几种可循环利用基质对水蕨栽培的改良作用.pdf

谢东升 曾浩光 陶 杰 等 几种可循环利用基质对水蕨栽培的改良作用 J 江苏农业科学 2021 49 2 97 103 doi 10 15889 j issn 1002 1302 2021 02 018 几 种 可 循 环 利 用 基 质 对 水 蕨 栽 培 的 改 良 作 用 谢 东 升 1 2 曾 浩 光 3 陶 杰 3 余 小 玲 1 2 徐 蕾 1 4 陈 红 峰 1 王 发 国 1 1 中国科学院华南植物园 广东省应用植物学重点实验室 广东广州510650 2 仲恺农业工程学院园艺园林学院 广东广州510225 3 广东麻涌华阳湖国家湿地公园管理中心 广东东莞523000 4 中国科学院大学 北京100049 摘要 为研究几种可循环利用基质对植物生长的改良效果 以水蕨实生苗为材料 选用菇渣 水稻秸秆 赤玉土 泥 炭土 河泥等几种基质混合对水蕨进行单独处理和混合栽培 并统计各基质处理下的水蕨生物学和生理指标 结果表 明 氮 磷 钾对水蕨的生长均有不同程度的影响 磷素直接影响水蕨的生长发育速度 钾有效促进水蕨对氮的代谢和 叶绿素的合成 单一栽培基质泥炭土和菇渣能为水蕨提供充足的有机物质和无机盐类 对水蕨的改良效果最好 混合 基质对水蕨的改良效果普遍优于与其对应的单一基质 其中菇渣 泥炭土 赤玉土 泥炭土和赤玉土 菇渣的混合基 质对水蕨株高 基径 叶数有更明显的促进作用 关键词 水蕨 可循环基质 基质改良 菇渣 水稻秸秆 赤玉土 泥炭土 中图分类号 S682 320 4 文献标志码 A 文章编号 1002 1302 2021 02 0097 07 收稿日期 2020 04 26 基金项目 广东省自然科学基金 编号 2015A030308015 广东省东 莞市麻涌镇农业技术服务中心委托项目 编号 Y841051001 作者简介 谢东升 1994 男 山东青岛人 硕士研究生 主要从事 园林植物与观赏园艺研究 E mail 1160651768 通信作者 王发国 博士 副研究员 硕士生导师 主要从事植物分类 与资源保育研究 E mail wangfg 随着设施园艺的迅速发展 无土栽培技术作为 花卉 蔬菜及其种苗生产的重要基础 被越来越多 地应用到大面积工厂化生产中 成为发展高效农业 的重要途径 1 然而我国设施园艺发展起步较晚 大部分园艺栽培基质依赖进口 且配方单一 本土 基质的利用不足 进口基质大大提高了生产成本 致使我国的园艺栽培基质开发一直处于缓慢发展 的状态 2 泥炭以其理化性状优良 使用效果良好 等特点 一直作为我国园艺栽培的传统基质 推进 着南北地区设施园艺的发展 但泥炭是有限的天然 资源 过量开采会破坏沼泽地的生态环境 且我国 泥炭资源主要分布在北方地区 南北方的物料运输 带来巨大的经济浪费 3 因此 发掘新的可循环利 用栽培基质 实现工农业废弃资源的再次利用 以 期逐步替代泥炭土 成为解决栽培基质资源不足的 问题 坚持可持续发展的必然趋势 近些年来 新型基质材料不断被挖掘 在市场 上流通开来 赤玉土是一种由火山灰堆积而成的 暗红色圆粒状的高通透性火山泥 因其无有害细 菌 蓄水和排水能力强等特点常被人们用于沉水植 物的栽培 4 作物秸秆是农事生产产生的天然有 机基质 取材容易 价格低 养分含量高 5 发酵后 秸秆的木质素 纤维素等充分降解 理化性状表现 良好 6 经过生物腐熟 堆沤后还田 同时补施一定 量氮肥 可以很好地保留大田肥力 促进农田增收 增产 菇渣是食用菌生产后的废弃培养物 含有丰 富的有机物 微量元素和食用菌菌体蛋白 7 已经 腐熟的菇渣的全氮量和有机质含量高 是一种能够 取代泥炭的宝贵农业资源 8 水蕨 Ceratopteristhalictroides 隶属于水蕨科水 蕨属 Ceratopteris 是一年生水生或湿生的同型孢 子蕨类 漂浮或生于淤泥中 在我国主要分布于长 江以南的各省区 被列为国家二级重点保护野生植 物 水蕨的繁殖方式主要有孢子有性繁殖和利用 株芽无性繁殖2种 在生活史中具有明显的世代交 替现象 在遗传学 分子生物学和发育生物学的研 究中起着重要的作用 是研究环境或者化学污染反 应 器官分化 发育 