不同葡萄盆栽基質(zhì)的特性及其對(duì)植株生長(zhǎng)的影響

金 莉，宿福園，李長(zhǎng)林，裴 忺，姚延興，王 燕，陳衛(wèi)東，楊守坤

(武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林業(yè)果樹研究所，武漢市設(shè)施果樹工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430000)

【研究意義】葡萄(VitisviniferaL.)是葡萄科(Vitaceae)葡萄屬(VitisL.)多年生落葉木質(zhì)藤本植物，具有結(jié)果早、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、觀賞性強(qiáng)等特點(diǎn)，還能在樹體發(fā)芽、開花、結(jié)果的過(guò)程中體驗(yàn)到勞作、科普的樂趣，是現(xiàn)代家居盆栽的首選樹種之一。但是，由于葡萄需肥量大[1]，一般的土壤很難滿足其生長(zhǎng)需求，有研究表明，栽培土壤在長(zhǎng)期無(wú)雨水淋溶狀態(tài)下，土壤的生態(tài)環(huán)境容易惡化，主要表現(xiàn)為土壤鹽漬化、土壤酸化、土傳病加重、土壤養(yǎng)分平衡失調(diào)和微量元素缺乏等[2-3]，且?guī)烈圃缘募竟?jié)限制性強(qiáng)、運(yùn)輸較困難，這些都極大地限制了葡萄盆栽產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。輕型基質(zhì)栽培能較好提供樹體所需營(yíng)養(yǎng)，且避免土壤栽培重、臟、病蟲害嚴(yán)重等問題[4]。而基質(zhì)是栽培成功與否的關(guān)鍵[5]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前，葡萄盆栽基質(zhì)方面的研究較少，特別是對(duì)可循環(huán)型有機(jī)質(zhì)在葡萄生產(chǎn)上應(yīng)用的系統(tǒng)研究還不多。【本研究切入點(diǎn)】本研究通過(guò)比較不同農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)的理化性質(zhì)，進(jìn)而篩選出適合葡萄盆栽的基質(zhì)，對(duì)于加快農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用、完善葡萄盆栽技術(shù)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)循環(huán)再利用及葡萄盆栽產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本試驗(yàn)將腐熟的菇渣、蛭石、椰糠以不同體積比配成葡萄盆栽基質(zhì)，研究不同成分及配比對(duì)盆栽葡萄生長(zhǎng)的影響，以期篩選出適宜葡萄盆栽的最佳基質(zhì)成分及配方，為資源化利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物進(jìn)行葡萄盆栽生產(chǎn)提供技術(shù)保障。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于湖北省武漢市黃陂區(qū)武漢市林業(yè)果樹科學(xué)研究所的葡萄基地，該處地理位置為113°41′～115°05′，北緯29°58′～31°22′，18～25 m。屬于亞熱帶季風(fēng)性氣候，年平均氣溫16.2～16.7 ℃，平均日照數(shù)1976 h，極端最高氣溫39.6 ℃，極端最低氣溫-12.9 ℃，無(wú)霜期237～271 d，年降雨量1140～1265 mm。土壤為砂土型灰潮土，pH值為6.78。

1.2 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)以葡萄藤稔品種(Vitisvinifera×V.labrusca‘Fujiminori’)1年生扦插苗為試驗(yàn)材料。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)8個(gè)處理：處理1為對(duì)照(Control)不添加任何基質(zhì)的園土；處理2～8的基質(zhì)由園土、蛭石、椰糠、菇渣按不同體積比混合配制，其中處理2(P1)為園土∶蛭石為5∶1，處理3(P2)為園土∶蛭石∶椰糠為4∶1∶1，處理4(P3)為園土∶菇渣∶蛭石∶椰糠為3∶1∶1∶1，處理5(P4)為園土∶菇渣∶蛭石∶椰糠為2∶2∶1∶1，處理6(P5)為園土∶菇渣∶蛭石∶椰糠為1∶3∶1∶1，處理7(P6)為菇渣∶蛭石∶椰糠為4∶1∶1，處理8(P7)為菇渣∶蛭石為5∶1。

