花生壳替代泥炭土对基质及金线莲生长和品质的影响

朱巧莲，池冰婕，童晨晓，张红雪，胡 坤，郭力铭，周碧青,2，毛艳玲,2,3

（1. 福建农林大学资源与环境学院，福建 福州 350002；2. 土壤生态系统健康与调控福建省高校重点实验室，福建 福州 350002；3. 自然生物资源保育利用福建省高校工程研究中心，福建 福州 350002）

0 引言

【研究意义】金线莲（Anoectochilus roxburghii）为兰科开唇兰属多年生草本植物，又称花叶开唇兰、金线虎头蕉、金线兰等，因其良好的药用价值素有“金草”、“药王”等美称[1]。金线莲全身皆为宝，均可食用，具有清热解毒、凉血祛风、消炎止疼、增强免疫、降血糖、抗氧化等功效，在治疗肾炎、糖尿病、风湿、急慢性肝炎等病具有良好功效[2−3]。近年来由于山地大量开发，生态资源遭到破坏，野生金线莲的生长环境受到威胁，同时人们不合理地大量采摘野生金线莲，导致野生金线莲数量急剧下降[4−5]。而金线莲的种子为未分化完全的胚，在自然环境下发芽率低，生长缓慢且对生长环境要求苛刻，野生金线莲产量较低[6]。1990 年金线莲被福建省政府列为濒危药用植物[7]，为了保护金线莲这一珍贵的药材，满足市场的供应，人工栽培金线莲成了有效途径。金线莲喜欢生长在土壤疏松、通气性良好、矿物质较多的环境中。泥炭土是理想的固体栽培基质，但由于其数量有限、价格昂贵，难以大范围的利用[8]。我国是花生生产大国，每年花生加工产生的副产物花生壳近520 万t，长久以来大部分的花生壳被焚烧和抛弃，未得到合理的利用，给生态环境造成了负担[8−9]。花生壳营养丰富，主要成分为粗纤维，含有粗蛋白、粗脂肪、淀粉、戊糖等；还含有钙、镁、磷、铁、锰等矿物质成分[10]，研究花生壳替代泥炭土作为栽培基质对指导金线莲生产具有重要意义。【前人研究进展】孙治强等[11]研究表明，花生壳基质配比适当的鸡粪、复合肥等，可替代草炭作为育苗基质，能显著促进番茄幼苗的生长。马海林等[8]研究表明，花生壳基质的各项物理指标、稳定性、保肥供肥能力对酸碱的缓冲能力优于棉籽壳、锯木屑，可作为育苗的基质材料。花生壳符合栽培基质的要求，可作为替代泥炭的栽培基质[12]。此外，花生壳作为一种废弃资源，价格低廉，以其作为金线莲的栽培基质，具有丰富的矿物质养分，通气性好，利于金线莲的生长[13]。【本研究切入点】国内外学者对金线莲的繁殖技术、栽培技术等方面做了大量的探索。目前，金线莲的栽培基质，主要以泥炭土、椰糠、珍珠岩为主。关于花生壳与泥炭土合用做为金线莲栽培基质的研究还较少。【拟解决的关键问题】本试验采用花生壳替代泥炭土，研究不同配比栽培基质对金线莲生长、品质及基质理化性质的影响，筛选出适合金线莲生长的栽培基质比例，以期为金线莲栽培与废弃资源利用提供新的方法与技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为小叶品种的金线莲组培苗，幼苗由福建农林大学土壤生态系统健康与调控福建省高校重点实验室提供，将长势良好、大小一致的幼苗，用5%的多菌灵溶液浸泡10 min 后取出，待晾干后，作为试验栽培苗使用。

供试泥炭土购自河南普林园艺用品有限公司，其基本性质为：pH 6.80，有机质含量60.8%。供试花生壳购自福建省福州市建新花卉市场，粉碎成粒径0.5 cm，使用立式自动压力蒸汽灭菌器灭菌消毒。

试验于2017 年11 月5 日在福建农林大学田间实验室进行。该试验地点位于北纬25°15′～26°39′，东经118°08′～120°31′，亚热带季风气候，热量充足，气候适宜，较为适合金线莲生长。

