牛粪沼渣绿色蔬菜栽培基质配方的研究

赵国明 张蕾蕾 矫云学 裴海林 邢向欣 孙京 李靖

(吉林省农业机械研究院，吉林 长春 130022)

引言

无土栽培技术是由传统种植农业向现代化农业规模化、集约化转变的一个重要的新型栽培方式[1-3]，其中，基质栽培是无土栽培的主要形式，而基质原料的选择与配方会直接影响栽培种植效果。基质配方的关键在于原材料的选择、配比与前处理[4，5]。价格低廉、营养充足且来源广泛的原材料是蔬菜栽培基质能够实现产业化、商业化重要条件之一。目前，国内畜禽厌氧发酵所产生的沼渣产量可观，许多学者研究发现[6，7]，经过厌氧发酵后的沼渣含作物生产所需的N、P、K等大量元素与有机质[10，11]，非常适合进行栽培种植试验[8]。

本次研究将主要利用经过厌氧发酵后的牛粪沼渣与腐熟秸秆、碳化稻壳、腐熟锯末等农业废弃物进行不同比例的调整通过测定原料的理化性质并进行种植试验，确定适合蔬菜种植的栽培基质，为我国农业废弃物的利用提供新的解决手段，并且减少我国常规蔬菜栽培造成的土壤肥力下降等问题，提供无土栽培的高效利用途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用牛粪沼渣是以牛粪为主要发酵原料正常产气3个月以上的沼气池内的发酵产物，直接进行风干处理即可，将沼渣置于太阳下通过自然干燥备用。腐熟秸秆所用秸秆为进行完全发酵腐熟处理的玉米秸秆。碳化稻壳为经过碳化处理后完全碳化且基本保持原形的炭化稻壳。选用经过完全腐熟发酵后的锯末，在结束腐熟过程后晾干即为腐熟锯末。选取作为栽培基质的河沙直径0.5～3.0mm。试验材料理化性质如表1所示。

表1 基质原料理化性质

1.2 栽培基质的配制

将试验所需原料依据我国农业部发布的蔬菜育苗基质行业标准与河北省发布的蔬菜栽培基质地方标准中规定的各项指标进行初步测算，得到8种基质配方，见表2，按配方配制8种复合基质，并将其与市场购买蔬菜栽培基质(CK)进行理化性能测试，然后进行蔬菜栽培种植试验。

表2 不同配方复合基质配制比例

1.3 基质理化性质测定方法

pH采用pH参数分析仪直接测定；电导率采用电导率参数分析仪测定；速效氮采用碱解扩散法测定；速效磷采用0.5mol·L-1碳酸氢钠浸提-钼锑抗分光光度法测定；速效钾采用醋酸铵提取火焰光度法[16]测定；有机质采用重铬酸钾容量法测定；基质容重采用称重法进行测定计算。

1.4 种植试验

基质种植试验选择在4月进行，试验地点是在温室大棚内，种植品种为生菜和小白菜，并与市场购买的蔬菜栽培基质种植对照。试验期间，棚内定期补水、通风、调节光照强度，每种配方设置3个重复。待采时，每个配方选取具有代表性的植株10株，并采用米尺及千分之一天平对植株高度、叶片数量、鲜重等生长指标进行测定。通过生菜和小白菜种植效果分析，优化基质配方。

2 结果与分析

2.1 不同配方基质理化性能对比

如表3所示，分别为不同配方基质下水解氮、速效磷、速效钾等理化性质对比，较行业标准范围对比来看，各基质配方均符合标准，并且水解氮、速效磷、速效钾、有机质的含量都处于较优范围，此外，其pH值也处于中性环境中，适合进行蔬菜栽培。几种蔬菜栽培基质配方与CK组相比，其各项指标均高于CK对照组，对于蔬菜栽培来说，在合适的范围内，其水解氮、速效磷、速效钾及有机质的含量越高，种植的蔬菜长势及品质越好。因此，各配方基质均可满足种植试验要求。