性别决定 基因定位的良好材 料 同时 水蕨具有很高的经济价值 既可以培养 成供食用的水蕨菜 也可药用 有明目 清凉 活血 解毒的功效 可治痞积 痢疾 胎毒和跌打损伤等病 症 作为一种非靶标水生植物 水蕨对监测农田水 生环境等具有明显的作用 9 11 但是近年来 该种 的分布范围和数量不断减少 而环境因子和基质的 营养水平是影响其分布的主要限制因子 本研究 7 9 江苏农业科学 2021年第49卷第2期 以水蕨为试验材料 选择用传统栽培基质泥炭土和 以上几种新型园艺基质单一栽植或混合搭配栽植 探讨几种新型基质对水蕨生长的改良效果 以期得 到逐步取代泥炭土的可能性 从而更好地扩繁和保 育这一宝贵的珍稀蕨类 1 材料与方法 1 1 试 验 材 料 水蕨是水蕨科水蕨属植物 植株幼嫩时呈绿 色 多汁柔软 由于水湿条件不同 形态差异较大 高可达70cm 根状茎短而直立 以一簇粗根着生 于淤泥 图1和图2 叶簇生 二型 孢子囊沿能 育叶的裂片主脉两侧的网眼着生 稀疏 棕色 幼时 为连续不断的反卷叶缘所覆盖 成熟后张开 露出 孢子囊 水蕨是国家二级重点保护野生植物 广泛 分布于亚洲的热带亚热带地区 生长环境特殊 对 干旱条件 除草剂 杀菌剂 重金属都较为敏感 生 长发育对环境中的氮 N 磷 P 元素反映明显 对 检验本次试验基质的栽培效果具有一定的代表性 试验用苗选择3 4张新叶的水蕨幼苗 采自华南植 物园科研区沟渠边 植株健康且长势基本相同 1 2 试 验 地 概 况 试验场地选择华南植物园科研区试验大棚 棚 内搭建遮阳网 水分条件和光照度适宜 7 9月最 高气温为33 最低气温为24 平均气温为 27 月平均降水量为216mm 具有气温高 降水 多 日照多 风速小等特点 1 3 试 验 方 法 基质选择近几年市场上较流行的几种栽培土 壤 包括水稻秸秆 菇渣 赤玉土和泥炭土等 并选 择珍珠岩作为辅助基质 改良土壤孔隙度 配制表1 中的10种单一或混合基质 用标签对各组做好标 记 试验以在水蕨原生境采集的河泥作为对照组 其他9种栽培基质为试验组 每组9次重复 表1 10种栽培基质的组成 处理 栽培基质组成 体积比 T1 河泥 3 0 T2 泥炭土 珍珠岩 2 1 T3 水稻秸秆 珍珠岩 2 1 T4 赤玉土 珍珠岩 2 1 T5 菇渣 珍珠岩 2 1 T6 水稻秸秆 泥炭土 珍珠岩 1 1 1 T7 赤玉土 泥炭土 珍珠岩 1 1 1 T8 菇渣 泥炭土 珍珠岩 1 1 1 T9 赤玉土 菇渣 珍珠岩 1 1 1 T10 赤玉土 水稻秸秆 珍珠岩 1 1 1 1 4 测 定 方 法 1 4 1 基质物理性质的检测 试验开始 分别采集 各处理组100mL土样 测定其物理指标 容重 总 孔隙度 非毛管孔隙度 毛管孔隙度 气水比等指标 的测定采用荆延德等的栽培基质常用理化性质 一 条龙 测定法 12 基质干容重采用环刀法测定 1 4 2 基质化学性质的检测 试验开始和结束分 别采集100g土样 测定其pH值 电导率 有机质含 量 碱解氮含量 有效磷含量 速效钾含量 用pH 计 PHS 25型 测定基质的pH值 用电导率仪 DDB 303A 测定电导率 用重铬酸钾外加热法测 定土壤有机质含量 用碱解扩散法测定土壤碱解氮含 量 用NaHCO 3 浸提 紫外分光光度法测定土壤有效 磷含量 用乙酸铵浸提 火焰光度法测定土壤速效钾 含量 13 1 4 3 植物生物学指标的测定 自2018年7月2 日起 2周为1周期 观测并记录植物的株高 基径 叶 片数 叶色等生物学指标 总共观测4次 试验中期 摘取生长良好的中上部成熟羽片 用萃取液 纯丙 酮 无水乙醇 蒸馏水体积比为4 5 4 5 1 共 8 9 江苏农业科学 2021年第49卷第2期 10mL 浸提叶绿素 分光光度计上分别测定645nm 和663nm处的吸光度 D 计算叶绿素a含量 叶绿 素b含量和叶绿素总量 14 叶绿素a含量 12 7D 663nm 2 69D 645nm V 1000m 1 叶绿素b含量 22 9D 645nm 4 68D 663nm V 1000m 2 叶绿素总量 20 2D 645nm 8 02D 663nm V 1000m 3 式中 V为浸提液的最终体积 