1.2 试验设计

试验采用盆栽栽培，供试盆为口径20 cm，高15 cm，底径16 cm 的塑料盆，基质厚度11 cm。栽培基质主要为泥炭土、花生壳，基质按不同比例混合后，添加多菌灵，保持基质湿润，基质放置两周后将所选金线莲幼苗进行移植，株间距约5 cm，移植后进行相同的栽培管理，180 d 后采收样品。试验设5 个处理，每个处理3 个重复，分别为：100%泥炭土（CK）；75%泥炭土+25%花生壳（N75）；67%泥炭土+33%花生壳（N67）；50%泥炭土+50%花生壳（N50）；33%泥炭土+67%花生壳（N33）。每个处理3 盆，每盆种10 株组培苗，试验期间各处理水肥管理、温度及光照因子相同。

1.3 试验方法

移栽金线莲前，用环刀法测定基质土壤容重，计算得出土壤孔隙度（总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度）和土壤持水量（最大持水量、毛管持水量和田间持水量）。金线莲收获后，每个盆内取深0～20 cm 混合样，测定土壤养分指标。土壤碳氮采用碳氮元素分析仪（德国ELEMENTAR）测定，土壤有效磷采用0.5 mol·L−1NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定，土壤速效钾采用NH4OAc 浸提火焰光度法测定，土壤碱解氮采用碱解扩散法测定，土壤全磷、全钾采用NaOH 熔融法测定[14]。

移栽后的金线莲幼苗，栽培管理180 d 后，采收全部金线莲植株样品，测量不同处理金线莲的叶片数、叶长、叶宽、根长、根数、不定根数，株高、茎粗、鲜质量、成活率等，计算其平均值。将采收金线莲植株样品分为两部分，一部分植株样品进行冷藏保鲜处理，采用2,6-二氯靛酚滴定法测定Vc 含量；将剩余植株样品置于105 ℃鼓风干燥箱中杀青2 h 后，65 ℃烘干至恒重，进行折干率计算及品质分析。折干率/%=植株干重/植株鲜重×100。采用茚三酮法测定游离氨基酸含量，采用福林酚法测定总酚含量，采用紫外分光光度法测定总黄酮含量，采用苯酚-硫酸法测定多糖含量[14−15]。

1.4 数据处理与分析

利用Excel 2016 软件对数据进行统计分析，采用SPSS 20.0 对数据进行方差分析。

2 结果分析

2.1 各栽培基质物理性质

各栽培基质物理性质如表1。与CK 相比，添加花生壳的处理基质容重降低2.87%～53.84%，其中N33 处理基质容重最低。不同处理基质持水量存在差异，添加花生壳处理基质最大持水量增加，与对照相比，N33 处理基质最大持水量增加97.14%，且与其他处理存在显著差异；毛管持水量与最小田间持水量降低，平均降幅为9.05%与9.68%，各处理间无显著差异。与对照相比，花生壳替代处理基质毛管孔隙度降低3.95%～35.20%，非毛管孔隙度增加38.64%～148.35%，总孔隙度增加0.99%～6.39%。

表 1 各栽培基质物理性质Table 1 Soil physical properties of different cultivation substrates

2.2 花生壳替代泥炭土对基质养分的影响

花生壳替代泥炭土对基质养分含量的影响如表2所示。与对照相比，添加花生壳能显著提高基质全氮含量，各处理全氮含量增加了3.04%～7.85%，且全氮含量随着基质中花生壳含量的增加而增加，N33 处理基质全氮含量最高。随着花生壳含量的增加，基质全磷、全钾含量呈先增后减的趋势，与对照相比，各处理基质全磷含量提高3.80%～15.79%，N50 处理全磷含量最大，且与对照差异显著；添加花生壳处理基质全钾含量显著提高，其增幅为5.15%～28.33%，N67 处理效果最佳。研究结果表明，栽培基质中增加一定量的花生壳，对基质全磷、全钾的含量具有一定的促进作用，但基质加入过量的花生壳，则会降低基质全磷、全钾含量。

由表2 可知，基质速效养分含量随着栽培基质中花生壳含量的增加而增加。与对照相比，添加花生壳处理基质碱解氮、速效磷、速效钾含量显著增加，其中碱解氮提高了8.88%～16.89%，速效磷提高了2.89%～67.76%，速效钾提高了349.84%～1830.53%。研究结果表明，增加花生壳替代泥炭土含量，对基质碱解氮、速效磷、速效钾含量具有显著的促进作用，其中以N33 处理效果最佳。

