树叶复混基质理化特性研究

姚文英 彭翠兰 杨海俊 杜红斌

摘要 [目的]研发一种适合新疆南疆的价格低廉、取材方便、适宜蔬菜育苗与栽培的有机复混基质。[方法]选用南疆秋季落叶、锯末（白杨）、菇渣等有机材料以及珍珠岩等无机材料，以进口草炭作为对照，测定各单一基质的理化性质，然后再测定树叶加锯末、树叶加菇渣复混基质的理化性质，通过与蔬菜的无土育苗基质理化性质的标准（NY/T 2008—2012）进行对比，筛选出合适的有机复混基质进行番茄（改良毛粉802）育苗。[结果]单一基质（树叶、锯末、菇渣）理化性质不完全符合番茄育苗标准基质的要求，因此单一基质不适宜进行番茄育苗。随着树叶基质比例的增加，其有机复混基质的pH和EC值均增大。当树叶∶锯末=2∶1、树叶∶锯末=4∶1和树叶∶菇渣=2∶1时基质的理化性质最好。[结论]树叶和锯末、树叶和菇渣的复混比例较低时，基质的理化性质较好。

关键词 树叶;复混基质;理化性质;育苗

中图分类号 S317 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）01-0210-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.056

Abstract [Objective]To develop a kind of organic compound substrates with low price， convenient material， suitable for vegetable seedling and cultivation in south Xinjiang. [Method]Selecting the organic materials such as falling leaves， sawdust （poplar）， mushroom residue and other inorganic materials（ such as perlite） in south Xinjiang， with imported peat as control， the physical and chemical properties of each single substrate were measured， and the physicochemical properties of leaves， sawdust and mushroom residue were determined. Through comparing the physical and chemical properties of the soilless seedling substrate of vegetables （NY/T2008-2012）， the suitable organic compound substrates was screened out for tomato seedling.[Result]The physico-chemical properties of single substrate （leaves， sawdust， mushroom residue） did not conform to the requirements of the standard substrate of tomato seedling， so single substrate was unsuitable for tomato seedling. pH value and EC value of organic compound substrates increased with the increase of the proportion of leaf substrate. When leaves∶sawdust=2∶1， leaves∶sawdust=4∶1 and leaves∶mushroom residue =2∶1， the physical and chemical properties of the substrate were the best. [Conclusion]When the mixing ratio of leaves and sawdust， leaves and mushroom residue was low， the physical and chemical properties of the substrate were better.

Key words Leaf;Compound substrates;Physico-chemical properties;Seedling

隨着我国无土栽培技术的逐步推广，蔬菜育苗在逐步向产业化道路上发展，蔬菜的无土育苗基质成为产业化道路的基础。然而，我国蔬菜无土育苗技术仍然有很大的发展空间[1]。目前，我国的育苗基质大多选用草炭和珍珠岩等材料通过复混而成，但草炭基质不仅价格成本高，而且是不可再生资源[2]。受应用成本、实用性和操作管理难度等因素的影响，目前世界上90%以上的无土栽培技术是采用基质栽培的方式[3]。基质是无土栽培与无土育苗的基础与核心，所以基质的选择与配方研究是栽培与育苗成功的关键[4]。随着蔬菜育苗产业化的发展，草炭资源渐渐枯竭直接影响蔬菜育苗产业的发展，因此寻求一种能够替代草炭资源的蔬菜育苗基质已经成为一个迫在眉睫的问题。

近年来，有机生态型无土栽培已成为我国无土栽培发展的主要形式，有机基质因其理化性质稳定、供肥充足、来源广泛、成本低廉等优点被广大农民朋友接受[5]。草炭是复合基质中很好的原料，吸水性、透气性好，容重较小，有机质含量10%～20%，具有较强的缓冲能力，但酸性较强（pH为4.0～5.0），生产上常与其他无机基质混合使用。新鲜木屑质轻，具有很好的保水性和保温性[6]，但缺乏Fe、Zn、Mn等微量元素，有时还含有有毒物质，对植物生长有害，不能直接使用作为基质的材料[7]。菇渣具有疏松多孔的特性，含有丰富的有机质、速效氮和全氮，且价格便宜，来源广泛，组成稳定。通过适当处理或发酵腐熟，这2种材料在无土栽培和育苗中作为草炭替代物是完全可行的[8]。