mL m为叶片鲜质 量 g 1 5 数 据 处 理 与 分 析 数据分析采用SPSS22和Excel2016软件进行 分析处理 2 结果与分析 2 1 各 基 质 物 理 性 质 指 标 分 析 由表2可知 不同基质的容重表现不同 试验中 各基质的容重表现为T1 T4 T9 T5 T8 T10 T7 T2 T3 T6 其中对照组河泥的容重高 达0 9765g cm 3 远高于其他各处理 水稻秸秆和 泥炭土混合基质的容重最小 为0 0767g cm 3 相 比于对照组 不同基质的土壤孔隙度各有差别 但 均高于河泥的土壤总孔隙度 各基质的土壤总孔隙 度表现为T6 T3 T2 T7 T4 T8 T10 T5 T9 T1 其中水稻秸秆和泥炭土地混合基质的总孔 隙度最高 达88 5 河泥的总孔隙度最低 为 53 0 在本次试验中 各基质的气水比表现为 T4 T10 T6 T9 T8 T7 T3 T5 T2 T1 其 中赤玉土基质的气水比最高 达0 22 远高于河泥 的气水比 各基质的水蕨均能保持良好生长 表2 各处理基质的物理性质 处理 容重 g cm 3 总孔隙度 非毛管孔 隙度 毛管孔隙度 气水比 T1 0 9765 53 0 0 0 53 0 0 00 T2 0 0964 82 0 2 7 79 3 0 03 T3 0 0802 85 0 7 2 77 8 0 09 T4 0 6032 70 0 12 5 57 5 0 22 T5 0 3795 64 6 5 5 59 1 0 09 T6 0 0767 88 5 10 7 77 8 0 14 T7 0 2239 75 0 7 0 68 0 0 10 T8 0 3691 70 0 7 5 62 5 0 12 T9 0 4814 63 0 7 3 55 7 0 13 T10 0 3109 69 0 9 0 60 0 0 15 2 2 各 基 质 化 学 性 质 指 标 分 析 由表3可知 不同植物对基质的pH值要求各 不相同 试验中水蕨生长环境的pH值一般维持在 6 24 8 33 各基质的pH值具体表现为T3 T5 T4 T7 T10 T9 T6 T8 T2 T1 且各单一基 质和混合基质的pH值均高于河泥 电导率反映基 质的养分供应潜力 也能反映植物受离子胁迫的程 度 各基质的电导率也表现出差异 具体表现为 T3 T5 T6 T8 T1 T10 T9 T7 T4 T2 其 中水稻秸秆基质和菇渣基质的电导率较高 分别为 3 21 2 13mS cm 泥炭土基质的电导率最低 为 0 04mS cm 有机质成分较复杂 其主要成分为碳和氮的有 机化合物 15 各处理的有机质含量表现为T3 T6 T2 T8 T5 T10 T7 T9 T4 T1 其他处 理均高于有机质含量为22 14g kg的河泥 其中 水稻秸秆 珍珠岩基质的有机质含量最高 达 644 92mg kg 远高于其他基质 各基质的碱解氮 含量表现为T5 T8 T10 T6 T3 T2 T7 T9 T4 T1 各处理组均明显高于对照组 尤其是菇渣 珍珠岩处理的碱解氮含量高达1609 75mg kg 各 基质的有效磷含量表现为T8 T5 T3 T6 T10 T2 T9 T7 T1 T4 除T4处理外 各基质的有效 磷含量均高于对照组 其中 菇渣 泥炭土 珍珠 岩混合基质的有效磷含量最高 为1532mg kg 且 高于其对应的单一基质T2和T5处理 T4处理的有 效磷含量最低 3 0mg kg 仅为河泥的21 43 各处理基质的速效钾含量表现为T3 T6 T2 T8 T9 T5 T10 T7 T4 T1 在各基质中 水稻 秸秆基质的速效钾含量最高 为6756 87mg kg 远 高于其他单一基质 而原生境河泥 T1 处理的速效 钾含量最低 仅为23 56mg kg 2 3 水 蕨 叶 绿 素 含 量 变 化 各基质栽培水蕨的总叶绿素含量表现为T10 T7 T6 T8 T3 T9 T1 T2 T4 T5 表4 各 基质的叶绿素a含量和叶绿素b含量均与总叶绿素 含量表现一致 各单一基质中 除水稻秸秆基质 外 其他基质培养的水蕨叶绿素含量普遍较低 而 混合基质处理的叶绿素含量除T9处理外均显著高 