椰糠与蛭石混配基质理化性状及其对生菜生长的影响

邱志豪，汤柔颖，韩莹琰，郝敬虹，刘超杰，范双喜

(农业应用新技术北京市重点实验室，植物生产国家级实验教学示范中心，北京农学院，北京102206)

草炭是世界上公认的较理想的栽培基质，但草炭属不可再生自然资源， 长期开采会使资源枯竭，成本昂贵。因此，寻求可替代草炭的栽培基质是栽培研究的热点之一。近年来，椰糠由于具成本较低、理化性状良好、对环境破坏性小，逐渐成为社会关注新型栽培基质[1]。农林废弃物是是一种重要的可再生生物质资源，主要包括秸秆、稻壳、食用菌基质、树皮、花生壳、刨花等[2]。

椰糠作为栽培基质， 是在椰子外壳纤维加工过程中脱落下的有机质介质， 是以椰子外壳纤维粉末 (简称椰糠) 为主要原料。取材天然环保，同时具有种类多，耐储运等优点，许多热带和亚热带地区都有生产。椰糠具有颗粒较粗大的特点, 其有较强吸水保肥与透气的能力，可以为植物生长提供必要的微量元素，但同时存在碳素含量较高等问题, 易发生缺素现象, 其表现为植株叶片发淡绿色或黄绿色[3-5]。椰糠目前已广泛用于园艺栽培基质，在观赏凤梨、橡胶组培、黄瓜育苗等果蔬作物生产中[6-7]。利用椰糠替代传统的草炭。 不仅可以“变废为宝”，避免生态资源的枯竭，还可以减少环境的二次污染。

相较传统蔬菜种植, 椰糠基质在长期使用后，尤其在连作情况下，会产生很多病菌和虫卵, 易发生病虫害. 因此, 蔬菜无土栽培的研究仍然存在不够广泛和深入的问题。为了筛选利于生菜生长的椰糠和蛭石混配栽培基质，研究了不同混合基质的理化性状，以及其对生菜生长状况的影响，以期筛选出椰糠混配基质在生菜生长中的合理配比。

1 材料和方法

1.1 试验材料

生菜(LactucasativaL.)品种为北京农学院选育的‘北紫生4号’。椰糠基质为青岛冉美商贸有限公司生产的Remmy冉美椰糠。椰砖浸泡72 h,淋洗3次, 放在通风避光处, 风干后使用。

育苗于2018年3月至6月在北京农学院东大地塑料大棚中进行。先将椰糠和蛭石按不同体积比例混合，并以草炭∶蛭石=1∶1(体积比)为对照CK。各组分占混配基质的体积比见表1， 每处理重复3次， 单因素随机排列。

表1 混配基质的体积配比Tab.1 Volume ratio of mixedsubstrates

育苗容器采用72穴塑料育苗盘。当幼苗长到5 cm左右时，选取长势较好、无病虫害的幼苗实施定植。定植容器花盆。长43 cm，宽26 cm，高11 cm。每个花盆定植6株。每个处理10盆。重复3次。塑料大棚内白天温度20～25 ℃, 夜间温度不低于18 ℃，各个处理统一管理，不遮阳， 光照度一致。管理过程中不追肥，每隔2 d 上午浇水。在定植15 d后，每处理随即采样10株，重复3次进行各项指标测定。基质理化性状在定植前取样测定。

1.2 测定方法

基质容重与孔隙度的测定方法可参照蒲胜海等的方法进行测定[8]；将风干基质与去离子水按照1∶5(质量∶体积)比例相混合，后经2 h取滤液，进行pH 和电导率值(EC)的测定[9]。将风干的基质过0.5 mm 筛用于营养成分：全氮测定采用凯氏定氮法测定[11]；全磷采用磷钼酸比色法测定[10]，全钾含量的测定采用原子吸收分光光度计测定，具体操作参照鲍士旦的方法测定[11]。

生菜形态指标测定用直尺测量幼苗株高；游标卡尺测定茎粗(子叶下部2/3 处的粗度)。再将其清洗干净，置于烘箱内105 ℃杀青15 min，80 ℃恒温48 h，称干重。

使用IBM SPSS Statistics20软件进行单因素方差分析，并对平均数用Duncan`s新复极差法进行多重比较(P<0.05)。采用Excel 2016绘制图表。

2 结果与分析

2.1 混配基质的理化性质分析

从表2可以看出，各个处理的容重在0.29～0.38 g/cm3之间，其中T2最大，但4个处理均低于对照CK。混配基质的容重随着蛭石的增加逐渐减少，总孔隙度和持水孔隙度逐渐增加。但T4持水孔隙和总孔隙度明显高于其他处理。总之，混配基质的总孔隙度和持水孔隙度与持水能力随着蛭石的增加而增加了。由以上分析可知处理T1 和T2的容重、通气孔隙度和总孔隙度较适合生菜的生长。

从表3可以看出，所示各处理混配基质的pH值范围6.36～7.36，EC值范围1.6～2.6 mS/cm。据表显示全氮全磷含量随着各个处理中椰糠的增加而呈上升状态，而处理T3 到T4 呈下降状态。可知，处理T2 椰糠混配基质含氮磷元素最多，对生菜生长的作用最大。值得注意的是4个处理混配基质中氮和磷的含量均低于对照组CK的含量；而处理T2 的全钾含量明显高于其他处理和对照，说明T2适合做生菜生长的栽培基质。各个处理的pH 在7.00～7.36之间，T2的pH 最小，4个处理pH值整体偏大，其原因可能淋洗不充分造成，还有待进一步考证。处理T2(椰糠∶蛭石体积比为3∶1)电导率(EC)最大，处理T4 电导率最小，因此随着蛭石含量的增加，混配基质的EC 逐渐减小。由以上分析可知，4个处理中T2处理全氮、全磷含量最接近对照CK，钾含量相比其他处理为最高，T1差异不显著。因此，T2椰糠混配基质较为适合生菜生长。