目前，在新疆地区关于将秋季落叶利用起来作为育苗或栽培基质的研究尚未报道，在国内也少有报道。申明哲[9]2006年从东北地区实际情况出发进行研究，结果发现当树叶∶黑土=1∶1时对番茄的育苗效果最好，当树叶∶炉渣=3∶1、树叶∶草炭∶炉渣∶黑土=1∶1∶1∶1、树叶∶黄土=3∶1时的复混基质比较理想。刘艳伟等[10]研究发现牛粪∶草炭∶树叶∶蛭石∶珍珠岩=5∶5∶5∶3∶2时黄瓜的育苗效果较好。张冬弛等[11]研究了城市污泥与园林落叶不同配比复配后作为绿化基质对黑麦草种苗生长的影响，结果发現当落叶的质量分数为60%时，复配基质中总氮、总磷、总钾含量与营养土较为接近。当落叶的质量分数为40%和50%时，黑麦草的形态指标与生理生化指标最好。近几年，南疆地区设施农业发展十分迅速，已经成为当地农业的重要产业之一[12]。新疆作为我国距离沿海发达地区最远的地区，尤其是南疆，土地面积虽大但可耕种的土地面积却十分有限[13]，在设施内进行无土栽培产业化的生产成为必须发展的途径，南疆的土地盐碱化问题也导致当地设施农业生产受到阻碍，无土育苗基质和无土栽培基质的研制显得格外重要。交通运输的不便也大大增加了草炭基质育苗和栽培的成本[14]，在新疆能够寻找出一种新的、适合本地区的、廉价的无土育苗基质将会带给当地农民很大的便利。因此，在新疆发展无土栽培基质是非常有必要的，探究一种高效、稳定、低成本的复混基质是非常有意义的。

1 材料与方法

1.1 试验材料

育苗基质材料为校园落叶（胡杨、法国梧桐、新疆白杨）、锯末（白杨）、菇渣、珍珠岩、牛粪和草炭。

1.2 试验方法

1.2.1 树叶堆腐发酵。

试验在塔里木大学园艺试验站进行。秋季校园落叶收集后粉碎（直径约5 mm），装袋待堆腐使用。将树叶与锯末分别进行堆腐，发酵前添加牛粪、尿素、水等配料调节碳氮比（控制在35∶1以下）和含水量（60%～75%）[15]，添加BM发酵菌剂促使发酵进行。发酵堆体为直径1.5 m、高度0.8 m的圆锥体（堆体大小根据场地大小和物料量而定），上覆塑料薄膜，每隔7 d翻堆补充氧气，至发酵结束。彻底发酵腐熟的标准是基质呈黑色，无臭味，无蚊虫，不板结，手握基质有蓬松感。将腐熟好的基质装袋送至实验室，风干待测。

1.2.2 基质复混。

根据单一基质的理化性质，将树叶与锯末、树叶与菇渣进行复混基质配比（V/V），得到8种复混有机基质（表1），对照基质（CK）为草炭∶珍珠岩=3∶1，进行理化性质测定。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 堆体温度。

堆体温度测定时间为每天14：00和19：00，取测点在堆体中部偏上位置，深度为20 cm。使用数显温度计记录温度。

1.3.2 基质容重、孔隙度。

容重和孔隙度按照郭世荣[16]的测定方法测定，按以下公式计算各基质的物理性状：

1.3.3 基质pH和EC值。

将自然风干基质20 mL，加入去离子蒸馏水100 mL，振荡浸提10 min，过滤，取其滤液，使用HI98129 pH计测定pH，使用电导率仪DDS-320测定电导率（单位为mS/cm）。

1.4 数据统计与分析

试验数据使用Excel 2000软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 基质的堆腐温度

堆腐期间对基质堆体温度进行测定，结果见图1。从图1可以看出，在每日14：00测定的树叶和锯末的发酵温度维持在45 ℃左右（低于40 ℃的情况是翻堆补充水分和氧气造成的），锯末基质在堆腐期间超过50 ℃（含50 ℃）的天数有5 d，处于45～50 ℃（含45 ℃）的天数有26 d，低于45 ℃的天数为12 d，树叶基质在堆腐期间超过50 ℃的天数为2 d，处于45～50 ℃的天数为23 d，低于45 ℃的天数为18 d;每日19：00测定的锯末基质在堆腐期间堆肥温度超过50 ℃的天数为20 d，堆肥温度处于45～50 ℃的天数为18 d，堆肥温度低于45 ℃的天数为5 d，树叶基质在堆腐期间堆肥温度超过50 ℃的天数为11 d，堆肥温度处于45～50 ℃的天数为23 d，堆肥温度低于45 ℃的天数为9 d。总体来看，树叶基质堆体锯末基质堆体每日19：00的堆体温度均普遍高于每日14：00，但二者均有3 d出现19：00时堆体温度低于14：00时堆体温度。这可能与当时的天气状况及翻堆时间有关。添加BM菌剂有利于锯末堆体整体温度的升高，有利于腐熟的完成。

2.2 单一基质的理化特性

各单一基质的粒径大小均满足条件，在容重方面，只有菇渣满足条件，其他3个基质均低于标准基质。在孔隙度方面，总孔隙度和持水孔隙度均满足条件（分别为大于60%和大于45%）;通气孔隙度只有树叶基质满足条件，其次为锯末的12.39%和菇渣的14.34%，而草炭基质的通气孔隙度最小，仅为4.91%。从气水比来看，仅菇渣满足条件，树叶基质基本接近1∶2，草炭基质达到1∶20。在酸碱度方面，只有树叶基质pH偏高，达到7.92，其他3个基质均满足条件;在EC值方面，只有草炭基质满足条件，树叶基质的EC值为1.89 mS/cm，菇渣基质的EC值为1.11 mS/cm，锯末基质接近标准基质（0.25 mS/cm）。总体来看，单一基质中锯末基质最接近标准基质，树叶基质在物理性质方面最接近标准基质，而草炭基质在化学性质方面最接近标准基质（图2）。

