发酵木屑和木霉生物有机肥复混基质对容器梨苗的培育效果

时成立　杨青松　麻艳威　徐阳春　董彩霞　王中华

摘要：以发酵木屑、木霉生物有机肥部分替代泥炭与珍珠岩复配成不同基质配比，研究其对容器梨苗生长发育的影响。试验设置如下5个处理：T0-3（50%泥炭+20%珍珠岩+30%发酵木屑），T1-3（40%泥炭+20%珍珠岩+10%木霉生物有机肥+30%发酵木屑），T0-4（40%泥炭+20%珍珠岩+40%发酵木屑），T1-4（30%泥炭+20%珍珠岩+10%木霉生物有机肥+40%发酵木屑）。结果表明：（1）不同配比基质的碱解氮、有效钾及有效镁含量均显著高于对照（泥炭+蛭石），添加木霉生物有机肥不同程度地增加了基质中的碱解氮、有效钾、有效钙和有效镁含量。（2）与对照相比，添加木霉生物有机肥处理的植株生物量显著提高，T1-3、T1-4 处理梨苗总干质量分别比对照提高27.43%、51.41%；含木霉生物有机肥的基质处理植株生物量整体上也优于不含木霉生物有机肥处理。（3）T0-3、T0-4 处理对容器苗各部位养分含量的影响与对照相比总体上无明显差异，而T1-3、T1-4处理的植株养分含量有所增加，其中T1-4处理根部Mg、Fe、Zn元素含量显著高于对照，分别增加了35.04%、13.40%、49.39%。综上所述，发酵木屑混配基质在容器梨苗培育过程中的效果能够达到甚至优于泥炭基质的效果，用发酵木屑替代泥炭制备容器梨苗培育基质具有可行性。添加木霉生物有机肥的复混基质对植株生长发育有更显著的促进作用，其中T1-4（30%泥炭+20%珍珠岩+10%木霉生物有机肥+40%发酵木屑）基质处理最为理想。

关键词：梨；容器育苗；基质；发酵木屑；木霉；生物有机肥

中图分类号：S661.204文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2023）14-0180-07

随着现代化生态农业的迅速发展和无土栽培技术的广泛应用，育苗基质愈来愈受到关注［1］。泥炭是最常用的育苗基质材料，但泥炭是不可再生资源，并且价格昂贵，使其应用受到限制。因此，可部分替代泥炭的新型育苗基质材料的开发和应用显得尤为重要［2］。在果树生产中，因整形修剪等原因，每年都会产生大量的废弃枝条，这些废弃枝条长期堆积，不仅会造成资源浪费，而且会影响树体的正常发育［3］。因此，如何合理利用废弃果树枝条、减少资源浪费是目前亟需解决的难题。研究发现，将废弃枝条粉碎后发酵可以替代泥炭作为育苗基质原料，能够降低育苗成本，减少环境污染，实现农林废弃物资源的循环利用，为发展现代化绿色农业提供思路［4-6］。木霉菌在自然界广泛存在且具有促进作物生长、生物防治等功能，目前已在辣椒、茶树、黄瓜、草莓、番茄等园艺作物上得到广泛研究和应用［7-11］。木霉菌在植物根部定殖后可隨着根的生长而延伸，并通过在根际分泌生物活性物质或促进养分吸收来调控植物的生长。研究发现，含有木霉菌的生物型育苗基质不仅具有普通育苗基质的功能特性，而且对种苗具有较好的促生和抗逆作用［12-13］。

