不同葡萄盆栽基质的特性及其对植株生长的影响

金 莉，宿福园，李长林，裴 忺，姚延兴，王 燕，陈卫东，杨守坤

(武汉市农业科学院林业果树研究所，武汉市设施果树工程技术研究中心，湖北 武汉 430000)

【研究意义】葡萄(VitisviniferaL.)是葡萄科(Vitaceae)葡萄属(VitisL.)多年生落叶木质藤本植物，具有结果早、营养价值高、观赏性强等特点，还能在树体发芽、开花、结果的过程中体验到劳作、科普的乐趣，是现代家居盆栽的首选树种之一。但是，由于葡萄需肥量大[1]，一般的土壤很难满足其生长需求，有研究表明，栽培土壤在长期无雨水淋溶状态下，土壤的生态环境容易恶化，主要表现为土壤盐渍化、土壤酸化、土传病加重、土壤养分平衡失调和微量元素缺乏等[2-3]，且带土移栽的季节限制性强、运输较困难，这些都极大地限制了葡萄盆栽产业的发展。轻型基质栽培能较好提供树体所需营养，且避免土壤栽培重、脏、病虫害严重等问题[4]。而基质是栽培成功与否的关键[5]。【前人研究进展】目前，葡萄盆栽基质方面的研究较少，特别是对可循环型有机质在葡萄生产上应用的系统研究还不多。【本研究切入点】本研究通过比较不同农业废弃物基质的理化性质，进而筛选出适合葡萄盆栽的基质，对于加快农业废弃物循环利用、完善葡萄盆栽技术，促进农业循环再利用及葡萄盆栽产业发展具有非常重要的现实意义。【拟解决的关键问题】本试验将腐熟的菇渣、蛭石、椰糠以不同体积比配成葡萄盆栽基质，研究不同成分及配比对盆栽葡萄生长的影响，以期筛选出适宜葡萄盆栽的最佳基质成分及配方，为资源化利用农业有机废弃物进行葡萄盆栽生产提供技术保障。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点位于湖北省武汉市黄陂区武汉市林业果树科学研究所的葡萄基地，该处地理位置为113°41′～115°05′，北纬29°58′～31°22′，18～25 m。属于亚热带季风性气候，年平均气温16.2～16.7 ℃，平均日照数1976 h，极端最高气温39.6 ℃，极端最低气温-12.9 ℃，无霜期237～271 d，年降雨量1140～1265 mm。土壤为砂土型灰潮土，pH值为6.78。

1.2 试验材料

本试验以葡萄藤稔品种(Vitisvinifera×V.labrusca‘Fujiminori’)1年生扦插苗为试验材料。

1.3 试验设计

试验设8个处理：处理1为对照(Control)不添加任何基质的园土；处理2～8的基质由园土、蛭石、椰糠、菇渣按不同体积比混合配制，其中处理2(P1)为园土∶蛭石为5∶1，处理3(P2)为园土∶蛭石∶椰糠为4∶1∶1，处理4(P3)为园土∶菇渣∶蛭石∶椰糠为3∶1∶1∶1，处理5(P4)为园土∶菇渣∶蛭石∶椰糠为2∶2∶1∶1，处理6(P5)为园土∶菇渣∶蛭石∶椰糠为1∶3∶1∶1，处理7(P6)为菇渣∶蛭石∶椰糠为4∶1∶1，处理8(P7)为菇渣∶蛭石为5∶1。

各处理均设置5个重复(即5盆，每盆1株葡萄苗)。基质配比完成后，测定不同处理基质的理化性质，主要包括有机质、铵态氮、硝态氮、有效磷、有效钾。植株发芽后，每月测量植株地径、新梢生长量和新梢第二节间直径等植株生长指标。植株落叶后，再次测定不同处理基质的理化性质、微生物含量及植株的根系。

1.4 栽培方式

采用60 cm直径的塑料容器。2016年5月上旬进行植株种植上盆。定植前，选取生长状况良好、整齐一致的苗木，并对苗木根系进行修剪，保证根系大小基本一致。苗木全生长期避雨栽培，不另施其它肥料，常规灌溉、除草管理。

1.5 测定项目与方法

1.5.1 盆栽葡萄生长指标测定 定植后，每间隔1月，利用卷尺和游标卡尺分别测定新梢生长量和植株地径、新梢第二节间直径。

1.5.2 基质理化性质测定 有机质采用重铬酸钾外加热法；铵态氮采用氯化钾浸提苯酚比色法；硝态氮采用氯化钾浸提稀硫酸紫外比色；有效磷采用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法；有效钾采用醋酸铵浸提火焰光度计法；pH、EC值采用饱和浸提法；毛管孔隙度等物理性状采用环刀法。

