匡石滋,邵雪花,赖 多
(广东省农业科学院果树研究所/农业部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室/广东省热带亚热带果树研究重点实验室,广东 广州 510640)
绿萝(Epipremnum aureum,Scindapsus),别名黄金葛、魔鬼藤等,为天南星科绿萝属大型常绿藤本植物,原产热带雨林地区[1],喜温暖湿润气候,适宜在肥沃疏松的土壤中生长[2]。绿萝叶片较厚,光滑而有光泽,是一种典型的室内观叶植物。目前广州地区是国内最大的盆栽绿萝生产基地,产业化程度高,市场空间大[3],在苗木生产过程中,主要采用泥炭土作为育苗基质[4],大规模生产成本较高[5]。利用农业废弃物堆肥作为基质主料,不仅环保,而且可降低成本、提高效益[6],也为废弃物的循环利用开辟了一条新的途径[7]。近年来,不少学者开展了有机废弃物堆肥作为花卉栽培基质的研究,吉向平等[8]采用秸秆物料堆肥、绿篱植物堆肥和有机废物发酵菌曲堆肥分别与土壤混合做万寿菊的育苗基质,综合分析以绿篱植物堆∶土壤= 1∶6和有机废物发酵菌曲堆肥∶土壤= 1∶7的育苗效果为最好;张强等[4]采用植物枯枝、败叶堆肥与素土混合作为3种草花的育苗基质,结果表明以添加30%~50%堆肥的效果最为明显,添加超过70%堆肥的基质对花卉的生长和品质的影响效果出现降低趋势。储双双等[9]研究发现,采用污泥堆肥为主原料的混合基质对香彩雀营养生长和生殖生长均优于土壤栽培,株高增加29%~61%,分枝数增加27%~67%,鲜重增加17%~88%,花期延长8~22 d,对氮、磷、钾的吸收能力显著提高。
香蕉菠萝废弃茎叶经生物发酵处理,可形成养分含量较高的有机肥[10],椰糠经加工处理后保水透气性能较好,可部分代替泥炭进行基质栽培[11]。目前有关香蕉菠萝废弃茎叶堆肥用于花卉基质的研究未见报道。本试验采用香蕉菠萝废弃茎叶堆肥与椰糠按不同比例混合形成复配基质,通过研究绿萝在不同基质配比下的生长状况,探讨不同有机基质配方在花卉上的应用效果,从而筛选出合适的基质配方,为农业废弃物的资源化、基质化利用和花卉基质栽培技术提供参考。
试验于2017年5~6月在广东省农业科学院果树研究所育苗大棚进行。供试品种为全青绿萝(由广州市华奋顺农生物科技有限公司提供)。供试基质为香蕉菠萝废弃茎叶堆肥(以下简称堆肥):试验所用的堆肥原料是将香蕉菠萝茎叶粉碎后,加入一定量的鸡粪,再分层添加自制的复合发酵菌剂进行好氧发酵,腐熟后自然晾干,粉碎后备用;经实测,堆肥容重为0.51 g/cm3,孔隙度为59.3%,pH值为6.92,EC值2.89 mS/cm,有机质含量为56.6%,营养成分(N+P2O5+ K2O)为12.1%;椰糠:购自广州市荔湾区荣丰园艺经营店的压缩椰糠砖,其容重为0.26 g/cm3,孔隙度为74.6%,pH值为6.16,EC值0.59 mS/cm,有机质含量为88.3%。
1.2.1 基质配方设计 基质配方试验设6个处理(配方比例均为体积比):T1,堆肥∶椰糠=4∶6;T2,堆肥∶椰糠= 5∶5;T3,堆肥∶椰糠= 6∶4;T4,堆肥∶椰糠 = 7∶3;T5,堆肥∶椰糠= 8∶2;T6(CK),泥炭∶椰糠= 5∶5;基质混合后加入一定量的基质改良剂(8 g/L腐植酸+5 g/L赤砂糖)进行调理;将各处理基质装入育苗盆(直径14 cm、高15 cm),基质装至距盆口2 cm,每个处理3次重复,每个重复1盆。
