全 文 ：收稿日期：2010- 05- 10；修订日期：2010- 06- 06
基金项目：国家星火计划项目（2010GA690001）、江苏省教育厅项目（08KJD210006）和江苏高校优势学科建设工程项目（苏财教（2011）8号）资助
作者简介：朱咏莉（1976-），女，河南新乡人，博士，副研究员，主要从事农业生物与环境方面的研究。E- mail：lyly1262011@126.com
不同配比醋糟有机基质氮素有效性与
黄瓜生长的关系
朱咏莉，李萍萍，赵青松，吴沿友
（江苏大学 现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室，江苏省农业装备与智能化高技术研究重点实验室，江苏 镇江 212013）
摘 要：研究了醋糟与牛粪和菇渣不同体积配比（纯醋糟 C，醋糟 +菇渣 CG，醋糟 +牛粪 CN和醋糟 +菇渣 +牛粪 CGN）基
质中氮素有效性及其与黄瓜生长发育的关系。结果表明：（1）纯醋糟基质全氮与有效氮含量较高，添加菇渣和牛粪后均有所
下降。（2）随黄瓜的生长，纯醋糟基质全氮含量一直呈下降趋势，而添加菇渣和牛粪处理则表现为前期下降后期上升的变化
过程。（3）不同醋糟配比基质有效氮均以硝态氮为主，随黄瓜的生长，除纯醋糟基质硝态氮含量表现为前期迅速、而中后期
缓慢的下降趋势外，其它添加菇渣和牛粪处理均表现为不同幅度的先增高后降低的波浪式变化。基质全氮和硝态氮含量变
化存在极显著的正相关关系。（4）从不同醋糟基质黄瓜的生长状况来看，以纯醋糟和醋糟添加牛粪的处理较好。
关 键 词：醋糟；氮素；有机基质；黄瓜
中图分类号：S318 文献标识码：A 文章编号：0564- 3945（2011）05- 1184- 05
Vol .42 ,No .5
Oct . , 2011
土 壤 通 报
Chinese Journal of Soil Science
第 42卷第 5期
2011年 10月
随着设施园艺的迅速发展，有机基质的研究、开
发和应用也得到了较大的促进，日益成为设施作物栽
培的重要介质类型[1,2]。目前，国内针对不同基质原料的
栽培效果以及评价等方面[3~5]进行了诸多研究。在基质
栽培过程中，有效养分的转化与供应至关重要，直接
影响作物的生长和发育。其中，氮素是最活跃的因素，
也是生产中最重要的限制因子之一。已有研究表明，
不同有机 /无机物料间的组合与配比，对其氮素有效
性以及作物的生长产生较大影响[6,7]。由于有机基质原
料来源十分广泛，不同原料间的物质特性以及养分的
转化规律不同，针对不同的作物类型，其基质 - 作物
间的相互关系则必然存在差异。
醋糟为制醋业排放的典型有机废弃物，我国每年
的排放量超过 2.60×106 t。研究表明，除了可以作为饲
料、食用菌栽培料以外，醋糟还可以作为园艺植物栽
培的有机基质[8,9]。本试验以纯醋糟以及醋糟与牛粪和
菇渣不同体积配比的混合基质作为对象，探讨栽培过
程中基质氮素转化及其与黄瓜生长的关系，为进一步
合理的资源化利用该有机废弃物以及提高作物生产
水平提供一定的技术理论基础。
1 材料与方法
1.1 试验设置
试验于 2008年 4~8月在江苏大学农业工程研究
院玻璃温室内进行。醋糟原料来自江苏恒顺集团，为
新鲜醋糟在自然条件下堆制发酵而成。菇渣为栽培草
菇以后的废料，牛粪为奶牛厂提供的发酵干牛粪。基
质共设 4个处理，分别为纯醋糟（C），醋糟：菇渣 6：4
（CG），醋糟：牛粪 6：4（CN），醋糟：菇渣：牛粪 6: 2: 2
（CGN），混合比例为体积比。基质铺设在栽培槽中，槽
长 15 m、宽 0.5 m、深 0.3 m。槽建好后在槽底部铺一层
0.1 mm的聚乙烯塑料薄膜，膜上铺一层厚约 5 cm的
碎石（直径 3 ~ 5 cm），以利排水，然后在碎石上铺塑料
编织袋，装入混匀的基质，厚度为 25 cm左右。实验时
将每槽分为 4个小区，每个小区长度为 3.0 m，小区间
间隔约为 1.0 m。试验每处理重复 3次，共计 12个小
区，随机排列。
栽培作物为荷兰温室专用水果黄瓜碧玉一号（属
中早熟品种）。采用穴盘进行育苗，待黄瓜幼苗长至 2
叶 1心时，挑选生长状况较为一致的幼苗定植于槽
中，每小区 6株。黄瓜生长过程中所有处理均不施肥，
目的是研究基质本身的养分转化与供应状况。仅根据
