全 文 ：第 51 卷 第 12 期
2 0 1 5 年 12 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 12
Dec．，2 0 1 5
doi:10．11707 / j．1001-7488．20151204
收稿日期: 2015 － 05 － 13; 修回日期: 2015 － 10 － 13。
基金项目: “十二五”国家科技计划课题项目(2012BAD21B0201 － 09) ;黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12513018)。
农林废弃物育苗基质的保水保肥效应
卫 星 李贵雨 吕 琳
(东北林业大学林学院 哈尔滨 150040)
摘 要: 【目的】农林废弃物具有种类多、易获取且含有一定养分等优点，开发其作为林木育苗基质，以替代不可
再生的草炭基质。本文通过对不同基质组成的保水保肥效应研究，寻找出最适宜的育苗基质。【方法】以木耳废
弃菌棒、玉米腐熟秸秆、玉米腐熟穗芯为主要组分，配以落叶松松针腐殖质、蛭石，再添加不同比例的保水剂组成不
同配比的育苗基质，分析其理化性质和保水保肥性及实际育苗效果。【结果】1) 以农林废弃物为主要成分的基质
pH 值、容重、总孔隙度均达到了理想栽培基质的要求，与以草炭土为主要组成的基质没有显著差异。2) 不添加保
水剂的木耳废弃菌棒混合基质(T1 )、玉米腐熟秸秆混合基质(T2 )、玉米腐熟穗芯混合基质( T3 )与对照草炭土混合
基质(CK2 )的保水性无显著差异。添加 1%保水剂的基质保水性优于含 0. 5% 保水剂的基质。同时含 1% 保水剂
的木耳废弃菌棒混合基质(T4 )、玉米腐熟穗芯混合基质 ( T8 )的基质保水性显著优于以草炭为主要组成的基质
(CK2 )(P ＜ 0. 05)。3) 添加保水剂的基质保肥性增强，氮、磷、钾流失量显著小于不含保水剂的基质。添加 1%保
水剂的基质平均养分流失量最少，基质氮、磷、钾养分流失量显著小于以草炭土为主的混合基质(CK2 ) (P ＜ 0. 05)，
仅占草炭土基质养分流失量的 50% ～ 77%，比添加 0. 5%保水剂的基质养分平均流失减少20% ～ 40%。4) 未添加
保水剂的农林废弃物混合基质所培育的白桦，苗高和地径生长量与常规营养土(CK1 )无显著差异(P ＞ 0. 05)，其高
茎比优于草炭土基质(CK2 ); 添加 1%保水剂的基质平均苗木质量指数优于添加量为 0. 5%的基质。【结论】农林
废弃物混合基质在理化性质及保水保肥性与草炭土基质理化性质和保水保肥性相似。添加 1%保水剂的农林废弃
物混合基质，其保水保肥及育苗效果更佳。
关键词: 农林废弃物; 保水性; 保肥性
中图分类号: S723. 133 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2015)12 － 0026 － 09
Water and Nutrient Preservation of Agri-Forest Ｒesidues Used as Nursery Matrix
Wei Xing Li Guiyu Lü Lin
( School of Forestry，Northeast Forestry University Harbin 150040)
Abstract: 【Objective】Agricultural and forestry residues have many advantages，e． g． accessible，containing a certain
amount of nutrients． It is meaningful to reuse them as a matrix of container seedlings to replace non-renewable peat． Our
objective is to explore an excellent matrix for the seedlings，by comparing the water and nutrient preservation of nursery
matrix composed of agri-forest residues．【Method】These media were composed of waste sticks after edible fungus culture，
corn cores or corn straws，with adding larch needle-humus and vermiculite． And then either 1% or 0． 5% water retention
agent were added to some of the nursery media．【Ｒesult】1) The pH，bulk density and total porosity reached the ideal
culture substrate requirements in the three agri-forest residues matrices． These indexes had no significant difference from
those of peat-soil matrix． 2) Without water retention agent，the water retaining ability of waste fungus matrix and the corn
