诸葛祥谦，程 斐，李 群，杨延杰，陈 宁

（1.蔬菜栽培生理实验室·青岛农业大学园艺学院 山东青岛 266109；2.青岛绿色硅谷科技有限公司 山东青岛 266000）

我国食用菌产业从20世纪90年代以来，一直保持较高的增长速度，随着生产规模的不断扩大，我国每年食用菌生产所产生的蘑菇渣大约在400万t以上[1]，如何处理这些残渣显得越来越必要。目前，废弃的菇渣在有些地区已经开始循环利用，主要作为食用菌再生产的配料或者作为牲畜的饲料。但是长时间堆放的菇渣因其营养丰富容易发霉，不能重新回到上述2种循环途径中[2]，因此，可以将废弃的菇渣堆熟后作为有机栽培基质[3]。

无土栽培基质酸碱度是基质化学性质的一个重要指标，酸碱度的高低影响着基质中微生物的活动以及作物对营养物质的吸收[4]。基质酸碱度过高或过低都会导致基质发生酸化或碱化，从而影响植物的生长发育[5-6]。目前国内针对栽培基质酸碱度调节的研究较少，大部分研究主要将重点放在栽培前基质酸碱度的调节，忽略了栽培过程中酸碱度的变化。王清奎等[7]在使用白云石石粉调节育苗基质酸碱度时认为，石粉颗粒大小影响其对栽培基质酸碱度的调节，且随着白云石粉用量的增加，基质酸碱度不断升高。黄科等[8]在探究使用硫磺粉调节基质酸碱度对蓝莓幼苗生长的影响时，发现使用硫磺粉可以将基质的酸碱度在一定时间内稳定在一定的范围内，从而满足蓝莓幼苗生长的需求。也有一些栽培管理者使用石灰粉调节基质酸碱度，但是用量掌握不好，结果抑制了植物生长的需求[9]。因此，在针对有机无土栽培基质酸碱度调节时，需要一种既能在一定时间内保持基质酸碱度稳定，又能有合理用量作为参考的研究作为依靠。笔者主要针对利用硫磺粉调节菇渣基质酸碱度并应用于黄瓜栽培生产中进行研究。探究硫磺粉调节菇渣基质酸碱度满足黄瓜生长的适宜用量。为实际生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2017年4—6月在青岛市城阳区上马生态园塑料拱棚内进行，供试黄瓜为硕丰源公司提供的‘密刺一’黄瓜嫁接苗，砧木为南瓜。所用菇渣为上马生态园堆熟3个月以上的腐熟香菇渣，装盆前过4目分样筛，去除较大颗粒[10]。菇渣初始pH为 7.41，EC 值为 2.1 mS·cm-1，容重为 0.47 g·cm-3，总孔隙度53.3%、通气孔隙度23.2%、持水孔隙度30.1%。有机质含量（w，下同）为56.79g·kg-1，全氮含量为 16.39 g·kg-1，全磷含量为 11.29 g·kg-1，全钾含量为 20.88 g·kg-1，速效氮含量为 332.00 mg·kg-1，速效磷含量为 472.0 mg·kg-1，速效钾含量为 850.0 mg·kg-1。

1.2 试验设计

试验设置5个处理，每处理3次重复，每重复3盆。选用外径34 cm的385型花盆。在用美国Spectrum土壤原位pH计和便携式盐分仪测定其酸碱度和EC初始值后，每盆中装入风干菇渣约6.4 kg，T1～T5 处理每盆添加硫磺粉 3、6、9、12、15 g，添加后与菇渣混匀，对照为纯菇渣。4月25日挑选子叶完好，2片真叶完全展平且植株健壮的黄瓜幼苗进行定植，每盆栽1株。定植后进行黄瓜日常栽培管理，保证其水肥以及环境条件一致。5月28日采第3条瓜进行果实品质指标测定，5月29日，以第5功能叶片进行叶片光合以及叶绿素荧光的测定。5月25日—6月15日期采集瓜条计算产量。

1.3 测定指标及方法

菇渣基质酸碱度用美国Spectrum土壤原位pH计测定，EC值用美国Spectrum便携式盐分仪测定。基质的容重、总孔隙度、持水孔隙度、通气孔隙度参照《土壤农化分析》进行测定[11]；全氮用凯氏定氮法测定[12]；全磷用硝酸-次氯酸消煮钒钼黄比色法测定[12]；全钾用TAS-990原子吸收分光光度计测定[12]；速效氮用碱解氮扩散法测定，速效磷用碳酸氢钠浸提和钼锑抗比色法测定[12]；速效钾用火焰光度计法测定[12]；黄瓜叶片叶绿素含量SPAD-502叶绿素仪测定；叶片光合气体交换参数用CIRAS-3型光合仪测定；叶片叶绿素荧光参数用FMS-2型荧光仪测定；黄瓜果实可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[13]；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法测定[14]；维生素C含量用分光光度计法测定[14]；黄瓜产量采用称重法测定。

