河沙、甘草渣混配基質理化性狀及其對草莓生長的影響

馬全會 張娟 劉義飛 劉文科

摘要：將體積比分別為0%、17%、25%、50%的發酵甘草渣添加到粗河沙中進行混配作為基質，測定分析盆栽草莓生長3個月時的基質容重、孔隙度、持水量、通氣性、Ec值、pH值及盆栽草莓株高、莖粗、葉片縱橫徑、葉片面積、葉周長、葉片光合速率、根系性狀等指標。結果表明，隨基質中甘草渣比例的增加，基質容重有顯著下降（P<0.05），總孔隙度、持水孔隙度、通氣孔隙度有明顯增加，EC值有顯著上升，pH值有明顯下降;混配基質栽種的草莓各生長指標明顯優于純河沙基質，其中，75%河沙混配25%甘草渣基質栽培的草莓植株株高、莖粗、葉片縱橫經、葉面積、葉周長、葉片光合速率、蒸騰速率、葉綠素含量等明顯高于其他栽培基質。因此，添加甘草渣可明顯改善河沙的理化性狀，并促進草莓根系生長和地上部生物量積累，其中，75%河沙混配25%甘草渣作為基質是草莓無土栽培相對最為適宜的基質。

關鍵詞：草莓;河沙;甘草渣;理化性狀;基質栽培

中圖分類號： S688.404文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）21-0185-04

收稿日期：2018-08-18

基金項目：國家重點研發計劃（編號：2016YFD0801001）;中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金。

作者簡介：馬全會（1981—），男，河北涿州人，碩士，從事設施園藝栽培生理等研究。E-mail：ma.qui@163.com。

通信作者：劉文科，博士，研究員，從事設施園藝環境工程及植物生理等研究。E-mail：liuwenke@caas.cn。

草莓（Fragaria ananassa Duch.）素有“水果皇后”的美稱，具有柔軟多汁、酸甜適中、芳香濃郁、外形美觀等特點，深受廣大消費者喜愛[1]。我國草莓生產和消費居世界首位，2014年我國設施草莓栽培面積達5萬hm2，年總產量約為70萬t，產值超過12萬元/hm2[2-3]。近年來，新疆維吾爾自治區天山以南的部分地區（南疆）設施草莓發展迅速，據統計，截至2016年年底，僅第一師各團場草莓栽培面積就達267 hm2以上。目前，南疆草莓多采用土壤栽培為主，但由于當地土壤鹽堿重，連作障礙問題較為突出，草莓平均產量僅有15～18 t/hm2，這與45～75 t/hm2的理論產量差距較大[4]。

沙培作為無土栽培方式之一[5]，主要通過澆灌營養液以促進作物養分吸收和生理代謝，具有避免產生連作障礙、省水、省肥、省工、病蟲害少、易獲得高產和優質產品等優點[6]，而維持基質中營養液含量及成分的穩定是決定沙培草莓產量和品質的關鍵。沙作為基質有耐分解、質量穩定均勻、孔隙度大的優點，但也存在陽離子交換量較少、惰性固體沒有吸附能力、緩沖性較弱、保水保肥能力差、營養液濃度指標變化劇烈等缺點[7-8]。為克服沙作為基質存在的缺點，目前通過在沙子中添加不同種類、不同比例有機基質以改善其保水保肥能力，進而提高作物產量和品質[9-12]。南疆位于沙漠腹地，河沙資源豐富，在南疆發展沙培可充分利用鹽堿地、沙漠戈壁荒灘等非耕地，具有生產成本低、易推廣普及等優勢。

甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch）別稱國老、甜草、烏拉爾甘草、甜根子，為豆科甘草屬多年生草本植物，根與根狀莖粗壯，是一種補益中草藥。新疆地區甘草資源豐富，甘草經粉碎、淋洗出藥用成分后殘留的廢渣年產有幾百萬噸，加大對甘草渣的綜合利用與開發意義重大[13]。目前，學者們對甘草渣作為基質應用有一定研究，朱普生等研究認為，經發酵消毒的甘草渣是良好的有機基質，可顯著提高番茄的品質和類黃酮含量[14];甘草渣與蛭石進行復配可作為番茄工廠化育苗基質[15];甘草渣 ∶蛭石 ∶珍珠巖=1 ∶1 ∶1混配，可作為溫室辣椒栽培的最佳基質[16]。本試驗充分利用南疆地區廢棄農業資源，將河沙與甘草渣復配作為基質栽種草莓，研究復配基質容重、孔隙度、持水量、通氣性、含鹽量變化及不同復配基質對草莓生長的影響，以篩選出適宜比例的河沙、甘草渣復配基質，為南疆沙培草莓生產提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