maturity core matrix was almost the same as that of peat-soil matrix． All kinds of matrices with adding 1% water retention
agent had significant higher water retaining ability than those with adding 0． 5% water retention agent． The water retaining
abilities of waste fungus matrix and of corn maturity core with 1% water retention agent adding were all significant higher
than that of peat-soil matrix( P ＜ 0． 05) ． 3) After adding water retention agent，the overall nitrogen，phosphorus and
potassium loss was significantly less than those without water retention agent addition． The more the water retention agent
was added，the less nutrient elements lost，reducing by 20% － 40% ． When added 1% water retention agent，nutrient
preserving ability of all kinds of matrices was significantly higher than that of peat-soil matrix( P ＜ 0． 05)，just missing
第 12 期 卫 星等: 农林废弃物育苗基质的保水保肥效应
50% － 77% nutrient of peat-soil matrix． 4) Without water retention agent，the seedling height and stem diameter had no
significant difference among all the treatments and control． But the ratio of height to stem diameter was significant higher
than those in the peat-soil matrix． The seedling quality index was higher in matrix with 1% water retention agent than that
in 0． 5%，especially the matrix with corn core． 【Conclusion】The water and nutrient preservation of nursery matrix
composed of agri-forest residues was similar to peat － soil matrix． It is suggested that 1% water retention agent should be
added into the agri-forest residues matrices to promote the growth of seedlings．
Key words: agricultural and forestry residues; water-retaining property; nutrient preserving ability
草炭是目前公认的效果良好且使用广泛的育苗
基质，但其不可再生性及开采限制性，显著影响苗圃
育苗产业化发展进程，就地取材、选择可改造再利用
的废弃资源，如农林废弃物等替代草炭基质势在必
行(Yuan et al．，2007)。农林废弃物主要是指农业
及林业生产中所产生的残留物，如玉米(Zea mays)
秸秆、穗芯以及林地上不易腐熟的针叶等(邓慧等，
2013; 张波，2012; 刘振东等，2012)，目前其处理
方式多为丢弃或焚烧，只有少部分用作粗饲料或燃
料，污染环境且浪费资源。农林废弃物具有种类多、
易获取，含有一定养分等优点，结合苗木生长对基质
的需求和环境保护的原则，将其作为育苗基质加以
利用，对于降低基质成本，实现废弃物循环利用具有
一定的意义。利用黑木耳废弃菌袋、玉米秸秆等农
业废弃物作为容器苗栽培基质，在园林花卉、园艺、
蔬菜等植物培育中已有应用(刘艳伟等，2011; 程
庆荣等，2002)。王萍等(2012)利用黑木耳废弃菌
袋结合有机肥发酵后培育西伯利亚红松 ( Pinus
sibirica)，苗木生长量增加了 27%。苏丽影(2013)
利用玉米秸秆与草炭组成复合基质，栽培番茄
(Lycopersicon esculentum)、辣椒(Capsicum annuum)、
黄瓜(Cucumis sativus)，植株干物质积累量增加、壮
苗指数提高，根系活力、叶绿素含量、净光合速率均
显著升高。针叶林地内的落叶，不易分解，但粉碎后
混入土壤中，可以增加土壤的通气性，在花卉栽植中