1.5.3 基质微生物测定 根际微生物数量采用固体平板法进行分离测定。真菌、放线菌分别用马丁氏培养基、改良高氏一号培养基培养，稀释平板法计数。细菌在牛肉膏蛋白胨培养基培养计数。

1.5.4 根系特征测定 植株落叶后，取整株根样，去除土块后，在水中、冲洗，得到根的样品。使用EPSON Perfection V700 Photo扫描仪对根样进行扫描，用RHIZO 2012根系分析软件进行分析，取得根系的各项特征参数。

1.6 数据处理

试验数据采用Microsoft Office Excel 2003整理作图并进行SPSS分析。

2 结果与分析

2.1 不同基质对盆栽葡萄生长指标的影响

从表1可以看出，不同基质配比对盆栽葡萄地径的影响差异不显著。7个处理中，除P2处理外，其他处理的地径生长量都较Control大，以P3生长最为明显，达到11.59 mm，P4次之，为11.516 mm，P5、P7也都达到11 mm以上，各处理地径大小顺序依次为：P3>P4>P7>P5>P1>CK>P6>P2。在新梢生长量方面，P4和P6处理的生长量均达到92 cm以上，显著高于Control，各处理新梢生长量的大小顺序依次为：P6>P4>P5>P7>P1>P3>CK>P2。

表1 不同基质配比对盆栽葡萄生长指标的影响

在新梢直径方面，各处理与对照差异不显著。除P2外，其他处理的生长量都大于CK，其中P5处理的生长量最大，达到9.73 mm，其次为P4处理，为8.75 mm，各处理新梢直径的大小顺序依次为：P5>P4>P7>P6>P3>CK>P1>P2。综合生长量各指标来看，P4、P5、P6、P7处理基质对葡萄生长效果较好，P2处理的效果较差。

2.2 不同基质的营养元素分析

由表2可以看出，种植前，除P2处理外，P1、P3、P4、P5、P6、 P7处理基质的有机质、磷含量均依次呈增加趋势， P4、P5、P6、P7处理的有机质显著高于Control，分别是Control的3.89、4.35、9.58和11.71倍；P5、P6、P7的磷显著高于Control，分别是38.85、71.37和99.17倍；P1、P3、P4、P5、P6、P7处理基质的钾和铵态氮含量依次是先升高后降低，P4、P5、P6、P7都显著高于Control，尤以P6的最高，P6的钾和铵态氮含量分别是Control的28.28和9.62倍；在硝态氮含量方面，除P2处理外其余各处理也呈现递增趋势，且P4、P5、P6、P7处理显著高于control，P6、P7分别是Control的10.00和10.28倍。种植后，P5、P6、P7处理的有机质含量均高于Control，且差异显著；P3、P4、P5、P6、P7处理的含磷量也显著高于Control；P4、P5、P6、P7的含钾量显著高于Control，其中P5最高，达到525.73 mg/kg；P3、P4、P5、P6、P7处理的铵态氮含量显著高于Control，其中P6最高，达到46.32 mg/kg；P4、P5、P6、P7处理的硝态氮显著高于Control，其中P5、P6、P7均达到120 mg/kg以上。

各处理种植前后对比来看，Control、P1、P2、P3处理的有机质含量增加了2～3倍，P4、P5两处理的变化不明显，P6、P7两处理却降低了40 %～50 %；Control、P1、P2、P3处理的磷含量变化不明显，而P4、P5两处理在种植后磷含量变为种植前的1/2左右，P6处理变为种植前的1/4左右，P7处理变为种植前的1/6左右；从钾含量变化来看，各处理都表现为定植后钾含量明显降低，Control降低了30 %左右，P1、P2、P3三个处理降低幅度在50 %左右，而P4、P5、P6、P7降低幅度较大，达到80 %以上，特别是P6和P7两处理降低了90 %以上；从铵态氮含量来看，除Control在种植后较种植前铵态氮含量增加外，其余处理均降低了铵态氮含量，P4、P5、P6、P7的降低幅度最为明显，为60 %左右，而P1、P2、P3的降低幅度为30 %～40 %；各处理定植后均降低了硝态氮含量，降低幅度都在50 %左右。可见，种植后营养元素都出现了不同程度的降低。

综合营养元素含量来看，P5、P6两处理的含量显著最高；从种植前和种植后对比来看，由于P6、P7两处理的营养元素降幅最大，推测P6、P7的基质配方更利于植物吸收营养。

