有机无机生态型基质在小白菜无土栽培上的应用效果研究

刘旭凤，李絮花* ，彭强，董静，宋震震( 土肥资源高效利用国家工程实验室，山东农业大学资源与环境学院，山东泰安271018)

有机生态型无土栽培近几年来被广泛用于生产，它克服了很多营养液型无土栽培的缺点，还能减低蔬菜中硝酸盐含量，提高蔬菜的品质。常规基质采用的草炭价格昂贵，并且是不可再生资源，过量开采会破坏沼泽地的生态环境。利用来源广泛、价格低廉的农业废弃物特别是利用玉米秸秆作为炭的替代基质受到了国内外的重视，对于基质的可持续利用有重要意义。为此，笔者探索秸秆一定比例的替代草炭的基质与不同比例有机肥牛粪混合形成的有机生态型基质在施用化肥与不施化肥条件下蔬菜的栽培效果，探索高效经济的基质配比。

1 材料与方法

1． 1 试验材料腐熟的玉米秸秆: 粒径小于2 cm，自购。基质原材料主要有秸秆粉、草炭、蛭石，自购。其他试验材料:复合肥( N∶ P2O5 ∶ K2O 为15∶ 15∶ 15) 、充分腐熟牛粪。
1． 2 基质配比设计有机基质∶ 蛭石= 2∶ 1。有机基质包括草炭、玉米秸秆，其中，把草炭、玉米秸秆按体积比组成2 个基质配方，为PT1( 草炭∶ 玉米秸秆= 1∶ 1) 、PT2( 草炭∶ 玉米秸秆= 2∶ 1) ，CK 为草炭∶ 玉米秸秆= 1∶ 0。

1． 3 有机肥、化肥用量设计在基质中加入不同量的有机肥( 充分腐熟牛粪) 和化肥，有机肥的用量按盆体积的0%、15%、30%、45%施入，氮肥用量按0. 15 g /kg 基质施用，折合复合肥( N∶ P2O5 ∶ K2O 为15∶ 15∶ 15) 的用量为0. 435 g /盆，设3 次重复。盆的体积为8． 107 × 10 － 3 m3，每盆用薄膜覆盖定时浇水。

1． 4 样品采集和测定项目在植株平均高度高于5 cm 时，再过10 d 开始采样，每次随机在相同处理的各盆中取3 ～ 6株小白菜，放入保温箱迅速带回实验室测定。测定项目包括根系活力、叶绿素含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、硝酸盐含量、VC含量、产量。

1． 5 数据处理数据整理及统计采用Excel 和SPSS( 19． 0)软件进行; 处理间差异分析采用Duncan 法。

2 结果与分析

2． 1 不同有机无机生态型基质对小白菜生长指标的影响

2． 1． 1 对生长过程中根系活力的影响。根系活力( TTC 还原强度) 是衡量植物根系吸收功能的重要指标。根系环境变化非常敏感，基质的肥力和基础理化性质不同，导致根际环境有较大差异，从而影响根系活力。从图1 可以看出，总体上，随着有机肥用量的增加，小白菜根系活力逐渐提高，以45%有机肥用量处理的根系活力水平最高，达到66． 48μg /( g·h) 。从不同秸秆配比和化肥用量来看，在一定范围内，施用化肥能显著增加小白菜的根系活力，且草炭∶ 玉米秸秆为2∶ 1根系活力较高。

2． 1． 2 对叶绿素含量的影响。从图2 可以看出，有机肥用量为0%时，施用化肥对叶绿素含量无显著影响，但草炭与玉米秸秆的比例为2∶ 1的处理叶绿素含量显著高于草炭与玉米秸秆的比例为1∶ 1处理，高出20． 42%。配施有机肥15% 和化肥处理与有机肥45%和不施化肥处理的叶绿素含量显著高于其他处理，有机肥用量为30%的各处理叶绿素含量差异均不明显。

2． 2 不同有机无机生态型基质对小白菜品质的影响

2． 2． 1 对可溶性糖含量的影响。可溶性糖主要由蔗糖、葡萄糖和果糖组成，可溶性糖含量是评价蔬菜品质优劣的一个重要指标。从图3 可以看出，此次试验小白菜的可溶性糖含量在0． 896 ～ 2． 774 mg /kg( FW) ，有机肥用量15% + 玉米秸秆与草炭配比为1∶ 1的基质+ 不施肥的处理可溶性糖含量显著高于其余各处理。
不同有机无机生态型基质对小白菜可溶性糖含量的影响

