韭菜栽培基质中菊芋发酵秸秆的适宜配比筛选

Appropriate Ratio Screening of Fermented Straw of Jerusalem Artichoke in Amaranth Cultivation Medium

魏晓强 钟启文* 张广楠 李莉 谭龙

(青海大学农林科学院，青海省蔬菜遗传与生理重点实验室 青海西宁 810000)

摘要：韭菜做为我国普遍种植的叶用蔬菜，其地下部经常遭受韭蛆的侵扰，而菊芋是近年来青海高原发展迅速的特色经济作物，其地上部秸秆生物量大，易造成环境的污染。为了解决这两个问题，针对菊芋秸秆用做栽培基质做出了比较研究。研究结果发现，添加菊芋秸秆的复配基质相比于常规复配基质可以提高韭菜的长势、品质及产量。添加菊芋秸秆量为20%时，韭菜的品质较好且产量最高。

关键词：韭菜；菊芋秸秆；复配基质

韭菜(Allium tuberosum Rottl.ex Spr.)，百合科多年生宿根草本植物。做为我国人们最喜欢的蔬菜之一而被广泛种植^[1]。但韭菜地下部易滋生韭蛆，是我国特有的害虫种类^[2]。目前，露地种植的韭菜在发生韭蛆时主要是化学防治方法^[3-5]，但大多数药剂的防治效果不佳，韭蛆的抗药性逐渐增强，导致韭菜的农药残留经常超标，给人们的身体健康带来极大的危害^[6]。为了减少韭菜中的农药残留，在生产上经常使用无土栽培的方式来减少韭蛆的危害。但常规基质草炭、蛭石、珍珠岩等是不可再生资源，大量开采会破坏生态环境，所以寻找廉价、清洁、可再生的栽培基质成为无土栽培发展的重点^[7]。如果能利用农业废弃物代替草炭等不可再生基质将会带来巨大的经济、生态效益。

菊芋（Helianthus tuberosus L.），菊科向日葵属多年生草本植物，能适应多种恶劣环境，并且对土壤环境要求不高，因此在青海省高原地区广泛种植。但是近年来对菊芋的研究主要集中在对地下块茎的研究，而对其地上部研究甚少^[8-10]。菊芋地上部茎叶中营养成分较高，并且生物量占全株的一半左右^[11]。因此能有效、环保的处理菊芋秸秆成为一个难题。从农业资源再利用的角度上考虑，解决此问题的最好方法就是对菊芋秸秆进行好氧发酵用做蔬菜栽培基质。刘明池等在菊芋秸秆发酵后的基质化上做了研究^[12]，季延海等在其基础上研究了菊芋秸秆栽培番茄的不同配比^[13]。但是菊芋秸秆做为复配基质栽培韭菜却没有提到。

本试验以基质土、蛭石和珍珠岩做常规基质，复配0、10%、20%、30%的菊芋秸秆形成4个栽培基质处理栽培韭菜。在0天和100天时测定基质的理化性质，在100天时测定韭菜的生长性状及品质性状，以期筛选出最适合与韭菜栽培的有机基质配方。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用菊芋秸秆来自于青海省农林科学院园艺所试验地，菊芋秸秆发酵采用静室好氧发酵。供试韭菜品种为“雪晶特号”。

1.2 试验设计

试验于2017年6-10月在青海省农林科学院5号试验温室进行。试验共设4个处理，以基质土（体积）：蛭石（体积）：珍珠岩（体积）=3:1:1作为基础，菊芋秸秆添加量分别为 0（对照）、10%、20%、30%，即每个栽培槽内菊芋秸秆、基质土、蛭石、珍珠岩体积分别为：0:6:2:2、1:5.4:1.8:1.8、2:4.8:1.6:1.6、3:4.2:1.4:1.4。（处理分别表示为T1、T2、T3、T4），每个处理3个重复，试验小区采用槽式栽培，每个小区的种植槽为砖砌种植槽，长为6m，宽60cm，深40cm，槽间距为50cm，每槽种植5行韭菜，行距10cm，株距5cm。