各處理均設(shè)置5個(gè)重復(fù)(即5盆，每盆1株葡萄苗)。基質(zhì)配比完成后，測(cè)定不同處理基質(zhì)的理化性質(zhì)，主要包括有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、有效鉀。植株發(fā)芽后，每月測(cè)量植株地徑、新梢生長(zhǎng)量和新梢第二節(jié)間直徑等植株生長(zhǎng)指標(biāo)。植株落葉后，再次測(cè)定不同處理基質(zhì)的理化性質(zhì)、微生物含量及植株的根系。

1.4 栽培方式

采用60 cm直徑的塑料容器。2016年5月上旬進(jìn)行植株種植上盆。定植前，選取生長(zhǎng)狀況良好、整齊一致的苗木，并對(duì)苗木根系進(jìn)行修剪，保證根系大小基本一致。苗木全生長(zhǎng)期避雨栽培，不另施其它肥料，常規(guī)灌溉、除草管理。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.5.1 盆栽葡萄生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 定植后，每間隔1月，利用卷尺和游標(biāo)卡尺分別測(cè)定新梢生長(zhǎng)量和植株地徑、新梢第二節(jié)間直徑。

1.5.2 基質(zhì)理化性質(zhì)測(cè)定 有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法；銨態(tài)氮采用氯化鉀浸提苯酚比色法；硝態(tài)氮采用氯化鉀浸提稀硫酸紫外比色；有效磷采用碳酸氫鈉浸提鉬銻抗比色法；有效鉀采用醋酸銨浸提火焰光度計(jì)法；pH、EC值采用飽和浸提法；毛管孔隙度等物理性狀采用環(huán)刀法。

1.5.3 基質(zhì)微生物測(cè)定 根際微生物數(shù)量采用固體平板法進(jìn)行分離測(cè)定。真菌、放線菌分別用馬丁氏培養(yǎng)基、改良高氏一號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng)，稀釋平板法計(jì)數(shù)。細(xì)菌在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)計(jì)數(shù)。

1.5.4 根系特征測(cè)定 植株落葉后，取整株根樣，去除土塊后，在水中、沖洗，得到根的樣品。使用EPSON Perfection V700 Photo掃描儀對(duì)根樣進(jìn)行掃描，用RHIZO 2012根系分析軟件進(jìn)行分析，取得根系的各項(xiàng)特征參數(shù)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2003整理作圖并進(jìn)行SPSS分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)對(duì)盆栽葡萄生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

從表1可以看出，不同基質(zhì)配比對(duì)盆栽葡萄地徑的影響差異不顯著。7個(gè)處理中，除P2處理外，其他處理的地徑生長(zhǎng)量都較Control大，以P3生長(zhǎng)最為明顯，達(dá)到11.59 mm，P4次之，為11.516 mm，P5、P7也都達(dá)到11 mm以上，各處理地徑大小順序依次為：P3>P4>P7>P5>P1>CK>P6>P2。在新梢生長(zhǎng)量方面，P4和P6處理的生長(zhǎng)量均達(dá)到92 cm以上，顯著高于Control，各處理新梢生長(zhǎng)量的大小順序依次為：P6>P4>P5>P7>P1>P3>CK>P2。

表1 不同基質(zhì)配比對(duì)盆栽葡萄生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

在新梢直徑方面，各處理與對(duì)照差異不顯著。除P2外，其他處理的生長(zhǎng)量都大于CK，其中P5處理的生長(zhǎng)量最大，達(dá)到9.73 mm，其次為P4處理，為8.75 mm，各處理新梢直徑的大小順序依次為：P5>P4>P7>P6>P3>CK>P1>P2。綜合生長(zhǎng)量各指標(biāo)來(lái)看，P4、P5、P6、P7處理基質(zhì)對(duì)葡萄生長(zhǎng)效果較好，P2處理的效果較差。

