有機基質(zhì)對番茄穴盤苗生長及根系形態(tài)的影響

趙康，紀文磊 ，徐麗麗 ，楊延杰

2011年中國蔬菜播種面積達1 867萬hm2，蔬菜商品苗供應量大約為4 000億株，工廠化育苗展現(xiàn)了廣闊的市場前景[1]。草炭是目前國內(nèi)外應用最廣泛的育苗基質(zhì)材料，但其是一種不可再生資源，并且大量開采草炭會導致大氣CO2濃度升高，使地球變暖，所以其應用受到限制，因此，尋找和開發(fā)替代草炭基質(zhì)的材料受到世界各國的普遍重視[2~4]。我國是食用菌生產(chǎn)大國，年產(chǎn)食用菌近1 000萬t，每年產(chǎn)生大量食用菌廢料，這些廢料相當一部分被棄置或焚燒，造成嚴重的資源浪費和環(huán)境污染[3]，對其進行合理開發(fā)利用意義重大。

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）作為一種廣泛栽培的蔬菜，在蔬菜周年均衡供應中發(fā)揮了相當重要的作用，成為工廠化育苗的主要種類之一。番茄苗期，根系除了起固定作用外，更主要的是吸收幼苗生育所需要的礦質(zhì)養(yǎng)分、水分，根系的生長發(fā)育狀況會直接影響到幼苗的質(zhì)量[5]，而幼苗質(zhì)量是番茄豐產(chǎn)性的基礎，對番茄植株的生長、花芽分化以及果實發(fā)育都會產(chǎn)生重要影響[6]，因此，培育具有強壯根系的番茄穴盤苗對實現(xiàn)番茄早熟豐產(chǎn)至關(guān)重要。近年來，關(guān)于利用菇渣作為基質(zhì)進行番茄育苗的研究報道已有許多[7~12]，也取得了一定成果，但前人的研究主要集中于菇渣理化性狀及其對番茄幼苗地上部形態(tài)指標和生理指標的影響，涉及根系指標的研究較少，而關(guān)于有機基質(zhì)對番茄幼苗根系形態(tài)指標的影響如何，鮮有報道。因此，本試驗以菇渣替代草炭作為基質(zhì)，旨在研究有機復合基質(zhì)對番茄幼苗生長及根系發(fā)育狀況的影響，為培育番茄穴盤壯苗提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

試驗于2012年3~4月在青島普瑞有機農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司育苗棚內(nèi)進行，供試番茄品種為紫玫瑰320。試驗共設2個處理，分別為草炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1（CK）、牛糞∶菇渣=1∶1（T）。 播種前測定各復合基質(zhì)理化性狀，3月10日將番茄播種于72孔穴盤中，每個處理1盤，3次重復，完全隨機排列。在番茄幼苗4葉1心時，每個處理選取4株幼苗進行各指標測定。育苗期間控制棚內(nèi)白天溫度在25℃左右，夜間溫度在15℃左右。

1.2 測定指標及方法

不同復合基質(zhì)理化性質(zhì)主要包括容重、總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙、pH值、EC值、速效氮、速效磷，參照郭世榮[13]的方法測定。番茄幼苗形態(tài)指標包括株高（莖基部至生長點）、莖粗（子葉處）、全株鮮質(zhì)量、全株干質(zhì)量，并計算幼苗根冠比、壯苗指數(shù)。其中根冠比=植株地下部鮮質(zhì)量/植株地上部鮮質(zhì)量、壯苗指數(shù)=[（莖粗/株高）+（根干質(zhì)量/冠干質(zhì)量）]×全株干質(zhì)量。將隨機挑選的幼苗自莖部切斷，采用根系掃描儀進行掃描，Win RHIZO根系分析儀器分析根系各指標。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用DPS軟件進行統(tǒng)計分析，不同處理間的多重比較采用LSD法，Microsoft Excel作圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同復合基質(zhì)的基本理化性質(zhì)

由表1可知，有機基質(zhì)處理的基質(zhì)容重顯著高于對照處理，而總孔隙度和通氣孔隙則顯著低于對照處理，較對照分別降低了15.1%和45.3%?；|(zhì)的pH值在5.0~7.0，適于作物生長，pH值過高或過低都不利于幼苗的生長和發(fā)育，因此基質(zhì)的pH值是一個重要參數(shù)[14]，本試驗中，有機基質(zhì)的pH值達到7.25，略超出理想范圍上限。另外，有機基質(zhì)的EC值較對照高出32.4%，達到顯著水平，其速效氮含量、速效磷含量均顯著高于對照，分別達到885.2，63.4 mg/kg，超出或達到基質(zhì)推薦標準范圍[15]。

2.2 不同復合基質(zhì)對番茄穴盤苗生長狀況的影響

從表2可以看出，有機基質(zhì)顯著促進了番茄幼苗莖的伸長，該處理下番茄株高比對照處理的增加了10.6%；番茄幼苗莖粗較對照也有所增大，但差異不顯著。另外，有機基質(zhì)處理還使番茄幼苗全株鮮質(zhì)量及全株干質(zhì)量顯著增加，根冠比升高，且與對照相比，有機基質(zhì)培育的番茄穴盤苗壯苗指數(shù)比對照高85.4%，達到顯著性差異。