墒情进行人工灌水和病虫害防治等日常管理。
1.2 测定指标
植株形态及生理指标：从黄瓜定植后第 11 d开
始，每隔 7 d进行黄瓜的株高、茎粗、叶片数、叶绿素等
的测定，取小区全部植株的平均值。试验中共测定 4
次，分别对应幼苗期、幼苗 - 伸蔓、伸蔓 - 开花和开花 -
结瓜期。株高：采用直尺测量；茎粗：采用游标卡尺测
定；叶绿素含量采用 SPAD计（SPAD- 502）测定。试验
5 期
中适时采收成熟果实，计算总产量。
基质性状测定：分别在黄瓜定植后的第 11、23、
36、51和 73 d（分别对应幼苗、伸蔓 - 开花、开花 - 结
瓜、结瓜期和结瓜后期），按 S曲线法在栽培槽中取 0 ~
15 cm基质样品，每小区均为多点混合样。样品一部分
经低温烘干、粉碎、过筛处理后，进行全氮测定，另一
部分保存于 4 ℃冰箱中，用于 pH、EC、硝态氮、铵态
氮、脲酶活性等指标测定。pH和 EC的测定：采用 pH
计（HI99121，Hanna公司生产）和 EC计（HI993310，
Hanna公司生产）进行，固液比为 1∶2。硝态氮和铵态
氮均为蒸馏水浸提（浸提比为 1∶5），采用 SEAL- AA3
连续流动分析仪（英国 SEAL Analytical公司生产）测
定；全氮的测定方法为常规法。试验用菇渣的基本性
状为：pH 9.13，全氮 15.8 g kg-1，有机质 470.6 g kg-1；牛
粪：pH 7.52，全氮 9.7 g kg-1，有机质 317.5 g kg-1。试验
各处理基质的基本性状见表 1。
基质
Substrate
C
CG
CN
CGN
表 1 各基质的基本性状
Table 1 Electrical conductivity, pH and nitrogen availability of the substrates
pH
5.61
8.05
6.27
6.53
EC
（ms cm-1）
0.41
0.43
0.61
0.60
全氮
Total nitrogen
(g kg-1)
24.6
21.0
14.9
18.2
NO3- N
(g kg-1)
1.25
0.62
0.42
0.85
NH4- N
(mg kg-1)
43.6
44.8
21.2
29.3
2 结果与分析
2.1 不同配比醋糟基质全氮的变化
纯醋糟基质全氮含量较高，配比菇渣和牛粪后有
所下降，并且以单一添加牛粪处理为最低，较纯醋糟
处理下降了 40%左右（表 1）。在黄瓜生长的各生育期，
不同醋糟基质全氮含量变化有所差异（图 1）。在幼苗
期和伸蔓 - 开花期，全氮含量以 C和 CG处理显著高
于 CGN和 CN处理，但 C和 CG间、CGN和 CN间差
异不显著；而在结瓜后期，则以 CG处理最高，并显著
高于其它 3个处理。
各基质全氮含量随着黄瓜的生长发育呈现不同
的变化趋势。纯醋糟全氮含量一直呈下降趋势，添加
菇渣和牛粪各处理全氮含量则表现为黄瓜生长前期
呈下降趋势，而后期则略有增加，这可能主要与有机
质的矿化导致全氮含量相对增加有关。
图 1 黄瓜不同生长阶段基质全氮和硝态氮含量的变化
Fig. 1 The dynamic curve of total nitrogen and nitrate nitrogen content during cucumber growing stages
2.2 不同配比醋糟基质有效氮的变化
2.2.1 不同配比醋糟基质硝态氮和铵态氮含量的变
化 纯醋糟基质硝态氮含量较高，配比菇渣和牛粪后
有所下降，并且以 CN处理为最低（0.42 g kg-1），仅为纯
醋糟处理的 34%左右（表 1，图 1）。在黄瓜生长的各生
育期，不同基质处理硝态氮含量变化差异较大（图1）。
黄瓜幼苗期，C和 CGN处理显著高于 CG和 CN处理；
伸蔓 - 结瓜期，随着黄瓜生长对氮素需求量的增加，
各基质硝态氮含量呈现较大的波动；到了结瓜后期，
各处理硝态氮则表现为 CG显著高于其它 3个处理，
并以 C处理为最低。
铵态氮的含量的变化仅以幼苗期和结瓜期为例
（表 2），幼苗期 C和 CG处理明显高于 CN和 CGN处
理，最高值可达到在 42.8 mg kg-1之间；而到了结瓜
期，各处理铵态氮含量均明显下降，仅变化在 3.9 ~ 9.4