广泛应用。针叶下面的腐殖质层质地疏松，养分丰
富，含有大量的真菌孢子。采用林下腐殖质作为基
质，可以起到为苗木天然接菌的目的，促进苗木菌根
的发育，提高根系吸收能力(刘润进等，2007)。朱
晓婷等(2011)利用山核桃(Carya cathayensis)壳、锯
末、枯枝落叶、菇渣、药渣等成功培育大叶桂樱
(Prunus zippenliana)容器苗。黑龙江省玉米产量居
全国之首，黑木耳年产量约占全球总销售量的
42%，占全国 60%，还拥有大量玉米废弃物和废弃
菌棒资源(王静等，2012)。落叶松( Larix sp． )是东
北地区主要分布树种，林下具有非常丰富的针叶覆
盖(符利勇等，2015)。目前将农业与林业废弃物结
合作为林木育苗基质的研究还较少，如果能将这两
类废弃物结合成复合基质培育苗木，不仅可以利用
丰富的农业废弃物资源及农业上成熟的腐熟处理技
术，也可以利用林下腐殖质有机质丰富，天然接菌的
优势，为苗木成长提供优良的环境。
评价一种育苗基质优劣的重要指标为基质的理
化性质和保水保肥性。基质的组成决定了基质的理
化性质和保水保肥性，也就直接影响了苗木的生长
(张秀丽，2009)。尽管农林废弃物混合基质培育林
木容器苗已有成功的例子，但也暴露出了一些问题。
这类基质质地过于疏松，孔隙度大，水稳性相对土壤
来说较差，在育苗水分管理上存在工作量大、用水量
大的缺点。因此有些研究者尝试在农林废弃物混合
基质中添加一定比例的保水剂，从而调节基质水分、
结构，改善农林废弃物作为育苗基质存在的弊端
(Silberbush，1993; Terry et al．，1996; 姚璐，2013)。
本研究以东北地区常见的木耳废弃菌棒、玉米腐熟
秸秆、玉米腐熟穗芯为主要组分，配以落叶松松针腐
殖质、蛭石，并添加不同比例的保水剂，与草炭土及
常规营养土的基质进行对比，研究各基质的理化性
质、保水保肥性及白桦 ( Betula platyphylla)育苗试
验，为开发东北地区农林废弃物替代草炭作为容器
苗基质提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验于 2014 年 3 月在东北林业大学林学院森
林培育实验室内进行理化性质及保水保肥性研究。
2014 年 5 月在东北林业大学林木育种试验基地温
室大棚内进行白桦育苗试验。
1) 木耳废弃菌棒: 将培育 1 年黑木耳后的废
弃菌棒去除塑料包装，堆放于蒸锅内灭菌，水沸腾后
蒸 40 min，冷却至室温装袋，常温保存备用。
2) 玉米腐熟秸秆、玉米腐熟穗芯: 将玉米秸
秆、玉米穗芯直接用粉碎机粉碎成0. 2 ～ 0. 5 mm 大
小，以 500∶ 1体积比添加沃宝牌腐熟剂，加水使含水
量保持为 60%，常温条件下，塑料袋内封闭腐熟 7
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林 业 科 学 51 卷
天，常温保存备用。
3)落叶松松针腐殖质: 落叶松林下直接取样，
松针和腐殖质按体积比 1 ∶ 1混合，粉碎机粉碎成
0. 2 ～ 0. 5 mm 大小，备用。
4)草炭土、蛭石、常规营养土: 哈尔滨花卉市场
购买。
5)保水剂: 沃特保水剂，大小为 40 ～ 60 目，吸
水倍数为 200 ～ 300 倍。
1. 2 试验设置与指标测定
将上述基质材料按照一定的体积进行配比，以
常规营养土(CK1 )和草炭土 ∶ 落叶松松针腐殖质 ∶
蛭石2∶ 2∶ 1(CK2 )为对照，将木耳废弃菌棒、玉米腐
熟秸秆、玉米腐熟穗芯分别配以落叶松松针腐殖质、
蛭石，再添加不同比例的保水剂组成 9 种处理(T1 －
T9)(表 1)，装入 13 cm × 14 cm 无纺布袋中，每个处
理 10 个重复。
表 1 容器育苗的基质组成及施肥前的养分含量
Tab. 1 Composition and nutrient content of nursery media
基质
Matrix
组成
Component
保水剂 ∶基质
Water
retaining
agent∶ matrix
全 N 含量
Total N
content /
(mg·kg － 1 )
全 P 含量
Total P
content /
(mg·kg － 1 )
全 K 含量
Total K
content /
(mg·kg － 1 )
CK1
常规营养土(草炭土 ∶河沙 = 4∶ 1)
Nutrient soil( peat soil∶ river sand = 4∶ 1)
0 8. 37 0. 44 4. 88
CK2
草炭土 ∶落叶松松针腐殖质 ∶蛭石 = 2∶ 2∶ 1
Peat soil∶ larch needle-humus∶ vermiculite = 2∶ 2∶ 1
0 10. 17 0. 42 4. 44
T1
木耳废弃菌棒 ∶落叶松松针腐殖质 ∶蛭石 = 2∶ 2∶ 1
Edible fungus waste∶ larch needle-humus∶ vermiculite = 2∶ 2∶ 1
0 9. 15 0. 63 4. 22
T2
玉米腐熟秸秆 ∶落叶松松针腐殖质 ∶蛭石 = 2∶ 2∶ 1
Corn straw∶ larch needle-humus∶ vermiculite = 2∶ 2∶ 1
0 8. 26 0. 56 4. 89
T3
玉米腐熟穗芯 ∶落叶松松针腐殖质 ∶蛭石 = 2∶ 2∶ 1
Corn core∶ larch needle-humus∶ vermiculite = 2∶ 2∶ 1
