江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(JiangsuJ.ofAgr.Sci.)，2018，34(4):887896 http:/www.jsnyxb.com 范如芹，羅 佳，張振華.復(fù)合調(diào)理劑對栽培基質(zhì)性能及蔬菜生長的影響J.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2018，34(4):887-896. doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2018.04.025 復(fù) 合 調(diào) 理 劑 對 栽 培 基 質(zhì) 性 能 及 蔬 菜 生 長 的 影 響 范 如 芹 1,2 , 羅 佳 1,2 , 張 振 華 2 (1.農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，北京 100081；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，江蘇 南京 210014) 收 稿 日 期:2017-10-18 基 金 項 目:農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室開放基金項目；江蘇省自然科 學(xué)基金項目(BK20161379)；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新基 金項目CX(17)3019 作 者 簡 介:范如芹(1984-)，女，山東沂南人，博士，助理研究員，主要 研究方向為無土栽培基質(zhì)的配方研究。 (Tel)025- 84390787；(E-mail)fanruqin2007126.com。 羅佳為共同 第一作者。 通 訊 作 者:張振華，(Tel)025-84391207；(E-mail)zhenhuaz70hot- mail.com摘 要: 以農(nóng)業(yè)廢棄物替代珍貴的泥炭資源成為栽培基質(zhì)的主要原料是設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。 但農(nóng)業(yè)廢 棄物原料基質(zhì)普遍存在持水性差、養(yǎng)分保蓄能力差、容重大、易板結(jié)、孔隙性差等問題，大大限制了其應(yīng)用推廣。 本 研究以發(fā)酵床廢棄墊料(SPLC)為原料的配方基質(zhì)為研究對象，通過高吸水樹脂(SAP)、生物炭、硅藻土以不同比例 混合，配制成不同基質(zhì)復(fù)合調(diào)理劑，研究調(diào)理劑在廢棄墊料以不同比例替代泥炭條件下對基質(zhì)性能的影響，并進一 步驗證不同復(fù)合調(diào)理劑對基質(zhì)栽培空心菜生長的影響。 結(jié)果表明，未添加調(diào)理劑情況下，隨SPLC比例提高及泥炭 比例的降低，配方基質(zhì)持水性、總孔隙度、通氣孔隙度均明顯降低，而電導(dǎo)率則顯著升高；相應(yīng)地，空心菜出苗率及 株高、地上和地下生物量等生長指標也逐漸降低。 添加復(fù)合調(diào)理劑后，各處理基質(zhì)理化性質(zhì)及空心菜生長差異明 顯，總體而言，調(diào)理劑中SAP的添加顯著提高了基質(zhì)持水性，促進了空心菜出苗及生長；隨生物炭添加比例的增加， 配方基質(zhì)孔隙度及持水量呈上升趨勢，但電導(dǎo)率也迅速上升；隨硅藻土比例的增加，基質(zhì)容重逐漸增加，但對基質(zhì) 電導(dǎo)率有降低作用。 各復(fù)合調(diào)理劑綜合作用結(jié)果顯示，0.8g/LSAP5生物炭5硅藻土及0.8g/LSAP10生 物炭10硅藻土2個調(diào)理劑配方明顯改善了配方基質(zhì)各項理化性狀和空心菜生長，在SPLC比例由30增至 50，泥炭比例由30降至10的情況下，仍然提高了空心菜產(chǎn)量。 說明這2個復(fù)合調(diào)理劑可以有效改善配方基 質(zhì)性能，有助于農(nóng)業(yè)廢棄物替代泥炭成為蔬菜栽培基質(zhì)的原料。 關(guān) 鍵 詞: 生物炭； 保水劑； 硅藻土； 栽培基質(zhì)； 蔬菜 中 圖 分 類 號: S317 文 獻 標 識 碼: A 文 章 編 號: 1000-4440(2018)04-0887-10 Effectsofcompositeconditioneronpropertiesofsoillessconditionerand vegetablegrowth FANRu-qin 1，2 ， LUOJia 1，2 ， ZHANGZhen-hua 2 (1.KeyLaboratoryofAgriculturalEnvironment，MinistryofAgriculture，Beijing100081，China； 2.InstituteofAgriculturalResourcesandEnvironment， JiangsuAcademyofAgriculturalSciences，Nanjing210014，China)Abstract: Usingagriculturalwastestoreplacepeat asmainmaterialsforsoillesssubstrateisthedevelopment directionforfacilityagriculture.However，substratesbased onagriculturalwastesareknownfortheweaknessessuch aslowwaterandfertilityholdingcapacity，highbulkden- sityandsalinity，lowairpermeableability，etc.Condition- eradditionisanimportantwaytoaddresstheseproblems. In this study， different proportions (30 to 60) of spentpiglittercompost(SPLC)wereusedtoreplacepeat (30 to 0)， and composite conditioners with different 7 8 8 proportionsofsuperabsorbentpolymer(SAP)，biochar，anddiatomitewereusedtoregulatephysicalandchemicalproper- tiesofthesubstrates.Emergencerateandgrowindicatorofwaterspinachgrowninthesesubstrateswerealsoinvestigated. ResultsshowedthatwithincreasingproportionofSPLCanddecreasingproportionofpeatinsubstratewithoutconditioner， thewaterholdingcapacity，totalandairporositydecreasedandelectricalconductivity(EC)increasedsharply.Germination rateandgrowthparametersdecreasedaccordingly.Substratepropertiesandplantgrowthgreatlydifferedfollowingcondition- eraddition.Generally，SAPadditionincreasedwaterholdingcapacityandwaterspinachgrowth；substrateporosityandwa- terholdingcapacityaswellasECincreasedwithincreasingbiocharaddition；bulkdensityincreasedgraduallywhileECde- creased，withincreasingdiatomiteaddition.Physicalandchemicalpropertiesandwaterspinachgrowthweredistinctlyim- provedbytheadditionoftwocompositeconditioners，namely0.8g/LSAP5biochar5diatomiteand0.8g/LSAP 10biochar10diatomite.YieldofwaterspinachwasstillincreasedevenwhenSPLCproportionwasincreasedfrom 30to50andpeatproportionwasdecreasedfrom30to10.Theresultsindicatedthattheseconditionerscouldeffec- tivelyimprovesubstratepropertiesandfavoredthereplacementofpeatbyagriculturalwastes. Keywords: biochar； waterabsorbentpolymers； diatomite； cultivationsubstrate； vegetable泥炭是傳統(tǒng)的優(yōu)良基質(zhì)原料，在國內(nèi)外基質(zhì)生 產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。 但是泥炭是世界珍貴的短期不 可再生資源，隨著近幾十年來的大規(guī)模開采，泥炭資 源正面臨枯竭，且價格不斷升高，導(dǎo)致泥炭原料基質(zhì) 生產(chǎn)成本大大增加，因此，尋求可再生的廉價優(yōu)質(zhì)泥 炭替代資源成為世界范圍內(nèi)亟待解決的重要課 題 1-4 。 到目前為止所選用替代材料中具有一定應(yīng) 用價值的有作物秸稈、畜禽糞便、園藝廢棄物、綠肥、 菇渣等農(nóng)業(yè)廢棄物，發(fā)酵床墊料堆肥也是其中之 一 5 。 