鐵皮石斛栽培廢料和菇渣配制基質(zhì)對草莓生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

馬義勝，洪春來，王衛(wèi)平，姚燕來，朱鳳香，陳曉旸，薛智勇，*

(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，浙江 臨安 311300；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

隨著草莓產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)很多草莓種植區(qū)由于多年連續(xù)種植而導(dǎo)致連作障礙[1-2]，土傳病害[3]等問題日益突出，嚴(yán)重阻礙了草莓產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。開發(fā)新型的草莓栽培基質(zhì)不但可以避免草莓出現(xiàn)連作障礙和土傳病害[4]，還可以改善草莓根系的生長環(huán)境，提高草莓的品質(zhì)。但至今，針對作物栽培基質(zhì)的研究主要集中在蔬菜[5-6]、花卉苗木上[7-9]，對草莓栽培基質(zhì)的研究相對較少。

隨著農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)量不斷增加，農(nóng)業(yè)廢棄物的排放量也日益增長。我國食用菌產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的75.0%以上[10]，食用菌的大規(guī)模種植產(chǎn)生了大量菇渣廢料，處理不當(dāng)會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；同時，菇渣中含有有機(jī)物、多種礦物元素，以及食用菌菌體蛋白等豐富的營養(yǎng)元素[11]，是一種寶貴的農(nóng)業(yè)資源。鐵皮石斛被譽(yù)為中華九大仙草之首，近年來栽培面積快速增加，尤其是最近5年在浙江、云南、廣西等地得到迅猛發(fā)展[12-13]，僅浙江省2015年的鐵皮石斛栽培面積就超過了1 000 hm2，產(chǎn)值超40億元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。目前，鐵皮石斛還是以人工基質(zhì)栽培為主，栽培基質(zhì)主要由樹皮等材料組成。因栽培基質(zhì)常年保持濕潤，樹皮容易腐爛，生產(chǎn)上一般4 a以后就需要更新鐵皮石斛栽培基質(zhì)。隨著鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，鐵皮石斛栽培廢料的產(chǎn)生量也越來越多。因此，探尋鐵皮石斛栽培廢料的合理利用途徑，對于促進(jìn)鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有積極意義。

本研究以鐵皮石斛栽培廢料和菇渣為主要原料，研發(fā)草莓栽培基質(zhì)，不僅可以變廢為寶，提高農(nóng)業(yè)資源的循環(huán)利用率，還可以促進(jìn)草莓現(xiàn)代化設(shè)施栽培，特別是對推動草莓立體栽培[14]產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，有望發(fā)揮明顯的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時間及地點(diǎn)

試驗(yàn)于2016年9月—2017年5月在浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院楊渡科研創(chuàng)新基地草莓栽培試驗(yàn)大棚中進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

供試草莓品種為浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所育成的新品種越心[15]。供試栽培基質(zhì)原料：菇渣(MR)，來源于麗水市菌菇生產(chǎn)基地；鐵皮石斛栽培廢料(DOCW)，來源于杭州市建德鐵皮石斛種植基地?；|(zhì)中添加的土壤為取自杭州下沙農(nóng)田、并晾置1 a以上的小粉土。試驗(yàn)用好氧高溫堆肥發(fā)酵腐熟的蠶沙，購自湖州宏泉生物科技有限公司。各原料理化性質(zhì)詳見表1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

所有有機(jī)基質(zhì)原材料經(jīng)高溫堆肥無害化處理后，按不同體積比配制。由于有機(jī)組分容重較低，為了提高固持效果，添加部分土壤作為固定組分。設(shè)計5種復(fù)合栽培基質(zhì)： H1，80% MR+20%土；H2，60% MR+20% DOCW +20%土；H3，40% MR+40% DOCW +20%土；H4，20% MR+60% DOCW +20%土；H5，80% DOCW+BD， Bulk density; TPor， Total porosity; EC， Electrical conductivity; OC， organic carbon; TN， Total nitrogen; AN， Available nitrogen; AP， Available phosphorus; AK， Available potassium. The same as below.

表1 不同原料的理化性狀

BD，容重；TPor，總孔隙度；EC，電導(dǎo)率；OC，有機(jī)碳；TN，全氮；AN，堿解氮；AP，有效磷；AK，速效鉀。下同。

20%土。以100% MR(CK1)和100% DOCW(CK2)作為對照。采用規(guī)格為15.5 cm×25.0 cm×18.8 cm(底直徑×上口直徑×高度)的塑料盆種植草莓，挑選長勢基本一致的草莓苗，每盆定植3株，每個配方栽種8盆。在草莓盆栽試驗(yàn)的每個配方基質(zhì)內(nèi)均添加6%的蠶沙有機(jī)肥作為基肥。在草莓的整個生長期內(nèi)，每隔20 d澆灌一次500 mL稀釋800倍的大量元素水溶肥(N-P2O5-K2O，12%-2%-14%)，以滿足草莓生長的營養(yǎng)需求。草莓開花期通過放養(yǎng)蜜蜂提高草莓授粉率。