0 9. 53 0. 49 4. 34
T4
木耳废弃菌棒 ∶落叶松松针腐殖质 ∶蛭石 = 2∶ 2∶ 1
Edible fungus waste∶ larch needle-humus∶ vermiculite = 2∶ 2∶ 1
1∶ 100 9. 15 0. 63 4. 22
T5
木耳废弃菌棒 ∶落叶松松针腐殖质 ∶蛭石 = 2∶ 2∶ 1
Edible fungus waste∶ larch needle-humus∶ vermiculite = 2∶ 2∶ 1
1∶ 200 9. 15 0. 63 4. 22
T6
玉米腐熟秸秆 ∶落叶松松针腐殖质 ∶蛭石 = 2∶ 2∶ 1
Corn straw∶ larch needle-humus∶ vermiculite = 2∶ 2∶ 1
1∶ 100 8. 26 0. 56 4. 89
T7
玉米腐熟秸秆 ∶落叶松松针腐殖质 ∶蛭石 = 2∶ 2∶ 1
Corn straw∶ larch needle-humus∶ vermiculite = 2∶ 2∶ 1
1∶ 200 8. 26 0. 56 4. 89
T8
玉米腐熟穗芯 ∶落叶松松针腐殖质 ∶蛭石 = 2∶ 2∶ 1
Corn core∶ larch needle-humus∶ vermiculite = 2∶ 2∶ 1
1∶ 100 9. 53 0. 49 4. 34
T9
玉米腐熟穗芯 ∶落叶松松针腐殖质 ∶蛭石 = 2∶ 2∶ 1
Corn core∶ larch needle-humus∶ vermiculite = 2∶ 2∶ 1
1∶ 200 9. 53 0. 49 4. 34
1. 2. 1 理化指标测定 pH 值测定:采用水土体积
为 5∶ 1，充分振荡静止后用 HANNA Hi8134 型 pH 计
测定。
土壤密度、总孔隙度、通气孔隙度:参照 Byrne
等(1989)和鲁如坤(2000)的方法及常规分析方法
测定。
1. 2. 2 保水性分析 称取各处理相同体积的风干
基质混合物(M1 )装入无纺布袋(M0 )中，每个处理
做 10 个重复。将袋子分别置于盛有蒸馏水的烧杯
中 24 h，让水充分浸入基质。第 2 天取出悬挂至无
水滴出，并记录滴水时间( t1 )至无水滴出并记录滴
水时间( t2)。无水滴出后测基质袋质量(M2 )，及下
面接水烧杯中的水质量(M3 )。将无水滴出后基质
袋的总质量设为第 1 天的质量(E1 )，24 h 后再进行
第 2 次称重(E2)，连续测量直到质量不再变化为止
(E last)，n 天后基质的含水量为(Wn)。
吸水倍数 Aw = (M2 － M1 － M0) /M1，
渗水速率( g·min － 1) = M3 /(M2 + M3)( t2 － t1)，
蒸发速度( g·h － 1) = (E n － E n + 1) /24，
n 天后含水量 Wn = EnM1 － M0。
1. 2. 3 基 质 保 肥 性 分 析 按 照 每 袋 0. 80 g
NH4NO3，0. 35 gKH2PO4 的施肥标准，配制营养液浇
入基质袋中，然后每天浇水每袋 200 mL，在基质袋
下方用烧杯接取渗透液，连续 7 天，测量每次渗透液
的体积。淋溶液中全氮采用过硫酸钾氧化 －紫外分
光光度法测定、全磷采用过硫酸钾氧化 － 钼蓝比色
法测定、全钾采用火焰光度法测定(鲁如坤，2000)。
1. 2. 4 育苗效果分析 将表 1 所示 11 种基质装入
82
第 12 期 卫 星等: 农林废弃物育苗基质的保水保肥效应
13 cm × 14 cm 的无纺布袋中，放入塑料大棚中，
2014 年 5 月 20 日移栽白桦播种苗，于 2014 年 7 月
16 日，统计苗高、地径、高茎比及苗木质量指数
(QI) =苗木总干质量( g) /［(苗高 cm /地径 mm) +
(茎干质量 g /根干质量 g)］的数值。
2 结果与分析
2. 1 不同基质理化性质
9 种不同配比基质均显微酸性 (表 2 )。未添
加保水剂的各处理中 T1，T2，T3 的 pH 值均显著高
于 CK1，CK2 (P ＜ 0. 05 )，T1 显著高于 T2，T3 处理。
添加保水剂的各基质 pH 值与无保水剂基质相比
无显著差异，说明保水剂的添加未能影响基质的
pH。CK1 密 度 最大，显 著 高 于 其 他 处 理 ( P ＜
0. 05)。无保水剂时，T3 密度显著高于 T1，T2 ( P ＜
0. 05)，但显著低于 CK1、CK2。添加保水剂后，基
质的密度增加。添加 1% 保水剂的基质密度均高
于含量为 0. 5% 的基质密度，但含 1% 保水剂的 3
种基质之间密度差异不显著 ( P ＞ 0. 05)。T1，T2，
T3 总孔隙度和通气孔隙度显著高于 CK1，但与 CK2
无显著差异(P ＜ 0. 05)。添加保水剂后，基质平均
总孔隙度和通气孔隙度增加，含 1%保水剂基质总
孔隙度和通气孔隙度与含 0. 5% 保水剂基质之间
差异不显著。
表 2 不同基质的理化性质分析
Tab. 2 Physical and chemical property of different nursery matrix
基质
Matrix
pH
密度
Density /
( g·cm － 3 )
总孔隙度
Total porosity(% )
通气孔隙度
Aerate porosity(% )
CK1 5. 43 ± 0. 05c 0. 81 ± 0. 02a 64. 88 ± 1. 94b 4. 65 ± 0． 99c