2.2 不同基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)元素分析

由表2可以看出，種植前，除P2處理外，P1、P3、P4、P5、P6、 P7處理基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)、磷含量均依次呈增加趨勢(shì)， P4、P5、P6、P7處理的有機(jī)質(zhì)顯著高于Control，分別是Control的3.89、4.35、9.58和11.71倍；P5、P6、P7的磷顯著高于Control，分別是38.85、71.37和99.17倍；P1、P3、P4、P5、P6、P7處理基質(zhì)的鉀和銨態(tài)氮含量依次是先升高后降低，P4、P5、P6、P7都顯著高于Control，尤以P6的最高，P6的鉀和銨態(tài)氮含量分別是Control的28.28和9.62倍；在硝態(tài)氮含量方面，除P2處理外其余各處理也呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，且P4、P5、P6、P7處理顯著高于control，P6、P7分別是Control的10.00和10.28倍。種植后，P5、P6、P7處理的有機(jī)質(zhì)含量均高于Control，且差異顯著；P3、P4、P5、P6、P7處理的含磷量也顯著高于Control；P4、P5、P6、P7的含鉀量顯著高于Control，其中P5最高，達(dá)到525.73 mg/kg；P3、P4、P5、P6、P7處理的銨態(tài)氮含量顯著高于Control，其中P6最高，達(dá)到46.32 mg/kg；P4、P5、P6、P7處理的硝態(tài)氮顯著高于Control，其中P5、P6、P7均達(dá)到120 mg/kg以上。

各處理種植前后對(duì)比來(lái)看，Control、P1、P2、P3處理的有機(jī)質(zhì)含量增加了2～3倍，P4、P5兩處理的變化不明顯，P6、P7兩處理卻降低了40 %～50 %；Control、P1、P2、P3處理的磷含量變化不明顯，而P4、P5兩處理在種植后磷含量變?yōu)榉N植前的1/2左右，P6處理變?yōu)榉N植前的1/4左右，P7處理變?yōu)榉N植前的1/6左右；從鉀含量變化來(lái)看，各處理都表現(xiàn)為定植后鉀含量明顯降低，Control降低了30 %左右，P1、P2、P3三個(gè)處理降低幅度在50 %左右，而P4、P5、P6、P7降低幅度較大，達(dá)到80 %以上，特別是P6和P7兩處理降低了90 %以上；從銨態(tài)氮含量來(lái)看，除Control在種植后較種植前銨態(tài)氮含量增加外，其余處理均降低了銨態(tài)氮含量，P4、P5、P6、P7的降低幅度最為明顯，為60 %左右，而P1、P2、P3的降低幅度為30 %～40 %；各處理定植后均降低了硝態(tài)氮含量，降低幅度都在50 %左右?？梢姡N植后營(yíng)養(yǎng)元素都出現(xiàn)了不同程度的降低。

綜合營(yíng)養(yǎng)元素含量來(lái)看，P5、P6兩處理的含量顯著最高；從種植前和種植后對(duì)比來(lái)看，由于P6、P7兩處理的營(yíng)養(yǎng)元素降幅最大，推測(cè)P6、P7的基質(zhì)配方更利于植物吸收營(yíng)養(yǎng)。