2.3 不同復合基質(zhì)對番茄穴盤苗葉綠素含量的影響

如圖1所示，與對照相比，有機基質(zhì)處理下，番茄穴盤苗葉片葉綠素a的含量顯著增加，比對照高27.2%，而葉綠素b含量也有所增加，但2個處理間無差異顯著性。這表明，有機復合基質(zhì)有利于葉片葉綠素的合成。

2.4 不同復合基質(zhì)對番茄穴盤苗根系形態(tài)的影響

由表3可得，有機基質(zhì)培育的番茄幼苗根系總長度顯著長于對照處理，達到351.9 cm，較對照高53.5%；幼苗總表面積、總投影面積、總體積與對照處理培育的番茄幼苗相比，分別增大55.5%、51.6%、58.6%，且均達到顯著水平；另外，有機基質(zhì)還顯著促進了番茄幼苗根尖數(shù)目的增加。這表明，有機基質(zhì)有利于番茄幼苗根系建成，進而有利于番茄根系對養(yǎng)分和水分的利用。

2.5 不同復合基質(zhì)對番茄穴盤苗不同根系范圍內(nèi)根系生長狀況的影響

圖1 不同復合基質(zhì)對番茄幼苗葉綠素含量的影響

表1 不同復合基質(zhì)的基本理化性質(zhì)

表2 不同復合基質(zhì)對番茄穴盤苗生長狀況的影響

表3 不同復合基質(zhì)對番茄穴盤苗根系形態(tài)的影響

圖2 不同復合基質(zhì)對番茄穴盤苗不同直徑范圍內(nèi)根系生長狀況的影響

不同直徑分級下，番茄幼苗根系數(shù)量可以客觀反映出根系生長發(fā)育狀況。從圖2可以看出，有機基質(zhì)處理的番茄幼苗根系總長度在0~0.6 mm，顯著高于對照處理；與對照比，有機基質(zhì)促使0~1 mm直徑范圍內(nèi)的根系總體積顯著增大，在其他直徑范圍內(nèi)，處理間根系體積無顯著差異；在0~0.8 mm范圍內(nèi)，有機基質(zhì)顯著增加了番茄幼苗根系總表面積及總投影面積。另外，如圖2所示，隨著直徑范圍的增加，各處理培育的番茄幼苗根系總長度及總體積均呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢；總表面積及總投影面積均呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，在0.2~0.4 mm直徑范圍內(nèi)達到峰值。

3 結(jié)論與討論

具有較好理化特性的基質(zhì)，才能促進根系生長發(fā)育，培育壯苗[16]?；|(zhì)適宜的容重為0.1~0.8 g/m3，總孔隙度為54%~96%[17]，由表1可知，各復配基質(zhì)的容重、總孔隙度均處于理想范圍。李謙盛等[18]研究認為，一般適合于育苗的基質(zhì)EC值為0.13~0.34 mS/cm，但本試驗結(jié)果表明，EC值為0.49 mS/cm的菇渣牛糞混合基質(zhì)也可培育出較高質(zhì)量的幼苗。尚慶茂[15]提出，蔬菜穴盤育苗基質(zhì)中以水解性氮含量50~500 mg/kg、速效磷含量10~100 mg/kg為宜，由表1可知，各復合基質(zhì)中速效養(yǎng)分含量均達到推薦含量或超過上限。

已有研究表明，莖粗不僅能較穩(wěn)定地反映幼苗的健壯程度，且與幼苗的花芽分化、發(fā)育進程及質(zhì)量有一定的相關(guān)性，壯苗指數(shù)對產(chǎn)量具有較強的預測性，而根冠比能夠反映植株生長協(xié)調(diào)性，是衡量植株生長發(fā)育平衡的一項重要因素[16，19，20]。 本試驗結(jié)果表明，有機基質(zhì)處理顯著促進了番茄幼苗莖的伸長及增粗，顯著增加了番茄幼苗全株鮮質(zhì)量及全株干質(zhì)量，促使幼苗根冠比升高，顯著增大了幼苗壯苗指數(shù)。光合作用能夠為植物生長發(fā)育提供物質(zhì)和能量，是植物生長發(fā)育的基礎，光合速率的變化趨勢又與葉綠素含量呈一定的相關(guān)性[21，22]。如圖1所示，有機基質(zhì)培育的番茄幼苗葉片葉綠素a含量顯著高于對照處理，說明有機基質(zhì)可能具有增強幼苗光合作用的趨勢。

植物根系是植株從土壤吸收水分、養(yǎng)分最直接的器官，其發(fā)育的好壞決定著植物利用土壤養(yǎng)分和水分能力的高低，并且影響著地上部的生長、營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量水平[20，23]，而番茄穴盤苗根系中不同直徑的根，形態(tài)特點、生理作用均不相同，且細根的吸收能力強于粗根[24]，本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著根系直徑范圍的增加，各處理培育的番茄幼苗根長及體積呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢，而根系表面積及投影面積則呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，且在0.2~0.4 mm直徑范圍內(nèi)達到峰值。與對照相比，有機基質(zhì)顯著促進了幼苗根系的伸長，根系總表面積、總投影面積及根系總體積均顯著增大，根尖數(shù)目顯著增多。綜合各因素可認為，本試驗條件下的有機基質(zhì)配方適宜于番茄幼苗的生長，可培育出性狀優(yōu)良的番茄幼苗。

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