CK2 5. 19 ± 0. 16d 0. 32 ± 0. 01b 81. 75 ± 0. 08a 72. 93 ± 0． 38a
T1 6. 91 ± 0. 02a 0. 17 ± 0. 01g 81. 38 ± 0. 42a 57. 38 ± 0． 87b
T2 6. 37 ± 0. 03b 0. 19 ± 0. 01f 81. 13 ± 0. 41a 63. 86 ± 2． 71ab
T3 6. 48 ± 0. 01b 0. 23 ± 0. 00e 77. 49 ± 0. 63a 62. 35 ± 2． 83ab
T4 6. 91 ± 0. 21a 0. 19 ± 0. 06f 80. 41 ± 0. 93a 65. 05 ± 4． 71ab
T5 6. 91 ± 0. 13a 0. 26 ± 0. 00cd 80. 68 ± 0. 59a 64. 99 ± 0． 63ab
T6 6. 37 ± 0. 04b 0. 24 ± 0. 01de 81. 30 ± 3. 26a 66. 67 ± 13． 11ab
T7 6. 37 ± 0. 03b 0. 22 ± 0. 00e 80. 88 ± 0. 85a 62. 12 ± 0． 70ab
T8 6. 48 ± 0. 11b 0. 26 ± 0. 01c 78. 76 ± 2. 96a 64. 44 ± 5． 06ab
T9 6. 48 ± 0. 05b 0. 22 ± 0. 01e 76. 97 ± 0. 66a 60. 01 ± 3． 82ab
2. 2 不同基质保水性分析
无保水剂时，T1 吸水倍数最高，显著高于 T2，T3
和 CK1，是 CK1 吸水倍数的 3. 2 倍，但与 CK2 无显著
差异(图 1)。添加保水剂后，基质的吸水倍数均增
加。保水剂含量为 1%的 T4，T6，T8 基质吸水倍数显
著高于含量为 0. 5%的 T5，T7，T9 处理。3 种农林废
弃物混合基质加入保水剂后的平均吸水倍数为木耳
废弃菌棒混合基质(T4，T5 ) ＞玉米腐熟穗芯混合基
质(T6，T7) ＞玉米腐熟秸秆混合基质(T8，T9)。
无保水剂的 5 种基质中，T3 渗水速率最大，显
著高于 T1，CK1，CK2 (P ＜ 0. 05)，是 CK1 的 3 倍，T1
与 CK1，CK2 之间差异不显著(P ＞ 0. 05)(图 2)。添
加保水剂后，3 种农林废弃物混合基质加入保水剂
后渗水速率均有所下降。玉米腐熟秸秆混合基质
(T8，T9)与玉米腐熟穗芯混合基质( T6，T7 )加入保
水剂后渗水速率显著降低(P ＜ 0. 05)，分别比无保
水剂基质(T3，T2)下降 72%，83%。加入保水剂后，
木耳废弃菌棒混合基质(T4，T5 )渗水速率没有发生
显著的变化(P ＞ 0. 05)。处理中含 1%保水剂的基
图 1 不同基质吸水倍数
Fig. 1 Absorbent multiples among different matrix
质渗水速率均高于 0. 5%的基质，但差异不显著。
随着时间增加，各处理的蒸发速率均呈下降趋
势，前 10 天的下降速度较为明显，自第 10 天以后，
蒸发速率减缓，最终各处理趋于一致(图 3，4)。无
保水剂时，T1 蒸发速率最大，前 5 天时，与 CK2，T2，
T3 的蒸发速率无显著差异(P ＜ 0. 05)。添加保水剂
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林 业 科 学 51 卷
图 2 不同基质渗水速率
Fig. 2 Water seepage rate among different matrix
时，前 10 天，由于保水剂具有较强的吸水性，保水剂
含量为 1%的基质蒸发速率均高于添加量为 0. 5%
的基质。3 种农林废弃物混合基质加入保水剂后的
平均蒸发速率: 木耳废弃菌棒混合基质( T4，T5 ) ＞
玉米腐熟穗芯混合基质(T6，T7 ) ＞玉米腐熟秸秆混
合基质(T8，T9)，自 17 天以后各处理的蒸发速率差
异不显著(P ＞ 0. 05)。
图 3 不添加保水剂的各基质蒸发速率
Fig. 3 Evaporation rate of different matrix without water
retaining agent
不含保水剂的 5 种基质中，T1 含水量显著高于
CK1，T2，T3(P ＜ 0. 05)，是 CK1 的 1. 32 倍;添加保水
剂的基质，含水量均增加。保水剂含量为 1% 的基
质含水量高于含量为 0. 5% 的基质。T4，T5 含水量
分别是 T1 的 1. 75，1. 25 倍; T6，T7 的含水量为 T2
的 1. 55，1. 17 倍; T8，T9 显著高于 T3，是其 1. 74，
1. 17 倍。3 种农林废弃物混合基质加入保水剂后的
平均含水量为木耳废弃菌棒混合基质(T4，T5) ＞玉
米腐熟穗芯混合基质(T6，T7) ＞玉米腐熟秸秆混合
基质(T8，T9)(图 5)。
2. 3 不同基质保肥性分析
施肥前，组成相同、保水剂含量不同的基质内全
图 4 添加保水剂后不同基质蒸发速率
Fig. 4 Evaporation rate of different matrix with water
retaining agent
图 5 不同基质含水量
Fig. 5 Moisture content of different matrix watering
氮、全磷、全钾含量没有显著差异，3 种农林废弃物
