不同农业废弃物复配基质对草莓生长及产量的影响

贾志航，冯腾腾，宋庆科，魏猛，黄怀成，陈飞，赵林，张婷，陈亚成

(江苏徐淮地区徐州农业科学研究所/江苏徐州甘薯研究中心，江苏 徐州 221131)

江苏是我国优质草莓主产区之一[1]，种植面积和产量处全国前列。据统计，2015年江苏省草莓种植面积为1.827万hm2，其中设施草莓1.573万hm2，露地草莓0.254万hm2，总产量46.9万t，总产值43.7亿元[2]。徐州市作为江苏草莓种植面积最大的地级市，占总种植面积的37.9%[3]。随着草莓产业的发展，多年连续的草莓种植导致很多草莓种植区土壤连作障碍、土传病害等问题日益突出，严重阻碍了草莓产业的进一步发展[4]。虽然目前使用草炭、蛭石、珍珠岩等有机无机复配基质栽培可以避免草莓出现连作障碍，但是草炭资源较为稀缺且地域分布不均，导致基质栽培生产成本较高，大面积推广难度较大[5]。因此，筛选出取材方便、成本较低的基质混配原料和配方对徐州地区草莓生产具有极为重要的意义。

通过对徐州区域内农业废弃物的调查及分析认为，牛粪和菌菇渣的pH和电导率相对较为适宜，且牛粪和菌菇渣对环境无污染，理化性质稳定[6-7]，适用于草莓基质栽培原料。本研究以牛粪和菌菇渣为主要原料混配成生态型基质，研究其在草莓基质栽培上的效果，并结合生产成本和产出效益进行综合评价，以期筛选出适合徐州地区的草莓栽培基质，探索出就地取材、简便易行、成本低廉且又能高产高效的无土栽培方式，不仅有助于提高农业资源的循环利用率，减少环境污染，还可以促进徐州地区草莓产业的绿色、高效、可持续发展，具有重要的经济、社会和生态意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本试验在江苏徐淮地区徐州农业科学研究所铜山试验站日光温室进行，于2020年9月23日进行草莓定植，供试草莓品种为章姬，基质原料为菌菇渣、牛粪、蚯蚓粪、稻壳和炭化稻壳，均已进行无害化处理。

1.2 处理设计

试验设4个不同配比的基质处理。T1为牛粪∶菌菇渣∶稻壳5∶3∶2；T2为牛粪∶菌菇渣∶炭化稻壳5∶3∶2；T3为牛粪∶蚯蚓粪∶菌菇渣∶稻壳3∶2∶3∶2；T4为牛粪∶蚯蚓粪∶菌菇渣∶炭化稻壳3∶2∶3∶2，重复3次。草莓栽培槽由槽架和栽培槽两部分组成，栽培槽宽30 cm，深15 cm，内装草莓基质。处理均采用双行栽培，株行距18 cm×12 cm，每行36株，作为1次重复。田间日常管理采用常规草莓温室栽培管理方法。

1.3 项目测定

1.3.1 基质理化性质

容重测定。参考文献[8]的方法。

pH值测定。取基质样品10 g于三角瓶中，加蒸馏水50 mL，密封，振荡30 min，用pH计测定基质pH值。

1.3.2 草莓营养生长指标测定

株高、茎粗、叶片数测定。在草莓定植40、55、70 d进行调查，每处理随机选取6株，用直尺和游标卡尺测定植株株高、茎粗。

植株生物量。于11月随机抽取3株草莓进行整株破坏取样，解析为地上部和地下部，后将样品置于105 ℃烘箱中杀青30 min，此后降温至80 ℃直至植株被完全烘干，称量各部分质量。

根系体积。采用排水法测定[9]。

1.3.3 草莓产量、品质的测定

产量测定。每处理随机选取18株挂牌标记，统计12月到翌年2月单株所有果实重并计算平均单果重与平均单株产量。

可溶性固形物测定。于盛果期进行，采用手持式折光仪测定[10]。

1.4 数据分析

使用Excel和SPSS 19.0软件对数据进行分析、制图。采用单因素方差分析(LSD法)进行显著性差异比较。

2 结果与分析

2.1 不同复配基质的理化性质

传统观点认为，较为优质基质的容重、总孔隙度、水气比、pH分别为0.1～0.8 g·cm-3、54%～96%、2%～4%、6～8，作物可有良好的生长状态[11]。由表1可见，各处理基质容重与总孔隙度分别在0.201～0.228、71.68%～76.58%，处理间差异较小，且均在理想范围内；持水孔隙度以T3最高，相对应的通气孔隙度则以T1、T4较高。各处理的水气比均高于4%，未在理想范围内，其中T3的基质水气比最高，分别较T1、T2、T4高出5.33、4.32、6.16百分点；T3、T4基质pH值接近中性，T1、T2则呈弱碱性，虽然各复配基质的pH值均在理想基质范围内，但一般认为中性或偏酸性基质更有利于草莓生长，因此，建议在实际生产中对基质进行酸化处理。

