改良有机基质培养对黄瓜生长的影响

任海荣

（黄安镇农业综合服务中心，山东郓城 274700）

有机基质栽培技术是指采用农作物秸秆、菌糠、家禽粪肥等农业废弃物，经腐熟、微生物发酵处理后制成有机栽培基质，应用于蔬菜无土栽培中，既有助于保障蔬菜种植的环保性、减少了农药化肥的使用，同时也能提高蔬菜产量和质量，为农业种植的优化和农业废弃物的回收利用提供借鉴。据农业农村部信息中心统计，截至2019 年，全国蔬菜播种总面积达到20 438.9 hm2，产量为70 346.7万t，其中瓜果类蔬菜种植面积略有下降、产量同比增加。蔬菜产业的快速发展对规模化、工厂化育苗提出了迫切需求，传统土壤育苗方式在产量、品质等方面已无法满足蔬菜行业发展的需要，如何利用农业废弃物生产出理化性质优良、成本低、环保性强的育苗基质成为当下研究的热点问题。近年来陆续有研究人员从事有机基质栽培技术研究，综合运用椰糠、蚯粪、菇渣、玉米芯处理物、园林废弃物、秸秆、稻壳等固体废弃物进行育苗基质的，发现复配基质通常产生良好的育苗效果[1]。本研究选取芦苇末作为有机栽培基质，以津春5 号黄瓜作为试材，分析了有机基质的理化性质、基质栽培对黄瓜农艺性状的影响、基质栽培的效果、基质栽培技术的优化措施及应用效果。

1 材料与方法

1.1 试验材料

采用天津市农业科学院黄瓜研究所培育的津春5 号黄瓜作为试验材料，选取芦苇末与珍珠岩、炉渣、泥炭、中药渣与蛭石作为基质材料（基质材料均由博生源肥料科技有限公司提供）；营养液采用1/2 倍的Hoagland’s 改良配方，pH 值为6.0。包含四水硝酸钙945 mg/L、硝酸钾506 mg/L、硝酸铵80 mg/L、磷酸二氢钾136 mg/L、硫酸镁493 mg/L、铁盐溶液2.5 mL、微量元素液5 mL。

1.2 试验方法

设置4 个试验组，A 组以纯芦苇末为基质；B 组将芦苇末、珍珠岩、炉渣与泥炭以4:1:1:1 的比例配置成混合基质；C 组将芦苇末、珍珠岩、炉渣、泥炭与中药渣按照32:8:8:8:1 的比例配置成混合基质；D 组为对照组，选取泥炭、蛭石以1:1 的比例配置成混合基质；选取1/2 倍的Hoagland 通用配方为营养液。

采用随机区组设计，3 次重复，小区面积为25 m2，共12 个小区。在试验开始后的第1 天播种，30 d 后在栽培槽中定植。将栽培槽的内径宽度设为36 cm、槽深设为18 cm，利用砖块垒成栽培槽，内覆塑料薄膜，各小区槽长2.6 m，槽内基质体积为0.14 m3、面积为1 m2，各槽内定植1 行植株，每行8 株；在定植后的20 d 内利用滴灌技术进行浇水，每5 d 浇1 L 营养液。在3 个月后结束试验，针对试验数据与结果进行观察分析。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 理化性质

容重采用环刀法测定，取铝盒洗净烘干，放入干燥器内冷却至室温后用电子天平准确测量，依据采样要求用环刀法采集新鲜土样于铝盒中，每个样点重复采样3 次，随后将其带回实验室中称质量。总孔隙度根据式（1）计算。电导率与pH 值分别利用电导率仪、pH 计测定[2]。

1.3.2 农艺性状

叶绿素含量采用紫外分光光度法测定。在基质收获阶段取黄瓜叶片测定叶绿素含量，重复3 次，取平均值。

根系活力采用TTC 方法测定。取1%TTC 溶液与0.4 mol/L 琥珀酸钠和磷酸缓冲液依照1:5 的比例混合，将黄瓜根系洗净后放入三角瓶中倒入反应液，在37 益环境下放置1 h 观察着色情况，当变为红色说明存在脱氢酶。在试验开始后的第30 天、第60 天和第90 天分别测量黄瓜根系活力，每次测量3 次后取平均值[3]。

株高：在试验开始后的第30 天、第60 天和第90 天分别测量黄瓜株高，测量3 次后取平均值。

单株鲜质量：在黄瓜收获前每个试验组随机选取3个点，每个点位依照每行连续选取10 株，称量每株黄瓜秧苗的质量为单株鲜质量[4]。

1.4 统计分析

采用SPSS 12.0 与Excel 软件进行数据记录整理，配合DPS 系统进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同有机基质的理化性质

不同有机基质的理化性质如表1 所示。通过观察对比可以发现，B、C 组在芦苇末的基础上增加了珍珠岩、炉渣、泥炭与中药渣等固体基质，相较于A 组而言其容重与电导率呈增加趋势，总孔隙度下降，pH 值无明显变化；相较于D 组，其容重与电导率同样呈增加趋势，总孔隙度下降，pH 值无明显变化。由此可知，上述固体基质对黄瓜的生长均可起到一定的促进作用，其中电导率的增加能增强黄瓜对养分的吸收能力，pH 值偏中性可为黄瓜生长创造适宜的条件[5]。

