雙孢菇渣堆肥基質對夏季草莓生長及光合特性的影響

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(山西省農業科學院 現代農業研究中心，山西 太原 030031)

草莓因其果實色澤鮮艷，風味獨特，具有較高的營養價值而深受廣大消費者的青睞[1]。近年來，為了提早或延后草莓的上市時間，設施草莓栽培技術在世界各地紛紛涌現。草莓的基質栽培是設施栽培的主要形式，是未來草莓栽培的發展方向，以草炭為主要原料的復合基質栽培是發展的重點[2-3]。然而，草炭屬于一種不可再生資源，過量開采易破壞生態環境，世界各國均提出要限制草炭資源開采，保護生態環境，也造成了草炭市場價格的提升。國內外學者在尋找草炭替代品方面進行了大量的研究，對減輕環境壓力和保障設施草莓栽培的可持續發展都具有重要意義[4-6]。

近年來，隨著人們生活水平的提高，食用菌需求增長迅猛，2015年，我國食用菌產量達到3 471.1萬t，年均增速12%[7]。食用菌產業的快速發展，產生大量的菌渣，菌渣是很好的可再生資源，菌渣替代草炭成為當前研究的熱點。WEVER等[8]研究認為，菇渣是一種潛力較大的泥炭替代物，但存在電導率和pH值偏高等問題。魏啟舜等[9]研究認為，未經處理的菇渣可以部分替代泥炭栽培草莓，但替代量有限。李美英等[10]研究發現，菇渣與珍珠巖配比可以調節菇渣水氣比，改善作物根際環境，與蛭石配比可以增加其持水孔隙度，增強保水能力。趙荷娟等[11]研究表明，加入一定量的發酵雙孢菇菌糠能夠提高基質養分含量，有機質、氮、磷、鉀含量都有一定的提高，而按V(菌糠)∶V(草炭)∶V(珍珠巖)∶V(蛭石)=1∶3∶1∶1基質配比下種植的草莓生長優于其他處理。齊慧霞[12]研究表明，以草炭、棉籽皮(食用菌廢料)作為栽培基質，草莓植株的營養生長和生殖生長均優于其他栽培基質。張全軍[13]研究表明，草炭、菌渣、砂土復合基質有利于提高草莓果實的產量和品質。張輝明等[14]研究了不同配比復合基質對草莓生長的影響，結果表明，基質配比為V(菇渣)∶V(鋸木屑)∶V(玉米稈)=3∶4∶4時，能顯著促進草莓的生長，提高單株產量，在草莓生產中可以替代專業生產基質。樊金山等[15]以發酵腐熟的杏鮑菇渣為原料，研究得出V(草炭)∶V(菌渣)∶V(珍珠巖)∶V(蛭石)=3∶1∶1∶1是草莓生長的最佳基質組合，能提高其產量和品質。不同基質原料形成的復合基質對草莓生產的影響各不相同，不同地區菇渣的種類不同，組成和性質也存在較大差異，很難形成性質穩定的產品。為此，將雙孢菇渣堆肥發酵腐熟后部分替代泥炭，用于夏季草莓的設施基質栽培研究，通過分析不同基質配比對夏季草莓生長和光合特性的影響，以獲得適宜基質配方，為夏季草莓基質栽培和雙孢菇渣資源化利用提供理論依據和技術支持。

1 材料和方法

1.1 試驗概況及試驗材料

試驗于2017年5月15日至11月18日在山西省朔州市山陰縣薛圐圙鄉半道地農業園區1號拱棚內進行。拱棚長60 m、寬8 m、脊高3 m。

草莓品種為蒙特瑞(Monterey)，草莓種苗由山西好樂農業開發有限公司提供。

雙孢菇渣來源于山西宇昊蘑菇種植有限公司，發酵腐熟后理化性狀為：容重0.725 g/cm3，總孔隙度54.03%，持水空隙度43.41%，氣水比0.24，pH值7.22，電導率(EC值)6.09 mS/cm；草炭購于北京大漢有限公司；珍珠巖購于太原華海保溫材料有限公司；其他輔助材料購于當地農資市場。