2.3 不同基质配方的理化性质分析

从表3可以看出，各处理的体积质量为0.26～0.89 g/cm3，其中Control的体积质量最大，P3、P4、P5、P6、P7的体积质量显著低于Control，P7最小，P6次之，分别较Control减少了74.16 %和70.79 %。各处理的非毛管孔隙度为0.43 %～3.40 %，差异不显著，其中P7最高，P2、P3、P4、P6都为1.90 %左右，Control和P1均较小，低于0.50 %。P3的毛管孔隙度和总孔隙度均高于其他处理，且与Control差异显著，而其他处理与Control差异均不显著。在饱和持水量方面，各处理间无显著差异性，而在毛管持水量方面，P6、P7显著高于除P5外的其他处理，分别是Control的4.35和5.07倍。各处理基质的EC值为0.19～0.62，其中以P7的EC值最大，P5处理次之，但均与Control无显著差异。各处理均为碱性土，pH值为7.51～7.72，除P3外，其他处理的pH值都较Control有所增大，但差异不显著。

表2 不同基质配比对营养元素的影响

表3 不同基质配方的理化性质

2.4 不同基质配方的微生物含量分析

由表4可以看出，在细菌含量方面，P5处理显著高于其余所有处理，达到23.00×106cfu·g-1，超过Control的2倍；在真菌含量方面，P3～P7都显著高于Control，其中P4的真菌含量最大，为55.00×103cfu·g-1，是Control的7.17倍；在放线菌方面，P2～P7都显著高于Control，其中P2和P5的含量最大，均为16.33×105cfu·g-1，是CK的7.01倍。

表4 不同基质配方对微生物的影响

表5 不同基质配比对盆栽葡萄根系特征的影响

2.5 不同基质配比对盆栽葡萄根系特征的影响

从表5可以看出，P5处理的主根最长，显著大于Control和P1、P2、P3，但与P4、P6、P7差异不显著；主根直径全部差异不显著；P6处理根总长最大，为13880.91 cm，与其余处理差异均达显著水平，约是CK的21倍；P6处理的总根表面积、总根体积和根尖数都最大，分别为3990.81、110.06和16426.33根，均与其余处理差异达显著水平；P6的根系平均直径最小，为1.46 mm，与Control、P1、P2、P3处理差异达显著水平，是Control的37 %。

3 讨 论

3.1 不同基质成分对葡萄盆栽基质特性的影响

盆栽植物生长所需的养分均来自于基质，因此，基质的养分含量、理化性质等特性与植物生长发育密切相关，对植物生长发育起着关键性作用。而基质的特性随其主要成分的不同而有较大差异。目前以菇渣为主要原料的基质研究主要集中在菇渣与不同比例的其他成分，如椰糠、河沙、粪便等的混合物基质在番茄、黄瓜、西瓜及辣椒等栽培中的应用方面[6-9]。有研究认为，菇渣可替代价格昂贵的草炭作为基质的主要成分[10-11]。菇渣对果树栽培影响的研究表明，菇渣堆肥能显著增强苹果盆栽土壤的吸水性和保水性[12]，还能使梨园土壤的体积质量降低7.3 %～14.9 %、土壤孔隙度增加4.2 %～11.5 %，并显著提高土壤微生物含量[13]。本研究主要分析了菇渣和椰糠两种农业有机固体废弃物对葡萄盆栽的影响，与前人研究类似的是，菇渣能显著降低基质的体积质量，且保持在作物生长的适应范围(0.1～0.8 g/cm3)内[14]，且能显著增加真菌、放线菌的含量。但不同的是，尽管菇渣能增加毛管持水量和基质孔隙度，但毛管持水量会随着菇渣含量的增加而增加，而基质孔隙度却与菇渣的含量不成正比。从添加椰糠的效果来看，椰糠对增加微生物含量具有显著作用，但对基质孔隙度及毛管含水量等性质却没有明显作用，但有研究认为椰糠能增加基质孔隙度，具有良好的保水和通气性能[15-16]。这可能是因为本试验中椰糠增加的比例较小，对保水和通气的促进作用还无法呈现显著差异。

3.2 不同配比对葡萄盆栽基质特性的影响

不同基质的配比也是影响基质特性的重要因素。滕飞等[17]的研究表明，当菇渣堆肥比例≥50 %时，油松容器苗的质量会下降，胡嘉伟等[18]的研究则认为，蘑菇渣堆肥比例大于40 %后，基质pH由酸变碱影响根系状态及离子吸收，导致苗木质量下降。本研究中，随着菇渣含量的增加和园土含量的减少，无论是种植前，还是种植后，基质中有机质、磷、钾和氮含量都明显增加，随着菇渣的增加，基质的营养成分含量明显增加，体积质量明显减小、毛管持水量明显增加，当处理P7为菇渣：蛭石为5∶1时，EC和pH明显升高。说明基质中菇渣的比例并不是越高越好。