2． 2． 2 对硝酸盐含量的影响。硝酸盐是强致癌物亚硝胺的前体，其含量高低与人体健康有十分密切的关系。一般认为，人体摄入的硝酸盐80%以上来源于蔬菜，所以硝酸盐含量是衡量蔬菜品质的重要指标。从图4 可以看出，此次试验中，小白菜硝酸盐含量在85 ～ 217 mg /kg，均符合蔬菜中硝酸盐含量的生食标准( 432 mg /kg) ; 另外，随有机肥用量的增加硝酸盐含量也随之增加。
不同有机无机生态型基质对小白菜硝酸盐含量的影响

2． 2． 3 对可滴定酸含量的影响。可滴定酸在蔬菜产品中普遍存在，人的味觉器官对酸味反应非常敏感，因此可滴定酸含量也是影响蔬菜品质的重要指标。从图5 可以看出，此次试验中，有机肥比例为45% + 草炭与玉米秸秆比例1∶ 1的基质+ 不施化肥处理的可滴定酸含量最高。

2． 2． 4 对VC

含量的影响。人体摄取的VC主要来自蔬菜，所以VC含量是衡量蔬菜产品品质的重要指标。从图6 可以看出，此次试验中小白菜VC含量在509． 9 ～ 833． 2mg /kg( FW) ，以有机肥比例为15% + 草炭与玉米秸秆比例2∶ 1的基质+ 施用化肥处理的VC含量最高。这说明在低有机肥用量条件下，施用化肥能提高小白菜VC含量。
不同有机无机生态型基质对小白菜VC 含量的影响

2． 3 有机肥、化肥用量与白菜产量的相关性分析从图7可以看出，从产量上来看，施用有机肥能显著提高小白菜产量，另外，在不同有机肥施用比例的基础上施用化肥处理还能显著增加小白菜产量，单施15%有机肥的2 种基质处理的小白菜产量并没有比不施有机肥处理高，甚至还有所降低。其中，以草炭与玉米秸秆配比为2∶ 1的基质+ 有机肥用量15% + 施用化肥处理产量最高，到7. 005 万kg /hm2。相同基质配比的处理条件下，有机肥用量与小白菜产量的相关性不同比例的有机肥配比不同。在草炭与玉米秸秆配比为1∶ 1的前提下，小白菜产量与有机肥用量呈线性相关，不施化肥、施化肥处理方程的相关系数R2 为0． 719 8 和0. 738 8; 在草炭与玉米秸秆配比为2∶ 1的前提下，不施化肥处理的线性相关性不明显，施用化肥处理随有机肥用量增加小白菜产量先增加后降低，方程为y( PT2 + NPK) = －3． 385 5x2+ 159. 42x + 3 853． 2，R2 = 0. 931 6。

3 结论与讨论

有机基质养分齐全，肥效持久，但养分释放平稳缓慢，难以在作物养分需要的高峰期提供足够的养分。在蔬菜有机基质栽培中结合追施化肥，两者相互补充，既能充分发挥有机基质养分齐全，肥效持久的优势，保证蔬菜的品质口味，又能利用化肥养分集中、肥效快的特点，进而达到提高蔬菜产量的目的。生态有机肥可明显提高植株的根系活力，促进根系生长。以45%有机肥用量处理的根系活力平均水平最高，达到66． 48 μg /( g·h) 。叶绿素含量最高的处理是草炭与玉米秸秆配比为2∶ 1的基质+ 有机肥用量15% + 施用化肥处理。小白菜硝酸盐含量随有机肥用量增加而增加，以有机肥用量45% + 施用化肥+ 草炭∶ 玉米秸秆为1∶ 1的基质处理最大为217． 16 mg /kg。根据世界卫生组织( WHO) 和联合国粮农组织( FAO) 1973 年规定硝酸盐的允许日摄入量( Acceptable

Daily Intake) ADI 值为3． 6 mg /( kg·d) ，按中国人的平均体重60 kg /人计，则日允许量为216 mg，若以人均日食菜量0． 5 kg 鲜重计，则蔬菜的硝酸盐允许量为432 mg。在低有机肥用量条件下，相同基质配比的施用化肥显著提高小白菜VC含量。

草炭与玉米秸秆配比为2∶ 1的基质+ 有机肥用量15%+ 施用化肥处理的小白菜产量最高。小白菜产量与有机肥用量的关系: 在草炭与玉米秸秆配比为1∶ 1条件下，小白菜产量随有机肥用量( 最大配比为45%) 增加而增加。
综合各项指标，草炭与玉米秸秆，配比为2∶ 1的基质+ 有机肥用量15% + 施用化肥处理为最优处理。

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