于河泥处理 P 0 05 2 4 水 蕨 生 长 指 标 的 变 化 由表5可知 各处理对水蕨的株高 基径 叶数 均有明显的影响 单一基质中 只有T2处理的株 9 9 江苏农业科学 2021年第49卷第2期 表3 各处理基质的化学性质 处理 pH值 电导率 mS cm 有机质含量 mg kg 碱解氮含量 mg kg 有效磷含量 mg kg 速效钾含量 mg kg T1 6 24 0 99 22 14 62 14 14 0 23 56 T2 6 63 0 04 433 92 605 84 290 4 1685 07 T3 8 33 3 21 644 92 613 61 841 6 6756 87 T4 7 36 0 08 27 60 203 89 3 0 94 21 T5 7 40 2 13 384 01 1609 75 1170 0 884 60 T6 6 90 2 00 611 14 699 05 709 6 6651 71 T7 7 13 0 21 96 54 271 85 20 0 354 51 T8 6 84 1 18 426 39 1491 30 1532 0 1285 94 T9 7 08 0 55 70 27 246 61 41 4 1229 75 T10 7 13 0 73 125 32 687 40 341 4 367 80 表4 水蕨叶片叶绿素含量 处理 叶绿素a含量 mg g 叶绿素b含量 mg g 总叶绿素含量 mg g T1 0 89 0 15d 0 35 0 06c 1 24 0 21d T2 0 88 0 05d 0 32 0 03cd 1 20 0 07d T3 1 16 0 05c 0 42 0 03bc 1 58 0 07c T4 0 79 0 01de 0 31 0 02cd 1 10 0 01df T5 0 60 0 08e 0 24 0 03d 0 84 0 10f T6 1 33 0 03bc 0 50 0 03b 1 82 0 06bc T7 1 41 0 05b 0 52 0 02ab 1 93 0 06b T8 1 29 0 07bc 0 45 0 03bc 1 74 0 09bc T9 1 02 0 01cd 0 40 0 01c 1 42 0 02cd T10 1 61 0 05a 0 60 0 03a 2 202 0 08a 注 同列不同小写字母表示差异显著 P 0 05 表5同 表5 不同基质对水蕨生长的影响 处理 株高 cm 基径 mm 叶数 张 T1 13 17 1 48b 1 84 0 17c 5 56 1 13bc T2 21 48 1 43a 2 48 0 15b 8 11 1 65a T3 5 92 0 80c 1 78 0 13c 7 44 1 13ab T4 15 71 1 53b 1 20 0 06d 5 11 1 36c T5 14 07 2 12b 2 41 0 23b 6 78 1 39b T6 15 91 0 69b 1 89 0 09c 6 33 1 00b T7 22 00 1 38a 2 85 0 22ab 8 00 0 71ab T8 21 13 1 70a 2 43 0 15b 6 56 0 73b T9 18 40 2 40ab 3 04 0 22a 6 78 2 22b T10 15 81 1 75b 1 94 0 12c 7 67 1 41ab 高 基径和叶数均显著高于对照 对水蕨的生长有 明显的增益 T5处理在叶数和株高方面 对水蕨生 长效应的提高并不显著 但能有效提高水蕨茎径的 增长 而混合基质对水蕨各生长指标的改善普遍 优于单一基质的效应 株高 基径和叶数都有增长 其中T7 T8 T9处理的水蕨植株株高较高 T7 T9处 理的水蕨基径的增长相较于其他各处理有明显提 高 T7和T10处理对水蕨叶数积累有明显促进作用 2 4 1 水蕨基径指标变化 由图3可知 除第1次 统计 7月2日 外 各处理的水蕨基径在其余时间 段内都表现出明显差异 并在8月3日 各处理的水 蕨基径明显高于T6处理 部分存在极显著差异 P 0 01 差异显著性分析未列出 下同 除赤玉 土 珍珠岩外 各处理的水蕨基径都能达到或高于 