全 文 ：0 引言
粉煤灰是以煤为燃料的火力发电厂排出的废弃
物，主要堆积于农田中，不仅占用大片土地，而且对环
境造成很大的污染，特别是对农田浇灌水以及饮用水
基金项目：山西省教育厅植物修复-粉煤灰醋糟优良基质的配置2009专项；中央财政部粉煤灰污染土地复垦2011专项。
第一作者简介：赵宇，男，1978年出生，山西榆社人，副教授，博士，研究方向为植物营养学。通信地址：030600山西省榆次区文苑街1号晋中学院生
物学院，E-mail：zhaoyu786132003@126.com。
收稿日期：2011-07-20，修回日期：2011-10-23。
三色堇对粉煤灰-醋糟基质的适应性探究
赵 宇，牛常青，赵 坤
（晋中学院，山西榆次 030600）
摘 要：为了研究粉煤灰醋糟基质中的养分对植物生长的影响，对植物出苗期、幼苗期的N、P、K需求量
进行研究，进而为基质配置中的养分调节提供理论依据，以三色堇为试材，在粉煤灰醋糟基质中配施以
不同比例的N、P、K营养液，以德国泥炭、普通土壤为对照，综合分析植株的成活率、叶面积、茎粗、株高、
鲜重、干物重、壮苗指数、水分散失状况等各项指标。结果表明，对三色堇生长影响最大的养分为P，尤
其表现在幼苗期；不同养分配比之间具有明显差异，其中，N、P配比对三色堇的幼苗的壮苗指数影响较
大，而N、K配比对植物生长无显著影响，以低N、高P、配合适宜的K含量为粉煤灰醋糟基质中三色堇生
长的最佳养分配比；同时，基质的养分供应依赖于水分供应，调节基质的水分散失曲线是养分供应的基
础。因此，在粉煤灰醋糟基质配置中，应首先针对不同的修复植物添加相应的养分；其次，通过调节基质
配比来改善其水分供应状况，才能使植物修复粉煤灰污染的过程顺利进行。
关键词：粉煤灰；醋糟；混合基质；三色堇；养分需求
中图分类号：S682.1+4 文献标志码：A 论文编号：2011-2094
The Study of Pansy’s Adaptability on the Fly Ash-Vinegar Residue Matrix
Zhao Yu, Niu Changqing, Zhao Kun
(Jizhong College, Yuci Shanxi 030600)
Abstract: In order to research the effect of nutrient on the growth of the plant in the fly ash vinegar residue
matrix, the author studied the plant N, P and K demand in the seedling stage, which provided the theoretical
bases for the nutrient allocation of matrix. This experiment took ornamental plants pansy (Viola tricolor L.) as
test materials. Groups were treated with different proportions of N, P, K nutrient solution. By observing the
growth status of plants in each group, a comprehensive analysis of fly ash-the physical and chemical properties
of vinegar residue matrix, research of survival rate, leaf area, stem diameter, plant height, fresh weight, dry
weight, seedling index, water loss status data in the matrix and comparing with the German peat and ordinary
soil, determined the nutrients demand of pansy in the matrix. The results showed that, the most impact on the
growth of pansy was the P nutrient, especially in seedling stage; At the same time, the nutrient ratio had the
obvious effect, N, P ratio was more important than the N, K ratio, and the nutrient supply depended on the
water supply, adjust the water loss curve was the foundation of nutrient supply, therefore, configuration the
matrix should be first repair the plant nutrient, then adjusted the matrix to improve the water supply condition.
It could finish the process of phytoremediation smoothly.