2.3 不同基質(zhì)配方的理化性質(zhì)分析

從表3可以看出，各處理的體積質(zhì)量為0.26～0.89 g/cm3，其中Control的體積質(zhì)量最大，P3、P4、P5、P6、P7的體積質(zhì)量顯著低于Control，P7最小，P6次之，分別較Control減少了74.16 %和70.79 %。各處理的非毛管孔隙度為0.43 %～3.40 %，差異不顯著，其中P7最高，P2、P3、P4、P6都為1.90 %左右，Control和P1均較小，低于0.50 %。P3的毛管孔隙度和總孔隙度均高于其他處理，且與Control差異顯著，而其他處理與Control差異均不顯著。在飽和持水量方面，各處理間無(wú)顯著差異性，而在毛管持水量方面，P6、P7顯著高于除P5外的其他處理，分別是Control的4.35和5.07倍。各處理基質(zhì)的EC值為0.19～0.62，其中以P7的EC值最大，P5處理次之，但均與Control無(wú)顯著差異。各處理均為堿性土，pH值為7.51～7.72，除P3外，其他處理的pH值都較Control有所增大，但差異不顯著。

表2 不同基質(zhì)配比對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的影響

表3 不同基質(zhì)配方的理化性質(zhì)

2.4 不同基質(zhì)配方的微生物含量分析

由表4可以看出，在細(xì)菌含量方面，P5處理顯著高于其余所有處理，達(dá)到23.00×106cfu·g-1，超過(guò)Control的2倍；在真菌含量方面，P3～P7都顯著高于Control，其中P4的真菌含量最大，為55.00×103cfu·g-1，是Control的7.17倍；在放線菌方面，P2～P7都顯著高于Control，其中P2和P5的含量最大，均為16.33×105cfu·g-1，是CK的7.01倍。

表4 不同基質(zhì)配方對(duì)微生物的影響

表5 不同基質(zhì)配比對(duì)盆栽葡萄根系特征的影響

2.5 不同基質(zhì)配比對(duì)盆栽葡萄根系特征的影響

從表5可以看出，P5處理的主根最長(zhǎng)，顯著大于Control和P1、P2、P3，但與P4、P6、P7差異不顯著；主根直徑全部差異不顯著；P6處理根總長(zhǎng)最大，為13880.91 cm，與其余處理差異均達(dá)顯著水平，約是CK的21倍；P6處理的總根表面積、總根體積和根尖數(shù)都最大，分別為3990.81、110.06和16426.33根，均與其余處理差異達(dá)顯著水平；P6的根系平均直徑最小，為1.46 mm，與Control、P1、P2、P3處理差異達(dá)顯著水平，是Control的37 %。

3 討 論

3.1 不同基質(zhì)成分對(duì)葡萄盆栽基質(zhì)特性的影響

盆栽植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分均來(lái)自于基質(zhì)，因此，基質(zhì)的養(yǎng)分含量、理化性質(zhì)等特性與植物生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育起著關(guān)鍵性作用。而基質(zhì)的特性隨其主要成分的不同而有較大差異。目前以菇渣為主要原料的基質(zhì)研究主要集中在菇渣與不同比例的其他成分，如椰糠、河沙、糞便等的混合物基質(zhì)在番茄、黃瓜、西瓜及辣椒等栽培中的應(yīng)用方面[6-9]。有研究認(rèn)為，菇渣可替代價(jià)格昂貴的草炭作為基質(zhì)的主要成分[10-11]。菇渣對(duì)果樹栽培影響的研究表明，菇渣堆肥能顯著增強(qiáng)蘋果盆栽土壤的吸水性和保水性[12]，還能使梨園土壤的體積質(zhì)量降低7.3 %～14.9 %、土壤孔隙度增加4.2 %～11.5 %，并顯著提高土壤微生物含量[13]。本研究主要分析了菇渣和椰糠兩種農(nóng)業(yè)有機(jī)固體廢棄物對(duì)葡萄盆栽的影響，與前人研究類似的是，菇渣能顯著降低基質(zhì)的體積質(zhì)量，且保持在作物生長(zhǎng)的適應(yīng)范圍(0.1～0.8 g/cm3)內(nèi)[14]，且能顯著增加真菌、放線菌的含量。但不同的是，盡管菇渣能增加毛管持水量和基質(zhì)孔隙度，但毛管持水量會(huì)隨著菇渣含量的增加而增加，而基質(zhì)孔隙度卻與菇渣的含量不成正比。從添加椰糠的效果來(lái)看，椰糠對(duì)增加微生物含量具有顯著作用，但對(duì)基質(zhì)孔隙度及毛管含水量等性質(zhì)卻沒有明顯作用，但有研究認(rèn)為椰糠能增加基質(zhì)孔隙度，具有良好的保水和通氣性能[15-16]。這可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)中椰糠增加的比例較小，對(duì)保水和通氣的促進(jìn)作用還無(wú)法呈現(xiàn)顯著差異。