然而，由于農(nóng)業(yè)廢棄物來源復(fù)雜，前處理技 術(shù)水平較低，標準化的生產(chǎn)工藝落后等缺陷，目前此 類基質(zhì)普遍存在持水性差、養(yǎng)分保蓄能力差、容重 大、易板結(jié)、孔隙性差等問題，且原料中含大量畜禽 糞尿等成分時，基質(zhì)電導(dǎo)率往往偏高，易燒苗，不能 用于鹽分敏感作物的育苗或栽培 4，6 。 鑒于這種現(xiàn) 狀，通過基質(zhì)調(diào)理劑的添加改善其性能，成為利用農(nóng) 業(yè)廢棄物替代泥炭的重要途徑之一，也是該領(lǐng)域的 一個研究熱點。 高吸水樹脂(Superabsorbentpolymer，SAP)分 子本身帶有大量強吸水性基團，因而具有高吸水性 和保水性，可延緩植株的萎蔫發(fā)生時間，提高植株的 水分利用率。 前期大量研究結(jié)果證明，在發(fā)酵茶墊 料為主料的栽培基質(zhì)中，0.8g/L的SAP添加可有 效提高基質(zhì)保水性能且對基質(zhì)空隙度不產(chǎn)生副作 用 7 ；生物炭對基質(zhì)保水保肥、通氣透水、作物養(yǎng)分 吸收等均具有明顯的促進作用，但添加后電導(dǎo)率有 上升趨勢，因此對鹽分敏感的作物易產(chǎn)生鹽 害 4，8-9 ；硅藻土是一種重要的非金屬礦物，主要由 地質(zhì)演化形成的硅藻遺體組成，其獨特的物理和化 學(xué)性質(zhì)使得硅藻土在工業(yè)上已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。 硅藻土作為蔬菜及園藝無土栽培基質(zhì)的應(yīng)用也引起 人們的重視，在澳大利亞和美國已經(jīng)有園藝工作者 將硅藻土粉與硅藻土顆粒作為栽培基質(zhì)種植花卉和 蔬菜，并已取得很好的效果 10 ，而國內(nèi)運用硅藻土 作為設(shè)施基質(zhì)栽培的研究極少。 硅藻土硬度低，微 孔結(jié)構(gòu)發(fā)達，使得其有較小的密度和很大的比表面 積，具有較強的吸附作用，因而用作基質(zhì)添加劑吸附 養(yǎng)分離子以降低鹽害具有一定潛力 11-12 。 可以說， 這些材料在基質(zhì)性能改良及促進作物生長等方面已 初步展現(xiàn)可觀效果 13-14 。 但是，單一調(diào)理劑往往只 能針對基質(zhì)一種理化指標有改善效果，且某些調(diào)理 劑在改善一個指標的同時會對基質(zhì)其他指標有負面 作用，針對基質(zhì)存在的多方面的性能缺陷，復(fù)合調(diào)理 劑的研究非常有必要。 因此，本研究綜合運用SAP、 生物炭、硅藻土等材料組成復(fù)合調(diào)理劑，研究其對基 質(zhì)理化性狀及作物生長的影響具有重要的理論和實 際意義。 1 材料與方法 1.1 試 驗 材 料 所用基質(zhì)配方為發(fā)酵床墊料堆肥蛭石珍 珠巖 泥炭3 2 3 2(體積比)，其總氮、總 磷、總鉀及速效氮、速效磷、速效鉀養(yǎng)分含量分別 為24.2 g/kg、8.62 g/kg、10.1 g/kg、1.94 g/kg、 2.41g/kg和5.99g/kg。 蛭石、珍珠巖和泥炭的最 大持水量分別為:53.9、31.4和31.7。 調(diào)理 劑包括SAP、生物炭和硅藻土，SAP來自江蘇省農(nóng) 業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)設(shè)施與裝備研究所，是以改性后的 8 8 8 江 蘇 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報 2018 年 第 34 卷 第4 期 可溶性玉米淀粉為主要原料，丙烯酸和丙烯酰胺 為接枝單體，采用水溶液聚合法制備的耐鹽性鉀 型丙烯酸類高吸水樹脂，外觀為白色粉末，粒度為 60100目，容質(zhì)量為0.60.8g/cm 3 ，吸去離子水 量為8001000g/g，吸水速率小于30s，pH值為 6.97.3，電導(dǎo)率為4.05.0dS/m；生物炭為小麥 秸稈在600高溫下厭氧裂解得到，其容重、持水 量、pH和電導(dǎo)率分別為0.31g/cm 3 、139、9.98 和1.03dS/m，顆粒大小均在2mm以下，碳和氮含 量分別為79.3和0.97；硅藻土pH、電導(dǎo)率、容 重分別為6.29、0.003dS/m和0.56g/cm 3 。 1.2 試 驗 設(shè) 計 為了研究具有保水、保肥、降鹽、增效等功能 的基質(zhì)復(fù)合調(diào)理劑，確保在盡可能提高發(fā)酵床墊 料(Spentpiglittercompost，SPLC)比例，降低泥 炭使用量的前提下，提高基質(zhì)產(chǎn)品品質(zhì)。 試驗設(shè) 置以下4個基質(zhì)配方(F1F4)，其中第一個配方 F1是經(jīng)過大量研究結(jié)果和實踐證明了的成功配 方，8個調(diào)理劑配方，共32個組合處理，每個處理 3個重復(fù)。 進行基質(zhì)理化性能調(diào)控，同時通過空 心菜的育苗和栽培來驗證調(diào)理劑功效。 