基于木薯渣、腐熟秸秆等废弃物复配基质对白菜幼苗生长的影响

项海花+杜国平+盛海君+钱晓晴+余彬彬+张克新+杨艳菊+王娟娟

摘 要：本试验以木薯渣、腐熟秸秆、辅料为试验材料，研究木薯渣和腐熟秸秆不同处理对小白菜生长影响。本实验以梅岭“苏州青”为试验材料，按不同比例（G/G/G）将木薯渣、腐熟秸秆、辅料混合配成6种育苗基质配方，以市场购买的苗基质为对照（CK），木薯渣-腐熟秸秆-辅料比例（G/G/G）分别为0：9：1 （F0）、2：7：1（F1）、4：5：1（F2）、6：3：1（F3）、8：1：1 （F4）。重复3次，进行穴盘育苗试验。试验表明：（1）适量的木薯渣和腐熟秸秆混合配成的基质有利于改善基质的多种理化性质，为小白菜的生长提供良好的生长环境；（2）木薯渣和腐熟秸秆混合比例为4：5：1-8：1：1时会明显促进小白菜生长；（3）木薯渣、腐熟秸秆混合比例为6：3：1时小白菜长势最佳。

关键词：木薯渣；腐熟秸秆；基质；理化性质；小白菜

1、随着我国经济的迅猛发展，过于依托于自然资源的开发利用的问题日渐突出。市政、厂矿、道路等建设用地不断侵蚀耕地资源，使本来就十分紧缺的耕地资源越来越少，给我国粮食、食品安全带来很多压力。各种自然因素、工矿业废弃物排放和农业面源污染等主客观因素叠加造成了土壤资源的退化与污染，劣质土壤不仅制约着作物产量，对作物品质的影响也十分巨大，对人类生存与健康造成了前所未有的威胁[1-5]。由于土壤污染的缓变性和隐蔽性，治理的长期性与复杂性，在寻求解决土壤污染问题的同时，也要探索新型种植方式。基质无土栽培既是一种有效的途径[6-9]。基质无土栽培技术即固体基质栽培，利用固体栽培基质来进行植物种植的一种方式。本文所利用的固体基质为木薯渣和腐熟秸秆。木薯渣是木薯淀粉或酒精加工后的废料，由于木薯渣无毒经常被基质生产厂家用来作为一种廉价的基质原料来源。在我国很多省份都有大量的淀粉厂，用木薯来加工生产淀粉时会产生很多的木薯渣。木薯渣的主要成分是淀粉和纤维素，少量的蛋白质。木薯渣简单堆积后，易变成黄色、黑色，往往造成黄曲霉素污染。木薯渣价格低廉，来源广，经过科学地发酵处理可以成为优良的基质原材料加以利用，再搭配其他原料，生产育苗基质，可降低基质生产成本，显著提高经济效益。为了贮存或处理木薯渣，一般需要花费较大投资，占用大量土地，同时，木薯渣的长期堆放，将造成周围的空气和水体环境污染，破坏生态环境。开发利用木薯渣，不仅可以很好地解决木薯渣的出路问题，还可以保护生态环境[10-15]。目前利用木薯渣的途径已经不少，但大量快速使木薯渣减量化的同时得到高效资源化利用的技术并不多[16]。秸秆来源于水稻、小麦、玉米等禾本科农作物成熟脱粒后剩余部分，其中水稻的秸秆常被称为稻草、稻藁，小麦的秸秆则称为麦秆。在工业化以前，我国南方将稻秆晒干储藏，可用作柴火，编织座垫、床垫、扫帚等家用品，铺垫牲圈、喂养牲畜，堆沤肥还田，甚至用于制作简易房屋的屋顶等，很少被直接浪费掉。近几十年来由于煤、电、天然气的普及、各种工业制品的丰富，农村对秸秆的需求减少，大量秸秆的处理成为了一个严重的社会问题，虽然法律禁止，但很多地方农民仍然直接在田地里燃烧秸秆，引发空气污染、火灾、飞机无法正常起降等后果，对人们的生命财产安全构成严重威胁。秸秆含有大量的纤维，而且含有较为丰富的植物养分，腐熟后性质稳定，质轻蓬松，具有良好的保水、通气性能，也是基质配制良好的原材料之一[17-20]。优良的蔬果育苗基质应该具有疏松多孔的物理性状、良好的通气透水性、适宜的酸碱度、适量而平衡的养分供應能力。近年来，由于自然基质、土壤资源的日益紧张，对蔬果育苗基质的需求量也越来越大，因此找到一种与成熟土壤或自然基质性质相似、能够替代成熟土壤和自然基质的蔬果育苗基质十分重要。基于木薯渣和秸秆为基本材料，采用硫酸铵作为调酸剂进行调酸，配制的蔬果育苗基质，能够有效解决成熟自然基质资源耗竭的问题，且实现固体废弃物的资源化利用途径，减少废弃物排放引起的环境问题。材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试品种

白菜品种为扬州裕丰农业科技有限公司的梅岭“苏州青”。

1.1.2 基质原料

供试木薯渣取自徐州新沂木薯渣堆放场，秸秆取自姜堰区梁徐镇秸秆收储场。两种物料均经发酵腐熟后使用。

1.2 试验设计

本试验以木薯渣、腐熟秸秆为试验材料，按不同比例（G/G）将木薯渣、牛垫料混合配成6种育苗基质配方，木薯渣-腐熟秸秆-辅料混合比例（G/G/G）分别为0：9：1 （F0）、2：7：1（F1）、4：5：1（F2）、6：3：1（F3）、8：1：1 （F4）。以市场基质（常州某基质生产企业基质）为对照（CK），各处理重复3 次。每个处理均不施加任何肥料，在50孔54cm*28cm的硬质穴盘中进行穴盘育苗试验。

