菇渣基质的理化性状及其对油松幼苗生长的影响*

王春荣　毕　君**　杨静宇

（1.河北省林业科学研究院，石家庄　050061；2.河北省林木良种工程技术研究中心，石家庄　050061；3.平泉县国有前卫林场，河北　平泉　067500）

菇渣基质的理化性状及其对油松幼苗生长的影响*

王春荣1，2毕君1，2**杨静宇3

（1.河北省林业科学研究院，石家庄050061；2.河北省林木良种工程技术研究中心，石家庄050061；3.平泉县国有前卫林场，河北平泉067500）

研究了不同配方基质理化性质及其对油松幼苗生长的影响，复配基质采用香菇渣、牛粪和田园土，重心混料设计，以田园土为对照，共14个处理，3次重复。结果表明，基质的理化性质指标间存在显著的相关关系，基质容重与苗木地下生物量、总生物量的相关系数均达0.92以上，与苗木侧根数量的相关系数达到0.73；有机质与苗木地上生物量和总生物量等生长指标的相关系数达到0.82以上。容重和有机质可以作为复配基质的控制指标。在大田育苗条件下，油松苗适宜的基质容重为0.8～0.9 g/cm3，有机质含量50～80 g/kg，配方为54%田园土+23%香菇渣+23%牛粪、77%田园土+23%香菇渣、65%田园土+35%香菇渣和65%田园土+35%牛粪。

理化性状；育苗基质；油松；菇渣；相关系数

基质是苗木生长的基础，为苗木的生长提供水、气、肥等根际环境，充当外来水分、氧气、养分得以利用的“中转站”，所以基质性状的优劣直接影响植物的生长。近年来，对花卉和蔬菜基质理化性状的研究较多［1-3］，但对于林木育苗基质，尤其是针叶树育苗来说，目前还主要停留在基质原料的选择及配比上，由于同一原料不同批次理化性状不同，其复配基质的理化性状各异，对苗木的适宜性不完全一致，因此适宜的基质配方只能作为参考，而不能直接推广应用。另外，从经济成本考虑，育苗基质宜选择取材方便、原料充足、成本低廉的原料。河北省平泉县为食用菌生产大县，每年产生大量的食用菌废料堆弃于沟谷路边，而且该县养殖业也比较普遍，这些种植、养殖业废弃物的随意丢弃对环境造成了一定的安全隐患。鉴于这些原料中含有大量苗木所需的有机质，如能将其用作育苗基质，可以“变废为宝”，因此，本试验就地取材，以香菇渣等为主要原料复配基质，通过研究不同配方基质的理化性状及其对油松幼苗生长的影响，以期能探索出油松育苗更科学、精准化的配方基质。

1.1试验材料与设计

该试验在平泉县国有前卫林场的八家苗圃进行。

基质材料为香菇渣（主要原料是木屑）、牛粪、田园土。各基质原料均经无害化处理，采用｛3，3｝格子点（其中田园土≥0.3）和重心配方设计［4］确定基质配比，共设14个处理（表1），每处理200个营养钵，3次重复。

供试树种为油松，采取种子直播容器育苗，于2012年4月2日播种，每钵播种5～7粒，当苗木长出针叶后，每钵留3株生长正常苗，其余拔除，第2年每钵留1株，正常管理。容器用河北省玉田县生产的8 cm×10 cm（底径×高）的黑色聚乙烯钵。

表1　油松容器育苗基质配方

1.2测定指标

1.2.1苗木生长指标

苗木生长指标于秋季停长后调查，每小区随机抽取30株，全株完整取出，测量苗高、根长、生物量、侧根数等指标。

1.2.2基质物理性状指标

测定基质的容重、孔隙度、持水力等物理性质，参考李晓强测定基质容重、孔隙度等的方法［5］。容重测定方法为：将风干基质装入环刀中称总重，容重=（总重-环刀重）/100。孔隙度、持水力等测定方法为：在环刀的底部铺一张滤纸标号称重（W），将烘干基质装入环刀内称总重（W1），然后放入水盆中浸泡，吸水达饱和状态后称重（W2），将环刀倒置（有孔端朝下），让环刀中的水分流出，直至环刀中没有水分渗出为止，称重（W3）。总孔隙度= （W2-W1）/100×100%；持水孔隙度=（W3-W1）/100× 100%；通气孔隙度=（W2-W3）/100×100%；持水力=（W3-W1）×100/（W1-W）。