2.3 花生壳替代泥炭土对金线莲生长的影响

2.3.1 花生壳替代泥炭土对金线莲根、叶、株高及茎粗的影响 花生壳替代泥炭土对金线莲根的影响如表3 所示，随着基质中花生壳含量的增加，对金线莲根的生长有一定的促进作用，其中N33 处理金线莲的根生长状况最好，优于其他处理，且与对照组差异显著。与对照相比，N33 处理根长、根数、不定根数分别增长43.77%、35.20%、46.20%。研究结果表明，采用花生壳替代泥炭土后，对金线莲根的生长具有促进作用，随着花生壳的替代量增加，效果越明显，其中N33 处理效果最佳。

表 2 花生壳替代泥炭土对基质养分的影响Table 2 Effect of peanut shell replacing peat soil on substrate nutrient

表 3 花生壳替代泥炭土对金线莲根、叶、株高及茎粗的影响Table 3 Effect of peanut shell replacing peat soil on the roots, leaves, plant height and stem diameter of Anoectochilus roxburghii

由表3 可知，花生壳替代泥炭土有效促进金线莲叶片的生长，添加花生壳显著提高金线莲叶片数，且随花生壳含量的增加金线莲叶片数增加，叶长、叶宽先增加后减少。与对照相比，各处理叶片数提高23.17%～38.42%，叶长提高9.46%～26.58%，叶宽提高2.94%～18.24%；其中N33 处理的金线莲叶片数最多，N50 处理的叶长、叶宽最大，与其他处理均存在显著性差异。

花生壳代替泥炭土对金线莲株高及茎粗的影响见表3，与对照相比，添加花生壳处理金线莲株高增加45.69%～130.17%，茎粗增加25.00%～80.00%。随着花生壳添加量的增加，株高及茎粗逐渐增加，N33 处理金线莲株高、茎粗最大，且与对照相比差异显著。

2.3.2 花生壳替代泥炭土对金线莲产量及成活率的影响 花生壳替代泥炭土对金线莲产量及成活率的影响如表4。花生壳替代泥炭土对金线莲鲜重、折干率具有显著的影响，对成活率无显著的影响。与对照相比，添加花生壳处理金线莲鲜重提高66.67%～211.11%，且各处理间差异显著。其中N33 处理鲜重最大，与其他处理差异显著。添加花生壳处理金线莲折干率较对照增加10.86%～37.70%，各处理间差异不显著。花生壳替代泥炭土对金线莲的成活率无显著的影响，总体趋势为随着基质中花生壳含量的增加，金线莲的成活率呈先增后减的趋势。研究结果表明，一定量的花生壳替代泥炭土对金线莲的产量具有促进的作用；随着基质中花生壳含量的增加，金线莲鲜重呈逐渐递增趋势，成活率、折干率呈先增后减的趋势。

表 4 花生壳替代泥炭土对金线莲产量及成活率的影响Table 4 Effects of peanut shell replacing peat soil on yield and survival rate of Anoectochilus roxburghii

2.4 花生壳替代泥炭土对金线莲品质的影响

花生壳替代泥炭土对金线莲品质的影响如表5。花生壳替代泥炭土对金线莲Vc 含量具有显著的影响，随着花生壳替代含量的增加，金线莲Vc 含量呈先增后减的趋势。其中N50 处理Vc 含量最大，相比对照组增加了64.27%，且与其他处理差异显著。随着花生壳替代含量的增加，金线莲总黄酮、多糖、游离氨基酸、总酚含量增加。与对照相比，花生壳替代处理总黄酮含量提高9.40%～41.57%，多糖含量提高11.70%～30.59%，游离氨基酸含量提高29.13%～45.08%，总酚含量提高10.49%～53.16%，其中N33处理总黄酮、多糖、游离氨基酸、总酚含量均最高，与其他处理差异显著。研究结果表明，随着花生壳替代泥炭土含量的增加，金线莲Vc 含量提升的效果越为显著。花生壳替代泥炭土对金线莲总黄酮、多糖、游离氨基酸、总酚含量具有一定的促进作用，其中N33 处理效果最佳。

表 5 花生壳替代泥炭土对金线莲品质的影响Table 5 Effect of peanut shell replacing peat soil on the quality of Anoectochilus roxburghii

