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以粉煤灰为基质的蔬菜苗期生长状况及其评价

2017-05-17时佩佩孙凯文陈婷婷陈博阳周运来

江苏农业科学 2016年1期
关键词:粉煤灰蔬菜

时佩佩 孙凯文 陈婷婷 陈博阳 周运来 周为华 盛海君 钱晓晴

摘要:为解决粉煤灰利用难题,本试验通过向粉煤灰中添加奶牛场垫料,并对混合基质种植的3种蔬菜(雪里蕻、白菜、胡萝卜)的生长状况进行评价,探讨粉煤灰与奶牛场垫料混合配成的不同处理基质对蔬菜苗期生长的影响。试验以粉煤灰为对照(CK),粉煤灰和奶牛场垫料混合比例(干质量之比)分别为0:10、2:8、4:6、6:4、8:2、10:0。试验结果表明:以粉煤灰为主、奶牛垫料为辅配制成的新型基质可以满足蔬菜生长需求;同时说明碱性基质同样适用于蔬菜的生长;粉煤灰与奶牛垫料混合质量比为2:8~4:6时较适合蔬菜生长。

关键词:粉煤灰;奶牛垫料;蔬菜;苗期生长

中图分类号:S604 文献标志码:A 文章编号:1002—1302(2016)01—0178—04

当今世界被利用最广泛的能源物质之一是煤,并且会伴随大量的副产物,包括粉煤灰、底灰等,其中含量最高、最难处理的副产物便是粉煤灰。粉煤灰是一种大小不等的粒状体,颗粒内部有蜂窝状结构,其形状不规则并且结构大小不等。粉煤灰的平均粒径较小,一般在10μm以下,并且具有质量轻、容重小等一系列特点。大量元素和微量元素存在于粉煤灰中,包括K、Ca、Mg、B、Na等,这些营养物质可提供植物根系生长。粉煤灰中还含有相对较多的重金属,这些重金属在植株体内不断富集,不仅影响植株生长,并且降低农产品的品质。奶牛垫料是传统的有机肥料,其养分齐全,有机质含量高,一定量的奶牛垫料和粉煤灰混合后使用,可改善粉煤灰的性质,维持并提高土壤肥力,增加持水能力,促进有益微生物的生长,从而提高农产品品质与产量,为粉煤灰的利用寻求到了一条新的途径。因此,本试验利用粉煤灰和奶牛垫料的不同比例混合进行蔬菜育苗,并且对其苗期生长状况进行评价。

1材料与方法

1.1供试材料

供试粉煤灰取自扬州华电发电厂,粉煤灰基本性质:pH值9.37;EC值0.610 mS/cm;有机质27.657 g/kg;速效磷280.854 mg/kg;速效钾4 232.138 mg/kg;全氮331.126 mg/kg。供试奶牛垫料取自盐城大丰某农场,奶牛垫料基本性质:pH值7.67;EC值2.830 mS/cm;有机质379.079 g/kg;速效磷346.171 mg/kg;速效钾24 300.577 mg/kg;全氮331.126 mg/kg。

1.2试验设计

2014年6—7月,试验在江苏省扬州大学环境科学与工程学院穴盘试验场地进行。所用试验器材:50孔54 cm×28 cm的硬質穴盘,硬质穴盘由聚苯乙烯发泡材料压制而成。试验设6个处理,即粉煤灰与奶牛垫料干质量之比分别为0:10(F0)、2:8(n)、4:6(F2)、6:4(F3)、8:2(F4)和10:0%(CK),每个处理均不施加肥料。不同处理混合物质量均为3 kg,重复3次。供试雪里蕻品种为苏蔬“九头鸟雪里蕻”,白菜品种为梅岭“苏州青”,胡萝卜品种为梅岭“扬州红胡萝卜”。2014年6月21日播种,每个穴盘内播种种子150粒,浇一定量的水后,用薄膜覆盖,保持基质含水量基本一致。根据植株的生长趋势,定时定量加水,试验过程中观察并记录数据。

1.3测定项目与方法

1.3.1基质理化性质 pH值:水与基质比为5:1,pH值计法测定;电导率:水与基质比为5:1,电导计测定;速效磷:0.5 mol/LNaHC03浸提,钼蓝比色法测定;速效钾:1.0mol/LNH40Ac浸提,火焰光度法测定;有机质:重铬酸钾容量法一外加热法测定。