1.2.3基质化学性质指标

测定各配方基质的有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、pH值等。样品处理采用硫酸（混合加速剂硫酸钠∶硫酸铜=10∶1）消煮，全氮含量用海能9840凯式定氮仪蒸馏后测定，全磷含量用钼锑抗比色法测定，速效氮用碱解氮扩散法，速效磷用碳酸氢钠浸提和钼锑抗比色法测定，有机质用重铬酸钾热稀释法测定。

1.3数据分析

本试验数据的计算、统计、分析与图表采用Excel、DPS和Origintab软件处理。

2.1菇渣复配基质的物理性状

从表2可以看出，基质的组成原料及配比不同，其容重、总孔隙度、持水力等物理性质不同。菇渣和牛粪的容重仅为田园土的43.6%、44.5%，持水力为田园土的1.7、1.8倍。基质中添加菇渣、牛粪后，容重、孔隙度、持水力等均有不同程度的改变，随着菇渣和牛粪比例的提高，基质的容重降低，孔隙度和持水力有增大的趋势。对各配方基质物理性质指标进行相关性分析的结果（表3）表明，基质的容重与总孔隙度、通气孔隙度、持水力和水气比均紧密相关，总孔隙度和通气孔隙度与持水力和水气比亦存在极显著的相关关系。容重在一定程度上决定着基质的孔隙度、水气比和持水力，可以作为判别基质物理性质的简单而直观的因素。

表2　各配方基质的物理性状测定结果

表3　基质物理性质各指标间相关关系

2.2菇渣复配基质的化学性质

各配方基质的有机质、全N、速N、全P、速P 及pH值等化学指标测定（表4）及各指标间相关分析（表5）的结果表明，不同配方基质间化学性质差异很大，各指标间存在显著的相关关系。菇渣、牛粪的有机质、全N、速N、全P、速P含量均高于田园土，其中有机质含量分别是田园土的21.5倍和18.0倍。复配基质中，随着菇渣和牛粪比例的增加，基质的pH小幅上升，有机质和N、P含量均大幅提高。基质的有机质含量与全N、速N、全P、速P含量之间呈极显著相关，有机质含量也是筛选基质优良性的重要指标。

表4　各配方基质的化学性质指标测定结果

表5　基质化学性质各指标间相关关系

2.3不同处理间油松幼苗生长状况

连续两年测定了不同配方基质中1、2年生油松幼苗的生长指标。从测定结果看，不同配方基质间油松幼苗的苗高、地径、侧根数、生物量、顶芽干重等指标差异显著，而且2年生苗较1年生苗生长差异表现更大。选择不同基质2年生油松幼苗的生长指标进行方差分析的结果（表6）表明，不同基质间2年生油松幼苗的苗高、地径、侧根数、总生物量、地下生物量、顶芽干重等指标差异均达显著或极显著水平。综合苗高、侧根数、生物量、顶芽干重等指标分析，P10和P4最好，其次是P11和P12，而P1最差。

表6　不同基质2年生油松幼苗生长指标及差异分析

2.4基质的物理性状对油松幼苗生长的影响

从苗木生长和对应基质的物理性状看，苗木生长最差的 P1容重为 1.10 g/cm3，总孔隙度为44.20%，持水力为147.25%；而苗木生长良好的P10、P4、P12、P11容重为0.82～0.88 g/cm3，总孔隙度为50%～53%，持水力160%～175%。幼苗的生物量和根系数量是代表幼苗生长状况和苗木质量的两个主要因子，而容重是判别基质物理性质最简单而直观的因素，因此，为进一步分析基质的物理性状对油松幼苗生长的影响，选择2年生油松幼苗的生物量和根系数量与基质容重之间进行相关性分析。