1.4 试验数据处理

试验数据用WPS Excel进行处理，Document Processing System(DPS)软件进行统计分析，差异显著性比较采用最小显著极差法（LSD法）。

2 结果与分析

2.1 不同硫磺粉用量对基质酸碱度的影响

随着硫磺粉用量的增加，基质的酸碱度下降幅度越大，从图1中可以看出，基质处理的前两周，基质酸碱度下降最快，之后趋于平缓，可以长时间保持相对较低的水平。硫磺粉用量为6 g时，基质酸碱度降低后，pH能够保持在6.5水平左右，对黄瓜来讲，是相对适宜的基质酸碱度。

2.2 不同硫磺粉用量对植株形态指标的影响

2.2.1 不同硫磺粉用量对黄瓜株高的影响 在15 d测量植株株高时，T4和T2处理差异不显著，但相对其他处理，在株高方面，比其他处理具有一定的优势，差异较为显著。在25 d时，T2处理的植株长势明显优于其他处理，但增长量从表1中可以看出并不是最大的，相对其他处理具有一定的性差异。在15 d时，T2处理的株高在15 d和25 d分别较对照提升23.87%和40.78%。从株高增长速度上看，T2处理要明显高于其他处理。

图1 不同硫磺粉用量对菇渣基质pH的影响

2.2.2 不同硫磺粉用量对黄瓜茎粗的影响 施用硫磺粉调节基质酸碱度，在茎粗方面差异表现并不是特别显著，从表1中可以看出在定植15 d和25 d时，T2处理在茎粗方面数据上略微高于其他处理及对照。这说明在黄瓜茎的粗壮程度上，T2处理好于其他处理。

2.2.3 不同硫磺粉用量对黄瓜叶面积的影响 在定植15 d时，从表1中仍可以看出T2处理效果优于其余处理，相对对照差异显著。在定植25 d后，除T5处理外，其余均相对于对照组具有显著性差异，其中T2处理叶面积最大。综上，T2处理在叶片展幅上要大于其他处理及对照，这有利于植株的光合作用。

表1 不同硫磺粉用量对黄瓜植株形态指标的影响

2.3 不同硫磺粉用量对黄瓜叶片光合作用的影响

2.3.1 不同硫磺粉用量对黄瓜叶片叶绿素含量的影响 在合理的酸碱度范围内，叶绿素的含量会有所提升，如图2所示随着硫磺粉用量的增加，叶绿素含量出现先升高后降低的趋势，但变化量不明显。叶绿素相对含量最大值出现在T2处理，T1处理叶绿素相对含量最低，2个处理间差异显著。且所有处理的叶绿素含量相对对照均有所提升。

图2 不同硫磺粉用量对黄瓜叶片叶绿素含量的影响

2.3.2 不同硫磺粉用量对黄瓜叶片光合气体交换参数的影响 光合气体交换参数是反应植物生长状况以及光合代谢强弱的一项重要指标。如表2所示，植株的光合速率随着各个处理硫磺粉用量的增加而出现先增加后降低的趋势，其中最高值出现在T2处理，也就是T2处理的光合速率最高，与其他处理及对照差异显著；气孔导度也就是气孔张开程度，所有处理较对照气孔导度都有所升高，也就是气体交换速度加快了，有利于光合作用进行，T1、T5与对照差异不显著，T2较其他处理均有显著性差异；综合各项参数指标T2处理的光合强度要强于其他处理以及对照；一般情况下胞间二氧化碳浓度直接影响光合速率的高低，因此胞间二氧化碳浓度也随着各处理酸碱度的降低，胞间二氧化碳浓度呈现先升高，后降低的趋势，最大值出现在T2处理与其他处理及对照具有显著性差异；由于水分利用效率与光合速率以及蒸腾速率有关，所以T2处理光合参数较高，以及气孔导度和蒸腾速率都较高，就导致了T2处理的水分利用效率在一定程度上有所降低。

2.3.3 不同硫磺粉用量对黄瓜叶片叶绿素荧光参数的影响 叶绿素荧光参数是一组用于描述植物光合功能的变量或常数值，反映了植物“内在性”的特点，可以作为研究植物光合作用与环境关系的重要指标。如表3所示，在非胁迫条件下变化不是很明显，所以在最大光化学效率方面，各个处理以及对照差异并不显著；在最大天线转化效率方面，它反映的是开放的PSⅡ反应中心原初光能捕获效率，T2处理与硫磺粉用量较高的处理差异显著，也就是说T2处理叶片PSⅡ反应中心原初光能补获效率要高；在实际光化学效率方面，各处理间差异较为显著，T2处理的实际光化学效率仍然较高；在光化学猝灭系数方面，只有较高硫磺粉用量的T4和T5处理之间差异不显著，其余均有差异，从数值上看，T2处理的光化学淬灭系数较高与其他处理以及对照具有显著性差异；在非光化学猝灭系数方面，T1处理显著高于其他处理，对照和T2处理差异不明显。