梨是我国重要的果树作物之一，在我国除海南省、港澳地区外的各地均有种植［14］。梨产业的健康发展不仅关系着农民创收和企业增效，更是在协调发展经济、社会、资源和环境保护，也是助力乡村振兴、实现人民富裕的重要力量［15］。优质种苗培育是梨产业健康发展的重要课题，相比于大田裸根苗，以营养钵等容器培育的容器苗根系发达、生长健壮，移栽后成活率高、缓苗期短、生长势强，特别适用于规模化建园。尤其是随着果树容器大苗的培育与应用，土地利用率获得了有效提高，裸根苗移植时间的局限性被打破，可提早1～2年取得收益，是实现高质量建园的重要支撑［16］。本研究以发酵木屑替代泥炭，并通过添加由木霉菌（Trichoderma guizhouense）NJAU4742制备的木霉生物有机肥，形成不同配比成分的育苗基质，研究其对容器梨苗生长发育的影响，以期为果树容器苗培育以及专业化基质研究提供理论参考与实践支持。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验分别在南京农业大学、江苏省农业科学院梨试验园进行，供试植物为一年生秋月梨（Pyrus pyrifolia Qiu Yue）嫁接苗，砧木为豆梨，由江苏省农业科学院果树研究所提供。选取无病虫害、长势基本一致的种苗，于2021年3月萌芽前装盆栽植。供试基质中的发酵木屑由梨树废弃枝条制取，生物有机肥材料、泥炭由江苏绿丰生态肥料有限公司提供。木霉生物有机肥由淮安柴米河农业科技股份有限公司制备并提供。供试生物有机肥通过将腐熟有机肥接入哈茨木霉菌株NJAU4742制备得到，其中木霉菌数量约为1.0×108 CFU/g DW（干质量），有机质含量≥40%，总养分（N+P2O5+K2O）含量≥8%。珍珠岩（粒径为3～6 mm）、蛭石（粒径为4～6 mm）均由南京华绿草坪园艺中心提供。供试梨苗栽培容器为黑色聚乙烯（polyethylene，PE）材料营养杯，规格为12 cm×30 cm，由南京寿德试验器材有限公司提供。

1.2 试验设计

试验设5个处理：T0-3（50%泥炭+20%珍珠岩+30%发酵木屑），T1-3（40%泥炭+20%珍珠岩+10%木霉生物有机肥+30%发酵木屑），T0-4（40%泥炭+20%珍珠岩+40%发酵木屑），T1-4（30%泥炭+20%珍珠岩+10%木霉生物有机肥+40%发酵木屑），具体配方见表1。以67%泥炭+33%蛭石为对照，每个处理设8个重复。所用基质与园土均按2 ∶1体积比混合均匀，参照生产习惯统一进行肥水管理。2021年10月待梨树停止生长后，测定苗木各项生长与生理指标。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 基质理化性质的测定 参考GB/T 33891—2017《绿化用有机基质》的方法测定基质的pH值、可溶性离子浓度（EC）值，称取一定质量过2 mm筛的风干基质与去离子水以1 ∶5的体积比混合，室温静置过夜后分别用pH计和电导仪测定基质的pH值、EC值；基质的有机质含量采用重铬酸钾容量法测定［17］；碱解氮含量采用碱解扩散法测定（LY/T 1228—2015《森林土壤氮的测定》）；有效磷、有效钾含量的测定参照GB/T 33891—2017《绿化用有机基质》，用AB-DTPA（碳酸氢铵-二乙三胺五乙酸）浸提法［AB-DTPA浸提液：pH值为7.6的1 mol/L碳酸氢铵+0.005 mol/L DTPA提取液：在约800 mL蒸馏水中按体积比1 ∶1加入2 mL氨水，然后加入1.97 g DTPA，待大部分DTPA溶解后，加人79.06 g碳酸氢铵，轻轻搅拌至溶解，在pH计上用氨水或硝酸（体积比为1 ∶1）调节pH值至7.6后，定容到1 L容量瓶中，摇匀后待用］。碳酸氢铵、二乙三胺五乙酸、氨水和硝酸均为优级纯，用等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定［17］；有效钙、有效镁含量用 1 mol/L 中性醋酸铵浸提，用ICP-OES法测定［17］。

1.3.2 生长指标的测定 （1）地上部生长指标的测定。在2021年10月植株停止生长后，用钢尺卷测定基质面至苗木顶端的直线距离，即苗高；用游标卡尺测量基质面上方2 cm处茎干的直径，即茎粗；用SYE-YM02型葉面积仪测定苗木叶片的叶面积并记录其叶片数。

