有機(jī)生態(tài)型無(wú)土基質(zhì)對(duì)披堿草苗期生長(zhǎng)的影響

岳征文，王紅柳 ，楊 浩 ，王百田

(1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京 100083； 2.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083)

有機(jī)生態(tài)型無(wú)土基質(zhì)對(duì)披堿草苗期生長(zhǎng)的影響

岳征文1，王紅柳2，楊 浩1，王百田1

(1.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京 100083； 2.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083)

有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培基質(zhì)配方的研究是未來(lái)無(wú)土栽培基質(zhì)配方研究新的熱點(diǎn)。在總結(jié)前人基質(zhì)配方基礎(chǔ)上，將草炭、草木灰、枯落物、腐殖質(zhì)按照一定的體積比進(jìn)行混合并加入適量聚丙烯酰胺型小顆粒保水劑作為栽培基質(zhì)來(lái)代替土壤，配制出4種有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培基質(zhì)。加入基肥后，用披堿草(Elymusdahuricus)作為試驗(yàn)?zāi)敛?，篩選出最適宜披堿草生長(zhǎng)的有機(jī)生態(tài)型無(wú)土綠化栽培基質(zhì)，也為新型的無(wú)土栽培基質(zhì)配方的研究提供理論依據(jù)。披堿草苗期階段各項(xiàng)結(jié)果表明，有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)在滿足理想基質(zhì)的要求下，營(yíng)養(yǎng)成分含量越高對(duì)植株苗期的生長(zhǎng)越有利。披堿草出苗率與基質(zhì)的物理性質(zhì)關(guān)系密切，而與基質(zhì)中的養(yǎng)分配比關(guān)系不大。綠化基質(zhì)材料腐殖質(zhì)、枯樹葉、草木灰體積比為6∶2∶2的A3基質(zhì)是4種基質(zhì)里面最具有優(yōu)勢(shì)的基質(zhì)配比。

無(wú)土栽培基質(zhì)；披堿草；綠化基質(zhì)

目前，無(wú)土栽培廣泛的應(yīng)用于瓜果、蔬菜、草坪草等各個(gè)領(lǐng)域[1-5]。有關(guān)無(wú)土栽培基質(zhì)已有較多的研究，但是這些研究多數(shù)針對(duì)的基質(zhì)是普通的無(wú)土栽培基質(zhì)加營(yíng)養(yǎng)液，而對(duì)有機(jī)生態(tài)型無(wú)土綠化基質(zhì)在植草上的應(yīng)用研究還很少有報(bào)道。披堿草屬植物，因其具有多年生、營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)繁茂、粗蛋白質(zhì)含量高、極強(qiáng)的耐瘠薄性和易種植等特點(diǎn)，被作為優(yōu)質(zhì)牧草廣泛栽培[6]。因此選取了較為常見(jiàn)的基質(zhì)材料如枯落物、腐殖質(zhì)等，按照一定體積、質(zhì)量比例混合來(lái)制成有機(jī)生態(tài)型無(wú)土綠化基質(zhì)，在其上撒播披堿草草種。通過(guò)不同基質(zhì)對(duì)草種的生長(zhǎng)、生理指標(biāo)的影響分析[7-8]，探索基質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)元素與環(huán)境對(duì)草的生長(zhǎng)效果，為適合披堿草生長(zhǎng)的無(wú)土綠化基質(zhì)材料篩選與人工合成提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料 試驗(yàn)草種為披堿草(Elymusdahuricus)；基質(zhì)為草炭(由北京市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供)、腐殖質(zhì)(取自北京西山林場(chǎng)松樹林的林下)、枯落物(取自西山林場(chǎng)的楓樹林下，未經(jīng)腐熟、曬干后處理為直徑0.5～3.0 cm的碎塊)和草木灰(為西山林場(chǎng)草類植物燃燒后自制的草木灰)；保水劑由北京漢力淼新技術(shù)有限公司提供?；视呻u糞、磷酸二銨、硫酸鉀組成；基帶材料為砂布(上)+無(wú)紡布(下)；植生帶規(guī)格為23.5 cm×21 cm×2 cm。所有處理的肥料、保水劑和基帶材料均相同，不同處理的綠化基質(zhì)配方見(jiàn)表1。

