生活污泥有机肥育苗基质配方研究
作者： 王西娜 薛旭 谭军利 麦旭东 田军仓
摘要 为研发适宜育苗的以生活污泥有机肥为基础的基质，通过温室大棚育苗盘育苗试验，筛选适宜的生活污泥有机肥种类以及有机肥与珍珠岩、蛭石的混合比例，为生活污泥资源化利用提供理论依据和技术支撑。试验因素包括生活污泥有机肥种类和生活污泥有机肥：珍珠岩：蛭石的配比，生活污泥有机肥种类有4种分别为A1、A2、A3和A4；4个混合比例分别为2∶1∶1、4∶1∶1、6∶1∶1和8∶1∶1（质量比，分别以B1、B2、B3、B4表示），完全随机组合共16个处理，以商品基质为对照，供试材料为西瓜。结果表明，不同种类生活污泥有机肥及混合比例的基质均对西瓜出苗率和幼苗生长存在显著影响，其中A2B3处理的基质西瓜出苗率、株高、叶片数、SPAD均高于其他处理。同时生活污泥有机肥种类与混合比例也存在极显著的交互效应，而A2B3组合的基质最优即A2生活污泥有机肥及其与珍珠岩、蛭石质量比为6∶1∶1，可以推荐为生活污泥有机肥育苗基质配方。
关键词 污泥有机肥；育苗基质；西瓜；混合比例
中图分类号 S 604+.3 文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2024）24-0119-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.24.027
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Study on Seedling Substrate Formulation Based on Organic Fertilizer from Domestic Sludge
WANG Xi-na1，XUE Xu1，TAN Jun-li2，3 et al
（1.School of Agriculture，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia 750021;2.School of Civil and Hydraulic Engineering，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia 750021;3.Engineering Technology Research Center of Water-Saving and Water Resource Regulation in Ningxia，Yinchuan，Ningxia 750021）
Abstract In order to research and develop suitable seedling substrate based on domestic sludge organic fertilizer，the suitable kinds of domestic sludge organic fertilizer and the mixing ratio of organic fertilizer to perlite and vermiculite were screened through seedling tray test，providing theoretical basis and technical support for domestic sludge resource utilization.The treatments included 4 types of domestic sludge organic fertilizers （A1，A2，A3，A4） and 4 mixing mass ratio of organic fertilizers∶ perlite∶ vermiculite （2∶1∶1，4∶1∶1，6∶1∶1，8∶1∶1） which were denoted by B1，B2，B3，B4 respectively，with commercial substrate as control and watermelon as tested crop.The results showed that both sludge organic fertilizer varieties and mixing ratios had significant effect on watermelon seed germination and seedling growth.Watermelon seed germination，plant height，number of leaves and SPAD were higher in A2B3 treatment than other treatments.Also there were highly significant interaction effects between organic fertilizer varieties and mixing ratios，while the combination of A2B3 was optimum i.e.sludge organic fertilizer A2 and its mixing ratio with perlite and vermiculite was 6∶1∶1，which can be recommended as sludge organic fertilizer seedling substrate formulation.