混合基质之间的养分含量差异也不显著(表 1)。施
肥后，各基质中氮、磷、钾流失量最大值均出现在第
1 天，之后的 6 天流失量逐渐减小，加入保水剂的基
质养分累积流失量均明显低于无保水剂的基质，且
随着保水剂用量的增加，养分累积流失量减少。氮
元素累计量流失最大，其次是钾、磷元素(表 3)。
无保水剂的 5 种基质，7 次淋溶试验结束后，
CK1，CK2，T1，T2，T3 氮的累积流失量分别占总施氮
量 的 46. 62%，43. 79，49%，49. 66%，47. 81%。
CK1，T1，T2，T3 相互之间差异不显著 ( P ＞ 0. 05)，3
种农林废弃物基质中，T3 的氮素流失量最少。添加
保水剂的 6 种基质，T4，T5 氮素累积流失量比未添
加保水剂的 T1 显著减少了 40%，28. 63% ( P ＜
0. 05); T6，T7 的氮素累积流失量比无保水剂的 T2
显著减少了 36. 05%，25. 75% (P ＜ 0. 05); T8，T9 的
氮素累积流失量比 T3 显著减少了 29. 33%，24. 79%
(P ＜ 0. 05)。因此，保水剂添加量为 1%的基质氮素
累积流失量要低于添加量为 0. 5% 的基质，并显著
03
第 12 期 卫 星等: 农林废弃物育苗基质的保水保肥效应
高于无保水剂的基质。
CK1，CK2，T1，T2，T3 的磷素累积流失量分别占
总施磷量的 19. 91%，25. 81%，25. 05%，26. 28%，
27. 61%。3 种农林废弃物基质中，T1 的磷素流失
量显著低于 T2，T3，但与 CK2 无显著差异 ( P ＞
0. 05)。添加保水剂的处理中，T4，T5 磷素累积流失
量比未添加保水剂的 T1 显著减少了 46. 96%，
41. 52% (P ＜ 0. 05); T6，T7 的磷素累积流失量比 T2
显著减少了 51. 43%，44. 91% (P ＜ 0. 05); T8，T9 的
磷素累积流失量比 T3 处理显著减少了 43. 28%，
30. 06% (P ＜ 0. 05)。
钾元素的淋失量变化规律与氮、磷淋失规律基
本一致，CK1，CK2，T1，T2，T3 的钾素累积流失量分别
占 总 施 钾 量 的 56. 22%，57. 51%，56. 17%，
58. 60%，52. 97%。T3 钾素流失量显著低于 CK1，
CK2，T1，T2。添加保水剂时，T4，T5 钾素累积流失量
比未添加保水剂的 T1 显著减少了 49. 60%，40. 93%
(P ＜ 0. 05); T6，T7 的钾素累积流失量比 T2 显著减
少了 50. 29%，43. 57% (P ＜ 0. 05); T8，T9 的钾素累
积流失量比 T3 显著减少了 40. 87%，33. 92% (P ＜
0. 05)。
表 3 不同基质淋溶后氮磷钾养分流失量
Tab. 3 The amount of N，P，K nutrient leaching loss of different matrix
淋溶天数 Leaching days / d
1 2 3 4 5 6 7
流失量
The total leakage /mg
氮素淋失量
Amount of
nitrogen
leaching /
mg
CK1 45. 04 32. 93 24. 72 14. 75 5. 96 4. 65 2. 47 130. 54 ± 0. 64b
CK2 41. 28 30. 36 24. 91 14. 13 5. 48 3. 96 2. 48 122. 60 ± 0. 93c
T1 42. 05 36. 02 28. 60 15. 38 6. 49 5. 94 2. 67 137. 16 ± 1. 85a
T2 41. 51 39. 39 26. 94 14. 69 6. 62 6. 09 3. 80 139. 04 ± 0. 94a
T3 43. 93 37. 96 26. 21 11. 91 6. 96 4. 51 2. 40 133. 87 ± 1. 27b
T4 25. 11 20. 86 13. 46 11. 69 5. 51 3. 87 1. 51 82. 01 ± 1. 51g
T5 25. 34 20. 76 27. 23 13. 77 5. 65 3. 10 2. 04 97. 89 ± 0. 32e
T6 25. 25 21. 53 14. 84 15. 11 6. 32 3. 72 2. 14 88. 92 ± 0. 14g
T7 28. 68 28. 43 19. 65 13. 55 7. 15 3. 65 2. 14 103. 24 ± 0. 70d
T8 28. 80 20. 65 15. 45 14. 04 7. 38 6. 11 2. 24 94. 66 ± 0. 81f
T9 26. 10 25. 23 20. 07 12. 94 7. 13 6. 39 2. 81 100. 68 ± 3. 21d
磷素淋失量
Amount of
phosphorus
leaching /mg
CK1 6. 87 4. 52 2. 42 1. 11 0. 59 0. 22 0. 19 15. 93 ± 1. 36c
CK2 7. 51 4. 61 4. 17 2. 23 1. 23 0. 53 0. 38 20. 65 ± 0. 47b
T1 6. 54 4. 97 4. 70 2. 34 0. 89 0. 37 0. 22 20. 04 ± 0. 17b
