稻麦秸秆源基质在草坪无土栽培生产中的应用效果
摘要：为探索稻麦秸秆源基质在草坪无土栽培生产中的应用效果，以百慕大为供试草坪草品种，以草炭基质、常规耕地土壤为对照，以秸秆源基质为处理，采用大区试验法，研究了不同处理下草坪生长性状及成坪质量的差异性。结果表明，秸秆源基质、草炭基质处理的草坪密度、自然高度、节间长、覆盖度、盘结力、成坪速度及干物质重等性状指标均显著优于常规耕地土壤处理；秸秆源基质处理的草坪各项质量性状指标均略差于草炭基质处理，但差异不显著，推测秸秆源基质疏松、透气、保水、微生物活跃、供肥能力强，为草坪草生长发育创造了良好的环境条件，与无土栽培常用的草炭基质理化性状相似，具备草坪基质的基本特征，是草坪基质的良好选择。
我国是稻麦生产大国，以江苏省为例，水稻、小麦面积常年均保持在200万hm2以上，意味着每年产生3000万t以上的稻麦秸秆需要综合处理与利用[1-2]。近年来，虽然秸秆综合利用率逐渐提高，但仍以秸秆还田为主，并且秸秆还田难、养分有效利用率低、环境风险压力增强等系列问题日益突出[3-6]。我国已连续多年通过支持开展“中央农作物秸秆综合利用重点县建设项目”的实施，引导和鼓励各省市探索秸秆离田利用的关键技术与模式创新。为此，探索秸秆离田高值、高效、绿色、低碳再利用去向及其配套技术，不仅是我国稻麦粮食绿色生态化生产的迫切需求，也是我国落实“碳达峰碳中和”的战略需求，意义重大。
草坪具有良好的生态效益、美学价值和娱乐功能，越来越受到人们的重视，并已广泛应用于环境保护、城市绿色美化及体育运动等多个领域[7-8]。自20世纪90年代以来，我国草坪业每年以30%以上的增速发展，尤其是进入21世纪以来，国内草坪业发展也成为农民致富及国民经济的一个新兴增长点[9-10]。然而，传统草坪生产存在生产周期长、品质较差、破坏土壤等问题[11]，随着草坪无土栽培在生产实践中推广和应用，有效弥补了传统耕地土壤生产草坪的缺陷[12-13]。草坪无土栽培的核心是选择合适的基质载体，并且基质原料的选择是草坪无土栽培成功的关键，因此，取材便捷、生态环保、绿色低碳、质优价廉的无土栽培基质开发利用已成为草坪行业绿色高质量发展的当务之急[14]。
笔者认为，综合离田秸秆资源化利用趋势、草坪无土栽培基质原料来源等技术需求，若将离田稻麦秸秆应用为草坪无土栽培基质，在经济、社会及生态效益方面均具有显著优势。目前草坪基质的原料主要包括草炭、锯末、菌渣、城市污泥、椰壳及农村树枝与秸秆等[15-17]，其中城市污泥用作草坪生产的报道较多[18-19]，但关于稻麦秸秆应用为草坪无土栽培基质的报道尚不多见，另外，稻麦秸秆的理化性状与城市污泥、菌渣、椰壳等废弃物存在明显的差异性[20]，并且草坪草在不同类型基质上的生长速度也存在极显著的差异[21]，因此，秸秆废弃物基质化处理后，用于草坪无土栽培生产，尚需进行应用效果验证及技术参数优化。本研究以百慕大为供试草坪品种，以草炭基质、常规耕地土壤为对照，研究秸秆源基质对百慕大草坪生长及成坪质量的影响，以期为秸秆源基质在草坪生产中的应用及技术优化提供数据支撑。
1材料与方法
1.1试验地点与材料
试验地位于江苏省常熟市杨园草坪生产基地。草坪草品种为百慕大，购买于当地园林园艺公司，采用根繁方式进行播种，具体方式为将成熟可收获的百慕大草坪按1∶7扩繁播种。草炭基质购买于当地农资公司。秸秆源基质自制，具体方法为：先将稻麦秸秆进行1~2cm长度的粉碎及揉丝，再将秸秆粉碎物料与蓝藻按重量比1∶1.2进行混合，并调节堆肥体含水率为65%左右，进行高温好氧发酵40d左右，期间若堆肥超过65℃则翻堆，或每隔7~10d翻堆1次，再进行集中堆置后熟60~90d，最后粉碎、过筛及备用。常规耕地土壤，选择地力平整的地块，旋耕均匀，备用。各处理供试验材料的基本性质见表1。
1.2试验设计
试验以草炭基质、常规耕地土壤为对照，以秸秆源基质为处理，共设计3个处理。采用大区试验法，每个大区300m2，重复3次，小区随机排列。常规耕地土壤处理按照草坪传统生产方式进行；草炭与秸秆源基质处理先与蛭石、珍珠岩按体积比7∶2∶1进行充分混合，之后在常规耕地土壤中先均匀铺3~5cm厚度基质混合物[11]，并按草坪生产标准要求进行作业。根据百慕大根繁播种要求后，待活棵后，其中草炭基质、常规耕地土壤处理每667m2施用45%复合肥15kg，秸秆源基质处理不施肥。草坪的水分、病虫草害、镇压等管理与常规生产管理方式一致。
1.3测定项目与方法
供试基质测定pH值、容重、总孔隙度、全氮、全磷、速效氮磷钾。百慕大草坪草种植100d后，测定地上与地下干物质重、密度、覆盖度、自然高度、节间长、盘结力、质地、均一性、色泽、成坪速度等。其中，基质理化性质测定参照鲁如坤主编的《土壤农业化学分析方法》[22]。草坪草农艺性状主要采用直尺测量及调查法，干物质重采用烘干称重法，盘结力测定方法为将草坪裁成60cm、宽30cm的草皮块，上部用钩秤挂住，下方添加砝码，直至草皮断裂，计数砝码重量，并乘以9.8，换算成盘结力。草坪质量性状评分标准见表2。