表3 不同配方基质的理化性能

2.2 不同配方基质出苗率测试试验

对不同的配方基质进行出苗率测试，试验种子为中国农业科学研究院蔬菜花卉研究所选育的“散叶大速生”生菜，播种前催芽测试，种子发芽率在95%以上，分别取同批种子各100粒进行配方基质及对照的出苗率测试，做3个重复取出苗率平均值，种植过程中调控浇水、通风、光照等条件相同。得到测试结果如表4。各配方出苗率均能达到91%以上，符合种植要求[19，20]。

2.3 不同配方基质种植试验

2.3.1 不同配方基质生菜种植试验结果分析

从表5可以看出，配方T2、T3、T5生菜植株的株高较高，分别达22.1cm、21.3cm、21.1cm，均高于对照株及其他配方植株。从植株整体素质看，T2、T3和T5生菜植株长势明显好于其他基质，其中T3和T5的植株长势与对照比较接近，而T2的植株长势最好，见图1。

2.3.2 不同配方基质小白菜种植试验结果分析

表4 不同配方基质生菜种植出苗率

表5 不同配方基质生菜生长指标

图1 生菜生长情况

图2 小白菜生长情况

由表6可知，T2、T3、T5的小白菜综合长势相对较好，其中T3和T5的小白菜综合长势与对照差别不明显，而T2的植株综合长势则明显高于对照，株高比对照高0.9cm，叶片数比对照多1片，地上鲜重比对照大4.84g。综合长势情况看，T2配方种植效果最佳，见图2。

表6 不同配方基质小白菜生长指标

3 结论

通过对牛粪沼渣绿色蔬菜栽培基质配方的研究，可依据基质原料特性的不同，调配目标基质并优化配方，通过对不同配方进行理化性质的测定分析以及种植试验，基于叶菜生长的具体理化性能参数，配制优化出适合叶菜种植的基质配方，即牛粪沼渣∶腐熟秸秆∶碳化稻壳∶腐熟锯末∶河沙为15∶35∶20∶20∶10(体积比)，种植生产的蔬菜长势好、品质佳。

4 讨论

目前，厌氧发酵处理畜禽养殖废弃物已成为畜禽粪便的主要处理方法，而经过厌氧发酵处理后产生的沼渣可作为种植基质进行蔬菜的种植栽培。王玉等[13]在研究沼渣混配基质对黄瓜和番茄生长、产量及品质的影响试验中提出，沼渣中营养元素含量较高，可为植物生长提供充足营养，混配基质各营养元素含量随沼渣含量的增加而提高，沼渣可按照一定比例添加至基肥中，促进植物的生长。此外，易丹丹等[14]在沼渣混配基质理化性状及其对黄瓜幼苗生长的影响试验中发现，沼渣是一种沼气工程的残余物生物发酵产物，富含营养物质，有利于植物生长，可提高植物抗病能力和果实品质。此外，腐熟的秸秆不仅富含有机态养分和矿物质，易于作物吸收利用，还具有替代传统基质的潜力[15]。陈雪丽等[16]将玉米秸秆腐熟物应用于蔬菜育苗基质中，发现以腐熟的玉米秸秆作为生菜等叶菜类蔬菜的基质，叶菜类蔬菜产量得到提高。

本研究将牛粪沼渣、腐熟秸秆、碳化稻壳、腐熟锯末与河沙按照一定的比例进行配比试验，通过种植试验发现，以牛粪沼渣与腐熟秸秆作为主要基质原料可明显促进叶菜幼苗的生长，牛粪沼渣的利用途径进一步扩大，经济效益显著，可进行全面推广。此外，本次实验中仅针对生菜及小白菜2种叶菜类蔬菜进行种植试验，虽结果十分可观但在后续的试验中，应增加其他叶菜类蔬菜的种植试验，从而验证本次试验的蔬菜栽培基质的通用性。

沼渣作为农业废弃物厌氧消化后的产物，其有机质含量高，适宜作为有机肥料处理，本次研究仅针对牛粪沼渣为基础，通过合理添加不同农业废弃物原料进行调配，得出适宜进行蔬菜栽培的栽培基质，但沼渣不仅限于牛粪沼渣，不同的厌氧发酵原料直接影响沼渣的理化性质，因此在后续的研究中，可针对不同沼渣进行深入研究，通过调整基质原料配方，得出高产率的蔬菜栽培基质。