表2 不同硫磺粉用量对黄瓜叶片光合气体交换参数的影响

表3 不同硫磺粉用量对黄瓜叶片叶绿素荧光参数的影响

2.4 不同硫磺粉用量对黄瓜果实品质的影响

2.4.1 不同硫磺粉用量对黄瓜果实可溶性蛋白含量的影响 不同剂量硫磺粉降低菇渣基质酸碱度，均促进了黄瓜果实中的可溶性蛋白含量的增加。从图3中可以看出随着硫磺粉用量的增加，可溶性蛋白含量呈现先增加后降低的趋势，在T2处理中硫磺粉用量为6 g时，黄瓜果实的可溶性蛋白含量最高达到了2.33 mg·g-1。相对对照可溶性蛋白含量增加了71.43%，具有极显著差异。

图3 不同硫磺粉用量对黄瓜果实可溶性蛋白含量的影响

2.4.2 不同硫磺粉用量对黄瓜果实可溶性糖含量的影响 黄瓜果实的可溶性糖含量随着硫磺粉的添加剂量增大出现一定的下降趋势。如图4所示，在各个处理中T2处理果实可溶性糖含量最高，达到8.36%，相对其他处理及对照差异显著。T5处理可溶性糖含量最低，T2处理可溶性糖含量相对于对照组增加了16.60%。

图4 不同硫磺粉用量对黄瓜果实可溶性糖含量的影响

2.4.3 不同硫磺粉用量对黄瓜果实维生素C含量的影响 黄瓜果实中维生素C含量随着硫磺粉用量的增大，呈现先增高后降低的趋势如图5所示，维生素C最大值出现在硫磺粉用量为6 g时，即T2处理维生素C含量最高，达到29.02 mg·100 g-1，T5处理维生素C含量最低，只有5.61 mg·100 g-1。相对T2处理降低了80.67%。T2处理相对其他处理及对照组，具有极显著差异。

图5 不同硫磺粉用量对黄瓜果实维生素C含量的影响

2.5 不同硫磺粉用量对黄瓜产量的影响

基质酸碱度合适与否会直接影响到黄瓜的产量，如表4所示，平均单果质量随着硫磺粉用量的增加，呈现先增高后降低的趋势，在T2处理添加量时，平均单果质量达到最大为241.48 g。折合产量在T2处理也达到最大为2.89 kg·m-2。除T5处理以外，其他处理在产量方面相较对照均有所增长，增幅在 4.86%～33.65%，增幅最高在T2处理为33.65%，只有T5处理负增长为-7.09%。

表4 不同硫磺粉用量对黄瓜产量的影响

3 讨论与结论

适宜黄瓜栽培的基质酸碱度范围为5.7～7.2，属于中性偏酸[12]。在基质中添加硫磺粉，可以在一定程度上降低菇渣基质酸碱度，并在一定时间范围内基质的酸碱度可以保持相对恒定[15]。笔者所选用菇渣酸碱度为碱性，因此需要添加外源成分调节其酸碱度。有研究表明，在基质中添加硫磺粉能够在一定程度上降低基质酸碱度，且对基质有一定的杀菌消毒作用[15]。从本试验硫磺粉调节菇渣基质酸碱度效果来看，T1～T4处理的酸碱度均在适宜黄瓜生长的范围内。笔者通过对整个栽培过程中基质酸碱度的监测发现，在将硫磺粉添加到基质中2周后，基质酸碱度基本处于平稳状态，没有较大的上下浮动，这是由于硫磺粉被添加到基质中后，基质中的硫细菌将硫磺氧化成硫酸酐，再由硫酸酐转化成硫酸调节基质酸碱度，这一变化过程以生物过程为主化学过程为辅，因此能够在较长一段时间内保证基质酸碱度相对稳定[16]。但随着基质中所添加硫磺粉的量的增加，基质酸碱度越小，因此在针对不同的作物应选择不同的硫磺粉添加量。

从黄瓜生长的角度来讲，虽然T1～T4处理均在合理酸碱度范围之内，但是在生理指标方面还存在一定的差异，例如T2处理的植株在光合速率以及果实营养指标方面显著优于其他处理，且随着各个处理硫磺粉添加量的增大，植株的光合速率以及营养指标等方面均出现先升高后降低的趋势，最高点均出现在T2处理，这就说明，T2处理所达到的基质酸碱度最能满足黄瓜生长的要求，在产量方面T2处理也是最高的，相较对照组提高了33.65%。

综上所述，利用菇渣进行黄瓜基质培的过程中，调节基质酸碱度按照0.09%的质量比添加硫磺粉能够使黄瓜达到较好的光合效果以及较高的营养标准。因此在黄瓜生产上可以选用硫磺粉调节菇渣基质酸碱度来进行生产，从而降低以草炭等为代表的不可再生资源的消耗。