2.4.1基质容重对2年生油松幼苗生物量的影响

基质容重与2年生油松苗地下生物量间存在显著的相关关系（图1），可以拟合Gauss函数方程y=0.167 6+0.125 61×e-（x-0.853 49）2/0.012 37，相关系数达到0.924 65。基质容重在0.8～0.9 g/cm3之间时，地下生物量最高。基质容重与2年生油松幼苗的总生物量也存在显著的相关关系（图2），可以拟合Gauss函数方程 y=0.446 59+0.285 59×e-（x-0.835 78）2/0.019 42，相关系数达到0.923 20。基质容重为0.8～0.9 g/cm3时，植株的总生物量最高。基质容重与地下生物量的相关性比与总生物量的相关性要更高，这说明基质容重对根系的影响更为直接而显著。

图1　基质容重与地下生物量之间的相关关系

图2　基质容重与总生物量之间的相关关系

2.4.2基质容重对2年生油松幼苗根系的影响

基质容重与2年生油松幼苗的侧根数量存在相关关系（图 3），可以拟合 Gauss函数方程 y= 19.828 04+8.930 69×e-（x-0.861 99）2/0.002 79，相关系数达到0.735 64。基质容重在0.8～0.9 g/cm3时，2年生油松幼苗侧根数量最多。基质容重低于0.8 g/cm3或高于0.9 g/cm3时根系数量均减少，这就说明容重过高或过低均不利于根系的生长。

图3　基质容重与侧根数量之间的相关关系

2.5基质的化学性质对油松幼苗生长的影响

基质的化学性质各指标间存在显著的相关关系，其中基质的有机质含量与全N、全P、速N、速P之间存在极显著相关关系，为此，从本试验中选择有机质与2年生油松幼苗的生物量做了相关性分析（图4、图5），结果表明：基质中有机质含量与油松幼苗总生物量间存在显著的相关关系，可以拟合 Gaussamp函数方程 y=0.475 11+0.242 57× e-（x-67.026 40）2/1280.696 17，相关系数0.821 31。从图 4可以看出，基质的有机质在50～80 g/kg时，总生物量较高。基质中有机质含量与油松幼苗的地上生物量也存在显著的相关关系，可以拟合Gaussamp函数方程 y=0.305 61+0.143 73×e-（x-71.723 18）2/1 518.288，相关系数为0.860 95。从图5可以看出，基质中有机质含量在50～80 g/kg时，2年生油松幼苗的地上生物量较高。基质中有机质含量与油松苗地上生物量的相关性高于与总生物量的相关性。基质中有机质含量过高或过低油松幼苗生物量均较低，油松幼苗在有机质含量50～80 g/kg的复配基质中生长较好。

图4　有机质含量与总生物量的相关性

图5　有机质含量与地上生物量的相关性

3.1良好的基质是能为栽培植株根系提供稳定协调的水、气、肥环境的生长介质，应有适宜的理化性质［6］。在普通田园土中添加腐熟的香菇渣等，可以显著提高育苗基质的总孔隙度和通气孔隙度，改善水气比，提高持水力，降低基质的容重，提高有机质和N、P养分含量，在一定程度上改善了基质的理化性质，提高了苗木质量［7-11］。

3.2配方基质的物理性状各指标间存在紧密的相关关系。基质的容重与基质的孔隙度、水气比和持水力极显著相关，可作为混配基质物理性质优劣的判别因子。鲁敏［7］在利用土壤表土、黄土、松林表土、腐熟粪肥和炉灰渣复配油松容器育苗基质的研究中，认为基质的容重是影响油松苗生长的主要因子之一。实际上，基质容重并非直接影响苗木的生长，而是不同容重的基质存在孔隙度和水气比的差异，进而影响了苗木生长［12］。基质的物理性质可能比化学性质的作用更大［13］，从基质容重与地下生物量、总生物量等苗木生长和质量指标间的相关关系看，相关系数均达0.92以上。