1.2 試驗設計

試驗采用單因素完全隨機設計，設6個處理，包括5個配方和1個對照，每個處理重復3次。采用全封閉地上槽式栽培模式(槽長10 m、寬30 cm、高40 cm)，槽間距60 cm，底部裝填煤矸石約15 cm后鋪設聚乙烯塑料布，防止土壤鹽分進入基質，然后槽中間置凹槽(深5 cm、寬10 cm)，沿凹槽鋪設DN32的包有無紡布滲水管，用沙子覆蓋鋪平，再填裝栽培基質直至裝滿整個栽培槽。草莓株距為20 cm，水肥通過自行設計的水肥一體化灌溉系統施加，水肥和草莓栽培日常管理統一進行。具體配方見表1。

表1 不同處理草莓基質配方(體積比)Tab.1 Substrate formula of strawberry in different treatments(by volume)

1.3 測定項目及方法

1.3.1 生長指標測定 分別于6月1日、6月21日、7月11日、7月31日和8月20日的8:00—11:00測定草莓生長指標。用直尺測量草莓的株高，中心展開葉向外第3片葉的葉柄長、葉長與葉寬。用游標卡尺測其葉柄中部直徑。計算葉面積，葉面積=葉長×葉寬×0.73[16]。每個重復取5株掛牌進行測量，最后求平均值。

1.3.2 光合指標測定 在初果期，選擇晴朗天氣進行光合指標測定[光照強度約為1 000 μmol/(m2·s)，溫度為(30±1)℃]。測量凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)和蒸騰速率(Tr)。并計算氣孔限制值(Ls)：Ls=1-Ci/Ca，其中，Ca為測定時空氣中的CO2濃度[17]。測定時選取長勢良好且一致的植株，植株的葉片由內到外第2～3片葉子，選好葉片后標記固定，重復3次，取其平均值。

1.4 數據處理

采用Excel 2003對原始數據進行處理，用SAS 9.1統計軟件對數據進行單因素方差分析和LSD 多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對草莓株高的影響

由表2可知，在5個生長時期，T1—T4處理株高均高于CK，T5處理株高均低于CK。T1處理株高在5個時期均極顯著或顯著高于CK，在7月11日和7月31日均高于其他處理，但與T2和T3差異不顯著。T2處理的株高除7月11日和7月31日外，均顯著高于CK。T3處理株高除7月11日外也均極顯著或顯著高于CK。T3處理草莓株高除在7月11日和7月31日2個生長時期低于T1外，其他生長時期株高從高到低依次均為T3>T1>T2>T4>CK>T5。

表2 不同處理不同生長時期草莓株高比較

注：同列不同大、小寫字母分別表示差異極顯著(P<0.01)、顯著(P<0.05)。下同。

Note：Different capital letters and little letters in the same column indicate extremely significant difference at the 0.01 level and significant difference at the 0.05 level.The same below.

2.2 不同處理對草莓葉柄長的影響

由表3可知，不同時期T5處理葉柄長均低于CK，其余處理大體上高于CK。T1處理在7月11日和7月31日均極顯著高于CK，T3處理在6月21日、8月20日極顯著高于CK。T2和T4處理在8月20日均高于CK，但差異不顯著。結果表明，T3和T1處理相比其他處理更有利于葉柄的伸長，除7月11日外，T3處理在各個時期葉柄長均優于T1處理。

表3 不同處理不同生長時期草莓葉柄長比較

2.3 不同處理對草莓葉柄粗的影響

從表4可以看出，T3處理在6月21日、8月20日2個生長時期葉柄粗均顯著高于CK，其他時期各處理葉柄粗與CK差異均不顯著。T3和T4處理的葉柄粗在7月11日低于CK，T4處理的葉柄粗在7月31日也低于CK，T5處理在5個時期葉柄粗均低于CK。除此之外，各處理在不同時期葉柄粗均高于CK，但差異均不顯著。由此可見，在整個生長期T3處理相比其他處理葉柄增粗更明顯。

