近年来，随着畜禽养殖规模的扩大，畜禽粪污处理问题日益凸显；同时，大量农作物秸秆等农业废弃物的资源化利用也面临严峻挑战[1-3]。牛粪和秸秆均含有丰富的有机质、氮、磷、钾等，合理开发利用可以为作物生长提供养分，对培肥改土也具有重要价值[4]。熊维全等[5]研究表明，利用牛粪、菌渣等废弃物制作育苗基质可以提高幼苗的壮苗指数。牛粪：草炭∶蛭石（体积比）为4∶4∶2时可以替代商品基质用于辣椒育苗[6]；花生壳∶牛粪∶珍珠岩（体积比）为6∶0∶3时，番茄植株的综合形状表现最佳[7]；芦苇秸秆∶铁尾矿∶蛭石（体积比）为6∶2∶3时，黄瓜幼苗育苗效果的综合评价系数最大[8]。陈雪丽等[9]研究发现，在农田土中添加70%玉米秸秆腐熟物的栽培基质能够有效提高菠菜的产量。目前针对畜禽粪污、秸秆等农业废弃物在基质育苗方面的研究较多，但将牛粪和玉米秸秆用于制作基质进行蔬菜栽培的研究较少。基于此，本试验将牛粪和粉碎的玉米秸秆按体积1:1进行充分发酵，再与菜园土按不同的比例混合，以制作蒜苗生长的栽培基质，探究不同配比基质的理化性质及其对蒜苗生长及品质的影响，以筛选出最佳的混配比例，为蒜苗的高效优质栽培和农业废弃物在蔬菜种植领域的循环利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试大蒜品种为‘金蒜3号'，购自当地农贸市场，玉米秸秆和牛粪由当地百姓提供，有机物料腐熟剂（河南迪勒生物科技有限公司生产），栽培塑料盆等材料均从网络平台购买。
1.2 试验方法
试验于2024年8—11月，在贵州余庆县白泥镇团结村蔬菜基地大棚内进行。6月25日，将粉碎的玉米秸秆和牛粪按体积1∶1进行混合，添加适量的有机物料腐熟剂，加水搅拌均匀，物料的含水量保持在50%左右，建堆发酵30 d。以纯菜园土作对照（CK）；试验共设6个处理，T1～T6堆肥与菜园土的体积比依次为1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5和6∶4。8月1日装盆，按以上比例将基质等量装入53 cm×17 cm×14 cm的塑料盆中，将各处理剩余的基质分别取样500 g，风干、去杂、过筛，测定其理化性质。8月3日播种，每个处理栽3盆，每盆栽20棵，随机区组，每7 d浇水一次，统一管理。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 基质的理化性质
容重（g/cm3）=（W 2－W 1）／V
总孔隙度（%）=（W 3－W2）／V×100
通气孔隙度（%）=（W 3－W 4）／V×100
式中，W 1 为空容器重量（g），W 2为装满基质的容器重量（g），V为容器体积（cm3），W 3为容器中基质吸水饱和后重量（g），W 4为容器中基质在重力作用下排水后重量（g）。
1.3.2 蒜苗的生长指标
分别于播种后30、60、90 d取样测定蒜苗生长指标，每个处理随机选取3株长势一致的蒜苗，取出完整根系，用去离子水洗净后擦干。株高、假茎长用直尺测量；假茎粗用游标卡尺测量；称重法测量叶重、假茎重、全株重；TTC法测定根系活力，SPAD叶绿素仪测定叶绿素含量。
1.3.3 蒜苗品质指标
1.4 数据处理
采用Excel 2010和SPSS 20.0软件进行数据统计与分析。
2 结果与分析
2.1 基质的理化性质
由表1可知，随着牛粪秸秆比例的增加，各处理基质的容重逐渐降低，与CK差异具有统计学意义（P<0.05），T6处理的容重最小，相较CK降低了40.2%；总孔隙度、持水孔隙度和通气孔隙度均随着牛粪秸秆比例的增加而增加，T6处理的总孔隙度、持水孔隙和通气孔隙最大，较CK分别增加了26.2%、26.3%、27.1%；pH随着牛粪秸秆比例的增加呈下降趋势，各处理与CK差异均具有统计学意义，T6处理的pH最低，较CK降低了0.41个单位。
表1 不同配比基质的理化性质 |
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2.2 蒜苗生长指标
2.2.1 生物量