1.3.2茎叶物理性质 株高:以穴盘表面到生长点的高度为准,用直尺测量;茎粗:在子叶节下部1 cm处用数显游标卡尺测量其直径;叶片数:计完全展开的叶片数量。鲜质量:新鲜样品,冲洗干净后,用吸水纸吸干水分,置于分析天平上称质量,得到植株鲜质量(g);干质量:新鲜样品,放人烘箱后,105℃下杀青30 min,再在80℃下烘干至恒质量,用分析天平称质量,得植株干质量(g)。

根冠比:根干质量(根鲜质量)/地上部分干质量(地上部鲜质量);

G值(干物质平均积累量)=全株干质量/育苗天数;

壮苗指数=(茎粗/株高+根干质量/地上干质量)×全株干质量(g)。

1.4数据分析与统计方法

所得数据用Microsoft Excel 2003软件进行处理和绘图,用SPSS 19.0统计分析软件进行差异显著性检验(LSD法)。

2结果与分析

2.1不同配比基质的理化性质

添加不同比例奶牛垫料后各配比基质的理化性质见表1。从表1可以看出,粉煤灰与奶牛垫料混合后能显著(P<0.05)改善基质的多项理化性质,与粉煤灰相比,随着奶牛垫料添加比例增高,基质pH值明显降低,且从碱性向酸性递进,逐渐接近最佳蔬菜生长环境。粉煤灰与奶牛垫料混合后的不同处理其电导率、有机质、全氮、速效钾和速效磷含量都有所改变,并存在显著差异(P<0.05)。

2.2不同处理蔬菜的出苗情况

由图1可知,雪里蕻和白菜在各处理基质上的出苗时间大致相同,都在3 d左右开始有出苗现象。胡萝卜的出苗时间和雪里蕻、小青菜有所不同,5 d后才有出苗现象。植株在不同基质上总体的出苗顺序为:胡萝卜<小白菜<雪里蕻。

出苗率为播种后1周开始计算的。由表2可见,3种蔬菜种子在6种不同配比基质中的出苗率总体表现为:F3>F4>CK>F2>F1>F0。以F0处理的出苗率最低,其他处理的出苗率均较高,表明粉煤灰和奶牛垫料按一定量配比可以作为育苗基质。粉煤灰是一种大小不等的粒状体,颗粒内部有蜂窝状结构,其形状不规则并且结构大小不等。粉煤灰的平均粒径较小,其直径大部分是50~100 mm,其大于0.1 mm的物理性沙粒含量约占60%,另还含有30%~35%的粉黏粒,所以具有一定的保水性。而奶牛垫料的直径相对较大,保水性相对较差。在粉煤灰和奶牛垫料按一定比例混合后,其3相性质有所改变。并且一定比例的粉煤灰和奶牛垫料混合可促进微生物活性,有利于养分转化,使水、肥、气、热趋向协调,为蔬菜生长提供良好环境。此外,粉煤灰的重金属含量相对高,有可能会影响出苗率;且粉煤灰的pH值也较高,当浇水过量时,也会发生板结现象。与F0相比,其他处理相对适合作为育苗基质。

2.3不同处理蔬菜的生长情况

2.3.1不同处理蔬菜的株高、茎粗、叶片数 播种30 d后测定雪里蕻、白菜和胡萝卜的株高、茎粗和分叶数。由图2可知,CK处理组生长的雪里蕻、白菜和胡萝卜株高分别为0.63、1.22、0.65 cm,相对于F1较差;F1、F2处理组生长的雪里蕻、白菜和胡萝卜的生长状况相对较好,且n处理组的雪里蕻、白菜的株高分别比CK处理组高出约42.11%、20.22%,胡萝卜株高高出其1.64倍之多,有显著差异(P<0.05);F2处理组生长的雪里蕻、白菜的株高分别比CK处理组高出约27%、10%,胡萝卜株高高出其1.28倍之多,有显著差异(P<0.05);F3和F4处理组与CK组差异不是很明显。从蔬菜整体的株高来看,F1、F2处理较其他配比基质更适合蔬菜生长。