3.2 不同配比對(duì)葡萄盆栽基質(zhì)特性的影響

不同基質(zhì)的配比也是影響基質(zhì)特性的重要因素。滕飛等[17]的研究表明，當(dāng)菇渣堆肥比例≥50 %時(shí)，油松容器苗的質(zhì)量會(huì)下降，胡嘉偉等[18]的研究則認(rèn)為，蘑菇渣堆肥比例大于40 %后，基質(zhì)pH由酸變堿影響根系狀態(tài)及離子吸收，導(dǎo)致苗木質(zhì)量下降。本研究中，隨著菇渣含量的增加和園土含量的減少，無(wú)論是種植前，還是種植后，基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)、磷、鉀和氮含量都明顯增加，隨著菇渣的增加，基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)成分含量明顯增加，體積質(zhì)量明顯減小、毛管持水量明顯增加，當(dāng)處理P7為菇渣：蛭石為5∶1時(shí)，EC和pH明顯升高。說(shuō)明基質(zhì)中菇渣的比例并不是越高越好。

3.3 不同基質(zhì)配比對(duì)盆栽葡萄生長(zhǎng)的影響

在本研究中，隨著菇渣含量的增加、園土含量的減少，無(wú)論是種質(zhì)前還是種植后，基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)、磷、鉀和氮含量都明顯增加，但對(duì)盆栽葡萄植株地上部分和根系生長(zhǎng)方面的影響并無(wú)明顯的規(guī)律性，同時(shí)，比較P6和P7可見，兩者對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)、植株生長(zhǎng)、基質(zhì)微生物含量、毛管持水量方面的影響并無(wú)明顯差異，反而P6的根系生長(zhǎng)量顯著大于P7；對(duì)P6與P5、P4、P3進(jìn)行比較，表明P6的營(yíng)養(yǎng)成分含量明顯增加，體積質(zhì)量明顯減小、根系生長(zhǎng)量明顯較大、毛管持水量明顯增加，而在促進(jìn)地上部生長(zhǎng)、微生物含量、其他基質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面卻表現(xiàn)為差異不顯著。說(shuō)明高比例的菇渣對(duì)于盆栽葡萄生長(zhǎng)具有明顯作用。有研究也認(rèn)為，提高復(fù)配基質(zhì)中菇渣的添加比例，對(duì)幼苗后期植株根系的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用[29]。但菇渣的比例并不是越高越好。在李曉強(qiáng)等[20]的研究證實(shí)，菇渣含量與番茄、辣椒、黃瓜壯苗指數(shù)呈明顯的拋物線性相關(guān)。這可能是由于盡管菇渣具有通透性好、肥效高等特性，但其EC值、pH值偏高[21]，過(guò)高比例的菇渣會(huì)給植株生長(zhǎng)基質(zhì)帶來(lái)不利影響，需要配以一定輔助成分進(jìn)行合理搭配。

4 結(jié) 論

4.1 不同基質(zhì)配比對(duì)盆栽葡萄生長(zhǎng)量的影響

從不同基質(zhì)配比對(duì)盆栽葡萄生長(zhǎng)量的指標(biāo)來(lái)看，盡管沒有差異顯著性，但可以看出，P3、P4、P5、P6、P7普遍優(yōu)于P1、P2及對(duì)照處理，且P7均比P1的生長(zhǎng)量大，推測(cè)菇渣對(duì)促進(jìn)植株生長(zhǎng)有重要作用。而P2在各項(xiàng)指標(biāo)中均表現(xiàn)最差，可以推測(cè)椰糠對(duì)葡萄生長(zhǎng)無(wú)明顯促進(jìn)作用。