1.3栽培管理

试验在40m*8m的日光温室内进行，韭菜种子于 2017年2月25日进行温汤浸种消毒。2018年2月26日采用72孔塑料穴盘播种，育苗基质为基质土：珍珠岩：蛭石=3:1:1。4月20日定植，定植时选择生长健壮一致的标准幼苗，按预先设计的区组和配合好的基质进行定植。灌溉采用水肥一体化管理，浇灌韭菜专用营养液。

1.4指标测定与方法

1.4.1 理化性质

参照李谦胜的方法测定腐熟秸秆的理化性质^[14]。取已知体积（V=650ml）的烧杯，称重W1；将烘干后的秸秆加入烧杯中，称重W2；将装有秸秆的烧杯用两层湿纱布封口，完全浸泡在水中过夜（即水要没过容器的顶部），取出称重W3，并将湿纱布称重W4。再次用湿纱布将烧杯封口后倒置，让杯内的水自由沥干直至无水流出，称重W5。按以下公式计算各项指标：

容重BD（g·cm-3）=（W2-W1）/V

总孔隙度TP（%）=（W3-W2-W4）/V×100

通气孔隙AFP（%）=（W3+W4-W5）/V×100

持水孔隙WPP（%）=总孔隙度-通气孔隙

气水比=通气孔隙AFP/持水孔隙WPP

1.4.2 酸碱度（pH）和电导率（EC）

将堆料烘干后粉碎，按堆料和蒸馏水1:10的比例混合，置于振荡器中振荡(200r/min，30min)，振荡后离心取上清液待用。用ORION STAR A211 pH仪进行pH的测定，用FiveEasy电导仪进行EC的测定。

1.4.3 韭菜生长指标

韭菜生长100天后对韭菜叶片进行取样，并使用直尺测定株高、叶身长和假茎长；使用游标卡尺测定假茎粗和叶身宽；总产量在韭菜成熟后直接采收称质量。

1.4.4 韭菜品质指标

将所取各个时期的样品进行品质指标测定，可溶性蛋白测定采用考马斯亮蓝比色法；抗坏血酸（维C）含量测定采用钼蓝比色法；干物质含量测定为单株干质量/单株鲜质量；纤维素含量测定采用酸碱消煮法。

1.5 数据分析

数据使用Excel 2007、SPSS16.0和Origin8数据分析软件进行的分析处理。

2 结果与分析

2.1 理化性质的变化

2.1.1  PH、EC的变化

如图1所示，4种处理的pH在0天到100天之间呈升高的趋势，100天时各处理之间差异显著且显著大于T1处理。4个处理在100天时pH在5.76-7.35之间，其中T3处理的pH在100天时为6.76，稍偏酸性，适合韭菜生长。4种处理的EC值在0天到100天之间也呈升高的趋势，且在0天100天时差异不显著。

图1  各处理在0天100天时pH、EC的变化情况

Fig. 1  Changes of pH and EC in 0 days and 100 days after treatment

2.1.2 容重、持水孔隙和通气空隙的变化

堆料内大分子有机物的降解造成了堆料容重的变化。如图2所示，4种处理的容重在0天到100天时呈上升的趋势。在0天时，添加菊芋秸秆的处理容重均小于对照，且与对照都有显著差异，其中T3处理最小且与其他处理差异显著；在100天时，各处理无显著差异，说明T3处理容重上升速率最快且值也较大。在0天到100天之间，4种处理基质在栽培过程中随着秸秆二次发酵及营养液浇灌，秸秆的大分子有机物质进一步分解，造成腐殖质的聚集，容重上升，而随着时间的增加容重逐渐趋于平衡。