1.2.2 绿萝扦插盆栽 从绿萝母株上剪取生长健壮的枝条进行扦插,每个插穗长约10 cm,留2个芽点和上部一片叶子,每盆5枝插穗,插穗深度以不埋没芽点为宜。盆栽后置于通风阴凉处,每天浇水1次,保持盆栽内基质湿润。
1.3.1 基质理化性质测定 各配比基质测定指标包括容重、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、pH、EC、有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾。测定方法均按照《土壤农化分析》[12]进行,其中容重采用环刀法,pH值采用pH计法(水土比为2.5∶1),EC用电导率仪测定,有机质采用重铬酸钾容量法,全氮、碱解氮采用碱解扩散法,全磷采用NaOH熔融-钼锑抗比色法,有效磷采用盐酸和硫酸溶液浸提-钼锑抗比色法,全钾采用NaOH熔融-火焰分光光度计法,速效钾采用醋酸铵浸提-火焰分光光度计法。
1.3.2 幼苗生长与生理指标测定 绿萝扦插后45 d,调查记载新生叶片数,然后剪取根系,观察记载根系条数,用电子天平称取根重。采用LC-4800多参数植物根系扫描仪对根系的生长指标进行扫描,测定总根长、根系平均直径、根系表面积、根体积,采用脱氢酶(dehydrogenase,DHA)试剂盒(苏州科铭生物技术有限公司)测定根系活力。
试验数据应用SPSS 19.0统计软件进行方差分析,采用LSD法进行多重比较。
良好的基质应有适宜的理化性质,理想基质的容重在0.2~0.8 g/cm3范围内,总孔隙度在70%~90%之间[13-15],pH值以6.0~8.0为宜[15],EC 值应小于 2.5 ms/cm[16-17]。基质理化性状的测定结果(表1)表明,6种基质的理化性状都在理想基质要求范围内。从表1可以看出,处理T5的基质容重最大、总孔隙度最小,T1的容重最小,总孔隙度最大;各处理基质的总孔隙度均在80%以上,通气孔隙度大于17%,持水孔隙大于60%,说明所配基质处理疏松、保水、透气性能较好。随着基质中堆肥的比例增加,其容重逐渐变大,总孔隙度、通气孔隙度和持水孔隙度不断地变小,说明堆肥的添加比例不能过大,否则基质会出现过重、不透气、持水能力差的现象。
由于堆肥初产品的pH值及EC值比较高,随着基质中堆肥比例的增加,基质的pH值与EC值逐渐变大。本试验在复合基质中添加了基质改良剂,结果(表1)表明,基质的pH、EC值维持在适宜范围内,其原因可能是腐植酸显酸性,加入基质后发生酸碱中和反应,调节和稳定基质pH值,同时能与基质当中金属离子发生离子交换和络合作用,形成一个稳定的缓冲体系,因此维持了EC值在一定适宜范围[18-19]。
表1 不同配比有机基质的理化性状
表2 不同配比有机基质的养分含量
基质的养分含量直接影响花卉出苗后的生长发育。由表2可知,处理T1~T5基质的有机质含量为75.8%~78.8%,碱解氮为7.3~7.6 g/kg,有效磷为0.32~0.37 g/kg,速效钾为7.8~8.3 g/kg,全氮、全磷、全钾含量也均高于CK;加入堆肥的各处理混合基质的养分含量丰富,较CK大幅提高,且随着堆肥添加比例增加,养分含量大体上均呈增加趋势,说明添加堆肥可以使育苗基质的养分迅速增加,起到改善基质营养状况的作用。