茎粗在一定程度上可以反映蔬菜的健壮程度,是评判蔬菜长势的因素之一。由图3可知,CK处理组生长的雪里蕻、白菜和胡萝卜的茎粗仅为0.87、1.00、0.80 cm,相对较差,且与其他處理组相比茎粗都存在差异。F1处理组生长的雪里蕻、白菜和胡萝卜的茎粗分别比CK处理组多出约40%、43%、40%,存在显著差异(P<0.05);F2处理组生长的雪里蕻、白菜和胡萝卜的茎粗分别比CK处理多出约30%、37%、34%,存在显著差异(P<0.05);F3和F4处理组相对于F1、F2而言和CK处理组差异较小。

蔬菜的光合转化能力与叶片的数量有关,也是反映蔬菜长势的主要因素之一。由图4可知,F1处理组的叶片数相对较多,CK处理组生长的雪里蕻、白菜和胡萝卜叶片数仅为2.7、3.0、4.3张,F2、F2处理组相对CK处理组均显著增多(P<0.05)。

2.3.2不同处理蔬菜的全株鲜质量和干质量 评价植株长势的重要因素之一为植株的生物量。处理不同其蔬菜地上部和地下部生物量有所差异,不同处理对蔬菜的鲜质量和干质量的影响趋势大致相同。由表3可知,不同处理雪里蕻、白菜和胡萝卜的鲜质量和干质量存在差异,其中均以F1处理最高,显著高于其他各处理;其次为F2处理。可见F1、F2处理相对适宜蔬菜生长,适合作为育苗基质。

2.3.3不同处理蔬菜的综合指数 想要蔬菜早熟丰产,其要求之一为壮苗,因此对蔬菜产量产生较大影响的便是幼苗的素质。蔬菜的根冠比、G值和壮苗指数,是被广泛用于评价幼苗素质的指标。根冠比反映了植物地上与地下相互促进、相互制约的关系。由表4可知,雪里蕻、白菜、胡萝卜根冠比最大的均为F1处理,其次分别为F0、F2,且都显著高于CK(P<0.05);同时,F3、F4均与CK有明显差别,所以粉煤灰与奶牛垫料混合可以作为育苗基质,但是处理中粉煤灰量的增加会影响到根冠比的值,并且呈先增后降的趋势。结果表明,与对照相比,F1、F2处理有利于蔬菜幼苗根冠比的增大,而且差异显著。

蔬菜幼苗干物质的积累量可通过G值来反映。从表4可以看出,雪里蕻、白菜、胡萝卜中G值最大的都是F1,其次为F2,与CK相比均存在显著差异。粉煤灰和奶牛垫料混合能增加蔬菜幼苗的干物质积累量,且效果显著。随着粉煤灰量的增加蔬菜幼苗的G值呈现先增后降的趋势,且当二者混合质量比为2:8和4:6时G值相对较大,表明F1、F2处理有利于蔬菜幼苗干物质的积累。

壮苗指标的大小不代表某个单项素质指标的高低,而是蔬菜的生长总体效果,是衡量蔬菜幼苗素质的复合指标。从表4可以看出,与CK处理相比,F1、F2处理的壮苗指数相对较好,且存在显著差异。

3结论

本试验结果表明,将粉煤灰与奶牛垫料按一定比例配制成的新型基质可以满足蔬菜生长的需求,可将粉煤灰变废为宝,这不仅减少了环境污染,还为当代农业生产提供了良好的资源,满足了当代农业可持续发展的要求。本试验还证明,碱性基质同样适用于蔬菜生长,改变了长久以来的以酸性偏中性基质为主的思想。通过本试验可以看出,在粉煤灰上生长的蔬菜较其他处理生长出的叶片瘦弱、颜色较浅,长势和其他处理有差异。这主要与其所含的营养物质较贫乏有关。而虽然奶牛场垫料的营养成分相对较高,养分充足,但是其孔隙度过大,不能起到保水作用,蔬菜生长所需水分不足,而且养分浓度过高有时还会抑制蔬菜生长,所以长势也不是最好的。应该将粉煤灰和奶牛垫料按适当比例混合,当养分达到均衡状态时,蔬菜生长势便会较好。从本试验结果可知:当粉煤灰与奶牛垫料的质量比例在2:8~4:6之间时,蔬菜生长相对较好。

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