基質(zhì)配方(體積比)如下:F1:發(fā)酵床墊料堆肥 (SPLC)泥炭蛭石珍珠巖3322；F2: 發(fā)酵床墊料堆肥(SPLC) 泥炭蛭石珍珠巖 4222；F3:發(fā)酵床墊料堆肥(SPLC)泥炭 蛭石珍珠巖5122；F4:發(fā)酵床墊料堆肥 (SPLC)泥炭蛭石珍珠巖6022；調(diào)理 劑配方(生物炭與硅藻土比例為體積百分比):CK: 0SAP0生物炭0硅藻土；B10D10:10生物炭 10硅藻土；SB0D10:0.8g/LSAP10硅藻土； SB10D0:0.8g/LSAP10生物炭；SB5D5:0.8g/L SAP5生物炭5硅藻土；SB5D10:0.8g/LSAP 5生物炭10硅藻土；SB10D5:0.8 g/L SAP 10生物炭5硅藻土；SB10D10:0.8g/LSAP 10生物炭10硅藻土。 5月7號開始，上述基質(zhì)配方添加不同調(diào)理劑 配方后用于空心菜種植。 空心菜用方形塑料盆 (60cm×50cm×20cm)種植，每盆種植3行，每行 6穴，每穴播灑2?？招牟朔N子。 每個處理3個重 復(fù)。 塑料盆置于玻璃溫室內(nèi)(日均溫2629)隨 機區(qū)組擺放。 空心菜種植7d后測定出苗率。 生 長40d左右達到商品空心菜大小時收獲，并測定 株高、莖粗、葉面積、最大根長、生物量、產(chǎn)量等各 項指標。 1.3 測 定 方 法 測定添加不同調(diào)理劑的基質(zhì)理化指標，包括 容重、總孔隙度、通氣孔隙度、最大持水量、pH、 EC、總氮、總磷、總鉀及速效氮、速效磷、速效鉀含 量。 基質(zhì)與去離子水以體積比15混合攪拌，靜 置8d后用pH計和電導(dǎo)率儀測定pH和EC值；容 重、最大持水量、總孔隙度及通氣孔隙度等指標均 參照澳大利亞基質(zhì)測定標準(AS3743-2003)進行 測定，具體為:取已知體積和質(zhì)量的基質(zhì)浸入去離 子水中充分吸水后重力排水，此過程重復(fù)3次以 確?；|(zhì)吸水飽和，重力排水30min，再次測定其 體積及質(zhì)量，然后放入烘箱105烘干7d，再次 稱質(zhì)量。 用上述質(zhì)量及體積計算容重、最大持水 量、總孔隙度及通氣孔隙度值。 1.4 數(shù) 據(jù) 統(tǒng) 計 分 析 采用SPSS11.5軟件進行LSD顯著性差異檢 驗，用皮爾森(Pearson)相關(guān)系數(shù)進行相關(guān)關(guān)系分 析，采用SigmaPlot12.5軟件進行作圖。 2 結(jié)果與分析 2.1 復(fù) 合 調(diào) 理 劑 對 不 同 配 方 基 質(zhì) 物 理 性 狀 的 影 響 由表1可知，不加調(diào)理劑情況下，隨著基質(zhì) 配方中發(fā)酵床墊料堆肥比例的增加和泥炭比例 的降低，基質(zhì)容重逐漸增加，F(xiàn)3配方基質(zhì)顯著高 于F1(F1為研究團隊經(jīng)過大量試驗驗證的優(yōu)良 配方 15 )，尤其發(fā)酵床墊料完全替代泥炭的配方 基質(zhì)(F4)容重是F1的1.64倍。 添加不同調(diào)理 劑后，各配方基質(zhì)容重發(fā)生明顯變化，其中F1與 F2變化趨勢一致，即除了 SB10D5、SB5D5 及 SB10D0外，其他調(diào)理劑添加顯著增加了基質(zhì)容 重，且SB10D0添加后容重最低，說明硅藻土的添 加對容重有增大作用，這主要是因為硅藻土本身 容重(0.56g/cm 3 )較大造成的；SB10D5容重顯 著低于SB5D5，SB5D10容重也低于SB0D10說 明生物炭添加有降低基質(zhì)容重的作用。 這與前 人研究報道一致 16-18 。 調(diào)理劑添加對F1配方基 質(zhì)容重降低作用最為明顯，對其他配方基質(zhì)容重 影響不顯著(P0.05)，其中F3及F4配方基質(zhì) 容重仍高于國際標準基質(zhì)容重的理想值上限 (0.4g/cm 3 ) 19 。 9 8 8 范如芹等:復(fù)合調(diào)理劑對栽培基質(zhì)性能及蔬菜生長的影響 表1 復(fù) 合 調(diào) 理 劑 添 加 下 不 同 基 質(zhì) 配 方 容 重 Table1 Bulkdensityofsubstratesamendedwithcompositecondi- tioner 處理 容重(g/cm 3 ) F1 F2 F3 F4 CK 0.36bc 0.38b 0.46b 0.59a SB0D10 0.46a 0.49a 0.45ab 0.61a SB5D10 0.43ab 0.46ab 0.50ab 0.60a SB5D5 0.38b 0.41b 0.55a 0.55b SB10D5 0.33c 0.38bc 0.51ab 0.54b SB10D0 0.32c 0.35c 0.42b 0.57ab SB10D10 0.38b 0.40b 0.52a 0.55b B10D10 0.41b 0.44ab 0.42b 0.60a F1:發(fā)酵床墊料堆肥(SPLC) 泥炭蛭石珍珠巖3322 (體積比)；F2:發(fā)酵床墊料堆肥(SPLC) 泥炭蛭石珍珠巖 4222(體積比)；F3:發(fā)酵床墊料堆肥(SPLC)泥炭蛭石 珍珠巖5122(體積比)；F4:發(fā)酵床墊料堆肥(SPLC) 泥 炭蛭石珍珠巖6022(體積比)。 