3.3基质的化学性质各指标间存在紧密的相关关系。基质的有机质含量与全N、全P、速效N、速效P之间呈极显著相关，有机质决定了基质的养分供应能力，有机质与苗木地上部分生物量和总生物量等生长指标的相关系数达到0.82以上。张沛健的研究［14］认为，基质的化学性质和营养成分对苗木的影响大于其物理性质，这可能与不同树种对基质的理化性状要求不同有关，同时也可以看到，其结论的前提是，在具有良好物理性质的基础上，更应重视化学性质的调配。

3.4对于理想的育苗基质已有多篇文献提出了一般或针对具体树种和基质成分的理化性状标准［15-17］，这些标准都是以无土栽培为出发点。而在我国北方育苗生产中，受管理条件的限制，各种土壤仍然是育苗基质的主要成分，一是降低育苗基质成本，二是在干旱条件下减少灌水成本。基于本项研究，在大田育苗条件下，适宜的油松苗基质配方为54%田园土+23%香菇渣+23%牛粪；77%田园土+23%香菇渣；65%田园土+35%香菇渣和65%田园土+35%牛粪。这与丁玉洁、王春荣等的研究结果有相近之处［18-19］。适宜的基质容重为0.8～0.9 g/cm3，有机质含量50～80 g/kg。适宜配方基质的化学性质指标与鲁敏的研究［20］存在一定差异，这说明不同原料的配方基质其指标标准不完全相同。

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第1作者简介：王春荣（1973-），女，硕士，林业高级工程师，主要从事废弃物处理及相关营林技术研究。

（责任编辑：张亚楠）

Effects of Physical and Chemical Properties of Growing Media on Chinese Pine Seedlings

WANGChunrong（Hebei Academy of Forestry Science，Shijiazhuang050061）

This research work was conducted in order to investigate the effects of physical and chemical properties of growing media on Chinese pine seedlings.The seedlings were grown in 14 media containing spent mushroom and cow dung or their mixture，as well as soil in various ratios.The experiment was arranged with two replicates per treatment under outside conditions.Prior to sowing，some physical and chemical properties of growing media were determined.Some growth indexes in terms of height，main root length，lateral root number，biomass，etc.of seedling were also measured at the end of growth.In most of cases，the addition of spent mushroom and cow dung to growing media produced an increase in total porosity，air porosity，water holding capacity，and organic matter，N as well P content and a decrease in volume-weight values in comparison to soil.The correlation index were 0.736，0.925 and 0.923，respectively between volume-weight of media and lateral root number，underground biomass as well as total biomass of tested seedlings.The correlation index between organic matter of growing media and aboveground biomass as well as total biomass of tested seedlings could reach 0.82.The values of volume-weight and organic matter could be used for the controlling factors to produce growing media with spent mushroom，cow dung and soil for Chinese pine seedling cultivation.In the field conditions，the growing media with volume-weight values of 0.8-0.9 g/cm3and organic matter contents of 50～80 g/kg could be most suitable for Chinese pine seedling production.And substrates based on this experiment was therefore①54%soil，23%spent mushroom and 23%cow dung，②77%soil and 23%spent mushroom，③65%soil and 35%spent mushroom，and④65%soil and 35%cow dung to propose for growing Chinese pine seedlings.

Physicalandchemicalproperties；Media；Chinese pine；Spentmushroom；Correlationindex

S791.254，S723.1

C

1001-9499（2016）04-0037-06

*国家林业局948项目“育苗基质理化性状精准化调控技术引进”（2012-4-64）

毕君（1963-），男，博士，林业正高级工程师。

2016-05-20