尾菜沼液对基质栽培生菜产量和品质的影响

赵自超， 辛淑荣， 张海兰， 单洪涛， 郭 兵， 杨正涛， 姚 利

(山东省农业科学院农业资源与环境研究所， 农业农村部废弃物基质化利用重点实验室， 济南 250100)

基质栽培是无土栽培中最常见的方式，尤其是在叶菜上。它是将蔬菜固定在有机或无机基质上，并提供蔬菜生长所需养分。而基质中的养分关系着基质栽培的成败，最常见的方式是在基质中添加固体肥料或浇灌营养液来维持蔬菜的正常生长，但普遍存在施肥过量和养分比例失调的问题，这不仅造成了肥料浪费和环境污染问题，同时还影响蔬菜的产量和品质[1-3]。因而在基质栽培中，合理施肥显得十分必要。

我国每年产生尾菜(蔬菜废弃物)约6亿多吨，因含水率过高、易腐烂变质，约2/3的尾菜得不到有效利用[4]。这样不仅造成资源大量浪费，还会引起生态环境污染，严重影响着蔬菜产业的安全和可持续发展[5-7]。研究表明，通过厌氧发酵可以解决尾菜难处理难的问题，这样不仅可以产生沼气，还能生产有机肥料—沼液和沼渣[8]。沼液富含氮、磷、钾、微量元素、腐殖酸等营养物质，施用沼液不仅可以满足植物生长所需要的养分，还能增加作物抗逆、抗病能力，进而提高作物产量和品质[9-11]。也有的研究报道，沼液可以作为水培蔬菜的营养液[12]。因而，笔者认为尾菜沼液也可以作为基质栽培的营养液，但是其用法、用量及应用效果还需具体试验验证。

因此，本文以生菜为研究对象，在基质栽培条件下，研究不同量尾菜沼液对生菜的产量、品质和养分吸收的影响。以期评价尾菜沼液用到基质栽培上的应用效果，为实现蔬菜废弃物的资源化利用和基质生菜的高产优质栽培提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2018年9月至2018年10月在山东省济南市长清区一蔬菜园区日光温室内进行。试验材料为生菜。试验用基质为草炭、蛭石和珍珠岩按照6∶3∶1(体积比)的比例配置而成。基质中添加的肥料为商品有机肥，全氮、磷(P2O5)和钾(K2O)含量分别为2.0%，0.8%和2.3%。试验所用沼液来自该园区内的地下沼气池，发酵原料主要为该园区的尾菜(菜花、西红柿、黄瓜、甜椒等蔬菜废弃物)和牛粪，沼液的pH值和电导率分别为7.6和9.99 ms·cm-1，全氮、磷(P2O5)和钾(K2O)含量分别为900 mg·L-1，208 mg·L-1和930 mg·L-1。基质栽培的种植盆尺寸为：42 cm长，18 cm宽和15 cm深。

1.2 试验设计

本试验设置5个处理，分别为常规处理(有机肥)和4个不同量沼液处理，每个处理4次重复，共有20盆。常规处理(Conventional， CON)的生菜移栽定值前每盆基质均匀掺入36 g有机肥，在生菜生长中期追肥1次，每盆使用有机肥36 g。所有沼液(Biogas slurry，BS)处理生菜移栽定值前每盆浇灌0.8 L沼液，生菜生长期沼液各处理的沼液使用量分别为0.4(BS1)，0.8(BS2)，1.2(BS3)和1.6(BS4)盆每升，分4次浇灌。5个处理的施氮量分别为1.44(CON)，1.08(BS1)，1.44(BS2)，1.80(BS3)和2.16(BS4)盆每克。生菜于9月26日定值，定之前用清水浇透基质，10月30日收获，每盆定值6棵。生菜生长期所有处理共浇水5次，每次的沼液+清水总量一致(见表1)。试验期间采取的其它管理措施，诸如防病、防虫等各处理严格一致。

表1 不同处理每盆的沼液和清水浇灌量 (L)