河沙，南疆本地挖取;發酵腐熟的甘草渣，由經生產藥用提取的甘草殘渣制成;長勢一致、3葉1心甜查理草莓苗，由阿拉爾國家農業科技園區提供。

1.2試驗方法

試驗于2017年10月在塔里木大學試驗站智能溫室內進行，將河沙與腐熟后的甘草渣按表1配比進行混配作為基質，以純河沙栽培作為對照，采用盆栽方式種植草莓，塑料盆直徑為30 cm，每盆定植1株。每處理重復10次，滴灌營養液采用山崎營養液草莓專用配方，每天分2次共滴灌4 min，每株滴灌量均為240 mL/d。常規生產管理，草莓定植管理3個月后測定各指標。

1.3測定指標與方法

1.3.1復配基質理化性狀測定將按不同比例均勻混合的基質自然晾干，裝滿至1.25 L容器內，上口用尺子刮平，稱質量為m1;分別按容重參數稱取復配基質1 L，裝入1.25 L容器內，加水浸泡24 h，期間振蕩容器，以排除基質內氣體，使基質達到水飽和狀態;倒掉上部澄清液，稱其質量為m2;容器底部穿刺6個細孔，排出基質多余水分3 h，稱其質量為m3?；|自然晾干，按容重參數分別稱取10 mL基質，并置于三角瓶中，加蒸餾水50 mL浸泡3 h，期間振蕩3次/10 min;濾紙過濾，采用電導儀測EC值，采用pH計測pH值。每處理重復3次，計算基質容重、總孔隙度、持水孔隙度、通氣孔隙度、水氣比，公式為：

容重=m1/1 250;

總孔隙度=（m2-m1）/1 000×100%;

持水孔隙度=（m3-m1）/1 000×100%;

通氣孔隙度=總孔隙度-持水孔隙度;

水氣比=持水孔隙度/通氣孔隙度。

1.3.2草莓生長指標測定選取長勢均勻的草莓5盆，分別用直尺測量草莓葉柄基部至最長葉片的自然高度作為株高，用游標卡尺測量草莓根頸部的直徑作為莖粗;選取5張長勢均勻的葉片，使用上海中晶科技有限公司產MRD-3200A3L型掃描儀測定葉片縱徑、橫徑、葉面積、葉周長，計算縱橫比;分別選取長勢均勻的草莓植株，清水洗凈，擇取根5條，掃描測定根總長度、平均直徑、根尖數量。

1.3.3草莓葉片光合參數測定使用LI-6400XT型便攜式光合儀測定草莓葉片的光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率，每處理重復9次;使用Chlorophyll Meter SPAD-502型手持葉綠素測試儀測定草莓葉片葉綠素含量，每處理重復15次。

1.4數據分析

采用Excel 2003軟件對數據進行整理統計，采用DPS v705軟件對數據進行方差分析。

2結果與分析

2.1河沙、甘草渣不同混配基質的理化性狀

由表2可見，河沙中混配不同體積的甘草渣，其理化性狀發生明顯變化;隨基質中甘草渣比例的增加，基質容重呈顯著下降趨勢（P<0.05），總孔隙度、持水孔隙度呈明顯增加趨勢，復配基質總孔隙度、持水孔隙度顯著高于對照（P<005），水氣比與對照相比差異不顯著（P>0.05），而通氣孔隙度除T3基質顯著高于對照外，T1、T2基質與對照相比差異不顯著;T3基質的總孔隙度、持水孔隙、通氣孔隙分別為506%、45.5%、5.10%，顯著高于其他基質，該基質物理性狀較適于草莓生長;T1基質水氣比相對最大，達16.9，顯著高于T3基質;隨基質中甘草渣比例的提升，復配基質EC值呈顯著上升趨勢，pH值呈明顯下降趨勢;復配基質EC值在205～330 μS/cm之間，較對照EC值175 μS/cm有顯著增加;各基質pH值在6.0～6.8之間，T1、T2基質pH值與對照差異不顯著，T3基質pH值為6.0，顯著低于T1基質和對照。

2.2河沙、甘草渣不同混配基質對草莓生長指標的影響

2.2.1草莓植株地上部分由表4可見，復配基質條件下草莓的株高、莖粗、葉片縱徑、葉片橫徑、葉面積、葉周長較對照有顯著增加（P<0.05），說明河沙中添加甘草渣可促進草莓地上部的生長;T2基質栽培的草莓植株株高、基部莖粗、葉片縱徑、葉片橫徑、葉面積、葉周長相對最高，顯著高于其他處理，說明T2基質更有利于促進草莓地上部分的生長;T1、T3基質栽培的草莓植株株高、基部莖粗、葉片縱徑、葉片橫徑、葉片縱橫比、葉面積相互之間差異不顯著（P>0.05）。