Key words: fly ash; vinegar residue; hybrid matrix; pansy; nutrients demand
中国农学通报 2012,28(01):171-175
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
的污染，严重影响了庄稼的收成和附近居民的身体健
康。中国粉煤灰的利用率逐年增加，农业上应用较多[1]：
前东德施用于缺钙土壤，美国施用于缺硫和缺硼的土
壤，澳大利亚施用于缺镁的土壤，土壤理化性状均大为
改观；1998年，中国尝试在土壤中施用粉煤灰以补充
钙和盐基[2]，河南在砂姜黑土上施用粉煤灰达到增产
效果[3]；但由于其性质为活性粘土[3]，比重、容重、比表
面积都很高[4-5]，导致利用率不高，大多数粉煤灰进行了
填埋处理，而填埋却带来了环境、土地资源、资金等方
面的负担。因此，粉煤灰的综合利用迫在眉睫，现在的
化工和深加工对于粉煤灰的利用还不是很成熟，可能
会遇到资金或技术问题，甚至还可能导致二次污染[6]。
然而，粉煤灰所含的铁、锌、铜、钼、硼是植物生长发育
所必需的元素，这些微量元素的含量均高于一般土
壤[7]，但一般土壤的通气孔隙度较小、偏碱性，也不适
合花卉的栽种。
但是，粉煤灰和醋糟按一定比例的混合基质能使
水、肥、气、热趋向协调，为作物生长创造某些良好的土
壤环境[8]。山东农业大学[9]利用粉煤灰与酒糟、污泥、
糠醛以一定的质量比组成复垦基质，来代替表层覆土，
几种固体废渣与粉煤灰的混合比例为 5%~20%；基质
在植物修复过程中，可以达到植物生长的需要[10]；但长
期监测结果表明，基质中的铬等重金属含量高于《土壤
环境质量标准》的 2级标准值，不适合种植食用植
物[11]。因此，笔者拟通过调整粉煤灰基质的养分供应
能力，对当前中国园林绿化常用的草本花卉三色堇进
行试验，以期在美化环境的同时，有效利用修复粉煤
灰 基质。德国泥炭和普通土壤是非常适合种植花卉
的基质[12]，用来作为对照基质。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
试验于2010年11月—2011年5月在晋中学院进行。
1.2 试验材料
试验选用美国泛美公司优质三色堇种子[13]。
1.3 试验方法
1.3.1 试验设计 预先准备好 50孔(5×10)的穴盘用于
填充基质，与不含其他杂质的粉煤灰、醋糟用于配比基
质。用量杯量取一定体积的粉煤灰和醋糟，配制体积
比为2:3的粉煤灰-醋糟基质。将穴盘分为10组（每组
5孔），用配制好的粉煤灰-醋糟基质填充前 8组，同时
用德国泥炭和普通土壤分别填充第8、9组。在穴盘的
所有基质上播种三色堇的新鲜种子，每孔 3~5颗。覆
膜[14]。在18~20℃[15-16]的温度下培养。待80%的种子露
白以后揭膜。揭膜后幼苗的生长温度保持16~25℃[17]，
温度不能超过30℃[18]；前期需要较高的湿度水平，后期
可逐渐见干见湿的管理。以硝酸铵、磷酸二氢钠、氯化
钾为肥料配制不同比例的N、P、K营养液。配制例[19]，
见表1。
比例类型
缺N，适P、K
高N，适P、K
缺P，适N、K
高P，适N、K
缺K，适N、P
高K，适N、P
适量N、P、K
NH4NO3
0.3
1.2
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
NaH2PO4
0.8
0.8
0.4
1.6
0.8
0.8
0.8
KCl
0.6
0.6
0.6
0.6
0.3
1.2
0.6
在三色堇长到子叶期时，按分组（10组）分别施以
不同比例的N、P、K营养液，并设置对照。10组的施肥
和对照情况配置，见表2。
每周施 2次营养液，每次适量不能过少使基质干
旱，也不能过多造成积水。待植株生长一段时间后，观
察各组植株的生长状况，并测量各组植株的生理生化