1.2試驗(yàn)方法 將單一基質(zhì)按一定體積比混勻后，制成4種栽培基質(zhì)，并配一定量的基肥裝入做成的基帶中，然后封口、標(biāo)記[6]。栽培基質(zhì)組成及體積比見(jiàn)表1。每種基質(zhì)重復(fù)6次，共24個(gè)基帶。

1.3播種及播后管理 2007年6月29日在北京西山林場(chǎng)牡丹園的溫室播種，披堿草播種量30 g/m2[9]。

植生帶制作：鋪好底層無(wú)紡布，按照植生帶規(guī)格鋪好無(wú)土基質(zhì)材料，散播時(shí)先均勻散種子于基質(zhì)表層，然后在表層覆一層基質(zhì)覆蓋種子，用紗布覆蓋上層，最后縫制成具有基質(zhì)、種子的植生帶。

為防止和土壤接觸，選用鋼絲網(wǎng)坪床架空植生帶，以防止根系與地表土壤接觸。溫度、水分是決定草種出苗率高低的兩大重要因素，因此播種后應(yīng)定期適量地噴水，使基質(zhì)保持濕潤(rùn)狀態(tài)。出苗后，每隔7 d澆一次水，并進(jìn)行生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.4測(cè)定項(xiàng)目及分析方法

1.4.1基質(zhì)物理性質(zhì) 容重、總孔隙度、通氣孔隙度的測(cè)定采用飽和浸提法；基質(zhì)EC值采用電導(dǎo)率法測(cè)定；pH值采用電位法測(cè)定[10]。

表1 綠化基質(zhì)配方處理

1.4.2基質(zhì)養(yǎng)分含量 全氮采用凱氏定氮法測(cè)定；全磷采用碳酸鈉堿熔-鉬銻抗比色法法測(cè)定；全鉀采用NaOH熔融-火焰光度法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀溶液法測(cè)定[10]。

1.4.3其他指標(biāo) 播種15 d后測(cè)定不同基質(zhì)上的出苗率；栽培50 d后測(cè)定株高、葉長(zhǎng)、葉寬、分蘗數(shù)、蓋度、根長(zhǎng)和生物量等指標(biāo)，植被蓋度采用蓋度框法進(jìn)行測(cè)定，蓋度框規(guī)格為23.5 cm×21 cm。

1.4.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析方法 采用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)不同基質(zhì)處理下披堿草的生長(zhǎng)(或生理)指標(biāo)的顯著性進(jìn)行方差分析，對(duì)不同處理間差異顯著情況進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1基質(zhì)的理化性質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)成分分析

2.1.1基質(zhì)理化性質(zhì)分析 4種基質(zhì)的理化性質(zhì)基本達(dá)到理想基質(zhì)要求(表2)，其中孔隙度是反映基質(zhì)“水、氣”平衡關(guān)系的指標(biāo)，除A1基質(zhì)外，其他3個(gè)基質(zhì)的總孔隙度都在理想基質(zhì)的范圍內(nèi)(總孔隙度大于75%)。其中，通氣孔隙度均能滿足理想基質(zhì)的要求(通氣孔隙度大于15%)[9]，而持水孔隙除A4基質(zhì)能滿足理想基質(zhì)(大于60%)的要求外，其他三者均小于該值[11]；對(duì)于容重[11]，A3基質(zhì)的容重最大，為0.41 g/m3，略高于A2、A1，A4基質(zhì)的容重最小，為0.22 g/m3；EC值則是反映基質(zhì)中可溶性鹽分含量的指標(biāo)[12]，EC值過(guò)高易燒苗，過(guò)低則易引起生長(zhǎng)不良，4種基質(zhì)的pH值和EC值都在理想基質(zhì)范圍內(nèi)。

表2 不同綠化基質(zhì)的理化性質(zhì)

2.1.2基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分分析 A3基質(zhì)全氮含量最高約為其他處理的3倍左右；A2、A3、A4基質(zhì)中全磷、全鉀含量基本相等，約為A1全磷含量的2.5倍；A2、A3基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量約為A1、A4的2倍(表3)。從養(yǎng)分含量來(lái)看，A1基質(zhì)最低，而A2、A3基質(zhì)最好。