2.2.2草莓根系由表4可見，不同基質栽培的草莓根系總長度、根平均直徑、根尖數相互間有明顯差異;T2基質栽培的草莓根系總長度為771 cm，顯著高于CK與T3基質（P<0.05），與T1基質差異不顯著（P>0.05），根尖數為1 277個，顯著高于T3基質，與其他基質栽培差異不顯著;T3基質栽培的草莓根平均直徑相對最大，為0.43 mm，顯著高于其他3個處理，根系總長度、根尖數相對最低，分別為480 cm、594個，與T1基質栽培的草莓差異不顯著。由圖1可見，T2基質栽培的草莓根系最為健壯，著生須根較多，根系長度相對最大;T1基質栽培的草莓根系表現次之，側須根有所減少，但毛細根較多;T3基質栽培的草莓根系側須根較對照有增加，但毛細根數減少。

2.3河沙、甘草渣不同混配基質對草莓葉片光合參數、葉綠素含量的影響

由表5可見，復配基質栽培的草莓葉片光合速率、蒸騰速率、葉綠素含量較對照有明顯增加;T2基質栽培的草莓葉片光合速率、葉綠素含量（SPAD值）相對最高，分別為4.99 μmol/（m2·s）、43.92，顯著高于對照（P<005），說明T2基質可明顯提高草莓葉片的光合速率和葉綠素含量;復配基質栽培的草莓葉片葉綠素含量較對照有顯著增加，而3個處理相互間差異不顯著（P>0.05）;3個復配基質栽培的草莓葉片蒸騰速率、氣孔導度相互間差異不顯著，T1基質栽培的草莓葉片胞間CO2濃度顯著高于其他2個復配基質，與對照相比差異不顯著。

3結論與討論

理想基質的容重、總孔隙度、大小孔隙比分別在0.1～0.8 g/cm3、54%～96%、2～4之間，此時作物均能生長良好[17]。本研究發現，河沙容重、總孔隙度分別為1.6 g/cm3、33.11%，大小孔隙比在14.31～3.54之間，這說明粗沙容重高、總孔隙度低、持水量與通氣量相對較小，與理想基質差距較大;83%河沙中混配17%甘草渣作為基質，由于有機基質添加量少，僅相對提高了持水力而沒有提高通氣效果;50%河沙中混配50%甘草渣，基質的持水力、通氣效果均相對最好，但基質EC值相對較高;75%河沙中混配25%甘草渣，基質容重降低至1.33 g/cm3，總孔隙度提高到39.7%，持水量與通氣量均明顯改善，基質的理化性狀得到改善，以此為基質栽培的草莓葉片大小、根系總長度、根尖數、光合速率、蒸騰速率、葉綠素含量數相對最高，說明75%河沙混配25%甘草渣作為基質，可有利于草莓根系的發育及強大根系的形成，從而促進根系對養分的吸收利用和植株地上部的生長發育，提高了葉片的光合效率，這與杜國棟等的研究結果[18]一致;純河沙EC值相對較低，混入少量甘草渣EC值迅速增大，表明甘草渣有較強的鹽分吸附能力;隨著甘草渣含量的增加，EC值隨之增大，表明甘草渣本身鹽分含量可能較高;隨甘草渣含量提高到50%，草莓各生理指標相應有所降低，根系直徑增粗、根尖數減少，這可能是由于草莓為鹽分敏感性植物，較高的鹽分對草莓生長有抑制作用[19]有關。

篩選出適合本地區草莓無土栽培的基質配方是其產業發展的基礎，國內外開展針對低成本、高效率無土栽培基質的大量研究，并取得豐碩成果。國外學者采用椰殼纖維作為栽培基質替代土壤，可顯著提高草莓的產量和品質[20]，利用當地的蘆葦草秸稈、橄欖油廢渣等可替代泥炭進行草莓無土栽培[21-22]，采用稻殼、泥炭和木質纖維混合基質進行無土栽培，可顯著改善根際微生物種群分布[23]。國內學者鄭洪波等研究發現，菇渣+珍珠巖+蛭石作為基質提高了“豐香”草莓的產量，并且果實風味和糖酸比得到改善[24];章智鈞等研究認為，體積比為1 ∶1 ∶1的草炭、棉花秸稈、蛭石進行混合是最佳配比基質，其理化性質理想，栽培的草莓株高、莖粗及葉片葉綠素含量穩定，單株產量高[25]。

本研究立足南疆草莓無土栽培，就地取材，采用75%河沙混配25%甘草渣作為基質，改善了其理化性狀，促進了草莓的生長發育，是有效提高草莓沙培生產的適宜基質，這對南疆設施草莓無土栽培具有一定的借鑒和指導意義。

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