不同营养基质栽培对黄瓜生长及产量的影响

王彩云，武春成，闫立英，张 梦，赵艺佳

(河北科技师范学院园艺科技学院，河北昌黎 066600)

营养基质栽培作为蔬菜作物一种新型的栽培方式，近期在我国各地逐渐发展起来[1-3]。它不但可以替代连作土壤栽培，解决设施蔬菜连作障碍问题，而且也为山地、河套地及盐碱地等土壤条件差的区域发展设施蔬菜产业提供了解决途径[4-6]。营养基质是利用当地资源优势明显的农业生产废弃物，如作物秸秆、食用菌废料、锯末、炉渣等材料按一定比例混合，经过特定的工艺处理(目前主要是堆置发酵)后，用于作物槽式栽培或袋式栽培[7-10]。目前试验及生产上的应用结果表明，与传统土壤栽培相比，营养基质栽培能够改善作物根系生长环境、促进作物生长、提高产量[11-12]。鉴于此，笔者利用河北地区常见的蘑菇废料(玉米芯)和承德颈复康药业有限公司的生产废弃物中草药渣作为主要原料，以黄瓜为试验材料，研究不同营养基质对黄瓜生长及产量的影响，旨在为区域废弃物的利用及黄瓜营养基质栽培提供科学合理的参考。

1 材料与方法

1.1试验材料供试黄瓜品种为‘绿岛5’，由河北科技师范学院培育。供试蘑菇废料主要成分为玉米芯，由河北科技师范学院食用菌教学实践基地提供。供试中草药渣由承德颈复康药业有限公司提供。蘑菇废料、中草药渣粉碎后分别与牛粪、土壤(未种植过蔬菜)、干鸡粪按体积比3.0∶1.0∶1.0∶0.5混匀后进行堆置腐熟，作为栽培基质进行黄瓜槽式栽培。腐熟后的基质基本性状见表1。

1.2试验设计试验在河北科技师范学院园艺实验站1号日光温室内进行。采用地下式栽培槽栽培，槽的长×宽×高为460 cm×65 cm×30 cm，槽中铺设黑色地布，底部打排水孔，营养基质及土壤填至与上口齐平。试验设中草药渣基质、蘑菇废料基质2个处理，以土壤栽培为对照，每个槽为1个小区，随机区组设计，3次重复。定植前土壤栽培按10 kg/m3施入干鸡粪，各处理分别施入氮磷钾复合肥300 g作为底肥。于黄瓜幼苗两叶一心时进行双行定植，每行18株，槽面铺滴灌带后用黑色地膜覆盖，整个生育期进行常规管理。

表1腐熟后的营养基质及土壤理化性状

Table1Physicalandchemicalpropertiesinnutrientsubstratesandsoilaftertherotten

1.3测定项目与方法

1.3.1土壤样品的采集和分析。黄瓜拉秧后(定植后65 d)采集土样，每个小区随机选取3个点，采集黄瓜根区土壤，混合均匀后一部分保存于4 ℃冰箱中，7 d内测定土壤微生物数量；另一部分在室内自然风干过筛后测定土壤理化性状。

土壤含水量采用烘干法测定；容重采用环刀法测定；土壤pH和电导率按土水比1∶5用上海雷磁多参数水质分析仪DZS-708测定；土壤碱解氮采用碱解扩散法测定；土壤速效磷采用钼蓝比色法测定；土壤速效钾采用火焰光度法测定[13]。

土壤微生物数量采用稀释平板法测定，其中细菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，真菌采用马丁氏培养基，放线菌采用改良高氏1号培养基。

1.3.2黄瓜生长指标、产量的测定。定植后15、30、45、60 d分别测定黄瓜植株的株高、茎粗；定植后45 d使用SPAD-502叶绿素仪测定叶片SPAD值，使用GFS3000光合仪测定叶片净光合速率和蒸腾速率；黄瓜拉秧后按小区进行计产。

1.4数据分析采用Microsoft Excel 2007软件对试验数据进行整理，采用DPS软件的新复极差法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1不同营养基质栽培对土壤理化性状的影响由表2可知，经过一茬黄瓜栽培后，2种基质的容重显著低于土壤，而含水量显著高于土壤；基质的碱解氮、速效磷和速效钾含量显著高于土壤，pH和EC值显著低于土壤，pH保持在7.0左右，EC值保持在3.0左右，均利于黄瓜根系生长。因此相对土壤来说，2种营养基质能为黄瓜生长提供更加优越的根区理化环境。