3 讨论

3.1 花生壳代替泥炭土对基质理化性质的影响

泥炭土作为金线莲的栽培基质，具有通气性良好、保水保肥的作用；但由于其本身资源有限，成本昂贵，并且对其大量的开采会对环境造成破坏；采用花生壳替代泥炭土作为栽培基质能够减少泥炭用量，有效地解决上述矛盾[16−17]。本试验结果表明，利用花生壳替代泥炭土，对基质理化性质具有显著影响。添加花生壳可以降低栽培基质容重，提高基质持水量，增加基质总孔隙度，N33 处理基质容重最低，最大持水量、非毛管孔隙度最大。随基质中花生壳含量的增加，基质碱解氮、有效磷、速效钾、全氮含量呈逐渐递增趋势，其中N33 处理效果最佳，相较对照组均具有显著性差异；全磷、全钾含量则呈先增后减的趋势，分别以N50、N67 处理效果最佳。 综合考虑发现N33 处理（33%泥炭土+67%花生壳）的配比基质，其养分含量最佳，保水、透气，可作为替代泥炭土的栽培基质。徐日荣[18]研究也表明花生壳具有丰富的营养物质且透气性好，可作为栽培基质替代昂贵的草炭土。花生壳替代泥炭土能提升土壤肥力的原因可能是花生壳富含丰富的碳、氮、钾及中微量元素，作为基质可以利用其营养成分，减少泥炭土的使用量[19]。

3.2 花生壳代替泥炭土对金线莲生长的影响

试验结果表明，花生壳替代泥炭土对金线莲根、叶的生长具有显著促进作用。花生壳替代泥炭土对金线莲的根、叶生长均有一定的促进作用。随基质中花生壳含量的增加，金线莲根长、根数、不定根数、叶片数逐渐增加，叶长、叶宽呈先增后减的趋势。这与孙燕等[20]研究结果相似，可能是花生壳容重低、保水性一般，与透气性良好、养分含量高、保水能力强的泥炭土合用，可以提升基质的养分及通气透水性，有利于金线莲根系的生长[21]。

研究表明，花生壳作为栽培基质可以促进金线莲生长，提高产量[22]。本研究结果表明花生壳替代泥炭土对金线莲的株高、地径、成活率、鲜重、折干率具有一定的促进作用，随着基质中花生壳替代量的增加，金线莲株高、地径、鲜重呈逐渐递增趋势。这可能和泥炭土与花生壳疏松多孔，透气通水性好，保水保肥力强的特性有关[23]。朱建军等[13]研究也表明，当泥炭-河沙-花生壳基质配比为4∶2∶2时，3 种不同基原金线莲移栽存活率最高,而且株高、径粗、鲜重、最长根长度、根直径最大。

3.3 花生壳代替泥炭土对金线莲品质的影响

试验结果表明，随花生壳替代泥炭土含量的增加，对金线莲品质具有一定的促进作用。金线莲Vc 含量，随基质中花生壳含量的增加，呈先增后减的趋势，其中N50 处理效果最佳。花生壳替代泥炭土对金线莲品质具有显著影响。金线莲总黄酮、多糖、游离氨基酸、总酚则随着花生壳替代泥炭土含量的增加，呈逐渐递增的趋势，其中N33 处理效果最佳，相较对照组均具有显著性差异。因此，综合考虑金线莲的各项生长指标、品质指标，发现以33%泥炭土+67%花生壳配比种植的金线莲的生长状况最佳。通气性良好、相对湿度大、肥沃的土壤更加适合金线莲生长[24]，花生壳与泥炭土合用后可以降低土壤容重，提高土壤孔隙度，增加土壤持水量，为金线莲生长提供良好的土壤环境，进而促进金线莲的生长及药用成分的积累。马海林等[25]对侧柏幼苗的研究表明，以75%花生壳基质+25%泥炭配比的基质对侧柏幼苗生长状况具有显著影响，且效果最佳。这与本试验结果相似，以33%泥炭土+67%花生壳的配比基质，对金线莲的生长状况的影响效果最佳，可替代部分泥炭土，作为金线莲的生长基质。

4 结论

花生壳替代泥炭土，栽培基质孔隙度和持水量显著提高，有利于栽培基质的通气和排水。基质的养分含量更加丰富，随花生壳替代泥炭土含量的增加，基质土壤氮磷钾含量都有一定程度的提高，以N33 处理（33%泥炭土+67%花生壳）效果最佳。

花生壳替代泥炭土对金线莲生长具有一定的促进作用，随着花生壳配比比例的增加，对金线莲根、叶生长的促进作用越明显。与对照相比，金线莲株高、茎粗、鲜重均显著提高，且以N33 处理效果最好。

33%泥炭土+67%花生壳处理的金线莲各项品质指标均高于对照组，且总体效果最佳。一定量花生壳替代泥炭土，对金线莲的品质具有促进作用。