1.4 指標(biāo)測定

植株農(nóng)藝性狀考查。定植40 d后，每個處理隨機(jī)選取6株草莓苗，用直尺測量葉柄基部至最長葉片的自然高度作為株高，用游標(biāo)卡尺測量根莖部直徑作為莖粗，選取心葉外側(cè)第2片展開的功能葉，測量其葉柄長度、葉柄粗和復(fù)葉中央小葉的長和寬，以長×寬×0.73計算葉面積。

草莓產(chǎn)量及品質(zhì)測定。每個處理選取植株18株，從草莓始果期至次年3月底，每隔5 d采收成熟的草莓果實(shí)，測算單株平均產(chǎn)量，最后累計單株總產(chǎn)量。參照NY/T 2637—2014，用手持折射儀(ATAGO PAL-1)測定草莓果實(shí)可溶性固形物含量；參照NY/T 2742—2015，用3，5-二硝基水楊酸比色法測定可溶性糖含量；參照GB 5509.86—2016，用2，6-二氯靛酚滴定法測定維生素C(VC)含量，酸堿滴定法[16]測定可滴定酸含量。

基質(zhì)理化性質(zhì)測定，參照《土壤農(nóng)化分析》[16]中的方法。用環(huán)刀法測定土壤容重和孔隙度，用電導(dǎo)率儀(DDB-303A)測定電導(dǎo)率，pH計(PHS-25型)測定土壤pH，重鉻酸鉀外加熱法測定土壤有機(jī)碳含量，濃H2SO4-H2O2消煮后測定土壤全氮，堿解擴(kuò)散法測定土壤堿解氮含量，NaHCO3浸提—紫外分光光度法測定土壤有效磷含量，乙酸銨浸提—火焰光度法測定土壤速效鉀含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、圖表繪制，用SPSS 18進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)的理化性質(zhì)比較

基質(zhì)的固、液、氣三相比例間接地影響植物根系的生長發(fā)育和對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，可通過基質(zhì)的容重、孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙來衡量。從表2可以看出，CK1和CK2的容重較小，其中，CK2的容重最小，僅為0.26 g·cm-3。在H1～H5中，因?yàn)樘砑恿?0%的土，容重有所提高，且隨著DOCW比例的增加，容重有減小的趨勢?；|(zhì)總孔隙度、通氣孔隙都以CK2最大，CK1的總孔隙度與CK2無顯著差異，H1～H5的總孔隙度隨著鐵皮石斛栽培廢料的比例增加呈增大趨勢，但差異并不顯著，這可能是由于選配的兩種原料本身的總孔隙度差異不顯著所致。

由表3可知，供試的配方基質(zhì)均呈弱堿性，其中，H5的pH值最小，為7.31。電導(dǎo)率以CK2、CK1最高，分別為1.11、1.09 mS·cm-1，H1～H5的電導(dǎo)率均顯著(P<0.05)降低。CK1中全氮、堿解氮、有效磷含量等養(yǎng)分指標(biāo)均顯著(P<0.05)高于其他配方基質(zhì)，而CK2中有機(jī)碳和速效鉀的含量均顯著(P<0.05)高于其他配方基質(zhì)，這與兩種廢料本身的理化特性有關(guān)。與一般的草莓土壤栽培相比，H1～H5中各營養(yǎng)元素含量均衡適宜，可為移栽后草莓的生長發(fā)育提供適宜的根系生長環(huán)境和良好的營養(yǎng)基礎(chǔ)。

表2 不同基質(zhì)的物理性質(zhì)

同列數(shù)據(jù)后無相同小字母的表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Values within a column followed without the same letters indicated significant difference atP<0.05. The same as below.

表3 不同基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

2.2 不同基質(zhì)對草莓植株生長的影響

由表4可以看出，草莓苗定植40 d后，H1處理的草莓苗株高比CK2高29%，差異顯著(P<0.05)，但與CK1、H2、H5無顯著差異。H1～H5處理的草莓植株的葉柄長無顯著差異，但均顯著(P<0.05)長于CK1、CK2。CK1、H1、H2、H3、H4處理的葉面積無顯著差異，均顯著(P<0.05)高于H5。H1、CK1處理的莖粗顯著(P<0.05)大于H5、CK2，但與H2、H3、H4之間的差異不顯著。H1處理的葉柄粗最大，而CK2最小，兩者差異顯著(P<0.05)，但二者分別與其他處理相比差異均不顯著。綜合來看，H1的各項指標(biāo)最高，這可能和菇渣中氮元素含量較高有關(guān)。