河泥栽培的水平 单一基质中 T1和T2处理的水蕨 最先长至成熟 并明显优于T3和T4处理的水蕨 T5处理的水蕨起初表现一般 但之后快速生长 基 径增长至2 41 mm T4处理表现最弱 在初期小幅 增长后 水蕨的基径缓慢下降 混合基质较处理组 表现也各有不同 T7和T9处理的水蕨生长得最快 最好 在 60 d 内 水蕨基径分别达到 2 85 3 04mm T10混合基质的水蕨基径增长缓慢 但在 试验末期也能达到对照组的水平 2 4 2 水蕨株高指标变化 由图4可知 各处理的 0 0 1 江苏农业科学 2021年第49卷第2期 水蕨株高增长明显 试验后期 不同处理的水蕨因 不同程度的茎倒伏 弯折和植物本身进入发育期 株高的增长速度变慢 这可能与基质中氮素含量偏 高有着密切关系 单一基质对水蕨株高的影响各 不相同 整体表现为T2 T4 T5 T1 T3 泥炭土 对水蕨株高的改良效果最为明显 60d内株高可达 21 48cm 水稻秸秆基质表现最弱 在第4次监测时 达到9 94cm 随后弯折 倒伏 进入枯萎期 这与水 稻基质中速效钾含量过高有着密切的关系 混合 基质对水蕨株高的改善效果均优于对照组 T7 T8 处理对株高改善最为明显 两者株高均能达到20cm 2 4 3 水蕨叶数变化 由图5可知 不同基质间水 蕨叶数在试验中期具有明显差异 在试验末期各处 理组叶数趋于一致 单一基质中 T1 T2 T4处理的 水蕨叶数最先累积到7张左右 而T3 T5处理的水 蕨叶数积累较慢 T7 T8 T9 T10混合基质较单一基 质能更快地促进不育叶等营养组织的建成 但随着 后期不育叶的枯萎 能育叶的长成 叶数会有减少 趋势 并稳定在7张左右 3 结论 试验严格控制光照 水分 而在满足水分供应 充足的前提下 光照对水蕨的生长没有明显的限制 作用 因此影响各基质水蕨长势不同的主要因素集 中在各基质的物理和化学性质上 3 1 不 同 基 质 物 理 性 质 对 水 蕨 生 理 指 标 的 影 响 土壤容重反映土壤结构 透气性 透水性能及保 水能力的高低 适宜的土壤容重能为根系的呼吸和伸 展提供有利条件 16 而植株在0 1 0 8g cm 3 的范 围内可以良好生长 17 土壤孔隙是容纳水分和空气 的空间 也是植物根系伸展和土壤动物及微生物活 动的地方 适量的孔隙可以满足作物对水分和空气 等的需求 有利于根系的伸展和活动 16 理想基质 的总孔隙度应该处于70 90 之间 气水比常用 1kPa时气体和液体部分的比率来表示 二者比例 在1 1 5 1 4 0时作物均能良好生长 18 而试 验中水蕨实际生长的土壤容重 总孔隙度 气水比 范围均超过大部分植物理想土壤物理性的下限和 上限 进一步说明土壤容重 总孔隙度和气水比对水 蕨的生长没有明显的抑制作用 土壤容重较高和孔隙 度较低的河泥和土壤孔隙度较高的菇渣也能满足水蕨 的生长 这可能与水蕨本身适应湿润的环境 且能将根 系伸展到地表以上维持正常呼吸作用有关 3 2 不 同 基 质 的 化 学 性 质 对 水 蕨 的 生 理 指 标 影 响 3 2 1 各基质的pH值 电导率对水蕨生理指标的 影响 王玉芳对水蕨原生环境的pH值进行研究发 现 水蕨生长环境的pH值一般维持在5 5 7 0之 间 9 试验中 水蕨在pH值为6 24 7 40范围内 生长良好 但T3处理的pH值高达8 33 明显高于 其他各组基质 T3处理水蕨的基径 叶数 叶绿素含 量与对照组相当 但在株高上受到严重抑制 表明 水蕨适宜生长在中性偏酸性的环境 电导率反映基质的养分供应潜力 较高的电导 率有时反映基质含有较多的有效养分 但有些作物 对盐分较为敏感 过高会引起植物的离子胁迫 影 响植物生长 17 大多数植物在0 2mS cm的环境 下是不受影响的 而在2 4mS cm的环境下部分 盐敏感植物可能会受到影响 19 各基质中 电导率 与水蕨的株高呈负相关 P 0 09 水蕨株高会随 着电导率的增高而呈现降低的趋势 水稻秸秆基质 的电导率高达3 21 mS cm 明显高于其他各组处 理 推测T3处理的含盐量较高 已经对水蕨构成离 子胁迫 引起水蕨长势不良 3 2 2 各基质的有机质对水蕨生理指标的影响 