1.3 试验方法

本试验于2016年3-4月年在江苏省扬州大学环境科学与工程学院试验农场进行试验。基质配好后，对其基本理化性质进行测定。2016年3月11日播种，种子播于50孔穴盘内，每穴3粒种子，2叶1心时间苗，每穴留1苗。分期取白菜幼苗样品测定生物量、根系特征参数、叶绿素含量等。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 基质基本理化性质

基质pH：pH计法，水与基质比为2.5：1；基质电导率：用电导计测定，水与基质比为5：1；基质容重：用环刀法，参照土壤容重测定方法。

1.4.2 生物量

待小白菜发芽后，生长1周，采5株不同处理鲜样，用称重法测其单株（地上部分、地下部分）鲜重及（地上与地下）总鲜重，并进行差异性分析。

1.4.3根系参数分析

小白菜生长2周后取样，用清水仔细冲洗根系，将其单株根系放入数字化扫描仪（STD1600 Epson USA）扫描，将图像存入计算机，采用与扫描仪配套的WinRHIZO（Version 5.0a）根系分析系统（WinRhizo Regent Instruments，Canada）对根系进行分析，单株测定根长、根平均直径、根表面积、根体积等参数等，进行差异分析。

1.4.4植株叶绿素含量分析

叶绿素含量：小白菜生长1个月，取定量叶片于比色管中，40℃下用95%乙醇浸提，在665nm，649nm，470nm处测定吸光度，即可计算叶绿素a（Ca）、叶绿素b（Cb）以及胡萝卜素（Cx）含量。

1.5 数据分析与统计方法

所得数据用Microsoft Excel 2003软件进行处理和绘图，用SPSS 19.0统计分析软件进行差异显著性检验（LSD法）。

2. 结果与分析

2.1 不同处理基质理化性质改变

由于基质由不同比例的木薯渣和腐熟秸秆混合而成，其理化性质随配比的不同而有所改变。从中可以看出，添加不同比例的腐熟秸秆能显著改变基质的多项理化性质，与全部木薯渣相比，添加腐熟秸秆后各处理的pH略有降低的趋势，但均未弱酸性，为植物生长提供了较为合适的酸碱度条件。从下表还可以看出，基质的电导率是随着腐熟秸秆的添加而有所降低。基质的容重随着腐熟秸秆的增加而不断降低，基质容重小在一定程度上说明基质疏松，孔隙数量多，基质的水分、空气、热量状况较易协调，有利于植株生长。

2.2 不同处理对小白菜根及根系特征参数的影响

不同处理对生长2周小白菜根系的影响情况，随着腐熟秸秆的添加比例增加，小白菜的根长、根系面积、根尖数、平均根直径、根体积这几个参数也相对呈现先增加后降低趋势。处理F3的根长、根尖数、根表面积、根体积、平均根直径都是最大，并且明显大于对照，此外F2与F4处理小白菜根系特征参数各项指标也普遍优于对照。

2.3 不同处理对小白菜种子发芽和幼苗生长量的影响

在一定范围内，木薯渣和腐熟秸秆混合比例对小白菜的发芽率影响不大。而过大比例的木薯渣对小白菜种子的发芽产生一定的抑制作用。不同处理小白菜地上部和地下部有一定差异），随着腐熟秸秆比例增大呈现先增后降趋势。综合表现以F3处理小白菜的长势最佳，优于F2，F4，优于其他处理。

2.4不同处理对白菜葉绿素的影响

叶绿素广泛存在于绿色蔬菜中，含量非常丰富，其含量高低在一定程度上可以反映蔬菜作物叶片的光合作用水平。小青菜的叶绿素（包括叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素）是随着腐熟秸秆的添加同样呈现出先增加后降低的趋势。小白菜叶绿素含量以F2和F3最高，其次为F4、F1和CK，F0最低。

小结

（1）木薯渣和腐熟秸秆均含有大量的营养物质和有机质，木薯渣和腐熟秸秆进行不同比例混合，对改善基质的基本理化性质有一定作用，可为小白菜提供较好的生长环境，有利于促进小白菜生长。

（2）过高比例的木薯渣和腐熟秸秆均不利于小白菜生长，而混合基质对小白菜生长的部分形态指标及生理指标有改善作用。木薯渣：腐熟秸秆：辅料比例分别为6：3：1（F3）和4：5：1（F2）综合表现最优，可作为生产上的推荐配方使用。

参考文献：

[1]周年秸秆还田对稻麦轮作农田土壤养分、微生物活性及产量的影响[J].徐蒋来，尹思慧，胡乃娟，顾泽海，王保君，朱利群.应用与环境生物学报. 2015（06）

[2]农民参与环境治理的意愿选择及其影响因素[J].崔蜜蜜，何可，颜廷武.调研世界. 2015（12）

[3]农户农业低碳生产行为及其影响因素分析——以化肥施用和农药使用为例[J].田云，张俊飚，何可，丰军辉.中国农村观察. 2015（04）

[4]秸秆还田配施腐熟剂对低产黄泥田的改良作用[J].胡诚，陈云峰，乔艳，刘东海，张顺陶，李双来.植物营养与肥料学报. 2016（01）