表3 不同綠化基質(zhì)的養(yǎng)分含量分析

2.2基質(zhì)對(duì)披堿草出苗率的影響 種子萌發(fā)需要充足的水分、足夠的氧氣和適宜的溫度，對(duì)于基質(zhì)而言，疏松、透氣性好、保溫性好的基質(zhì)最有利于種子萌發(fā)，因此出苗率也是判別基質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一。播種后第15天不同基質(zhì)上的出苗率除了A1基質(zhì)較低(50.3%)外，其余基質(zhì)出苗率均高于70%(A2、A3為71.6% ，A4為72.3%)，但A2、A3、A4各基質(zhì)上的植株出苗率差異不顯著(P>0.05)。A2、A3、A4基質(zhì)上的種子出苗率較高，可能是由于這3種基質(zhì)材料的透氣性、保溫性比A1基質(zhì)材料更適宜披堿草種子萌發(fā)，A1基質(zhì)材料可能因其持水空隙度低引起其保溫性較差。

表4 不同基質(zhì)處理對(duì)披堿草出苗率的影響

注:同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3不同基質(zhì)對(duì)披堿草植株生物量的影響 幼苗的生物量可反映基質(zhì)環(huán)境對(duì)種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的影響，證明基質(zhì)對(duì)種子生長(zhǎng)環(huán)境的基本滿足程度。以披堿草在4種基質(zhì)中全部樣方為測(cè)量對(duì)象，測(cè)定其植株鮮質(zhì)量及干質(zhì)量(表5)。

從不同配比基質(zhì)對(duì)植株生物量的影響來(lái)看，A1、A2、A3和A4基質(zhì)上的植株生物量鮮質(zhì)量依次是18.35、13.82、30.65和21.72 g，生物量干質(zhì)量依次為3.41、2.02、5.45和4.04 g。顯然，A3基質(zhì)上的植株生物量鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均最高，且顯著高于A1、A2、A4基質(zhì)上的生物量(P<0.05)，A4次之，A2的最小。

表5 不同綠化基質(zhì)處理下披堿草各生長(zhǎng)指標(biāo)均值

注：同一列中數(shù)值標(biāo)注不同字母表示用LSD多重比較法分析得出的不同處理間差異顯著(P<0.05)。

2.4不同基質(zhì)對(duì)披堿草生長(zhǎng)的影響 選取栽培50 d后各個(gè)基質(zhì)上披堿草的株高、葉長(zhǎng)、葉寬、分蘗數(shù)、蓋度等生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行分析，綜合評(píng)價(jià)不同基質(zhì)對(duì)種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的影響，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

A1、A2、A3、A4基質(zhì)上的株高和葉長(zhǎng)的順序均依次為A3>A4>A1>A2，且A3基質(zhì)上的株高顯著高于其他基質(zhì)上的株高(P<0.05)，除A1、A2基質(zhì)上的株高無(wú)顯著差異外(P>0.05)，其他基質(zhì)彼此間差異顯著(P<0.05)，A1、A2、A4基質(zhì)上的葉長(zhǎng)彼此間無(wú)顯著性差異。A1、A2、A3、A4基質(zhì)上的平均葉寬分別是0.251、0.243、0.368和0.243 cm，且A3基質(zhì)上的葉寬顯著優(yōu)于其他基質(zhì)上的葉寬(P<0.05)，A1、A2、A4基質(zhì)上和A3、A4其質(zhì)上的葉寬彼此間差異不顯著(P>0.05)。 A1、A2、A3、A4基質(zhì)上的分蘗數(shù)表現(xiàn)為A4>A3>A1>A2，多重比較表明，A4基質(zhì)上的植株分蘗情況最好，顯著高于A2基質(zhì)(P<0.05)，但與A1、A3無(wú)顯著差異(P>0.05)， A1、A2、A3基質(zhì)上的分蘗數(shù)差異不顯著(P>0.05)。A1、A2、A3和A4基質(zhì)上的平均蓋度分別為10.00%、24.78%、28.10%、22.12%， A3基質(zhì)上的蓋度最大，且顯著高于A1基質(zhì)(P<0.05)，但A2、A3、A4彼此間無(wú)顯著差異(P>0.05)(表5)。

從各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)的觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，與其他基質(zhì)相比，A3基質(zhì)對(duì)于披堿草的種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)具有最好的效果。