表4 不同處理不同生長時期草莓葉柄粗比較 Tab.4 Comparison of strawberry petiole diameter at different growth stages with different treatments mm

2.4 不同處理對草莓葉面積的影響

由表5可知，5個處理在6月1日和6月21日2個生長時期草莓葉面積均高于CK，且T1—T4處理與CK差異呈極顯著水平，T5與CK差異不顯著，葉面積從高到底依次為T3>T1>T4>T2>T5>CK。到7月11日，5個處理的葉面積則全部低于CK，T1—T4處理與CK差異均不顯著，T5則顯著低于CK。在7月31日，T5處理草莓的葉面積顯著低于CK，其他處理與CK之間無顯著差異。在8月20日，5個處理的葉面積均高于CK，T1處理與CK差異顯著。除7月11日外，T1和T3處理葉面積在不同時期均高于其他處理，但差異不顯著，說明T1和T3處理對葉面積的增加效果略優于其他處理。

表5 不同處理不同生長時期草莓葉面積比較Tab.5 Comparison of strawberry leaf area at different growth stages with different treatments cm2

2.5 不同處理對草莓光合特性的影響

由表6可知，除T2的凈光合速率比CK高外，不同處理雙孢菇渣堆肥基質栽培草莓的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度和胞間CO2濃度均低于CK；氣孔限制值均高于CK。T1處理草莓的凈光合速率顯著低于T3處理，極顯著低于其他處理。T1和T4處理草莓的蒸騰速率顯著低于T3處理和CK，與其他處理之間無顯著差異。T1處理草莓的氣孔導度極顯著低于CK，顯著低于T2和T5處理，而與其他處理之間無顯著差異。各處理胞間CO2濃度與CK之間均無顯著性差異。T4處理草莓的氣孔限制值極顯著高于CK，顯著高于T1和T2處理。

表6 不同處理草莓光合特性比較Tab.6 Comparison of strawberry photosynthetic characteristics with different treatments

3 結論與討論

基質是無土栽培成敗的關鍵，它不僅起固定和支持植物的作用，更重要的是為植物生長發育提供環境，基質的結構和營養特性直接影響植物的栽培效果[18]。時連輝等[19]研究表明，經處理的菇渣部分替代草炭與其他基質原料進行混配，才能作為園藝基質使用，與本次試驗結果相似。同時本試驗還發現，隨著雙孢菇渣堆肥添加比例的增加，草莓的株高、葉柄長、葉柄粗和葉面積均有降低的趨勢，與魏啟舜等[9]、趙荷娟等[11]的研究結果相一致，但與馬義勝[20]的研究結果不一致，可能與菇渣的種類及組成不同有關。光合作用是植物生長發育、物質積累的基礎，葉片是植物進行光合作用的主要器官，是決定植株光合能力的主要因素[21]。植物光合作用受到限制的原因通常分為氣孔限制和非氣孔限制[22-23]。本研究結果表明，雙孢菇渣堆肥基質不同程度降低了草莓的胞間CO2濃度和氣孔導度，導致凈光合速率下降，蒸騰速率降低，說明各處理對水分運輸和調節的能力較差，對草莓的氣孔限制增加，不利于植物對空氣中CO2的利用，植株光合作用效果較差，進一步說明各處理光合作用的下降主要是由氣孔因素引起的，與本試驗各處理氣孔限制值不同程度升高相一致。FARQUHAR等[24]研究認為，營養液EC值對草莓葉片凈光合速率的影響是與葉肉細胞光合活性下降有關的非氣孔因素造成的，本研究中雙孢菇渣EC值較高，雙孢菇渣堆肥基質不同程度降低草莓葉片凈光合速率是否與其EC值過高有關有待進一步研究。綜上所述，在草莓初果期，雙孢菇渣堆肥部分替代草炭形成的復合基質雖不同程度降低其凈光合速率和蒸騰速率，但在整個生長期能促進草莓的生長，其中以T3處理[V(雙孢菇渣)∶V(草炭)∶V(珍珠巖)=1∶2∶1]效果較好。