調(diào)理劑配方(生物炭與 硅藻土比例為體積百分比)，CK:0 SAP0 生物炭0硅藻土； B10D10:10生物炭10硅藻土；SB0D10:0.8g/LSAP10硅藻 土；SB10D0:0.8g/LSAP10生物炭；SB5D5:0.8g/LSAP5生 物炭5硅藻土；SB5D10:0.8g/LSAP5生物炭10硅藻土； SB10D5:0.8g/LSAP10生物炭5硅藻土；SB10D10:0.8g/L SAP10生物炭10硅藻土。 同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不 同調(diào)理劑之間在0.05水平上有顯著差異。未添加調(diào)理劑條件下，基質(zhì)總孔隙度和通氣 孔隙度均隨SPLC比例增加及泥炭比例降低而明 顯降低(表2)。 各調(diào)理劑對F1總孔隙度和通氣孔 隙度影響不明顯，但SB0D10添加后其他配方基質(zhì) 的總孔隙度和通氣孔隙度均有所降低，說明不添 加生物炭情況下添加10硅藻土對基質(zhì)通氣性有 負面作用。 SB10D0與SB10D5添加后F2及F3配 方基質(zhì)總孔隙度明顯升高，說明生物炭對基質(zhì)總 孔隙度提高有促進作用，這與報道結(jié)果 20-21 一致。 這與生物炭本身孔隙特征較好有關(guān) 22 。 調(diào)理劑對 F4配方基質(zhì)總孔隙度影響不明顯。 各配方基質(zhì)通 氣孔隙度均低于標準基質(zhì)理想范圍 19 ，且隨調(diào)理 劑添加的變化趨勢與總孔隙度類似，生物炭添加 可增大基質(zhì)孔隙孔隙度，但硅藻土對此有一定的 負面作用。無論添加調(diào)理劑與否，4個配方基質(zhì)最大持水 量隨SPLC比例增加和泥炭比例降低而逐漸降低 (表3)。 通過添加調(diào)理劑后各配方基質(zhì)數(shù)值變化可 知，SAP添加對基質(zhì)持水量增加最為明顯，且F1 F4配方基質(zhì)均顯著增加；添加SAP調(diào)理劑的配方 基質(zhì)均顯著高于未添加SAP的CK及B10D10處理 的配方基質(zhì)，也充分說明了SAP在增大基質(zhì)持水量 方面的重要貢獻。 這與前人研究結(jié)果 23-25 一致。 4 個配方基質(zhì)的最大持水量中均表現(xiàn)為10生物炭 添加處理高于5及無生物炭添加處理，說明了生 物炭對增加基質(zhì)水分保持也有一定作用，這可能與 生物炭本身多孔結(jié)構(gòu)及吸水性有關(guān)，這與前人報道 結(jié)果 17-18，26 一致。 表2 復(fù) 合 調(diào) 理 劑 添 加 下 不 同 配 方 基 質(zhì) 總 孔 隙 度 與 通 氣 孔 隙 度 Table2 Totalandairporosityofsubstratesamendedwithcompositeconditioner 處理 總孔隙度() F1 F2 F3 F4 通氣孔隙度() F1 F2 F3 F4 CK 64.67a 61.17b 54.16b 49.62b 8.19a 8.65a 7.36b 7.39b SB0D10 62.36a 59.84b 51.80b 46.13b 7.36a 7.16b 7.08b 6.40b SB5D10 63.21a 61.17b 55.41ab 50.14b 9.00a 8.27ab 7.74b 6.97b SB5D5 62.60a 61.54b 58.20ab 52.86ab 9.56a 8.16ab 8.00ab 7.85ab SB10D5 66.17a 63.76ab 60.01a 54.31a 9.92a 9.22a 8.04ab 7.74b SB10D0 68.57a 65.19a 59.90a 56.59a 10.13a 9.99a 8.77a 8.65a SB10D10 66.29a 65.12a 59.28ab 52.79ab 9.89a 8.32b 7.55b 7.81ab B10D10 65.83a 64.81a 57.17ab 49.93b 8.01a 6.70b 7.54b 7.43ab F1、F2、F3、F4、CK、B10D10、SB0D10、SB10D0、SB5D5、SB5D10、SB10D5、SB10D10見表1注。 同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同調(diào)理劑之間 在0.05水平上有顯著差異。 