表2 不同处理对土壤理化性状的影响

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著

Note: Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.2不同营养基质栽培对土壤微生物数量的影响对不同基质栽培黄瓜根区微生物数量进行测定，结果如表3所示。2种基质栽培的黄瓜根区土壤细菌、真菌及放线菌数量均显著高于土壤栽培，但细菌/真菌值却明显低于土壤，这可能是由于土壤栽培的真菌数量少，仅仅是基质栽培的13%左右所造成的。综上所述，相对土壤来说，2种营养基质能够促进微生物的繁殖，从而为黄瓜生长提供了更加优越的根区微生物环境。

2.3不同营养基质栽培对黄瓜生长的影响由图1可知，整个生长期间，土壤栽培的黄瓜植株生长速度明显快于基质栽培。定植15 d后，土壤栽培的黄瓜株高均明显高于基质栽培，植株茎粗在定植以后就开始快速增加，且在45 d前均大于基质栽培，而60 d时仅略低于中草药渣栽培。因此，土壤栽培黄瓜生长势要旺于基质栽培。

表3 不同处理对土壤微生物数量的影响

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著

Note:Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

图1 不同处理黄瓜株高(A)和茎粗(B)的比较Fig.1 Comparison of cucumber plant heights(A) and stem diameters (B) in different treatments

2.4不同营养基质栽培对黄瓜叶片光合作用及产量的影响由表4可知，基质栽培显著提高了黄瓜叶片叶绿素含量，表现为蘑菇废料>中草药渣>土壤，而对叶片的净光合速率和蒸腾速率影响不大，各处理间无显著差异。与土壤栽培相比，基质栽培显著提高了黄瓜的小区产量，中草药渣和蘑菇废料基质栽培分别增产达28.05%和58.67%，但对单瓜重无明显影响。

3 结论与讨论

试验结果表明，分别以中草药渣和蘑菇废料为主要有机原料的2种营养基质栽培黄瓜相对于土壤栽培明显提高了叶片叶绿素含量，促进了叶片光合速率，显著提高了小区产量，这与多数研究结果一致。张黎杰等[14]以菌渣鸡粪(体积比3∶1)混合发酵料∶蛭石∶珍珠岩= 4∶1∶1为最优配方，利用该配方栽培的温室黄瓜单株产量较土壤对照提高21.0%。张庆社等[15]以发酵处理好的菇渣为基质，栽培槽栽培番茄，发现冬季日光温室番茄有机基质栽培模式下净光合速率的提高、胞间CO2浓度的降低及叶片气孔导度的增加是获得高产的主要原因。

表4 不同处理黄瓜植株叶片光合作用及产量比较

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著

Note: Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

营养基质替代土壤栽培，要求栽培基质应具有优良的理化性状及微生态环境，有利于作物根系的发生和生长，能够促进作物植株的生长及产量的提高[16]。该试验中，2种营养基质定植前碱解氮、速效磷及速效钾含量均高于土壤，EC值明显低于土壤。栽培一茬黄瓜后的2种营养基质的容重、EC值显著低于土壤，含水量、碱解氮、速效磷及速效钾含量仍然高于土壤。这说明相对土壤来说，营养基质为黄瓜生长提供了更加优越的根区理化环境，从而促进了黄瓜叶片光合作用和产量的提高。根区微生物种群结构和数量的稳定性是表征土壤环境的重要指标，微生物的繁殖及数量的增加有利于土壤有机质的分解及养分的利用。该试验中相对于土壤栽培，营养基质栽培显著提高了黄瓜根区细菌、真菌和放线菌数量，为根系生长提供了良好的微生态环境。

综上所述，该试验从生产地周边实际情况出发，充分利用中草药渣和蘑菇废料为主要有机原料配制营养基质，相对于土壤栽培能够为黄瓜生长提供更优越的根区营养及微生物环境，从而促进黄瓜叶片光合作用，显著提高了黄瓜产量，因此可作为黄瓜栽培的优良营养基质来替代传统土壤栽培，从而彻底地解决了土壤连作障碍，对实现农业生产废弃物的循环利用具有重要意义。