表1 基质配方的理化性质Table 1 Physical and chemical properties of matrix formulation

2.2 不同基质栽培对黄瓜农艺性状的影响

2.2.1 对黄瓜叶片叶绿素含量的影响

表2 不同基质栽培对黄瓜叶片叶绿素含量的影响Table 2 Effects of different substrate cultivation on chlorophyll content in cucumber leaves

不同基质栽培对黄瓜叶片叶绿素含量的影响如表2所示。由表2 可知，B 组与对照组叶绿素含量差异显著，A、C 组与对照组差异不显著。4 组试验组中的黄瓜叶片叶绿素含量无明显差异。由此说明向芦苇末中加入其它基质后并不能提高黄瓜叶片的叶绿素含量，且不同有机基质对叶绿素含量的影响较小。

2.2.2 不同基质栽培对黄瓜根系活力的影响

不同基质栽培对黄瓜根系活力的影响见表3。表可以看出，4 组试验样本的生长环境存在一定差别，使得个体差异更为明显。同时4 组试验样本在第60 天的根系活力较第30 天均显著提升，其中以D 组的增长趋势最为明显，其原因主要为第60 天对照组植株较矮、新根发生较多；在第90 天，B 组的根系活力增幅最大，而D 组、A组的变化幅度较小，由此说明在生长后期黄瓜的根系活力提高，其中B 组提高最为明显，可证明改良基质具备一定的实用价值[6]。

表3 不同基质栽培对黄瓜根系活力的影响Table 3 Effects of different substrate cultivation on root activity of cucumber

2.2.3 对黄瓜株高与单株鲜质量的影响

不同基质栽培对黄瓜株高与单株鲜质量的影响如表4 所示。通过观察可以发现，在第30 天，4 组处于生长初期的黄瓜样本的株高无明显差异；在第60 天，4 组试验组的黄瓜株高开始呈现出一定差异，其中A、B 与C 组的黄瓜株高明显增长，生长状况较好，说明芦苇末基质与改良后的基质对于黄瓜的生长速度具有显著效果；在第90天，A～C 组的黄瓜株高也呈现出明显差距，B 组黄瓜株高显著大于A 组，由此说明添加其他固体基质进行芦苇末基质的改良处理后，能有效促进黄瓜植株的生长和发育。

在单株鲜质量指数方面，在第30 天，4 组黄瓜样本的单株鲜质量由高至低依次为D、B、A、C，D、B 两组幼苗的表现较好，与样本自身形状有关；在第60 天，A、B、C三组黄瓜样本的单株鲜质量明显提高，D 组呈下降趋势，说明基质改良效果初步收获成效；在第90 天，B 组样本的单株鲜质量显著优于其余三组，进一步证明改良后的芦苇末基质有助于增强植株生长的效果[7]。

表4 试验组黄瓜生理指标比较Table 4 Comparison of physiological indexes of cucumber in four groups

2.3 不同基质栽培效果比较

通过分析上述处理对黄瓜栽培效果的影响可以发现，在添加珍珠岩、炉渣、泥炭等固态基质进行芦苇末基质的改良处理后，能够显著优化芦苇末基质的理化性质，改善原有芦苇末基质过轻的弊端，使植株保持最佳生长状态，并且能有效提升黄瓜产量、改善产品品质；其中B组基质的理化性能优于A 组和C 组，说明加入中药渣后对于植株并无明显促进作用。因此可依据B 组进行有机基质配方的调整，利用珍珠岩、炉渣、泥炭等固态基质取代价格较高的蛭石，有效节约有机基质栽培技术的应用成本，提升综合效益[8]。

2.4 基质栽培技术优化及其应用效果

在改良有机基质配方的基础上，还需针对滴灌追肥技术进行优化，保障提升整体基质栽培技术的应用效果[9]。一方面，可引入膜下滴灌技术，依据植株需水特点、气候条件、槽内湿度、黄瓜长势等因素进行滴灌水量的综合计算，在秋冬茬黄瓜苗期、开花坐果期与冬季等三个时期重点调节滴灌水量，例如在定植后每667 m2滴灌5～8 m3，每2 d 滴灌次，在进入开花期后每667 m2滴灌10～15 m3，每2 d 滴灌次，保障基质含水量满足黄瓜生长需求；另一方面，还需结合黄瓜不同生育阶段的需肥特点进行合理追肥，例如在定植期选取高氮型滴灌专用肥，每667 m2用量为4～6 kg、每周滴灌追施1 次，在进入开花期后选取高钾型肥料，以每667 m2用量7.5～10 kg 为宜，每周追施1 次[10]。通过观察其应用效果可以发现，选取改良后的芦苇末有机基质进行黄瓜栽培，配合膜下滴灌技术与滴灌追肥技术，试验区植株长势旺盛、品质显著提升，较以往可节水40%增产超过10%，节肥30%，具备良好的应用价值[11]。未来还需进一步探索固态基质的改良方法，节约瓜果类蔬菜的栽培成本，提高蔬菜品质与产量，实现增产增收的目标[12]。

3 结论

以往在利用有机基质进行黄瓜等瓜果类蔬菜的栽培时常面临工艺复杂、栽培成本高等问题，通过对有机基质配方进行改良、增加其中的矿物质元素，能够有效满足黄瓜植株生长需求，在降低成本、提高产量与品质等方面具有积极作用，配合水肥一体化技术的应用，能更好地优化黄瓜有机基质栽培效果、提升农业生产效益。