0 9 8 江 蘇 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報 2018 年 第 34 卷 第4 期 表3 復(fù) 合 調(diào) 理 劑 添 加 下 不 同 配 方 基 質(zhì) 最 大 持 水 量 Table3 Waterholdingcapacityofsubstratesamendedwithcom- positeconditioner 處理 最大持水量() F1 F2 F3 F4 CK 65.49b 64.18b 60.90b 58.94b SB0D10 73.89ab 73.41ab 68.72ab 66.50ab SB5D10 77.31ab 75.77ab 71.90ab 69.58a SB5D5 75.75ab 73.23ab 72.44a 68.17ab SB10D5 81.61a 79.98a 75.90a 73.45a SB10D0 83.65a 81.98a 77.80a 75.29a SB10D10 84.58a 81.89a 74.66a 73.12a B10D10 68.98b 67.60b 63.15b 62.08b F1、F2、F3、F4、CK、B10D10、SB0D10、SB10D0、SB5D5、SB5D10、 SB10D5、SB10D10見表1注。 同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同 調(diào)理劑之間在0.05水平上有顯著差異。 2.2 復(fù) 合 調(diào) 理 劑 對 不 同 配 方 基 質(zhì) 化 學(xué) 性 狀 的 影 響 研究結(jié)果 27 表明，從植株利用微量元素的角度 來說，基質(zhì)pH范圍在5.06.5對根系吸收微量元素 有促進作用，蔬菜幼苗對基質(zhì)的pH反應(yīng)比較敏感， 且不同的作物幼苗對基質(zhì)最適的pH要求有所不 同，綜合國內(nèi)外諸多研究結(jié)果可知，基質(zhì)的pH范圍 應(yīng)控制在5.87.0。 本研究中各基質(zhì)配方在使用之 前pH均在此范圍之內(nèi)(表4)，符合作物生長要 求 19 ，且表現(xiàn)為添加 10生物炭調(diào)理劑處理 (SB10D0、SB10D5、SB10D10)顯著高于不添加生物 炭的處理(SB0D10)。 這是因為生物炭本身pH (8.5)較高造成的。 對于生物炭的石灰效應(yīng)大量文 獻已有報道 28-30 。 對生物炭生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化，生 產(chǎn)適中pH值生物炭是解決這一問題的方法之一。 有文獻報道種植蔬菜后土壤pH因根系釋放有機酸 等而有所降低，但是本研究中結(jié)果與之相反，空心菜 種植后pH上升的原因仍需進一步研究。 硅藻土對 各處理pH影響不明顯，這是因為硅藻土本身pH與 基質(zhì)較為接近。 表4 復(fù) 合 調(diào) 理 劑 添 加 下 不 同 配 方 基 質(zhì) 種 植 空 心 菜 前 后 的pH 值 Table4 ThepHofsubstratesamendedwithcompositeconditionerbeforeandaftercultivationofwaterspinach 處理 pH值 F1 F2 F3 F4 種植前 種植后 種植前 種植后 種植前 種植后 種植前 種植后 CK 6.29b 7.05a 6.37b 7.11a 6.44b 7.05a 6.69b 7.17a SB0D10 6.26b 7.00a 6.36b 7.15a 6.48b 7.13a 6.71b 7.24a SB5D10 6.54ab 7.03a 6.62ab 7.06a 6.73ab 7.22a 6.91ab 7.26a SB5D5 6.61ab 7.05a 6.70ab 7.06a 6.62ab 7.19a 6.83ab 7.26a SB10D5 6.80a 7.05a 6.78a 7.06a 6.76a 7.23a 7.04a 7.29a SB10D0 7.00a 6.96a 6.70a 7.09a 6.81a 7.19a 7.01a 7.19a SB10D10 6.78a 7.09a 6.93a 7.15a 6.93a 7.22a 7.04a 7.30a B10D10 6.77a 6.99a 7.03a 7.10a 6.79a 7.15a 7.02a 7.26a F1、F2、F3、F4、CK、B10D10、SB0D10、SB10D0、SB5D5、SB5D10、SB10D5、SB10D10見表1注。 同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同調(diào)理劑之間 在0.05水平上有顯著差異。由表5可知，基礎(chǔ)配方基質(zhì)中，隨SPLC比例 增加和泥炭比例降低，基質(zhì)電導(dǎo)率迅速上升，由 F1的3.76升至F4的5.44。 根據(jù)Abad等 19 關(guān) 于標準基質(zhì)的電導(dǎo)率范圍可知，4個配方電導(dǎo)率 均偏高，尤其F2F4(4.4)可能會對鹽分敏感 植物生長產(chǎn)生較為嚴重的影響。 種植空心菜后 各配方基質(zhì)電導(dǎo)率均明顯下降，這與作物吸收養(yǎng) 分及養(yǎng)分隨澆水淋失有關(guān)。 