較大，生長前期各處理速效鉀含量均下降約1/2，生長后期下降速率減緩。

圖6 不同栽培基質速效鉀隨時間變化

3 討論與結論

有機廢棄物如農作物秸稈、畜禽糞便、林業廢棄物，以及農畜產品加工等行業產生的廢料，經堆肥后產物富含大量纖維素、營養元素，及生理活性物質[16-18]，用作栽培基質具有巨大潛力和發展前景。本試驗通過5 種栽培基質對羽衣甘藍生長的影響分析及隸屬函數法綜合評價，結果可知T2（60%木薯渣+30%泥炭+10%珍珠巖）栽培的羽衣甘藍生長及觀賞性最佳，T1（60%松鱗+30%泥炭+10%珍珠巖）次之，T4（60%蚯蚓土+30%泥炭+10%珍珠巖）可達到與CK（100%種植土）同等效果，T3（60%園林廢棄物+30%泥炭+10%珍珠巖）表現較差。

通過分析各處理基質性質的變化，結果可知，與CK 相比，各處理pH 值均有不同程度的下降，說明有機基質可以有效調節pH 值[19]。基質的pH 值整體呈現先上升后下降的趨勢，原因可能是在生長前期隨著灌溉，酸性物質被淋失，導致pH 值略有上升，后期隨著基質不斷分解，植物根系分泌酸性物質，基質pH 值下降。總體來看，pH 值在整個生長期的變化不大，說明有機栽培基質可以起到緩沖pH 值過度變化的作用[20-21]。有機基質初始堿解氮含量較高，說明基質可為植物生長提供較充足氮肥，隨著時間的推移，各處理堿解氮含量均有不同程度的下降，這與前人的研究結果基本一致[22]。原因可能是植物生長后期基質重新釋放氮素的能力不足或是出現了氮損失[23-24]。各處理有效磷含量較高，且變化較為穩定，一方面基質原料中儲藏豐富的磷元素，栽培過程中基質發生了二次發酵腐解，釋放出磷養分，另一方面磷肥在基質中移動較慢，不易被水分淋洗而流失[25]。速效鉀養分易于淋溶，各處理基質初始速效鉀含量較高，在栽培過程中速效鉀養分淋失，導致含量下降。基質優良的理化性質可為植物生長提供適宜的水、氣、肥根際環境，因此對基質理化性質進一步調節、增強基質保肥性仍是今后研究重點。