3.3 不同基质配比对盆栽葡萄生长的影响

在本研究中，随着菇渣含量的增加、园土含量的减少，无论是种质前还是种植后，基质中有机质、磷、钾和氮含量都明显增加，但对盆栽葡萄植株地上部分和根系生长方面的影响并无明显的规律性，同时，比较P6和P7可见，两者对基质理化性质、植株生长、基质微生物含量、毛管持水量方面的影响并无明显差异，反而P6的根系生长量显著大于P7；对P6与P5、P4、P3进行比较，表明P6的营养成分含量明显增加，体积质量明显减小、根系生长量明显较大、毛管持水量明显增加，而在促进地上部生长、微生物含量、其他基质结构等方面却表现为差异不显著。说明高比例的菇渣对于盆栽葡萄生长具有明显作用。有研究也认为，提高复配基质中菇渣的添加比例，对幼苗后期植株根系的生长有促进作用[29]。但菇渣的比例并不是越高越好。在李晓强等[20]的研究证实，菇渣含量与番茄、辣椒、黄瓜壮苗指数呈明显的抛物线性相关。这可能是由于尽管菇渣具有通透性好、肥效高等特性，但其EC值、pH值偏高[21]，过高比例的菇渣会给植株生长基质带来不利影响，需要配以一定辅助成分进行合理搭配。

4 结 论

4.1 不同基质配比对盆栽葡萄生长量的影响

从不同基质配比对盆栽葡萄生长量的指标来看，尽管没有差异显著性，但可以看出，P3、P4、P5、P6、P7普遍优于P1、P2及对照处理，且P7均比P1的生长量大，推测菇渣对促进植株生长有重要作用。而P2在各项指标中均表现最差，可以推测椰糠对葡萄生长无明显促进作用。

4.2 不同基质配比的营养元素及其变化

从各基质种植前和终止后的营养元素分析来看，随着菇渣含量增加、园土含量减少，有机质、磷、钾和氮含量明显增加，推测菇渣能够有效增加基质的有机质、磷、钾和氮含量。而P2与P1的都与对照的差异不显著，表明椰糠对增加基质营养无明显作用。从各处理的各营养元素在种植前和种植后对比来看，CK、P1、P2、P3处理的有机质含量不减反增，推测是因为在园土较多的情况下，基质有机质形成的较为缓慢，而植株吸收也较慢，从而导致有机质在种植后比种植前含量更高。而P4、P5处理的有机质较利于植株吸收，吸收的效率与有机质形成的效率相对，导致种植前后有机质差异不大。而P6、P7两处理，因含菇渣量大，有机质含量相应较高，且最容易被植物吸收，因此种植后较种植前下降幅度较大。

4.3 不同基质配比的理化性质

从不同基质配方对基质理化性质来看，随着菇渣含量增加、园土含量减少，容重显著降低，菇渣可以有效降低基质容重，而增加毛管持水量，而对其他理化性质的影响不显著。对比P1和P2处理来看，尽管差异不显著，但都一致性地增加了非毛管孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、毛管持水量、EC、pH值，而降低了容重，推测可能椰糠对于基质理化性质有一定影响，只是因为在基质中占比较小，影响还不明显。

4.4 不同基质配比的微生物含量

从不同基质配方的微生物含量分析来看，P3、P4、P5、P6、P7在微生物含量方面也都不同程度地高于对照，但又不是随着菇渣含量增加而增加，推测菇渣与园土按照3∶1左右比例混合，能够有效增加基质微生物含量。

4.5 不同基质配比对盆栽葡萄根系生长的影响

不同基质配比对盆栽葡萄根系特征的影响，不同基质配比对盆栽葡萄主根长和粗都无明显影响，而对总根长、总根表面积、总根体积、根尖数都具有显著影响，且均表现为P6处理的效果最为显著。

4.6 不同基质配比的综合比较

综合比较不同基质配方对盆栽葡萄生长量、基质的营养元素、基质的理化性质、微生物含量及根系特征等指标的影响，可以认为，菇渣对于促进盆栽葡萄植株地上、地下生长及改善基质条件都具有明显作用，而椰糠的相关作用并不明显。可以推测，8个不同基质配方的处理中，P6处理，即菇渣∶蛭石∶椰糠为4∶1∶1的基质配方最适宜于盆栽葡萄生长。