添加調(diào)理劑SB0D10 后明顯降低了4個配方基質(zhì)的電導(dǎo)率，調(diào)理劑 SB5D10添加后與對照相當，上述結(jié)果說明硅藻 土對降低基質(zhì)電導(dǎo)率具有重要作用。 當生物炭 添加比例增至10后，各配方基質(zhì)電導(dǎo)率均高于 對照，尤其SB10D0配方，更是顯著高于對照，充 分證明了生物炭提高基質(zhì)電導(dǎo)率及硅藻土降低 電導(dǎo)率的作用。 生物炭提高電導(dǎo)率與其自身較 高的比表面積和高電荷密度有關(guān) 28-30 ，硅藻土降 低電導(dǎo)率的功能可能與其自身低電導(dǎo)率以及較 強的吸附能力有關(guān) 11-12 。 1 9 8 范如芹等:復(fù)合調(diào)理劑對栽培基質(zhì)性能及蔬菜生長的影響 表5 復(fù) 合 調(diào) 理 劑 添 加 下 不 同 配 方 基 質(zhì) 種 植 空 心 菜 前 后 電 導(dǎo) 率 Table5 Electricalconductivityofsubstratesamendedwithcompositeconditionerbeforeandaftercultivationofwaterspinach 處理 電導(dǎo)率(dS/m) F1 F2 F3 F4 種植前 種植后 種植前 種植后 種植前 種植后 種植前 種植后 CK 3.76b 3.25bc 4.41bc 3.87bc 6.01ab 4.05c 7.10b 5.44bc SB0D10 3.17c 2.88c 4.08c 3.37c 5.65b 3.86c 6.16c 4.71c SB5D10 3.65b 3.48bc 5.07b 3.25c 5.73b 4.42bc 6.40bc 6.04b SB5D5 4.27ab 3.29bc 5.23b 4.73ab 5.98b 4.53b 7.03b 6.41b SB10D5 4.45ab 3.69b 5.68a 4.52b 6.21ab 5.10a 7.58ab 6.57ab SB10D0 5.08a 4.95a 5.77a 5.48a 7.10a 5.79a 8.07a 7.71a SB10D10 4.09ab 3.36bc 5.40ab 4.58b 6.17ab 5.02ab 7.34ab 6.23b B10D10 4.61ab 3.72b 5.32ab 4.51b 6.15ab 4.92ab 7.38ab 6.21b F1、F2、F3、F4、CK、B10D10、SB0D10、SB10D0、SB5D5、SB5D10、SB10D5、SB10D10見表1注。 同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同調(diào)理劑之間 在0.05水平上有顯著差異。 2.3 復(fù) 合 調(diào) 理 劑 對 不 同 配 方 基 質(zhì) 栽 培 空 心 菜 出 苗 率 的 影 響由圖1可知，4個配方基質(zhì)中空心菜出苗率隨 SPLC比例的增加及泥炭比例的降低而降低，且受調(diào) 理劑中硅藻土添加比例的影響十分明顯，整體表現(xiàn) 為隨硅藻土比例的增加而增加，尤其是在SPLC比 例最高的F4配方基質(zhì)中這種趨勢更為明顯。 這主 要是因為SPLC本身電導(dǎo)率較高，添加10生物炭 而不添加硅藻土情況下，基質(zhì)高電導(dǎo)率阻礙了空心 菜出苗。 已有研究者指出，作物種子萌發(fā)及早期發(fā) 展更適宜在較低電導(dǎo)率的環(huán)境中進行 2 。 上述結(jié) 果也證明了硅藻土對降低基質(zhì)電導(dǎo)率有顯著的效 果。 這可能是硅藻土本身的吸附性能造成的，硅藻 土將基質(zhì)中無機鹽離子吸附，可使得基質(zhì)電導(dǎo)率降 低。 對于硅藻土吸附性能及對作物生長的促進作 用，岳天敬 31 已有報道。 F1、F2、F3、F4、SB10D0、SB10D5、SB10D10見表1注。 圖1 不 同 硅 藻 土 添 加 比 例 下 基 質(zhì) 栽 培 空 心 菜 出 苗 率 Fig.1 Emergencerateofwaterspinachgrowninsubstrateamendedwithdifferentproportionsofdiatomite 2 9 8 江 蘇 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報 2018 年 第 34 卷 第4 期 由圖2可知，在固定調(diào)理劑中硅藻土10比例 的情況下，調(diào)理劑中生物炭添加比例對空心菜出苗 率的影響也十分明顯。 SPLC比例較低的F1和F2 配方表現(xiàn)為SB10D10處理出苗率顯著高于生物炭 比例較低的2個處理，F(xiàn)3受調(diào)理劑中生物炭比例影 響不明顯，但在 SPLC 比例最高的 F4 配方中 SB0D10處理出苗率最高，SB10D10處理表現(xiàn)較差。 這主要是因為SPLC比例相對較低的F1和F22個 配方中，生物炭對基質(zhì)孔隙度和持水性等性狀的改 性功能超過了對電導(dǎo)率的負面效應(yīng)，但是隨著SPCL 比例及電導(dǎo)率值的升高，高電導(dǎo)率的危害成為主導(dǎo) 作用，因此在F4中添加10生物炭的處理空心菜 出苗率最低。 