2.5基質(zhì)對(duì)披堿草各徑級(jí)根參數(shù)的影響 根系是植物吸收、轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要器官，對(duì)地上部的生長(zhǎng)、形態(tài)建成具有重要作用。根表面積大小反映了植物根系與基質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及水分交換能力的大小。根系生長(zhǎng)的好壞會(huì)直接影響到地上部分的產(chǎn)量和植物水土保持的能力。其中，毛細(xì)根對(duì)養(yǎng)分的吸收起到了極其重要的作用[13]。不同基質(zhì)對(duì)幼苗根系的發(fā)育產(chǎn)生了明顯的影響，生長(zhǎng)在4種綠化基質(zhì)上的披堿草植株根系徑級(jí)都集中在0.1～5.0 mm，A3基質(zhì)除在1.0～5.0 mm徑級(jí)上根長(zhǎng)小于A4外，其他各項(xiàng)指標(biāo)均大于其他各基質(zhì)(表6)。從總體走勢(shì)來(lái)看，總根長(zhǎng)、總表面積、總體積均呈現(xiàn)出A3>A4>A1>A2的規(guī)律，說(shuō)明A3基質(zhì)較其他基質(zhì)更有利于幼苗的根系發(fā)育，其結(jié)果與對(duì)生物量的影響相一致(表7)。

3 結(jié)論

有機(jī)生態(tài)型綠色基質(zhì)在滿足理想基質(zhì)的要求下，營(yíng)養(yǎng)成分越高對(duì)植株的生長(zhǎng)越有利。4種有機(jī)生態(tài)型綠色基質(zhì)的配方各指標(biāo)，除A1外,其他各基質(zhì)基本符合理想基質(zhì)要求，其中A4配方完全符合理想基質(zhì)要求，A2、A3基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分高于其他2組。披堿草在A3基質(zhì)上苗期的各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)總體上優(yōu)于其他試驗(yàn)基質(zhì)，與其他處理差異性顯著。

表6 不同基質(zhì)處理披堿草各徑級(jí)根參數(shù)

表7 不同基質(zhì)處理披堿草各徑級(jí)總參數(shù)

披堿草出苗率與基質(zhì)的物理性質(zhì)關(guān)系密切，而與基質(zhì)中的養(yǎng)分配比關(guān)系不大。

A3配方是4種基質(zhì)配方中對(duì)披堿草苗期生長(zhǎng)最具優(yōu)勢(shì)的基質(zhì)配方。通過(guò)披堿草在4種基質(zhì)上苗期的生物量、根系、株高、葉長(zhǎng)、葉寬、分蘗數(shù)、蓋度、生物量等各個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)綜合分析可以得出A3基質(zhì)最有利于披堿草的生長(zhǎng)，依次是A4、A1、A2基質(zhì)。

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Effectofeco-organicsoillessmatrixonthegrowthofElymusdahuricusattheseedlingstage

YUE Zheng-wen1, WANG Hong-liu2, YANG Hao1, WANG Bai-tian1

(1.College of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2.Grassland Resource and Ecology Laboratory, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

The formula of eco-organic soilless matrix for cultivation is the focus of formula of soilless matrix for cultivation in the future. Based on previous studies, the new four formulas were constructed by combining the peat, plant ash, litter, humus and appropriate amount of small particles of poly to a certain volume ratio to substitute for soil cultivation in this study. This study not only screened out the most suitable formula of eco-organic soilless matrix forE.dahuricusgrowth at its seedling stage by adding basic manure into four eco-organic soilless matrixes, but also provides a basis theory for the formulation. The results of this study showed that the higher nutrient content benefited seedling growth ofE.dahuricuswhen the eco-organic soilless matrix met the requirements of an ideal matrix. The emergence ofE.dahuricuswas closely related to the physical property of the matrix, but was not related to nutrient composition of the matrix. This study showed that A3 matrix was best eco-organic soilless matrix for cultivation, in which the ratio of humus, litter and plant ash was 6∶2∶2.

soilless cultivation matrix;Elymusdahuricus; green matrix

S543+904；Q945.3

A

1001-0629(2011)01-0131-04

2010-03-15 接受日期：2010-06-24

國(guó)家科技支撐專題研究資助項(xiàng)目(2006BAD03A0301)

岳征文(1982-)，男,內(nèi)蒙古赤峰人，在讀博士生，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境工程。

E-mail:yuezhengwen@163.com

王百田 E-mail:wbaitian@bjfu.edu.cn