T2 8. 07 6. 02 3. 39 1. 54 1. 08 0. 55 0. 39 21. 02 ± 0. 34a
T3 7. 12 5. 80 4. 30 3. 10 1. 02 0. 42 0. 33 22. 09 ± 0. 76a
T4 2. 81 2. 53 2. 51 1. 51 1. 35 0. 64 0. 35 11. 69 ± 0. 93e
T5 3. 70 2. 78 2. 06 1. 73 1. 37 0. 88 0. 38 12. 89 ± 0. 91d
T6 3. 50 2. 08 1. 32 1. 36 1. 01 0. 57 0. 36 10. 21 ± 0. 73e
T7 3. 55 2. 09 2. 07 1. 55 1. 02 0. 81 0. 49 11. 58 ± 1. 21e
T8 3. 39 2. 93 2. 60 1. 72 1. 05 0. 47 0. 38 12. 53 ± 0. 57d
T9 4. 48 3. 80 2. 37 1. 71 1. 65 0. 98 0. 45 15. 45 ± 0. 76c
钾素淋失量
Amount of
potassium
leaching /mg
CK1 25. 04 17. 58 9. 70 1. 71 1. 28 0. 62 0. 30 56. 22 ± 1. 09b
CK2 24. 61 15. 41 11. 99 2. 61 1. 54 0. 70 0. 64 57. 51 ± 1. 00a
T1 24. 11 16. 60 11. 08 1. 92 1. 46 0. 58 0. 43 56. 17 ± 1. 45b
T2 24. 09 18. 12 11. 67 2. 44 1. 31 0. 60 0. 35 58. 60 ± 1. 15a
T3 23. 02 17. 05 9. 86 1. 31 0. 93 0. 45 0. 35 52. 97 ± 0. 60c
T4 11. 41 9. 88 2. 78 1. 63 1. 33 0. 73 0. 56 28. 31 ± 1. 01f
T5 11. 01 9. 55 9. 21 1. 55 0. 94 0. 48 0. 43 33. 18 ± 0. 86d
T6 10. 64 8. 90 6. 32 1. 54 0. 93 0. 36 0. 44 29. 13 ± 1. 31f
T7 11. 22 9. 38 8. 51 1. 47 1. 44 0. 69 0. 36 33. 07 ± 1. 09d
T8 11. 29 9. 51 6. 21 1. 62 1. 35 0. 86 0. 49 31. 32 ± 0. 98e
T9 11. 77 10. 20 9. 55 1. 57 1. 07 0. 44 0. 40 35. 00 ± 0. 36d
2. 4 不同基质育苗效果分析
苗高生长量中，T5 处理所育苗木的苗高最大，
最大值为 68. 33 cm，CK1 所育苗木苗高最小。未
添加保水剂的处理中，T1 显著高于 T2，T3 处理所
育苗木 ( P ＜ 0. 05 )，分别高出 13%，15%，且 T1，
T2，T3 处理均显著高于 CK1 (P ＜ 0. 05)。地径生长
量中，T5 处理所育苗木的地径最大，最大值为
6. 34 mm，CK1 所育苗木的地径最小。未添加保水
13
林 业 科 学 51 卷
剂的各处理中，T1 处理显著高于 T2，T3 所育苗木
的地径 ( P ＜ 0. 05 )，分别高出 7%，13%。添加保
水剂的各处理中，添加量为 1%的处理苗高和地径
生长量均大于添加量为 0. 5%和无保水剂的处理，
且显著高于无保水剂的基质，可见保水剂对植株
的苗高和地径的生长是起促进作用的。苗木质量
指数数据表明，最小值为 CK1 (0. 61 )各处理所育
苗木的质量指数均显著高于 CK1，但显著低于 CK2
(0. 94) ( P ＜ 0. 05 )。未添加保水剂的混合基质
中，T1 高于 T2，T3，但差异不显著 ( P ＞ 0. 05 )。有
保水剂添加的各处理与相对应的无保水剂的基质
相比较，苗木质量指数大小为: 保水剂添加量为
1%的处理 ＞添加量为 0. 5%的处理 ＞ 无保水剂添
加的处理(表 4)。
表 4 不同基质组成对白桦容器苗形态生长的影响
Tab. 4 Effect of different matrix composition on growth of Betula platyphylla container seedlings
基质 Matrix
苗高
Height / cm
地径
Diameter / cm
高茎比
Ｒatio of height to diameter
苗木质量指数
Seedling quality index
CK1 49. 42 ± 1. 25e 4. 67 ± 0. 39e 105. 82 ± 2. 35c 0. 61 ± 0. 02e
CK2 65. 90 ± 1. 71a 5. 80 ± 0. 57a 113. 62 ± 1. 24a 0. 94 ± 0. 04a
T1 61. 30 ± 1. 44b 5. 40 ± 0. 36b 113. 52 ± 3. 18a 0. 78 ± 0. 06d
T2 54. 20 ± 1. 23cd 5. 12 ± 0. 78d 105. 86 ± 1. 34c 0. 76 ± 0. 01cd
T3 53. 10 ± 1. 55d 4. 95 ± 0. 57e 107. 27 ± 2. 17b 0. 76 ± 0. 04cd