（2）生物量的测定。地上部指标测量结束后，从营养杯中小心取出植株，用清水缓缓冲洗根部，小心除去根部附着的基质和其他杂物，而后将植株移至室内，擦干植株上的水分，用园艺剪刀于根茎交接处剪断苗木，编号后将植物样品装入纸袋中并放入烘箱内，于105 ℃杀青0.5 h，于80 ℃烘至恒质量，进行称量。

（3）养分含量指标的测定。将植物各营养器官粉碎研磨后待用，全氮含量采用H2SO4-H2O2消煮，流动分析仪测定；植株样品中的磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌元素含量用混酸（浓硝酸和高氯酸，体积比4 ∶1）消煮后采用ICP-OES法测定。

（4）根系形态指标的测定。用WinRHIZO根系分析系统软件分析梨树根系的形态指标。

1.4 数据分析

用SPSS 20.0进行数据分析，用Excel 2019进行图形绘制。各个处理之间的差异显著性用Duncans新复极差法进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同配比育苗基质的理化性质分析

如表2所示，种苗上盆栽植前，不同配比育苗基质的EC值表现为T1-3处理显著高于其他处理，为2.60 mS/cm，对照的基质EC值最低，为 0.47 mS/cm；T1-3、T1-4处理的EC值显著高于不含木霉生物有机肥的T0-3、T0-4处理；各处理的pH值范围为6.3～7.0，适合梨苗生长；不同配比基质的碱解氮、有效钾及有效镁含量均显著高于对照；对照的有效磷含量最大，为0.94 g/kg，其他处理的有效磷含量与对照相比差异不显著；T1-3、T1-4 基质处理的有效钙含量分别比对照显著提高16.63%、21.99%；含有木霉生物有机肥的基质处理与不添加木霉生物有机肥的处理相比，基质的有效钾、有效钙和有效镁含量均得到提高。

2.2 不同配比育苗基质对容器梨苗地上部生长的影响

从图1可以看出，与对照相比，在发酵木屑混配基质中添加木霉生物有机肥可以提高容器梨苗的株高、茎粗和叶面积。T0-3、T1-3、T1-4处理的容器梨苗株高均显著高于对照，分别提高了41.69%、63.05%、43.73%；T1-3、T1-4处理的茎粗均高于对照，其中T1-4处理容器梨苗的茎粗最大，与对照相比增加了37.10%；4组发酵木屑混配基质处理的容器梨苗叶面积均显著大于对照，T0-3、T1-3、T0-4、T1-4处理分别比对照增加了100.20%、120.57%、92.70%、124.36%，差异达到显著水平。综上，T1-3、T1-4处理更有利于容器梨苗地上部的生长。

2.3 不同配比育苗基质对容器梨苗根系生长的影响

由图2可知，除根尖数外，不同处理梨苗根系根长、根平均直径、根表面积、总根体积均没有达到显著差异水平，与不含木霉生物有机肥的基质相比，含木霉生物有机肥的基质培育的梨苗根长、根平均直径、根尖数、根表面积、根体积没有达到显著差异水平，但表现出增高的趋势。与T0-3处理相比，T1-3处理容器梨苗根长、根平均直径、根尖数、根表面积、根体积分别增加了16.20%、1.70%、25.00%、17.60%、5.80%；与T0-4处理相比，T1-4 处理基质栽培的容器梨苗根长、根平均直径、根尖数、根表面积、根体积分别提高了2.90%、1.22%、1.75%、1.30%、2.40%。