指标进行比较。
1.3.2 幼苗各项生长指标的测定及壮苗指数的计算
（1）幼苗成活率的测定。成活率=(活下来的苗数/
出苗数)×100%。
（2）幼苗株高、茎粗的测定。株高是指从植株根颈
到生长点的距离，茎粗测量植株根颈部，幼苗出土后每
10天测定1次，苗期测4次，每次每处理随机测定5株。
（3）重复3次植株干鲜重测定。每10天取样1次，
每次随机测定10株，先称鲜重的材料，之后在105℃下
烘 15 min（杀青），再在 80℃恒温下烘至恒重，称干重。
（烘干时用的电热恒温鼓风干燥箱为DHX-9143B型），
重复3次。
表1 营养液的配比 g/L
·· 172
赵 宇等：三色堇对粉煤灰-醋糟基质的适应性探究
（4）叶面积测定。将幼苗叶片取下后复印到 1张
均匀的纸张上，然后按叶片轮廓剪下后称重(W1)，再
到该纸张上剪 3 cm×3 cm＝9 cm2的正方形称重(W2)，
则叶面积=W1×9/W2，每 10天取样 1次，苗期测 4次，
每次随机测定10株，重复3次。鲜重和干重用FA1004
电子天平（上海精科天平厂）量取。
（5）壮苗指数的计算。壮苗指数=（茎粗/株高）×
干物重。
1.3.3 水分运动特性的测定 将 50孔(5×10)穴盘剪成
5穴孔为单位，每个单位填入相同基质（分别为粉煤灰-
醋糟基质、德国泥炭、普通土壤）放入水浴中，使其充分
吸水后取出称重，放在恒温培养箱中每隔1 h取出再称
重。根据试验，当日的实际观测温度为12~24℃，考虑
到基质的实际应用，设定培养箱内基本温度为30℃，每
间隔1 h测量穴盘重量，通过相邻2次之间的重量差来
计算水分蒸发量，作出水分散失曲线。
1.3.4 试验仪器 恒温培养箱（上海博讯BPX-82）；电热
鼓风干燥箱（上海博讯GZX-9246MBE）；电子天平（德
国赛多利斯 BT214D，精度 0.1 mg）；游标卡尺（瑞士
TESA千分尺）。
1.3.5 统计分析 利用 SAS系统对数据进行方差分析
与多重比较。
2 结果与分析
2.1 施肥水平对三色堇穴盘苗成活率的影响
由图1可知，在适宜的光照和温度条件下，三色堇
种子 5天开始出苗，8天后基本齐苗。但受不同施肥
水平影响，三色堇幼苗成活率有所差异。其中，处理
7的土壤与德国泥炭中的幼苗成活率性质最为接近
（为 0.74）；处理 3的幼苗成活率最低，仅为 0.45，其他
处理也相应较低，最大差值为 0.19，最小差值为 0.15，
平均差值为 0.17，说明三色堇种子在发芽过程中对养
分的需求量必须适宜，过高的氮磷钾供应会抑制种子
发芽。
2.2 施肥水平对三色堇穴盘苗生长的影响
由表3可知，处理4中的叶面积、株高、茎粗、鲜重、
干物质指标都接近甚至超过德国基质，而显著高于其
他处理；说明基质中添加高磷对三色堇幼苗的生长发
育有明显的促进作用；而试验中其他处理与德国泥炭、
土壤比较，对三色堇幼苗的生长发育都产生了一定程
度的抑制；由图 2可知，处理 4的幼苗壮苗指数达
0.00264，显著高于其他处理。
由表 3、图 2可知，缺N、高N肥时，幼苗的各项生
长指标变化均较小，缺N时（第 1组），幼苗的叶面积、
植株干重都较高N时大；缺P、高P肥时，幼苗的各项生
长指标变化也都较小，高P时，幼苗植株叶面积、鲜重
较缺P时大；高K肥时，幼苗的叶面积、植株鲜重较缺
K时大。从以上分析可知，N肥对幼苗各项指标影响
均较小，P肥对幼苗叶面积影响最大，K肥对幼苗植株
干、鲜重影响最大。而P肥则对株高、茎粗、壮苗指数
影响较大，增施P肥时植株的株高、茎粗、壮苗指数都
较大，说明，粉煤灰醋糟基质中养分添加以P含量添加
最为重要，而氮肥的添加与否对基质的养分供应影响
最小。
2.3 基质保水性分析
由图 3可知，德国泥炭和普通土壤的保水性能相
当。而粉煤灰-醋糟(2:3)基质在试验开始的9 h里保水
性能较差，水分运动曲线比另外 2种基质的水分运动