图2各处理在0天100天时容重的变化情况

Fig. 2  Changes in bulk density of each treatment on 0 days and 100 days

容重的变化与通气孔隙和持水孔隙的变化息息相关。如图3所示，4种处理持水孔隙在0天到100天时呈上升趋势，且在100天时差异不显著，说明4种处理都有较好的持水性。其中T3处理在0天时除T2处理外都显著高于其他两个处理，在100天时T3处理显著大于其他3个处理。

通气孔隙在0天到100天时呈下降趋势。在0天时，T2、T3处理差异不显著且大于T1处理小于T4处理；在100天时，各处理之间差异显著且T3、T4处理显著低于其他两个处理。

图3各处理在0天100天时持水孔隙和通气孔隙的变化情况

Fig. 3  Variation of water holding void and ventilation pore in each treatment for 0 days and 100 days

2.2 有机基质对韭菜生长及品质的影响

如表1所示，各处理间除产量外无显著差异。T2处理的株高、株幅、叶身长和假茎长均高于其余处理，T3处理的叶身宽和假茎粗在各处理中最高，且 T2、T3处理的产量显著大于T1、T4处理。如表2所示，添加菊芋秸秆处理的可溶性蛋白含量都要显著大于对照处理且T2、T3、T4处理间差异不大；T3处理的维C含量要显著大于其它3个处理，且添加菊芋秸秆的3个处理维C含量要显著大于对照处理。

表1  各处理韭菜生长100天时生长指标对比

Tab. 1  Comparison of growth indexes of chive grown for 100 days

表2  各处理韭菜生长100天时品质指标对比

Tab. 2  Comparison of quality indexes of chive processed for 100 days

2.3理化性质、生长指标和品质指标的相关性分析

    对有机基质栽培韭菜的18个性状进行相关性分析，结果见表3。其中各性状之间的相关性为：总孔隙度与EC值呈极显著负相关，相关系数为-0.999；叶身长与株高呈显著正相关，相关系数为0.979；假茎粗与气水比呈显著负相关，相关系数为-0.962；假茎长与株幅呈极显著正相关，相关系数为0.992；株幅与维生素C呈显著正相关，相关系数为0.952；总产量与叶身长呈显著正相关，相关系数为0.974。

在农业蔬菜生产中，产量是最为重要的指标之一。如表3所示，从基质的理化性质来说，产量与pH、EC和气水比呈负相关，相关系数分别为-0.262、-0.583和-0.459，与容重、总孔隙度、通气孔隙和持水孔隙呈正相关，相关系数分别为0.710、0.556、0.018和0.568；从韭菜的生长指标来说，产量与株高、株幅、叶身长、假茎长和假茎粗呈正相关，相关系数分别为0.910、0.616、0.974、0.544、和0.635，与叶身宽呈负相关，相关系数为-0.050；从韭菜的品质指标来说，产量与纤维素含量和维生素C含量呈正相关，相关系数为0.112和0.818，与可溶性蛋白含量和干物质量呈负相关，相关系数为-0.033和-0.691。

表3 韭菜理化性质、生长指标和品质指标的相关性分析

Tab. 3  Correlation Analysis between physical and chemical properties, growth indexes and quality indexes of Chinese chive

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	1
2	0.670	1
3	-0.821	-0.614	1
4	-0.672	-0.999**	0.596	1
5	-0.884	-0.247	0.715	0.248	1
6	-0.545	-0.987*	0.495	0.987*	0.091	1
7	-0.084	0.681	0.030	-0.681	0.540	-0.789	1
8	-0.621	-0.669	0.938	0.646	0.428	0.594	-0.229	1
9	-0.578	-0.188	0.887	0.164	0.676	0.058	0.378	0.812	1
10	-0.473	-0.669	0.848	0.645	0.237	0.624	0-.371	0.979*	0.718	1
11	0.006	-0.584	-0.281	0.603	-0.406	0.686	-0.837	-0.164	-0.686	-0.079	1
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