有机质成分复杂 土壤中的一部分有机质可以呈水 溶态直接被高等植物吸收 20 另一部分则是在分解 1 0 1 江苏农业科学 2021年第49卷第2期 过程中释放维生素 氨基酸 激素等物质供应给植 物和土壤微生物 21 有机质可以增加土壤有机碳 的含量和CO 2 释放量 为微生物的生长和植物的光 合作用提供丰富的碳源 此外 土壤有机质中含有 丰富的大量元素 土壤中20 70 的磷以及95 的氮和硫都来源于有机质 22 23 各处理的有机质 含量均高于对照组 且各基质的有机质含量与基质 中的碱解氮含量呈现正相关关系 与有效磷含量呈 现显著正相关性 P 0 05 与速效钾含量呈现极 显著正相关性 P 0 01 在本次试验中 对照组 的有机质含量为22 14mg kg 氮磷钾含量也都维 持在较低的水平 说明水蕨能在比较贫瘠的土壤或 水生环境下正常生长 而基质中有机质含量的提高 会不同程度促进植物的生长 提高水蕨植株长势 3 2 3 各基质的氮素对水蕨生理指标的影响 氮 素是植物生长发育的必需元素 它的丰缺直接影响 植物细胞结构的建成 物质能量代谢 光合呼吸等 生命活动的进行 植物体内的氮素缺失 会引起植 物弱小 叶片发黄 分枝减少 产量降低等 氮素过 多 会引起植株颜色较深 贪青晚熟 枝叶徒长 易 倒伏 24 单一基质中 T2和T5处理相比于其他单 一基质 T3处理除外 氮素的含量明显较高 能促 进水蕨株高快速增加 基径增粗 最先进入生殖期 氮素对各单一基质水蕨的叶绿素积累没有表现出 明显规律 只是T5处理的叶绿素a 叶绿素b 总叶 绿素的含量低于对照组和其他各处理组 但T5处 理的碱解氮含量明显高于其他各单一基质 根据水 蕨的实际长势情况推测可能由于T5处理的水蕨提 高了叶片面积 却降低了群体的透光率 气孔导度 和胞间二氧化碳浓度 而过量的氮素会抑制植物对 其他元素的吸收 抑制叶绿素含量的提高 这也与刘 佳等的试验结果 25 27 一致 T3处理的各化学指标表 现较好 但长势最差 可能是由于基质有机质含量达 到644 92mg kg 碱解氮含量为613 61mg kg 碳氮 比大 使得基质中有机质分解快 土壤性质不稳定 微生物群落强烈变化而不利于植物根系对N P 钾 K 的吸收 18 混合基质会平衡单一基质中亏缺 或富余的氮素 都对植物的生长有一定的促进作 用 而T8处理的氮素明显高于其他混合基质 对水 蕨的株高表现出明显的促进作用 但对基径和叶数 提升不明显 3 2 4 各基质的磷素对水蕨生理指标的影响 磷 是核酸 核蛋白 磷脂和许多辅酶的重要组成成分 能参与糖类 脂肪及蛋白质代谢 并促进糖类运输 对细胞渗透势的维持有一定作用 磷参与能量的代 谢 参与细胞分裂和分生组织的发育 28 缺磷时植 株瘦小 分蘖或分枝减少 叶色呈暗绿色或紫红色 开 花期和成熟期均延迟 加重其他环境因子的胁迫效 应 磷肥过多会引起叶片产生小焦斑 阻碍植株对 硅的吸收 造成对其他元素的缺素症 29 T4处理 的各化学元素都较低 而有效磷的含量远低于河泥 该组水蕨一直呈现叶片发黄 植株不高的生长状态 生长缓慢 直至试验末期出现孢子叶才有所改善 T5 处理的有效磷含量高达1170 0mg kg 远高于其他 各单一基质处理组 该组水蕨叶片的叶绿素含量显 著低于其他各组 推测磷元素的超量会影响叶绿素 的合成 这与杨柳等的试验结果 17 一致 混合基质 对水蕨的改良作用都优于其对应的单一基质 T8处 理中的有效磷含量与T5处理相当 但经过有机质 氮 素 钾素的调节 T8处理的各项指标都有明显改善 3 2 5 各基质的钾素对水蕨生理指标的影响 钾 能够维持叶细胞的渗透势 使叶绿素不受破坏 同 时钾作为60多种酶的活化剂参与叶绿素的合成过 程 保证植物光合作用的进行 30 31 钾肥的适量添 加能够提高植物叶绿素含量 钾肥过量也会显著降 低植物的株高 茎粗 使叶片光合作用受到抑制 产 量降低 缺钾时 植物抗旱 抗寒性降低 植物茎秆 柔弱 易倒伏 叶色变黄 叶缘焦枯 生长缓慢 24 过量或过低的钾元素都会抑制植物对氮素的吸收 和利用 T3处理的速效钾含量达6756 87mg kg 水蕨叶片叶绿素含量相比于其他单一基质处理显 著提高 