曲线陡直，但在9 h以后，其与德国泥炭和普通土壤的
水分蒸发量无明显差别，粉煤灰-醋糟基质的蒸发量也
能保持较稳定的水平。因此，粉煤灰-醋糟基质有较好
的保水性能，就此方面来说它是比较适合植株生长的
基质。
序号
基质
处理
1
粉煤灰-
醋糟（2:3）
缺N，适P、K
2
粉煤灰-
醋糟（2:3）
高N，适P、K
3
粉煤灰-
醋糟（2:3）
缺P，适N、K
4
粉煤灰-
醋糟（2:3）
高P，适N、K
5
粉煤灰-
醋糟（2:3）
缺K，适N、P
6
粉煤灰-
醋糟（2:3）
高K，适N、P
7
粉煤灰-
醋糟（2:3）
适量N、P、K
8
粉煤灰-
醋糟（2:3）
水
9
泥炭
水
10
土壤
水
表2 试验布置
图1 不同施肥处理对三色堇穴盘幼苗成活率的影响
1
处理1 处理2 处理3 处理4 处理5
处理6 处理7 处理8 处理9 处理10
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3 结论与讨论
（1）以粉煤灰:醋糟=2:3（体积比）为基础基质，通
过添加不同比例的氮磷钾养分，可以显著促进三色堇
的生长发育。在本试验的供试基质和设计肥料浓度
下，供试混合基质中的最佳施肥量组合为：N 0.3 g/L、
P 0.8 g/L、K 0.6 g/L。
（2）粉煤灰醋糟的基质水分散失曲线接近土壤和
德国泥炭基质，说明粉煤灰醋糟在当前混合比例下，基
质保水性能适宜；由于基质的养分供应依赖于水分供
应，说明基质的养分供应水平也较为适宜。
三色堇花色丰富，能在较低温度(0~5℃)条件下开
花，长江以南的大部分地区可以在秋季花园绿地中应
用，就地越冬并开花不断至第 2年的初夏（6月份），在
北方地区可以作为早春的花坛花卉。花期长、适应广
等优点使得三色堇成为了花坛花卉中用量最大的种类
之一。如果能在粉煤灰基质中生长良好，不仅能美化
环境，而且通过植物修复可以清除粉煤灰带来的环境
污染。前人研究认为，三色堇的养分需求应为低氮、低
磷、高钾[13]，本研究中得出结论为，低氮、高磷、高钾，与
前人研究有所差异，可能原因在于粉煤灰醋糟基质的
基础磷较土壤与德国泥炭含量较低所致。
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处理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
叶面积/cm2
14.26
13.74
12.80
14.32
13.86
13.97
13.90
13.94
14.35
13.96
株高/cm
6.32
6.22
6.06
6.36
5.94
6.26
6.29
6.21
6.41
6.28
茎粗/cm
0.29
0.27
0.21
0.30
0.23
0.24
0.28
0.26
0.31
0.24
鲜重/g
0.736
0.755
0.735
0.764
0.758
0.773
0.752
0.756
0.833
0.769
干物重/g
0.058
0.055
0.056
0.056
0.053
0.052
0.053
0.053
0.057
0.052
壮苗指数/g
0.00266*
0.00239
0.00194
0.00264*
0.00205
0.00199
0.00236
0.00222
0.00276*
0.00199
表3 施肥水平对三色堇穴盘幼苗生长的影响
注：*为显著性标志（P<0.05）。
图3 3种基质的水分散失状况比较
0.0030
处理1 处理2 处理3 处理4 处理5
处理6 处理7 处理8 处理9 处理10
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赵 宇等：三色堇对粉煤灰-醋糟基质的适应性探究
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