mg kg-1之间，并且各基质处理间无明显差异。
朱咏莉等:不同配比醋糟有机基质氮素有效性与黄瓜生长的关系 1185
第 42 卷土 壤 通 报
基质
Substrate
C
CG
CN
CGN
表 3 不同醋糟基质黄瓜叶片叶绿素含量（SPSD值）以及黄瓜产量比较
Table 3 The leaf chlorophyll content of cucumber with different substrates
注：a、b、c小写字母表示 5%显著差异。
幼苗期
Seedling
38.0±1.4c
28.1±2.9a
35.0±2.5bc
33.5±0.8b
幼苗 - 伸蔓
Seedling- shooting
42.3±0.5c
35.4±1.7a
38.3±2.4b
38.4±1.0b
伸蔓 - 开花
Shooting- flowering
38.8±1.0b
28.4±4.5a
36.5±2.2b
36.1±1.3b
开花 - 结瓜
Flowering- fruiting
42.5±0.2c
31.3±1.7a
40.1±1.6bc
39.2±2.0b
果实产量
Yield
（kg plant-1）
1.62a
1.48a
1.52a
1.36a
SPAD
基质
Substrate
C
CG
CN
CGN
表 2 不同配比醋糟基质有效氮与全氮间的关系
Table 2 The total nitrogen content and the nitrate nitrogen content of substrates
注：a、b、c小写字母表示 5%显著差异。
NO3- N
（g kg-1）
1.20b
0.58ab
0.37a
0.84b
NH4- N
（mgkg-1）
39.4b
42.8b
19.1a
27.0ab
NO3- N/有效氮
NO3- N/Avail.- N
（%）
97
93
95
97
有效氮 /全氮
Avail.- N /Total- N
（%）
4.7
2.6
2.4
4.5
NO3- N
（g kg-1）
1.20b
0.58ab
0.37a
0.84b
NH4- N
（mgkg-1）
39.4b
42.8b
19.1a
27.0ab
NO3- N/有效氮
NO3- N/Avail.- N
（%）
97
93
95
97
有效氮 /全氮
Avail.- N /Total- N
（%）
4.7
2.6
2.4
4.5
幼苗期 Seedling 结瓜期 Fruiting
2.2.2 不同配比醋糟基质有效氮含量与全氮间的关
系 表 2中可以看出，各基质有效氮以硝态氮含量为
主，在幼苗期，硝态氮占有效氮的 93% ~ 97%，结瓜期
可达到 98%以上。因此，表 2中仅以硝态氮为代表计
算各基质处理有效氮占全氮的比例。幼苗期各基质处
理有效氮占全氮的比例变化较大，以 C和 CGN为最
高，分别为 4.7%和 4.5%左右，CG和 CN较低，分别为
2.6%和 2.4%，结瓜期各处理有效氮占全氮的比例均有
所下降，平均为 2.3%左右，并且各处理间无显著差异。
对黄瓜不同生育期各个基质处理硝态氮含量和全氮
含量间的统计表明，二者具有极显著的正相关关系
（r=0.581，P<0.01，n=20）。
2.3 不同基质配比氮素有效性对黄瓜生长的影响
由图 2中可以看出，株高、茎粗指标在黄瓜生育
期内一直呈上升趋势。除了伸蔓 - 开花期和开花 - 结
瓜期 CG处理的株高均显著低于其它各处理外，其它
生育期株高和茎粗指标各基质处理间均无显著差异。
图 2 不同醋糟基质配比对黄瓜生长的影响
Fig.2 The height and stem diameter of cucumber plants with different substrate
从表 3中可以看出，从幼苗期至开花 - 结瓜期，
不同基质处理叶片叶绿素含量变化基本一致，随黄瓜
生育期的进程均呈先升高、后下降、然后又有所上升
的趋势，且不同基质处理间叶绿素含量平均值均表现
为 C>CN、CGN>CG的变化趋势，但同一生育期各处理
间的差别又因生育期不同有所差异（表 3）。幼苗期，C、
CG和 CGN处理间存在显著差别，但 C和 CN处理、
CN和 CGN处理间差别不显著。幼苗 - 伸蔓期，C处理
与其它 3个处理均差别显著，但 CN和 CGN无显著差