由表2可知，在菜园土中适量添加牛粪秸秆能促进蒜苗长高，假茎增粗、变长。与CK相比，各处理蒜苗株高、假茎粗、假茎长均明显增加，其中T3处理的值均最大，与CK差异具有统计学意义（P<0.05）；30 d时较CK分别增加22.4%、51.0%、58.4%；60 d时较CK分别增加18.1%、65.3%、32.2%；90 d时较CK分别增加8.5%、100.0%、25.5%。蒜苗的叶重、假茎重和全株重呈先升高后降低趋势，其中T3处理各项指标均最佳，30 d时，叶重、假茎重、全株重较CK分别增加38.8%、16.0%、28.1%；60 d时较CK分别增加13.0%、17.8%、15.5%；90 d时较CK分别增加19.1%、29.0%、25.5%。这说明适量添加牛粪秸秆基质对蒜苗生长有明显的促进作用。
表 2 不同配比基质对生长指标的影响 |
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2.2.2 根系活力和叶绿素含量
2.3 蒜苗品质指标
2.3.1 叶片品质指标
由表3可知，各处理在不同时间段叶片中可溶性蛋白、维生素C、大蒜素的含量均明显高于CK（P<0.05），T3处理各项品质指标均较佳，30 d时，可溶性蛋白、维生素C、大蒜素的含量较CK分别增加8.4%、22.7%、57.1%；60 d时较CK分别增加9.2%、14.9%、36.9%、90 d时较CK分别增加27.2%、17.2%、56.3%。
表3 蒜苗叶片品质指标 (mg/g) |
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2.3.2 假茎品质指标
由表4可知，各处理在不同时间段假茎中可溶性蛋白、维生素C、大蒜素的含量变化与叶片中养分含量的变化基本一致，均明显高于CK（P<0.05），T3处理各项品质指标均较佳，30 d时，其可溶性蛋白、维生素C、大蒜素的含量较CK分别增加22.4%、30.4%、30.9%；60 d时分别增加18.4%、20.8%、21.3%；90 d时分别增加24.0%、15.7%、18.9%。
表4 蒜苗假茎品质指标 (mg/g) |
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3 结论与讨论
牛粪属于冷性肥，其含有丰富的养分，但碳氮比低，腐熟较慢，玉米秸秆含有丰富的营养成分且碳氮比较高，将二者混合堆肥可缩短腐熟时间，加深腐熟程度。若直接将牛粪秸秆制作成大蒜栽培基质，可能会因其过高的可溶性盐含量影响蒜苗正常的水肥吸收[13]，因其颗粒较大，导致保水保肥性差不利于蒜苗生长，故将牛粪秸秆堆肥与菜园土按适量比例配制基质，其栽培效果更好。本试验中，基质的容重与牛粪秸秆比例呈负相关，可能是因为牛粪秸秆质地疏松，随着添加比例的增加稀释了土壤颗粒，降低了单位体积重量；总孔隙度、持水孔隙度、通气孔隙度，均随牛粪秸秆添加比例的上升而增大，可能是因为秸秆和牛粪的纤维结构构成了更多的空隙空间，优化了基质的水汽传输通道；pH也与牛粪秸秆比例呈负相关，这可能是因为牛粪秸秆发酵产生的酸性物质中和了土壤中所含的碱性物质。这些研究结果与魏一苗等[14]、张婷婷等[15]的研究结果相似。
蒜苗株高的变化直观反映其生长速度，假茎在支撑叶片、储存养分与水分等方面发挥关键作用，其粗细、长度及重量体现蒜苗的健壮程度；叶片作为光合作用的主要场所，叶重的增加有利于光合产物积累；全株重是蒜苗整体生长的综合体现，衡量其生长速度与质量。根系活力反映蒜苗根系吸收、合成等能力的强弱，直接影响蒜苗对水分和养分的吸收；叶绿素含量直接影响光合作用效率，充足的叶绿素能为植株提供能量与物质，助力蒜苗茁壮成长。本试验中，随着牛粪秸秆比例的增加，各处理蒜苗的生长指标（株高、假茎粗、假茎长、叶长、假茎重、叶重、全株重、根系活力、叶绿素含量）整体呈先升高后降低的趋势，T3处理各项指标均较佳，这可能是牛粪秸秆基质富含的有机态氮、磷、钾等营养元素，打破了菜园土的养分局限，满足了蒜苗生长所需的营养元素。随着牛粪秸秆添加比例的增加，蒜苗的各项生长指标呈现下降趋势，说明牛粪秸秆若添加过量不利于蒜苗的生长。浩折霞等[16]、徐著等[17]的研究结果与此一致。
综上，本试验探究了牛粪玉米秸秆堆肥与菜园土混配基质对盆栽蒜苗生长及品质的影响，结果表明，菜园土中添加发酵牛粪秸秆颗粒可以改善栽培基质的理化性质，提高蒜苗的株高、假茎粗、根系活力和叶绿素含量等生长指标；蒜苗的可溶性蛋白、维生素C、大蒜素含量明显增加，其中T3处理（堆肥与菜园土体积比为3∶7）30、60、90 d时的各项生长和品质指标均较佳，可以用于蒜苗的栽培推广。研究结果为农业废弃物的资源化利用和蔬菜栽培提供参考。