2.3 不同基質(zhì)對草莓產(chǎn)量的影響

從圖1可以看出，H1～H5處理的單株總產(chǎn)量顯著(P<0.05)高于CK1、CK2，且以H5的單株總產(chǎn)量最高。用純菇渣或純鐵皮石斛栽培廢料作為草莓栽培基質(zhì)時，草莓產(chǎn)量并不理想，但復(fù)配后的基質(zhì)可以提高草莓單株總產(chǎn)量。這可能是因?yàn)閺?fù)配后的基質(zhì)理化性狀更均衡，營養(yǎng)更豐富，更加適宜草莓生長及開花結(jié)果。

表4 不同基質(zhì)對草莓植株生長的影響

不同處理間沒有相同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)。Bars marked without the same letters indicated significant difference at P<0.05.圖1 不同基質(zhì)處理的草莓單株總產(chǎn)量Fig.1 Total yield per plant of strawberry under different cultivation substrates

2.4 不同基質(zhì)對草莓果實(shí)品質(zhì)的影響

如表5所示，可溶性固形物含量以H5最高，顯著(P<0.05)高于除CK2外的其他處理。維生素C的含量同樣以H5最高，且顯著(P<0.05)高于其他所有配方?？扇苄蕴呛客瑯右訦5最高，且顯著(P<0.05)高于其他所有配方。H1、H3、H4的可溶性糖含量顯著(P<0.05)低于CK1、CK2?？傻味ㄋ岷恳訦2最高，且顯著(P<0.05)高于其他所有配方，H4最低，僅為0.74%，顯著(P<0.05)低于其他處理，H5的可滴定酸含量適中。固酸比以H5最高，且顯著(P<0.05)高于H1、H2、H3。綜上，H5處理的草莓果實(shí)綜合品質(zhì)相對較好。

表5 不同基質(zhì)對草莓果實(shí)品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

栽培基質(zhì)的主要功能是固定植物，調(diào)節(jié)供氧、供水，以及養(yǎng)分供應(yīng)，栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)將直接影響植物根系的生長環(huán)境和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)運(yùn)[17-18]。不同來源的基質(zhì)原料理化性質(zhì)差異很大，只有根據(jù)草莓生長需求進(jìn)行合理配比才能發(fā)揮栽培基質(zhì)的良好作用。本試驗(yàn)選用的基質(zhì)原料中，菇渣顆粒較小，而鐵皮石斛栽培廢料顆粒較大，將其按不同比例配制成草莓栽培基質(zhì)，可以很好地協(xié)調(diào)基質(zhì)的透氣性和保水性，更有利于草莓植株的生長。但菇渣和鐵皮石斛栽培廢料的容重太小，不利于基質(zhì)對草莓的固持，添加20%的土可以有效地改善復(fù)配基質(zhì)容重小的問題，但會整體降低基質(zhì)的總孔隙度，因此，栽培基質(zhì)容重的調(diào)節(jié)應(yīng)與原料理化性質(zhì)及草莓生長條件綜合考慮，以確定土壤的最適宜添加量。

本研究結(jié)果表明，菇渣比例高的配方草莓植株生長相對較好，這是因?yàn)樵囼?yàn)用菇渣的含氮量較高。這與李飄飄等[19]研究菇渣和水苔復(fù)合基質(zhì)對草莓植株生長的影響結(jié)果基本一致，但與趙荷娟等[20]利用雙孢蘑菇菌渣和泥炭為主要原料、研究復(fù)配基質(zhì)對草莓植株生長的影響結(jié)果不一致，這可能與菇渣的種類及特性不同有關(guān)。從草莓果實(shí)品質(zhì)來看，配方H5、CK2在可溶性固形物、可溶性糖、固酸比方面均優(yōu)于其他配方，這兩者中鐵皮石斛栽培廢料的比例分別是80%和100%，這可能與鐵皮石斛栽培廢料中鉀含量較高有關(guān)。李姣清等[21]的研究結(jié)果表明，鉀素營養(yǎng)可以增加草莓果實(shí)中可溶性糖含量并提高草莓的綜合品質(zhì)。另外，鐵皮石斛栽培廢料經(jīng)過多年的礦化降解，其腐殖酸含量較高，可能對此也有一定作用。已有研究證明，腐殖酸對于提高作物及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)具有明顯的促進(jìn)作用[22]。

綜上所述，本試驗(yàn)以菇渣和鐵皮石斛栽培廢料為主要原料，研制不同配比的草莓栽培基質(zhì)配方，其中，配方H5栽培的草莓產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)等綜合表現(xiàn)最佳，適宜作為優(yōu)選栽培基質(zhì)在草莓生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。