别；伸蔓 - 开花期，C、CN和 CGN处理间差别均不显
著，但均显著高于 CG处理，开花 - 结瓜期各基质处理
间的差别与幼苗期一致。
1186
5 期
3 讨论
氮素是作物生长所必需的重要营养元素之一，主
要通过作物根系从生长介质中吸收有效氮的形式维
持其生长。基质中全氮和有效氮含量直接影响氮素的
供应能力，因此，对作物生长也会产生直接影响。纯醋
糟基质全氮和硝态氮含量相对较高，混合加入菇渣和
牛粪后均有不同程度的降低。在黄瓜生长过程中，伴
随着作物的吸收、有机质的矿化等过程，基质中的全
氮和有效氮含量发生了较大的变化。纯醋糟基质全氮
含量一直呈下降趋势，一方面可能主要与黄瓜生长吸
收的氮素相对较多有关，这可以从该处理黄瓜叶片叶
绿素含量均高于其它处理得到证实（表 3）；另一方面，
也可能与硝态氮极易从上层淋洗到下层，而导致取样
层（0 ~ 15 cm）全氮含量下降有关，这也可以从图 1中
伸蔓 - 开花期醋糟基质硝态氮含量较幼苗期急剧下
降得到部分说明。添加菇渣和牛粪各处理全氮含量表
现为黄瓜生长前期呈下降趋势，而后期则略有增加，
这可能主要与后期有机质的矿化导致全氮含量相对
增加有关。基质有效态氮以硝态氮为主，其变化与全
氮的变化有关，二者具有极显著的相关关系。
从黄瓜的生长状况和产量来看，各基质处理存在
一定差异。其中，以单添加菇渣处理的黄瓜生长状况
较差，其株高、茎粗和叶片叶绿素含量指标均低于其
它处理，尤其在伸蔓 - 开花期以后，其株高和叶片叶
绿素含量均显著偏低。这可能主要是由于该基质的
pH过高（pH为 8.0左右），不适宜黄瓜生长的原因（黄
瓜适宜的 pH范围大约为 5.5 ~ 7.5）。而纯醋糟，醋糟
加牛粪，醋糟加菇渣加牛粪处理，pH较为适中（5.6 ~
6.5），黄瓜植株生长相对较好。其中以醋糟加牛粪
（CN）处理其株高和茎粗均高于 CGN和 C处理。4个
处理中，纯醋糟处理叶片叶绿素含量平均值最高，尤
其在幼苗期和幼苗 - 伸蔓期，SPAD值明显较高，说明
黄瓜从基质中吸收了较为充足的氮素营养，这与该时
期基质有效氮含量大幅度下降是一致的。与纯醋糟相
比，添加牛粪处理的氮素释放更具有“缓效性”的特
点，因而在伸蔓期以后，其叶片叶绿素含量与纯醋糟
达到了同一水平。李建明等的研究结果也表明 [6]，沙
土基质中添加牛粪含量越高，在甜瓜生育中后期根系
活力越强 , 可以促进了甜瓜果实品质的提高和高产
的获得。
因此，总的来看，纯醋糟氮素矿化较快，有效氮含
量高，氮素供应具有一定的“速效性”，前期氮素供应
充足，满足了黄瓜生长初期对氮素的需要，但由于纯
醋糟颗粒粗，保水保肥性较差（通气孔度大于 40%），
易导致上层有效氮的淋失，因此到后期有效氮供应则
明显下降（图 1）。而添加牛粪和菇渣以后，氮素供应更
具有“长效性”，一方面可在一定程度上减缓前期的氮
素供应，另一方面则可提高后期氮素供应的持久性，
这对保证后期作物产量具有重要作用。尽管试验中不
同基质处理黄瓜产量并未表现明显差异，但从长期和
满足黄瓜生长过程中营养需求的角度综合考虑，以醋
糟和牛粪配比较好，其次为醋糟加菇渣加牛粪。由于
本实验所用菇渣 pH较高，导致醋糟加菇渣处理的生
长效果较差。可见，与醋糟配比时，应降低菇渣的添加
比例。
值得注意的是，有机基质中氮素的转化及其有效
性除了受其基质本身特性的影响外，还与种植作物种
类以及其他一些因子如环境温度、基质湿度等因素有
关，对于这些因子如何综合作用于有机基质氮素的有
效性，还需要进一步研究。
4 结论
（1）纯醋糟基质全氮含量较高，添加菇渣和牛粪
后则有所下降。随黄瓜的生长，纯醋糟基质全氮含量
一直呈下降趋势，而添加菇渣和牛粪处理则表现为前
期下降后期上升的变化过程。
（2）不同醋糟配比基质有效氮均以硝态氮为主，
随黄瓜的生长，除纯醋糟基质硝态氮含量表现为前期
迅速，而中后期缓慢的下降趋势外，其它添加菇渣和
牛粪处理均表现为不同幅度的先增高后降低的波浪
式变化。
（3）从不同醋糟基质黄瓜的生长状况来看，以纯
醋糟和醋糟添加牛粪的处理较好。由于菇渣 pH较高，
应进一步降低其添加比例。
参考文献：
[ 1 ] 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(S): 1 - 4.