Key words Sludge organic fertilizer;Seedling substrate;Watermelon;Mixing ratio
随着农业种植结构的调整和传统农业向现代化农业的转变，我国设施农业的快速发展，育苗基质变得越来越重要［1］。育苗基质是能否培育优质壮苗的关键因素之一［2］。利用有机、无机材料及微生物制剂所配制的能够满足幼苗生长需要的优质土壤或无土栽培基质称为育苗基质［3］。目前市面上常见的育苗基质有岩棉、细蛭石、草炭、锯木屑等，其中有机肥、细蛭石是较理想的育苗基质［4］。
污泥的农业利用实现污泥的资源化、减量化、稳定化，是最具潜力的处置方式［5］。城市生活污泥经过堆肥发酵处理，可以钝化污泥中重金属活性、消灭病原物［6］，是最有发展前景和经济有效的污泥处置方法，对实现农业可持续发展具有重要意义［7］。经过堆肥发酵的污泥有机肥含有大量有机质和丰富的营养元素，可以作为育苗基质原材料生产营养基质，为幼苗的生长发育提供充足的养分和营养元素，促进其生根发芽，有利于培育优质壮苗［8］。
城市生活污泥、秸秆等的堆肥产物，具有疏松土壤、提高土壤透气性、增强土壤肥水渗透力等特点［9］，能够提高农产品产量和品质。陈同斌等［10］发现污泥堆肥产物能促进小麦的生长发育，邵蕾等［7］将污泥堆肥产物用于油菜种植，增产效果显著，土壤和产品质量均在安全标准范围内［11］。污泥堆肥产物不仅具有显著的经济效益，而且堆肥产物经过处理后使用是安全的［12-13］。
笔者利用污泥有机肥作为主要材料，与珍珠岩、蛭石经过一定质量比例混合复配出西瓜育苗基质，研究其对西瓜幼苗生长发育的影响，筛选出最佳的育苗基质配方，为开发合适的西瓜育苗基质配方和污泥堆肥产物资源化利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
污泥有机肥取自在中卫市林峰科技有限公司的污泥堆肥试验中的A1、A2、A3、A4堆肥产品。其中A1 生活污泥有机肥的生产工艺为10%玉米秸秆+90%生活污泥，玉米秸秆粉碎成3 cm粒径，堆肥工艺采用玉米秸秆与生活污泥掺混后静置6 d后再按常规翻抛的堆肥产品；A2生活污泥有机肥的生产工艺为10%玉米秸秆+90%生活污泥，玉米秸秆不粉碎，堆肥工艺采用常规翻抛的方法；A3生活污泥有机肥的生产工艺为15%玉米秸秆+85%生活污泥，玉米秸秆粉碎成5 cm粒径，堆肥工艺采用常规翻抛的方法；A4 生活污泥有机肥的生产工艺为15%玉米秸秆+85%生活污泥，玉米秸秆粉碎成3 cm粒径，堆肥工艺采用常规翻抛+曝气处理。具体堆肥过程参考文献［14］。轻质珍珠岩（粒径3～6 mm）和蛭石（粒径1～2 mm）购买于灵寿县永顺矿产品加工厂。供试西瓜种子为金城五号（中卫市金城种业有限责任公司）。商品基质是由沃德农业科技有限公司生产。
1.2 试验方法
试验于2021年4—6月在宁夏大学教学试验基地温棚内进行。首先将经过堆肥所生产的污泥有机肥用粉碎机粉碎成粉末状。然后与珍珠岩和蛭石按一定质量比例混合，复配形成新的育苗基质。4种污泥有机肥的基本理化性状见表1。4种生活污泥有机肥养分含量接近，A1和A2硝态氮和铵态氮含量略高于A3和A4。
1.3 试验设计
采用2因素4水平完全随机试验，2因素分别为污泥有机肥种类（A1、A2、A3、A4）和生活污泥有机肥∶蛭石∶珍珠岩的混合比例，混合比例分别为2∶1∶1、4∶1∶1、6∶1∶1、8∶1∶1 ，分别以B1、B2、B3、B4表示。试验设计见表2。
复配后的基质分别装入育苗盘，穴盘规格为50孔，4月7日将西瓜种子浸泡，4月8日将浸泡的西瓜种子播种于穴盘中。每穴播西瓜种子1粒，之后盖一层薄的基质至与穴盘平齐。随机排列，每个处理4次重复，每个重复5穴。育苗期间定期灌水，保持育苗基质有较好的水分状况。所有处理灌水处理均保持一致。
1.4 测定项目与方法
出苗率∶ 种子拱土，子叶露出即为出苗。分别于4月28日（播种后20 d）和5月12日（播种后34 d）分别测定种子出苗率。出苗率=出苗数/播种数×100%。
株高用卷尺测量从基质表面位置到生长点的高度。叶片数为展开的叶片数。用叶绿素测定仪SPAD-502plus（Konica Minolta，日本）测定叶片SPAD值，每株测定3片叶片，求其平均数。
1.5 数据处理
采用SPSS 22.0软件对试验数据进行统计分析，采用双因素试验法进行方差分析，用 Duncan法进行多重比较，结合WPS Office进行数据统计与分析处理，并使用OriginPro2021进行作图。
2 结果与分析
2.1 生活污泥有机肥种类及混合比例育苗基质对西瓜出苗率的影响
播种后20和34 d西瓜的出苗率见图1。不同种类生活污泥有机肥基质对不同时期西瓜出苗率均有极显著（P<0.01）或显著（P<0.05）影响，其中A2基质的西瓜出苗率最高，平均值分别达76.67%和95.00%，比商品基质分别提高了91.67%和42.5%。除A4基质显著低于其他种类生物污泥有机肥的基质外，其他处理之间无显著差异。另外，A4基质播种后20 d的出苗率低于同时期商品基质，但播种后34 d高于商品基质。这说明生活污泥有机肥育苗基质随着培育时间延长促进了西瓜出苗。这可能是因为生活污泥有机肥中含有大量的养分，为西瓜出苗提供了较好的养分条件。
从混合比例来看，播种后20 d不同混合比例复配基质对西瓜出苗率有极显著影响（P<0.01），8∶1∶1混合比例的复配基质的平均出苗率显著低于2∶1∶1、4∶1∶1和6∶1∶1处理。而播种后34 d，不同混合比例复配基质之间无显著差异。这说明随着育苗时间的延长，混合比例对西瓜出苗率的影响不断减弱。