1.3 指标测定

于生菜采收前，测定株高。采收时沿着基质上部平割，测定生菜鲜重。采收的新鲜生菜分成两份，1份用来品质指标，另1份烘干后测定养分指标。品质指标VC和硝酸盐含量分别采用2，6-二氯酚靛酚滴定法和3，5-二硝基水杨酸显色法测定[13]。养分指标N，P和K含量分别采用凯氏定氮法测定、矾钼黄比色法测定和火焰光度计法测定[14]。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016软件对数据进行处理和绘图，采用SPSS 22.0统计分析软件对数据进行差异显著性检验(Duncan法，α=0.05)。

2 结果与分析

2.1 尾菜沼液对生菜株高和产量的影响

如图1所示，相比常规处理(CON)，沼液处理(BS2，BS3和BS4)可以显著增加生菜株高，BS2，BS3和BS4的增幅分别为20.3%，19.5%和23.5%。同样，BS2，BS3和BS4相比CON显著提高了生菜产量(鲜重)，分别提高了11.4%，37.9%和35.5%(见图2)。

注：不同小写字母表示不同处理在p<0.05 水平差异显著，下同。

图2 沼液对生菜产量(鲜重)的影响

与鲜重变化趋势不同的是，仅有BS3和BS4相比CON增加了生菜干重(见图3)，分别增加了15.3%和13.5%。相比CON，BS1降低了生菜鲜重和干重，分别减少了13.3%和22.5%。BS2相比CON降低了生菜干重，降幅为9.9%。从上述结果来看，BS3表现的效果最好。

图3 沼液对生菜干重的影响

2.2 尾菜沼液对生菜品质的影响

从图4可以看出，相比常规处理(CON)，沼液处理(BS1，BS2，BS3和BS4)显著增加了生菜VC含量，增幅分别为2.4%，48.9%，41.3%和23.5%。如图5所示，BS1，BS2，BS3和BS4相比CON显著降低了生菜硝酸盐含量，分别减少了29.3%，26.8%，21.1%和14.5%。从上述结果来看，BS2表现的效果最好。

图5 沼液对生菜硝酸盐含量的影响

图4 沼液对生菜Vc含量的影响

2.3 尾菜沼液对生菜养分吸收的影响

从表2可以看出，沼液可以促进生菜对N和K的吸收。相比CON，沼液处理(BS1，BS2，BS3和BS4)N含量提高了0.88%～5.62%，K含量增加了3.95%～21.36%。BS1相比CON降低了生菜对P的吸收。BS1，BS2和BS3相比CON增加了N/P，沼液处理相比CON降低了N/K和P/K(BS4除外)。

表2 不同处理生菜N，P，K的含量及其化学计量特征 (%)

3 讨论

沼液是一种全量养分肥料，富含大量的微量元素和多种氨基酸，是一种速缓兼备的有机肥料[15-16]。本试验结果表明，沼液可以增加生菜产量和品质，这与其它研究沼液可以增加作物产量的结果相同[17-18]。本研究还发现，施用过多沼液会降低生菜的VC含量和增加硝酸盐含量，这与其它研究结果类似[19]。因此，在基质栽培生菜的过程中要注意沼液的浇灌量。

本试验的结果表明施用沼液会增加生菜的养分含量，这可能是沼液中含有大量速效养分，容易被生菜吸收的原因[20]。同时本研究还发现高量沼液施用会降低N/P，较低的N/P 值有利于蔬菜的快速生长[21]，这可能是沼液处理产量轻微升高的原因。

本研究所用的沼液是以尾菜为主要原料产生的，这为尾菜资源化处理提供了另一途径。并且适量的沼液可以完全替代商品有机肥来满足基质栽培生菜的生长，这不仅降低了成本，还减少了环境污染，具有良好的经济效益和社会效益。

4 结论

与商品有机肥相比，等氮量和高氮量尾菜沼液可提高基质栽培生菜的株高和产量。等氮量和高氮量尾菜沼液相比商品有机肥显著增加生菜品质和促进养分吸收。综上，利用适量尾菜沼液生产基质生菜是一种节本增效的生产方式，对于推动蔬菜产业可持续发展具有重要的意义。