由表3可知,各处理基质扦插的绿萝都能有效成活,试验期间长势稳定,说明各处理基质能够提高绿萝扦插苗成活率。其中处理T4、T5的新生叶片数较多,两个处理间差异不显著,但与其他处理间的差异达到显著水平;处理T1的新生叶片数最少,除与T2、CK差异不显著外,与其他处理均达到差异显著水平;根条数和根重均以处理T4最高,且与其他处理均达到显著差异水平;根条数和根重最低的均为CK。通过比较分析发现,不同配比的基质中,随着堆肥比例的增加,绿萝新生叶片数、根重和根系条数呈增加的趋势,以堆肥、椰糠的配比7∶3为最好,但当堆肥与椰糠的配比增加到8∶2时,绿萝新生叶片数、根重和根系条数出现一定程度的下降,其原因可能是堆肥虽含有大量的营养物质,但孔隙度较低,浇水后易板结,从而影响绿萝的生长。
表3 不同基质配比处理对绿萝成活率、新生叶片、根重和根系条数的影响
根系的生长状况直接影响地上部的生长[20],从表4可以看出,不同配比处理基质对绿萝的总根长、根系表面积、根体积的影响表现出明显的差异,其中以处理T4最好,与CK相比,总根长增加57.98 cm,根系表面积增加22.59 cm2,根体积增加0.67 cm3。从表4还可以看出,各处理基质对根系平均直径的影响无显著差异,说明不同基质配比主要影响绿萝根系的纵向生长,而对根系的直径影响不大。通过比较还发现,根系形态状况与新生叶片数、根重和根条数的生长状况表现基本一致。
由表4可知,处理T4的绿萝根系活力最高,T5次之,并与其他处理差异显著;而CK的根系活力最差,但与处理T1、T2、T3间差异不显著。与根系形态生长表现不同的是,处理T5的绿萝根系活力也较高,其原因可能是基质中堆肥的比例较多,而堆肥中含较高的有效养分尤其是速效钾,增加了根系周围的氧含量,抑制了还原类物质的形成,提高了根系的酶活性,为根系生长创造了良好的条件[21]。
表4 不同基质配比处理对绿萝根系生长形态和根系活力的影响
绿萝在生产上主要采用扦插繁殖,而生根问题成为扦插后能否成功的关键因素[22]。混合型基质较单一基质对绿萝的生根更为有利[2]。香蕉菠萝废弃茎叶堆肥含有营养元素较多,椰糠具有良好的空隙结构,但所含养分不能完全满足植物需求[23]。本研究将香蕉菠萝废弃茎叶堆肥与椰糠按不同比例复配,结果表明:复合基质能促进绿萝的地上部与根系的生长,适宜于绿萝的栽培,本试验结果与前人的研究[2,5,20]基本一致。
根系的生长与养分有效性的关系一直是栽培领域的研究热点。众多研究[4,24-26]表明,植物根系生长量与堆肥的添加量呈正相关,本研究得出相同的结果。香蕉菠萝废弃茎叶在堆肥过程中添加的复合生物发酵菌剂具有减少氮素损失,保持养分含量的作用,堆肥不仅有机质和养分含量较高,且速效养分含量大大超过泥炭与椰糠复配的基质,添加堆肥的基质可以增大根系生物量及根系表面积,提高细根数量。有所不同的是,各基质处理对绿萝的根系直径没有明显差异,具体原因有待进一步研究。堆肥能够显著提高根际土壤的酶活性[27],直接影响植物根系活力及植物个体的生长情况。本研究结果显示,添加了香蕉菠萝废弃茎叶堆肥的基质其根系活性明显提高,与前人的研究结果一致[28-29]。香蕉菠萝废弃茎叶堆肥纤维含量高,孔隙数量多,较为疏松,根系的通气性增加,呼吸作用增强,是提高根系活力原因之一。
复合基质的育苗效果与基质的配比直接相关,本研究结果表明,香蕉菠萝废弃茎叶堆肥和椰糠按7∶3的比例复配而成的基质,绿萝的新生叶片数、根系条数、根重、总根长、根系表面积、根体积、根系活力均显著高于其它基质配比,表明该基质配方可在绿萝栽培中应用。选用基质还应考虑材料的经济性,香蕉菠萝废弃茎叶廉价易得,用之混配基质,基本符合疏松、透气的基质要求,也具有较强的保水、保肥能力,酸碱性适宜的特点,如果通过进一步改良,能较好地满足植株根系的生长要求,是具有发展潜力的泥炭替代基质。
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