这可能是由于钾元素促进光合作用产物向 贮藏器官中运输 增加 库 的贮存 但同时过量的钾 元素抑制了水蕨的光合作用 不利于水蕨株高 基径 等指标的提高 这与何志刚等的研究结果 32 一致 原 生境河泥T1处理的钾元素含量为23 56mg kg 并未 对水蕨的生长产生明显的抑制作用 可见少量的钾 元素即可满足水蕨的正常生长 混合基质对水蕨 的改良作用都优于其对应的单一基质 T6处理中的 速效钾含量与T3处理相当 但经过有机质 氮素 磷素的调节 T8处理的各项指标均有些许改善 4 讨论 水蕨作为热带亚热带广布蕨类植物 叶型多 样 形态奇特 颜色翠绿 具有很高的观赏价值 此 外全株可供药用 茎叶入药可治胎毒 消痰积 嫩叶 2 0 1 江苏农业科学 2021年第49卷第2期 可作蔬菜 但水蕨对生长环境具有特殊的要求 丰 富的氮 磷 钾能促进水蕨的生长 但重金属和污染 会强烈影响水蕨的生长 本次研究利用新的可替 代栽培基质 探索水蕨应用于园林观赏的可能性 结果发现 磷作为限制水蕨生长的主要环境因子 强烈影响其生长发育速度 光合和呼吸作用以及氮 素的代谢 有效磷含量在3mg kg左右就表现出明 显的抑制作用 土壤中的氮元素和钾元素能有效 改善水蕨的营养环境 促进植物的光合作用和个体 的快速建成 但氮素过量会引起水蕨徒长 易倒伏 钾素过量会影响水蕨的光合作用 菇渣作为水蕨的栽培基质具有很大潜力 不仅 为水蕨提供丰富的氮磷钾 还能起到保水和抗板结 作用 能有效促进水蕨的快速生长和孢子形成 混合基质会有效平衡基质中各元素的含量 弥 补单一基质某种元素含量过高或过低的缺点 赤玉 土和水稻秸秆虽然作为单一基质没有传统泥炭土 的效果好 但经掺加泥炭土和菇渣进行改良 也能使 水蕨生长旺盛 因此减少对泥炭土的开发和浪费 采 用混合基质的折中办法 在稳定和提高水蕨产量和景 观效果的同时 用可循环利用的植物性基质和天然无 机材料逐步替代泥炭土 保护不可再生资源 参考文献 1 王拉花 杨秋生 新型园艺栽培基质研究进展 J 河南农业科 学 2015 44 3 9 13 2 罗爱玲 新型园艺栽培基质研究进展 J 农业开发与装备 2017 23 8 39 3 郭世荣 固体栽培基质研究 开发现状及发展趋势 J 农业工 程学报 2005 21 增刊1 1 4 4 徐 强 张沛东 涂 忠 植物基质栽培的研究进展 J 山东农 业科学 2015 47 3 131 137 5 BelalEB El MahroukME Solid statefermentationofricestraw residuesforitsuseasgrowingmediuminornamentalnurseries J ActaAstronautica 2010 67 9 1081 1089 6 Velazquez CedenoM FarnetAM MataG etal RoleofBacellus spp in antagonism between Pleurotus ostreatus and Trichoderma harzianuminheat treatedwheat strawsubstrates J Bioresource Technology 2008 99 15 6966 6973 7 张金霞 陈 强 黄晨阳 等 食用菌产业发展历史 现状与趋势 J 菌物学报 2015 34 4 524 540 8 胡英强 徐逸寒 菇渣用于生产水稻育苗基质的研制及其应用推 广 J 南方农业 2018 12 27 3 4 9 王玉芳 野生水蕨菜栽培技术 J 广西园艺 2008 19 6 55 57 10 杨逢春 水蕨的栽培 J 中国花卉园艺 2011 11 2 29 11 田华林 朱 雁 韦蓉静 等 特色森林蔬菜 水蕨菜无公害 栽培技术 J 中国林副特产 2008 22 5 45 46 12 荆延德 张志国 栽培基质常用理化性质 一条龙 测定法 J 北方园艺 2002 3 18 19 13 马义胜 铁皮石斛栽培废料和菇渣配制基质对草莓生长 产量 及品质的影响 J 浙江农业学报 2018 30 7 1175 1181 14 徐文杰 北京地区蕨类植物引种 栽培及繁殖技术的研究 D 北京 