表1 不同复配基质的主要理化性质

2.2 不同复配基质对草莓生长发育的影响

不同复配基质显著影响了草莓的性状指标和生物量。由图1可见，就株高看，草莓定植40 d后，

图1 不同复配基质对草莓生长的影响

各处理间株高无显著差异；55和70 d时，T1株高均为最高，T3次之，且T1显著高于T2、T4。就茎粗看，前期(40 d)差异较小，55 d则表现出T1、T3显著高于T2和T4，70 d时草莓茎粗以T3显著高于其他处理。前55 d，不同基质处理对草莓叶片数影响较小，均以T3最高，但各处理间差异不显著；70 d时草莓叶片数表现为T3>T1>T2>T4，其中T3显著高于T2、T4。

由表2可知，T3的地下部干重与根体积显著高于其他处理；地上部干重以T3最高，显著高于T2；各处理根冠比间无显著差异。综合不同复配基质草莓形态指标可知，T3处理的草莓营养生长表现最好，T2最差。

表2 不同复配基质对草莓生物量的影响

2.3 不同复配基质对草莓产量和品质的影响

初果时间、平均单果重、平均单株产量是决定草莓产量和效益的重要因素。从表3可以看出，不同复配基质处理对草莓物候期影响较小，T1与T4的初果时间差仅为4 d；而平均单果重与平均单株产量则受基质配比影响较大，T3的平均单果重最高，显著高于T2；T3平均单株产量显著高于其他处理。不同基质处理对草莓果实可溶性固形物含量影响较小，各处理间无显著差异。

表3 不同复配基质对草莓产量及品质的影响

3 小结与讨论

通过对草莓营养生长及果实产量品质的分析可知，以牛粪∶蚯蚓粪∶菌菇渣∶稻壳3∶2∶3∶2基质栽植的草莓，其株高、茎粗、叶片数、地上部及地下部生物量、根体积、平均单果重和平均单株产量均为最高，根冠比、果实可溶性固形物与其他处理间无显著差异，表明此处理基质优于其他处理，主要原因可能是草莓对水分需求较大，而这一基质处理的水气较高，虽然高于理想基质范围[11]，却刚好符合草莓的适宜水气比要求范围。马全会等[12]通过分析不同河沙、甘草渣不同混配基质的理化性质及草莓生长指标发现，基质水气比为11.3时，草莓生长情况优于水气比为8.9、14.3、16.9的基质，与本试验结果相似。由此可见，基质过高或过低的水气比均不利于草莓生长。

基质组成材料的选择与配比决定了作物的生存环境，直接影响植株的生长发育。蚯蚓粪多气孔的特点使其具有良好的通气性、保水性及吸附能力，被认为是一种优良的基质材料[13]。大量研究表明，蚯蚓粪可以促进草莓生长发育、提高产量品质及改善基质理化性质[14-15]。本试验发现，蚯蚓粪部分替代牛粪后基质pH值明显降低，一方面可能是因为蚯蚓粪自身为弱酸性，另一方面可能由于蚯蚓粪在草莓生长过程中分解，使腐殖质、有机酸等增多，造成基质pH值下降。炭化稻壳来源广泛，价格低廉，且理化性质稳定，已被广泛应用为基质原料[16]。本试验中，其他材料相同分别添加炭化稻壳和稻壳时，添加稻壳基质植株生长发育均优于炭化稻壳。杜国栋等[17]研究了不同人工混配基质对草莓生长发育的影响，发现炭化稻壳与食用菌废料组合以及炭化稻壳与山皮土组合时，炭化稻壳对草莓的根系发育具有积极作用，但草炭、腐烂秸秆中添加炭化稻壳对植株地上部生长发育表现出负面效应，与本试验结果相似。因此，炭化稻壳与不同基质原料复配的效果可能存在较大差异。

综上所述，牛粪、蚯蚓粪、菌菇渣、稻壳以体积比为3∶2∶3∶2的比例组合为最佳复配基质，基质理化性质适宜，对章姬草莓生长发育促进效果明显，牛粪、菌菇渣、稻壳材料均为本地成本低廉的农业废弃物，经济易行，对徐州地区草莓基质栽培具有一定的借鉴和指导意义，但最佳基质原料复配比例仍需进一步细化和改进。