表2 混配基质物理性状Tab.2 Physical properties of different mixed substrates

注：同列中不同字母表示差异显著(P<0.05)，表3和表4相同

Note：Values within each column followed by the different letters show significant difference (P<0.05). The same as table 3 and 4

表3 混配基质化学性状Tab.3 Chemical properties ofdifferent mixed substrates

2.2 混配基质对生菜生长的影响

从表4可以看出生菜幼苗的各项生长指标优劣，总体而言，处理T2 的生菜幼苗生长状况最为理想，干物质积累在各个处理中最高，且与对照差异不显著，据表4显示地上和地下部根鲜干重随着各个处理中蛭石的增加而呈上升状态，而处理T3 到T4 呈下降状态.可知，处理T2 干干物质积累量对生菜生长作用最大。各处理中T1、T4株高和根干重显著低于对照CK。根鲜重从大到小排序依次为T2、T3、T4、T1、CK处理，而地上干重从大到小依次为T2、T3、CK、T4、T1处理；根干重T2、CK、T3、T4、T1处理。总之，处理T2的生菜幼苗地上、根干重、总干重与对照CK差异不显著，并显著高于其他处理。从各个处理的单株干质量来看，4个处理混配基质的单株干质量随着蛭石含量的增加逐渐增加。从数值上看，处理T2(椰糠∶蛭石体积比为3∶1)地上部鲜重，地下部鲜重，地上部干重和根干重均比其它处理有明显区别。由以上分析可知，处理T2与其他处理相比，更适合生菜的生长。

表4 混配基质对生菜生长的影响Tab.4 Effect of different mixed substrateson growth of lettuce seedings

3 讨 论

容重决定松紧度、质地和结构等性状，容重影响孔隙度与孔隙大小分布以及穿透阻力， 影响植株根系的延展， 进而影响蔬菜对养分的吸收[12]。单一以椰糠作为栽培基质有容重小问题，此次试验，将椰糠与蛭石基质混合形成混配基质来解决这一问题。郭世荣等认为适合大部分作物生长的混配基质，其容重应该在0.1～0.8 g/cm3范围内，总孔隙度范围应该在54%～96%之间，大小孔隙比在(1∶2)～(1∶4)范围内为宜[13]，而王擎运等则提出总孔隙度在75%以上，大小孔隙比(气水比)在(1∶1.5)～(1∶4)的范围内[14]。试验结果表明，各个处理的容重在0.29～0.38 g/cm3之间，均在理想基质的要求范围之内。但各个处理的总孔隙度比郭世荣提出的基质质量标准要小，属于中等孔隙度。

本试验结果表明当蛭石含量超过25%(处理T3和T4)时，混配基质的物理性状有了显著差异，这可能是蛭石增大了基质孔隙度，改善了椰糠紧实程度， 进而降低了混配基质的容重。同时蛭石具有较大的吸附力促使基质团聚体的形成， 从而增加基质比表面积， 使得基质的持水能力提高， 增大了基质的含水率[15]。这与前人芦苇末改善栽培基质研究结果一致[16]，但同时应该注意李谦盛等提出的蛭石的添加量最好不超过30%为宜，因为蛭石的强亲水性和吸水性，过多施加蛭石可导致不利于气体交换，同时营养元素的缺失也可导致影响作物不能正常生长发育[17]。

EC值代表了基质中可溶性盐含量的多少[18]，郭世荣等提出大部分植物生长一般要求基质的EC值小于2.6 mS/cm[19]。本研究结果表明对照和4个处理的EC值均在这个安全范围内。对照的EC值最高， 分析其原因可能较蛭石而言其草炭含有较丰富的可溶性矿质元素;栽培基质的适宜pH一般在5.5～6.5之间[20]。从表3可以看出，4个处理的pH值均比对照偏高，并不适合生菜的良好生长，其原因可能是淋洗不充分导致，因此需要对其进行调节。

试验显示，处理T3(椰糠∶蛭石=1∶1)和处理T2(椰糠∶蛭石=3∶1)与对照CK(草炭∶蛭石=1∶1)的氮、磷、钾含量相近(表3)，说明椰糠可以有效代替草炭为作物提供营养。同时应注意处理T4氮。磷、钾含量最少，这说明过多施用蛭石影响了各个处理的营养元素含量。总体来看，处理T2的N、P、K含量普遍大于其他处理。这表明以椰糠替草炭作栽培基质，可更有效地促进生菜植株对N、P、K元素的吸收。

从混配基质对生菜生长的影响可以看出，混配基质中椰糠与蛭石比例为3∶1或1∶1时，生菜的株高、地上鲜重以及根鲜重均大于其他对照处理，但随着蛭石含量的增加，各个处理的株高、地上部鲜重和地下部鲜重逐步降低，说明椰糠和蛭石比例过高时，并不能有助于生菜的健康生长。

综上所述，生菜生长的椰糠蛭石混配基质的最佳配比是处理T2，椰糠∶蛭石=3∶1 (体积比)。在下一步试验中应注意调整对椰糠的淋洗方法同时应注意到影响生菜生长的因素较多， 本试验中仅考虑了椰糠和蛭石的配比，同时也可考虑采用草炭、椰糠、珍珠岩三者按一定比例混合进行相关移栽栽培试验[21-22]， 在此基础上需求最佳生菜栽培基质。