1.4数据处理与分析
采用Excel2021进行数据整理，采用SPSS26.0进行方差分析。
2结果与分析
2.1稻麦秸秆源基质对百慕大草坪农艺性状的影响
2.1.1对密度、高度、节间长及覆盖度的影响。由表3可知，不同类型基质处理对百慕大草坪相关农艺性状存在显著的影响（P＜0.05），培育100d之后，采用基质栽培的百慕大草坪密度、自然高度、节间长、覆盖度均显著大于常规耕地土壤种植处理（P＜0.05），与耕地土壤处理相比，秸秆源基质处理的草坪密度提高了28.87%、自然高度增加了14.15%、节间长增加了15.48%、覆盖度提升了13.40，而秸秆源基质各项农艺性状指标均低于草炭基质处理，但差异并不显著。
2.1.2对质地、叶绿素含量、盘结力及成坪速度的影响。由表4可知，秸秆源基质处理的百慕大草坪质量显著大于耕地土壤处理（P＜0.05），略高于草炭基质处理，但差异不显著；3个处理之间的叶绿素含量由大到小依次为秸秆源基质、草炭基质及耕地土壤处理，但差异不显著；秸秆源基质处理的草坪盘结力显著大于耕地土壤处理（P＜0.05），略低于草炭基质处理，无显著差异性；秸秆源基质处理有利于提高百慕大草坪成坪速度，较耕地土壤处理显著缩短了16d（P＜0.05），较草炭基质处理缩短了4d，但与草炭基质处理之间的差异并不显著。
2.2稻麦秸秆源基质对百慕大草坪干物质重及根冠比的影响
由表5可知，秸秆源基质处理的百慕大草坪地上部、地下部及整株干物质重均显著大于常规耕地土壤处理（P＜0.05），栽培100d后，秸秆源基质处理的干物质重较耕地土壤处理提高了36.73%，而与草炭基质处理相比，秸秆源基质处理的地上与地下干物质均略低于草炭基质处理，但差异均未达显著水平。另外，不同基质处理之间的草坪根冠比与干物质重表现出一致的变化趋势，由大到小依次为草炭基质处理、秸秆源基质处理与耕地土壤处理，其中秸秆源基质与草炭基质处理之间无显著差异性。
2.3不同处理的草坪质量性状评价
百慕大草坪栽培100d后，根据表3、4、5及表2的各项指标评价标准，对3个处理的百慕大草坪性状进行打分。由表6可知，秸秆基质处理的总分为27分，平均分为3.85；草炭基质处理的总分为28，平均分为4.0；耕地土壤处理的总分为20，平均分为2.86；3个处理的7项性状平均得分为2.86~4.00，草坪质量中等。其中，秸秆源基质处理的各项性状虽然略低于草炭基质处理，但差异幅度较小，2个基质栽培处理的评分总分仅相差1分，主要差异在于秸秆源基质处理的盘结力得分比草炭基质低1分，而耕地土壤处理的各项性状指标均低于基质栽培处理，则其各项打分及总分也均低于基质栽培处理。
3结论与讨论
本试验结果表明，秸秆源基质、草炭基质处理的草坪密度、自然高度、节间长、覆盖度、盘结力、成坪速度及干物质重等性状指标均显著大于常规耕地土壤处理；李昱彤等[23]将城市污泥经堆肥后应用于高羊茅草坪无土栽培发现，污泥基质处理的高羊茅株高、地上与地下生物量等性状均优于常规耕地土壤栽培处理，与本试验结果一致，推测原因主要为无土基质疏松、透气、保水、微生物活跃、吸肥能力强，为草坪草生长发育创造了良好的环境条件，使草坪草能够生长迅速[14]，同时，基质在播种前已进行了高温无害化处理，所以无土基质化栽培的草坪杂草少、病虫害轻、颜色好，外观均一、商品性强[24]。
另外，本试验结果还表明，秸秆源基质处理的草坪虽然各项性状均低于草炭基质处理，但2个处理之间无显著差异性，表明稻麦秸秆源基质与百慕大草坪无土栽培常用的草炭基质理化性状相似，结构均匀、质地较轻，吸水保肥促生长能力强，具备草坪基质的基本特征，是草坪基质的良好选择。
利用稻麦秸秆源基质生产草坪解决了当前秸秆还田难、秸秆离田利用技术途径不广的突出问题，也进一步缓解了离田秸秆因无法妥善处置而产生的环境污染风险压力。目前，稻麦秸秆资源面广量大，就地取材便捷，利用秸秆源基质生产草坪草，具有生产周期缩短、草坪质量好等优点，同时，高碳低湿性秸秆与高氮高湿性蓝藻或水草等农业农村废弃物协同堆制成草坪基质，可以在不施外源化肥条件下保持与常规基质配施化肥处理相同的生产力，即每667m2草坪氮磷钾施用量可分别减少2.25kg，因此，秸秆源基质市场化应用前景非常广阔。另外，本研究选取了色泽、密度、覆盖度、均一性、质地、盘结力、成坪速度7个性状指标，对草坪各性状指标进行赋分评价，一方面该综合评价体系不够全面或完善，另一方面在权重分配上也存在一些主观性，因此，后期仍需要不断优化，以形成客观、科学的草坪评价办法。