北京林业大学 2007 15 LumbanrajaJ SyamT NishideHetal Deteriorationofsoilfertility bylandusechangesinSouthSumatra Indonesia from1970to1990 J HydrolProcess 1998 12 2003 2013 16 王 昊 马文礼 王世平 等 基于欧李枝条的农林废弃物基质 对番茄生长发育的影响 J 北方园艺 2019 16 7 16 17 杨 柳 何正军 赵文吉 等 不同栽培条件对红景天叶绿素含 量的影响 J 安徽农业科学 2016 44 32 133 136 139 18 李天林 沈 兵 李红霞 无土栽培中基质培选料的参考因素与 发展趋势 综述 J 石河子大学学报 1999 3 3 250 257 19 于天仁 土壤分析化学 M 北京 科学出版社 1988 274 20 班春果 土壤有机质对苹果幼树生长 生理及矿质元素吸收的 影响 D 杨凌 西北农林科技大学 2016 21 NachimuthuG KingK KristiansenP etal Comparisonofs for measuring soil microbial activity using cotton strips and a respirometer J JournalofMicrobiologicals 2007 69 2 322 22 SaikiaP BhattacharyaS S BaruahKK Organic substitutionin fertilizerschedule Impactsonsoilhealth photosyntheticefficiency yield and assimilation in wheat grown in alluvial soil J Agriculture Ecosystems Environment 2015 203 102 109 23 DuxburyJM SmithMS DoranJW etal Soilorganicmatterasa sourceandasinkofplantnutrients M ColemaDC OadesJM UeharaG Dynamicsofsoilorganicmatterintropicalecosystems Honolulu UniversityofHawaiiPress 1989 24 马 晟 氮 磷 钾用量及施肥方式对茄子生育及产量和品质的 影响 D 泰安 山东农业大学 2018 25 刘 佳 长期偏施氮肥对菜田土壤钙 镁 硫含量及番茄品质产 量的影响 D 沈阳 沈阳农业大学 2017 26 FangXM LiYS NieJ etal Effectsofnitrogenfertilizerand plantingdensityontheleafphotosyntheticcharacteristics agronomic traitsandgrainyieldincommonbuckwheat Fagopyrumesculentum M J FieldCropsResearch 2018 219 160 168 27 楚光红 章建新 施氮量对滴灌超高产春玉米光合特性 产量及 氮肥利用效率的影响 J 玉米科学 2016 24 1 130 136 28 高云新 王成中 杨大海 等 氮 磷 钾对水稻的生理作用 J 吉林农业 2012 1 70 29 乔振江 蔡昆争 骆世明 低磷和干旱胁迫对大豆植株干物质积 累及磷效率的影响 J 生态学报 2011 31 19 5578 5587 30 安 琼 王丽敏 张 鹏 等 不同钾浓度对玉米幼苗生长的影 响 J 中国农学通报 2011 27 5 115 119 31 杨 阳 徐福利 陈志杰 施用钾肥对温室黄瓜光合特性及产量 的影响 J 植物营养与肥料学报 2010 16 5 1232 1237 32 何志刚 娄春荣 王秀娟 等 氮钾配施对设施番茄土壤微生物群 落及土壤养分和盐分的影响 J 北方园艺 2017 9 148 153 3 0 1 江苏农业科学 2021年第49卷第2期