2.3 复混基质的理化特性

2.3.1 树叶与锯末复混基质的理化特性。

从图3可以看出，在树叶和锯末的复混基质中，各复混基质处理的物理性质稍高于对照，但基本符合蔬菜育苗基质国标（NY/T 2118—2012）要求。随着树叶基质的比例增大，总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度和气水比都在减小，当树叶基质比例为8∶1时总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度和气水比均增大，说明随着树叶基质比例的增加，孔隙度并不呈现线性变化，而当树叶基质比例接近6∶1时总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度和气水比发生变化。但随着树叶基质比例的增加，容重不断增大;在化学性质方面，随着树叶基质比例的增加，pH和EC值均不断增大。在树叶∶锯末复混基质的处理中，pH最小为8.29，最大为8.33;EC值最小为1.597 mS/cm，最大为1.743 mS/cm。总体来看，T1和T2处理的理化性质最接近对照（CK）。

2.3.2 树叶与菇渣复混基质的理化特性。

对树叶和菇渣的复混基质的理化性质进行测定，结果见图4。从图4可以看出，在物理性质方面，除T8处理的气水比达到0.55，被认为偏高外，各比例复混基质均符合番茄育苗标准基质要求;在化学性质方面，pH和EC值随着树叶基质比例的增大而增大，当树叶基质比例为8∶1时出现轻微下降趋势。在各树叶和菇渣的复混基质处理中，pH最小为6.72，最大为8.20;EC值最小为1.342 mS/cm，最大为1.498 mS/cm。总体来看，T5处理的理化性质最接近对照（CK）。

3 结论与讨论

3.1 单一基质与番茄育苗标准基质理化特性的对比

在单一基质中，树叶基质pH和EC值均远远高于草炭基质，与草炭基质在化学性质方面最接近的是锯末基质，但pH和EC值均高于草炭。通过树叶冲洗试验发现，通过对树叶的淋洗会大大降低其EC值，但对其pH没有太大影响，仅有轻微降低。其原因有以下方面：第一，树叶本身离子含量偏高;第二，树叶在堆置中混入部分灰尘等土壤离子。

将单一基质与蔬菜的无土育苗基质的理化性质进行对比发现，单一基质的理化性质不完全符合番茄育苗标准基质的要求，但分别在物理性质和化学性质上有不同的特点，可以根据各单一基质的不同性质配制出复混基质使其满足标准基质的要求。

3.2 复混基质与番茄育苗标准基质理化特性的对比

对各比例复混基质与蔬菜的无土育苗基质理化性质进行对比发现，各复混基质的粒径大小均满足条件。在容重方面，树叶和菇渣的复混基质4个处理均满足条件，而树叶和锯末的复混基质中仅有树叶基质∶锯末基质=2∶1处理的容重偏小，为0.28 g/cm3，另外对照复混基质（草炭∶珍珠岩=3∶1）的容重最小，仅为0.17 g/cm3;在孔隙度方面，树叶和在菇渣的复混基质均满足条件，仅有树叶基质∶菇渣基质=8∶1的复混基质气水比偏大，为0.55，而复混基质中树叶与锯末的比例为2∶1和8∶1时完全符合标准基质的要求，树叶基质比例分别为4∶1和6∶1的处理以及对照复混基质的通气孔隙度偏小，导致气水比偏小;随着树叶基质比例的增加，树叶与菇渣有机复混基质的pH和EC值均逐渐增大，造成pH和EC值增大的原因很可能是树叶基质。通过对树叶和锯末的复混基质与树叶和菇渣的复混基质的比较发现，树叶与菇渣的复混基质理化性质均要优于树叶和锯末的复混基质。

黎榕等[17]研究发现堆肥腐熟的园林废弃物、蛭石及珍珠岩配制的复合新型基质（M）（对照为泥炭土、蛭石及珍珠岩=2∶1∶1）的理化性质相对稳定，基本在花卉栽培要求的基质理化性质范围内;马义胜[18]研究不同农业废弃物复配基质对草莓植株生长、果实产量及品质的影响，发现杏鲍菇渣、铁皮石斛栽培废料的电导率较低，营养元素含量丰富且理化性质相对稳定适合用作栽培基质主料，添加菌剂菇渣无害化处理时间更短，处理后理化性质更加稳定。该试验中复混基质8个处理的物理性质都基本达到标准基质的要求，化学性质pH和EC值均偏高，因此在育苗试验中应考虑降低pH和EC值。

4 结论

通过测定单一基质（树叶、锯末、菇渣）的理化性质，发现单一基质理化性质不完全符合番茄育苗标准基质的要求，因此理论上单一基质不适宜进行蔬菜的无土育苗。对树叶与锯末、树叶与菇渣有机复混基质的测定表明，随着树叶基质的比例增加，其复混基质的pH和EC值均增大。其中，T1（树叶∶锯末=2∶1）、T2（树叶∶锯末=4∶1）和T5（树叶∶菇渣=2∶1）3个处理的理化性质最好。

参考文献

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