上述結(jié)果說明，生物炭及硅藻土等調(diào) 理劑對基質(zhì)的調(diào)控不只是對基質(zhì)單一性狀的改變， 其綜合作用決定了對作物的綜合影響。 F1、F2、F3、F4、SB0D10、SB5D10、SB10D10見表1注。 圖2 不 同 生 物 炭 添 加 比 例 下 基 質(zhì) 栽 培 空 心 菜 出 苗 率 Fig.2 Emergencerateofwaterspinachgrowninsubstrateamendedwithdifferentproportionsofbiochar 2.4 復(fù) 合 調(diào) 理 劑 對 不 同 配 方 基 質(zhì) 栽 培 空 心 菜 生 物 量 的 影 響 不添加任何調(diào)理劑情況下，4個基礎(chǔ)配方基質(zhì)中空 心菜鮮質(zhì)量隨基質(zhì)SPCL比例增加和泥炭比例降低 而顯著降低(圖 3)。 F1 配方基質(zhì)中，除處理 SB0D10與處理B10D10外，其他調(diào)理劑添加均增加 了空心菜莖葉鮮質(zhì)量，且 SB10D10、SB10D5 及 SB10D0處理均顯著高于對照，其中SB10D10處理 表現(xiàn)最佳。 F2配方中各調(diào)理劑對空心菜莖葉鮮質(zhì) 量的影響規(guī)律與F1配方基質(zhì)中類似，SB10D10處 理仍為最佳。 這些結(jié)果說明生物炭在調(diào)節(jié)基質(zhì)孔隙 度、持水量等方面的重要作用。 這與前人研究結(jié)果 一致 16-18，32 。 在SPLC添加比例高達50、泥炭比 例降至10的F3配方中，SB5D5及SB10D10處理 仍然能夠使空心菜莖葉鮮質(zhì)量高于對照水平，且 SB5D5處理顯著高于SB10D10處理，充分說明了 SAP、生物炭、硅藻土以合適比例調(diào)配后對基質(zhì)性能 和空心菜產(chǎn)量具有有效的提升作用。 所有配方基質(zhì) 中B10D10處理空心菜莖葉鮮質(zhì)量均明顯低于 SB10D10處理，驗證了SAP在增加基質(zhì)水分保持及 作物生長中的重要作用 23-24，26，33 。各處理中空心菜根部鮮質(zhì)量隨配方基質(zhì)及調(diào)理 劑的變化規(guī)律與空心菜莖葉鮮質(zhì)量類似，不添加任 何調(diào)理劑情況下，4個基礎(chǔ)配方基質(zhì)中空心菜根部 鮮質(zhì)量隨基質(zhì)SPCL比例增加和泥炭比例降低而顯 著降低(圖4)。 F1配方基質(zhì)中，添加所有調(diào)理劑均 增加了空心菜莖葉鮮質(zhì)量，且SB5D5、SB10D10、 SB10D5及SB10D0處理均顯著高于對照，其中 3 9 8 范如芹等:復(fù)合調(diào)理劑對栽培基質(zhì)性能及蔬菜生長的影響 F1、F2、F3、F4、CK、B10D10、SB0D10、SB10D0、SB5D5、SB5D10、 SB10D5、SB10D10見表1注。 不同小寫字母表示不同調(diào)理劑之 間在0.05水平上有顯著差異。 圖3 不 同 調(diào) 理 劑 添 加 比 例 下 基 質(zhì) 栽 培 空 心 菜 莖 葉 鮮 質(zhì) 量 Fig.3 Freshshootweightofwaterspinachgrowninsubstrate amendedwithdifferentcompositeconditioner SB10D10處理表現(xiàn)最佳。 F2配方中各調(diào)理劑對空 心菜根部鮮質(zhì)量的影響規(guī)律與F1配方基質(zhì)中類似， SB10D10處理仍為最佳。 在SPLC添加比例高達 50、泥炭比例降至10的F3配方中，SB5D5及 SB0D10處理添加仍然能夠使空心菜根部鮮質(zhì)量高 于對照水平。 F1、F2、F3、F4、CK、B10D10、SB0D10、SB10D0、SB5D5、SB5D10、 SB10D5、SB10D10見表1注。 不同小寫字母表示不同調(diào)理劑之 間在0.05水平上有顯著差異。 圖4 不 同 調(diào) 理 劑 添 加 比 例 下 基 質(zhì) 栽 培 空 心 菜 根 部 鮮 質(zhì) 量 Fig.4 Freshrootweightofwaterspinachgrowninsubstratea- mendedwithdifferentcompositeconditioner由圖5、圖6可知，空心菜莖葉及根部干質(zhì)量隨 配方基質(zhì)及調(diào)理劑的變化規(guī)律與其鮮質(zhì)量大體一 致，均表現(xiàn)為隨SPLC比例增加及泥炭比例降低而 降低，前2個SPLC相對較低的配方基質(zhì)中，生物炭 添加比例較高的調(diào)理劑對空心菜生長促進作用十分 明顯，但是隨SPLC比例及基質(zhì)電導(dǎo)率值的升高，高 生物炭比例調(diào)理劑的效果逐漸消失，而高硅藻土比 例調(diào)理劑的效果較為明顯。 整體而言，空心菜莖葉 干質(zhì)