2.4 不同配比育苗基质对容器梨苗生物量的影响

从表3可以看出，T1-4处理的容器梨苗的茎干质量、地上部干质量、根干质量、总干质量最大，分别为32.51、65.93、45.25、111.18 g。T0-3、T1-3、T0-4、T1-4处理的容器梨苗叶片干质量均显著高于对照，分别提高了71.40%、78.08%、51.04%、73.16%。与对照相比，不含木霉生物有机肥的 T0-3 处理的地上部干质量显著提高了38.45%，而T0-4处理与CK相比无显著差异；在T1-4处理下，梨苗茎干质量、地上部干质量、根干质量、总干质量分别比对照提高了74.60%、73.87%、27.43%、51.41%，且差异显著；T1-3处理地上部干质量、总干质量分别比对照显著增加49.84%、28.24%。与不含木霉生物有机肥的基质相比，含木霉生物有机肥的基质生物量存在上升趋势，其中 T1-4 处理的茎干质量、地上部干质量、根干质量、总干质量分别较T0-4处理提高了91.12%、42.83%、31.96%、38.18%，差异均达到显著水平。

2.5 不同配比育苗基质对容器梨苗根部养分含量的影响

由表4可知，与对照相比，不含木霉生物有机肥的容器梨苗根部N、P、K、Ca含量无显著差异；T0-3处理的梨苗根部Mg元素含量与对照相比显著提高了37.61%； T0-4处理的容器梨苗根部Zn元素含量比对照显著增加23.55%；含木霉生物有机肥的T1-3处理的容器梨苗根部P、Ca、Mg、Cu、Zn含量均显著高于对照，分别提高39.38%、29.88%、49.57%、56.41%、48.16%，T1-4处理所育容器梨苗的根部Mg、Fe、Zn含量显著高于对照，分别增加35.04%、13.40%、49.39%；与不含木霉生物有机肥的基质（T0-3、T0-4）相比，含木霉生物有机肥的基质处理（T1-3、T1-4）栽培的容器梨苗根部Fe、Mn、Zn含量明显升高。

2.6 不同配比育苗基质对容器梨苗茎部养分含量的影响

从表5可以看出，与对照相比，发酵木屑复混基质所育容器梨苗茎部的P、K、Ca、Mg、Zn无显著差异；T0-3处理的容器梨苗茎部N含量比对照显著提高了52.96%；各处理容器梨苗茎部的Mn含量均显著高于对照；与T0-3、T0-4处理相比，T1-3、T1-4处理的容器梨苗茎部Fe含量增加；与对照相比，T1-3、T1-4处理的N、P、K、Ca、Mg等含量较高。上述结果表明，含木霉生物有机肥的基质处理有助于提高上述元素的含量。

2.7 不同配比育苗基质对容器梨苗叶片养分含量的影响

从表6可以看出，与对照相比，不含木霉生物有机肥的基质处理可以增加容器梨苗叶片中的N含量，其中T0-3处理的叶片N元素含量比对照显著增加了27.02%，而T0-3处理与其他处理之间叶片N元素含量无显著差异；含木霉生物有机肥的 T1-3 处理的容器梨苗叶片N、Mn、Cu含量显著高于对照，分别提高了40.52%、7.40%、38.31%；与对照相比，T1-4处理容器梨苗叶片N、Mn含量分别显著增加了21.31%、23.82%；T1-3、T1-4处理容器梨苗叶片的Ca、Mn元素含量与T0-3、T0-4处理相比明显提高。

3 讨论

利用农林废弃物研制能够替代草炭的基质材料是种苗培育领域的研究热点和重要任务之一［18］。本研究以发酵木屑、木霉生物有机肥、泥炭、珍珠岩、蛭石为原料组分，按不同比例混合配制成不同的复混基质，研究其对容器梨苗生长发育的影响，以期为新型基质的开发和梨优质大苗培育提供技术支撑。pH值是影响梨根系正常生长的重要因素之一，本试验配制的各种基质pH值范围为6.3～7.0，符合梨苗培育过程中对酸碱环境的要求［19］。EC值是反映基质中可溶性盐含量的重要指标，EC值过低或过高都不利于植物生长［20］。在本试验中，添加10%木霉生物有机肥的2款复混基质的EC值均高于不含木霉生物有机肥的基质，达到了适合苗木生长的EC值的临界值［21］，说明木霉生物有机肥加入基质中可显著提高基质的EC值，因此生产中必须考虑木霉生物有机肥的添加比例，从而获得性质更优良的育苗基质，以保障其在生产中应用的可行性。基质EC值的变化与矿质养分含量有密切关系。本研究发现，发酵木屑混配基质和含有木霉生物有机肥的混配基质中碱解氮、有效钾和有效镁含量均显著高于对照，说明发酵木屑和生物有机肥作为基质原料具有一定的养分优势。