[ 2 ] RIBERIRO H.M., ROMERO A.M., PEREIRA H., et al. Evaluation of
a compost obtained from forestry wastes and solid phase of pig slurry
as a substrate for seedlings production [J]. Bioresource Technology
2007, 98: 3294 - 3297.
[ 3 ] 杜慧芳, 程智慧, 薛晓娜, 等. 有机和混合基质配方对青蒜生长发
育及营养品质的影响 [J]. 西北农林科技大学学报 (自然科学版) ,
2006, 34 (10): 91 - 95.
[ 4 ] 王德建, 孙瑞娟, 陈国安. 猪粪与化肥配比对基质栽培番茄生长
与产量的影响[J]. 土壤, 2007, 39(5): 777 - 781.
[ 5 ] 董灿兴, 徐 坤, 谷 顼, 等. 有机土配方与生姜产量品质的关系
[J]. 植物营养与肥料学报. 2009, 15(4): 871 - 876.
朱咏莉等:不同配比醋糟有机基质氮素有效性与黄瓜生长的关系 1187
第 42 卷土 壤 通 报
Correlation between Nitrogen Availability of Different Proportions of
Vinegar Residue-based Container Medium and Cucumber Growth
ZHUYong- li, LI Ping- ping, ZHAOQing- song, WUYan- you
（Key Laboratory of Modern Agricultural Equipment and Technology , Ministry of Education & Jiangsu Province, Jiangsu University,
High-tech Key Laboratory of Agricultural Equipment & Intelligentization of Jiangsu Province , Zhenjiang 212013, China）
Abstract: Different mixing ratios of vinegar residue compost and spent mushroom compost and cattle manure were
evaluated as substrates for the growth of cucumber plants. Four different substrates were tested: vinegar residue compost
(C), a mixture of 60% vinegar residue compost and 40% spent mushroom compost (CG), a mixture of 60% vinegar
residue compost and 40% cattle manure (CN), and a mixture of 60% vinegar residue compost and 20% spent mushroom
compost and 20% cattle manure (CGN). The results showed: (1) The content of total nitrogen and nitrate nitrogen of
mixture substrate decreased with the addition of spent mushroom compost or cattle manure comparing to the single
vinegar residue. (2) With the growth of cucumber plants, the content of total nitrogen of C substrate always decreased.
However，that of CG, CN and CGN reduced at first and then increased. (3) The nitrate nitrogen content was the major
component of available nitrogen in all substrates. During the growing stages, the nitrate nitrogen content of CG, CN
and CGN changed in the form of wave with different range. However，that of C always decreased. There was a significant
correlationship between the total nitrogen contents and the nitrate nitrogen contents of substrates. (4) For C and CN
substrates, the height and diameter of cucumber plants, leaf chlorophyll contents and yields were higher than that of
CG and CGN. Therefore, it was suggested that C and CN substrates were the best substrate for the cucumber growth.
Key words: Vinegar residue substrate; Nitrogen transformation; Organic substrates; Cucumber
[ 6 ] 李建明, 王忠红, 邹志荣. 不同配比有机基质养分转化与甜瓜生
长发育关系[J]. 沈阳农业大学学报, 2006- 06, 37(3): 427 - 431.
[ 7 ] KABORE T W, HOUOT S, HIEN E, et al. Effect of the raw materials
and mixing ratio of composted wastes on the dynamic of organic matter
stabilization and nitrogen availability in composts of Sub- Saharan
Africa[J]. Bioresource Technology, 2010, 101: 1002 - 1013.
[ 8 ] 胡永光, 李萍萍, 袁俊杰. 醋糟基质添加不同配合物的蔬菜栽培
效果研究[J]. 安徽农业科学, 2007, 35(10): 2896 - 2897, 3019.
1188