T4 64. 75 ± 0. 12ab 5. 76 ± 0. 31b 112. 41 ± 1. 89a 0. 75 ± 0. 05d
T5 68. 33 ± 0. 26a 6. 34 ± 0. 25a 107. 78 ± 1. 56b 0. 76 ± 0. 08cd
T6 56. 47 ± 1. 25bc 5. 36 ± 0. 29c 105. 35 ± 2. 20c 0. 83 ± 0. 13bcd
T7 59. 2 ± 1. 75b 5. 79 ± 0. 34b 102. 25 ± 3. 41d 0. 84 ± 0. 08bc
T8 55. 64 ± 1. 35c 5. 23 ± 0. 41cd 106. 38 ± 1. 54bc 0. 88 ± 0. 03b
T9 60. 77 ± 1. 83b 5. 69 ± 0. 54b 106. 80 ± 1. 32bc 0. 89 ± 0. 06b
3 结论与讨论
目前普遍认为，当育苗基质总孔隙度在 70% ～
90%之间，通气孔隙度大于 15%，密度为 0. 2 ～ 0. 6
g·cm － 3，pH 值为 6 ～ 7. 5 时，符合大多数植物的生长
要求(连兆煌，1994; 马太源等，2010)。本研究中，
以木耳废弃菌棒 ( T1 )、玉米腐熟秸秆 ( T2 )、玉米腐
熟穗芯(T3 )为主要组成的混合基质的总孔隙度分
别为 81. 38%，81. 13%，77. 49%，密 度 分 别 为
0. 17%，0. 19%，0. 23%，pH 值分别为 6. 91，6. 37，
6. 48，符合苗木栽培基质的要求。孔隙度的大小决
定土壤的通气和吸水能力，在一定范围内，孔隙度越
大，越有利于根系在土壤中的生长。农林废弃物混
合基质与草炭土为主要组成基质(CK2 )的总孔隙度
和密度没有显著的差异。白桦育苗试验结果进一步
证明，农林废弃物混合基质可培育白桦容器苗。3
种农林废弃物所育白桦苗高平均为 56. 2 cm，显著
高于常规营养土所育白桦，苗木质量指数也显著高
于营养土容器苗，与草炭土所育苗木相似。刘方春
等(2010)研究也发现在相同的水分和养分条件下，
菇渣基质培育的侧柏(Platycladus orientalis)出苗率
与草炭基质培育苗木相似，而火炬树(Ｒhus typhina)
的育苗出苗率，菇渣基质要优于草炭。李婧(2012)
以玉米秸秆和牛粪为基质培育番茄时，幼苗在生理
指标和生长指标上均达到以草炭和蛭石组合基质的
育苗效果。说明菌渣及玉米秸秆作为基质成分育苗
时，可以达到草炭基质的效果 ( Papafotion et al．，
2004)。本研究也证明木耳废弃菌棒、玉米腐熟秸
秆、玉米腐熟穗芯分别与落叶松松针腐殖质构成的
组合物可以替代草炭土培育白桦容器苗。
由于农林废弃物混合基质孔隙度过大，不利于
水分和养分的保存，作为育苗基质还存在一定的缺
陷。保水剂可以与土壤颗粒表面的离子或活性基团
发生相互作用，吸附营养物质，达到保肥的作用(崔
英德等，2003; 员学峰等，2003; karadeg et al．，
2002)。Chatzoudis 等(1998)在栽培介质中加入保
水剂溶胶使得 K 淋失量减少，作物利用钾效率得到
提高(Chatzoudis et al．，1998)。目前保水剂在农林
业生产及生态环境建设中的应用越来越广泛(付志
芳等，2006; 张保军等，2002; Wen et al．，2012)。
将保水剂用于马尾松(Pinus massoniana)的裸根苗
培育(朱跃贤等，2000)，可提高土壤水分含量和降
低土壤的地温变率(罗志斌等，2002)，显著提高其
单位面积成苗株数、苗高和地径。本研究也发现，添
加 1%保水剂的农林废弃物混合基质的吸水性是不
添加保水剂的近 2 倍，保水能力依次为: 木耳废弃
菌棒 ＞玉米腐熟穗芯 ＞玉米腐熟秸秆。含有保水剂
的各处理，渗水速率和蒸发速率相对于无保水剂的
各处理都有所下降，可见保水剂能对农林废弃物育
苗基质的吸水性起到一定的调节作用。添加保水剂
23
第 12 期 卫 星等: 农林废弃物育苗基质的保水保肥效应
后，基质的保肥性也会发生一定的变化。李婧
(2012)研究发现保水剂添加量为 0. 1%的基质，氮、
磷、钾含量均增加，添加保水剂对养分有吸附作用。
保水剂对土壤中的氮、磷、钾具有较强的吸附和固定
能力，同时能够起到保持养分的作用 ( 刘晓莉，
2006)。育苗基质的保水保肥性提高有助于苗木对
水分和养分的利用率，提高苗木的质量，同时在育苗
生产管理中，可以减少浇水和施肥次数，节约成本，
这种保水材料在基质性能改良中已被证明具有可观
效果(张伟明等，2013; Steiner，2007)。本研究结
果也证明添加保水剂的基质整体氮、磷、钾流失量要
小于不含保水剂的基质，且随着保水剂含量的增加，
养分流失量有减少的趋势。育苗试验中，添加保水
剂的基质白桦的苗高和地径生长量均有增加，且添
加 1%保水剂的基质优于添加 0. 5%的基质。
综上所述，农林废弃物混合基质在理化性质及
保水保肥等各种指标上均达到了理想栽培基质的要
求，与草炭土基质理化性质和保水保肥性相似。添
加 1%保水剂的农林废弃物混合基质，其保水保肥
及育苗效果更佳。在生产中可以考虑替代草炭土作
为容器育苗基质加以推广利用。
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(责任编辑 王艳娜)
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