前人研究发现，以树皮、木屑等园林废弃物复配制成的复混基质具有显著促进林木、油茶等种苗生长的效应［18，22-24］。本研究结果也显示，适宜比例的发酵木屑与其他物料复配基质处理的梨苗株高、茎粗及叶面积整体均比对照高。而加入木霉生物有机肥的复混基质的促生效果更为明显，这与前人对果树的研究结果［25］基本一致。通过育苗基质能否满足植物根系生长的需要可以判断混配基质是否适合培育苗木［26］。本研究结果显示，不同发酵木屑复混基质处理容器苗的总根长、根平均直径、根表面积、总根体积与对照相比均无显著差异，但与不含木霉生物有机肥的基质处理相比，含木霉生物有机肥基质处理的上述指标有升高趋势。生物量直接呈现苗木整体的生长状态，是苗木评价中的重要指标［27］。本试验数据显示，与对照相比，各处理种苗植株总生物量有提高趋势，且含木霉生物有机肥的混配基质处理的植株总生物量得到显著提高。上述结果表明，发酵木屑可以替代传统泥炭用于配制基质，而添加木霉生物有机肥有增效作用。

增施氮肥能有效促进苗木的生长发育［27］。与对照相比，本试验混配基质具有一定的养分优势，碱解氮、有效钾、有效钙和有效镁含量整体均有所提高，而且各混配基质处理培育种苗的根、茎、叶N含量均有提高的趋势，特别是叶片中N含量的提高趋势更明显。因此，各处理植株生物量的提高可能与植株对N的吸收利用有关。另外，与对照相比，含木霉生物有机肥的混配基质处理的植株根部N、P、Ca、Mg含量也显著提高或有增高趋势，说明木霉有利于促进根系对基质养分的吸收，与前人研究结果［28-29］基本一致。Zhou等研究结果表明，P、Ca的有效供应有利于促进根系的生长发育［30］。因此，含木霉生物有机肥的混配基质促进植株生长及根系的发育可能与关键元素供应及吸收有关。

大量研究结果表明，土壤微生物与土壤肥力之间的关系密切，对维持土壤的生态平衡有重要作用［31-32］。木霉是一种重要的多功能丝状真菌，目前以木霉为功能菌制成的生物有机肥的理论探索和生产实践已经得到大量开展，其促生机制主要是产生能够调節植物根际和激素水平的代谢产物以及提高植株对某些关键矿质元素的利用效率，并有效清除或降解根际病原菌入侵［33］。杨瑞等研究发现，施用3%木霉生物菌肥对苹果砧木幼苗生长具有显著的促进作用［25］。曾庆宾等通过苗床添加木霉菌肥，显著促进了烟苗生长和矿质养分的吸收［34］。综合本研究结果可知，添加木霉生物有机肥的复混基质对梨容器苗植株生长及植株生物量的积累具有显著促进作用，可能与木霉菌促进养分吸收机制有关。

4 结论

综合本试验结果，发酵木屑混配基质在容器梨苗培育过程中的效果能够达到甚至优于泥炭基质，以发酵木屑替代泥炭制备容器梨苗培育基质具有可行性。添加木霉生物有机肥的复混基质对植株生长发育有更显著的促进作用，其中T1-4处理（30%泥炭+20%珍珠岩+10%木霉生物有机肥+40%发酵木屑）的效果最理想。

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收稿日期：2022-09-01

基金项目：现代农业产业技术体系建设专项（编号：CARS-28）；江苏省宿迁市重点研发计划（编号：L202107）。

作者简介：时成立（1999—），男，河南南阳人，硕士研究生，从事梨养分管理方面的研究。E-mail：2426146249@qq.com。

通信作者：王中华，硕士，副研究员，从事梨栽培技术方面的研究。E-mail：wzh925@163.com。