4.2 不同基質(zhì)配比的營(yíng)養(yǎng)元素及其變化

從各基質(zhì)種植前和終止后的營(yíng)養(yǎng)元素分析來(lái)看，隨著菇渣含量增加、園土含量減少，有機(jī)質(zhì)、磷、鉀和氮含量明顯增加，推測(cè)菇渣能夠有效增加基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)、磷、鉀和氮含量。而P2與P1的都與對(duì)照的差異不顯著，表明椰糠對(duì)增加基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)無(wú)明顯作用。從各處理的各營(yíng)養(yǎng)元素在種植前和種植后對(duì)比來(lái)看，CK、P1、P2、P3處理的有機(jī)質(zhì)含量不減反增，推測(cè)是因?yàn)樵趫@土較多的情況下，基質(zhì)有機(jī)質(zhì)形成的較為緩慢，而植株吸收也較慢，從而導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)在種植后比種植前含量更高。而P4、P5處理的有機(jī)質(zhì)較利于植株吸收，吸收的效率與有機(jī)質(zhì)形成的效率相對(duì)，導(dǎo)致種植前后有機(jī)質(zhì)差異不大。而P6、P7兩處理，因含菇渣量大，有機(jī)質(zhì)含量相應(yīng)較高，且最容易被植物吸收，因此種植后較種植前下降幅度較大。

4.3 不同基質(zhì)配比的理化性質(zhì)

從不同基質(zhì)配方對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)來(lái)看，隨著菇渣含量增加、園土含量減少，容重顯著降低，菇渣可以有效降低基質(zhì)容重，而增加毛管持水量，而對(duì)其他理化性質(zhì)的影響不顯著。對(duì)比P1和P2處理來(lái)看，盡管差異不顯著，但都一致性地增加了非毛管孔隙度、毛管孔隙度、飽和持水量、毛管持水量、EC、pH值，而降低了容重，推測(cè)可能椰糠對(duì)于基質(zhì)理化性質(zhì)有一定影響，只是因?yàn)樵诨|(zhì)中占比較小，影響還不明顯。

4.4 不同基質(zhì)配比的微生物含量

從不同基質(zhì)配方的微生物含量分析來(lái)看，P3、P4、P5、P6、P7在微生物含量方面也都不同程度地高于對(duì)照，但又不是隨著菇渣含量增加而增加，推測(cè)菇渣與園土按照3∶1左右比例混合，能夠有效增加基質(zhì)微生物含量。

4.5 不同基質(zhì)配比對(duì)盆栽葡萄根系生長(zhǎng)的影響

不同基質(zhì)配比對(duì)盆栽葡萄根系特征的影響，不同基質(zhì)配比對(duì)盆栽葡萄主根長(zhǎng)和粗都無(wú)明顯影響，而對(duì)總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積、根尖數(shù)都具有顯著影響，且均表現(xiàn)為P6處理的效果最為顯著。

4.6 不同基質(zhì)配比的綜合比較

綜合比較不同基質(zhì)配方對(duì)盆栽葡萄生長(zhǎng)量、基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)元素、基質(zhì)的理化性質(zhì)、微生物含量及根系特征等指標(biāo)的影響，可以認(rèn)為，菇渣對(duì)于促進(jìn)盆栽葡萄植株地上、地下生長(zhǎng)及改善基質(zhì)條件都具有明顯作用，而椰糠的相關(guān)作用并不明顯?？梢酝茰y(cè)，8個(gè)不同基質(zhì)配方的處理中，P6處理，即菇渣∶蛭石∶椰糠為4∶1∶1的基質(zhì)配方最適宜于盆栽葡萄生長(zhǎng)。