稻草復(fù)合基質(zhì)對番茄育苗效果的影響

宋志剛 余宏軍 蔣衛(wèi)杰 張 曄 楊學(xué)勇

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京100081）

因為草炭具有理想的理化性質(zhì)（Bilderback et al.，2005），目前國內(nèi)外大量采用草炭作為育苗基質(zhì)，但草炭的大量開發(fā)嚴(yán)重威脅和破壞了生態(tài)資源，這種資源的破壞受到了廣泛的關(guān)注（崔秀敏 等，2002；Jayasinghe et al.，2010），同時，由于草炭的資源有限，價格不斷上漲，造成了穴盤育苗的成本較高。因此，利用來源廣泛、價格低廉的材料作為基質(zhì)來替代草炭的研究和開發(fā)已經(jīng)成為一個熱點領(lǐng)域。已有研究表明，農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)過堆肥處理后，可以替代草炭作為基質(zhì)，并且在育苗和栽培中取得良好的效果。如：柳枝穗（Altland ＆Krause，2009）、菌糠（陳世昌 等，2011）、檸條（孫婧 等，2011；原碩 等，2012）、葡萄渣（Carmona et al.，2012）、橄欖廢棄物（Altieri et al.，2010）等。水稻作為世界的主要糧食作物，普遍種植，水稻脫粒后的稻草多半被廢棄或焚燒，這既造成了資源的浪費(fèi)，又污染了環(huán)境（畢于運(yùn) 等，2009）。金伊洙和趙立新（2005）研究認(rèn)為腐熟的稻草經(jīng)過與爐渣和雞糞的合理配比可以替代草炭進(jìn)行番茄育苗。謝嘉霖和徐秋華（2010）以稻殼作為主要原料，與鋸屑、泥炭、蛭石和珍珠巖按不同比例混配成7種不同的復(fù)合基質(zhì)，同時對基質(zhì)的理化性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明復(fù)合基質(zhì)是一種較理想的栽培基質(zhì)，但稻殼不適合單獨作基質(zhì)。

本試驗以稻草為主料，稻殼和沙子為輔料，按照不同比例混配，研究了復(fù)合基質(zhì)的理化性質(zhì)以及對番茄幼苗生長的影響，探討了稻草基質(zhì)作為育苗基質(zhì)的可行性及適宜配比，旨在尋找稻草、稻殼和沙子的最佳配比基質(zhì)來代替草炭基質(zhì)，為農(nóng)業(yè)育苗生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄（Lycopersicon esculentumMill.）品種為中雜106，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所提供。供試基質(zhì)材料為稻草、稻殼、沙子、草炭、蛭石、有機(jī)生態(tài)型無土栽培專用肥（全N 5.12%，全P 2.72%，全K 7.04 %），由北京京圃園生物工程有限公司提供。稻草、稻殼發(fā)酵工藝流程：原料的起始 C/N為 25，水分為60%，將稻草粉碎至1 cm，然后分別根據(jù)稻草、稻殼原料的總碳、總氮和含水量計算雞糞的添加比例，之后進(jìn)行高溫靜態(tài)堆制，發(fā)酵期間進(jìn)行翻堆補(bǔ)充水分和氧氣，30 d后風(fēng)干備用。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2010年6～7月在本所無土栽培溫室進(jìn)行。試驗設(shè)6個基質(zhì)配方（表1），對照為草炭∶蛭石=2V∶1V，完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，72孔穴盤播種，每個處理1盤，3次重復(fù)。在配制基質(zhì)過程中，每立方米基質(zhì)加無土栽培專用肥5 kg。6月20日溫湯浸種催芽，6月22日選取整齊度一致的種子播于盛有相應(yīng)混配基質(zhì)的穴盤中，每穴1粒，播種后覆蓋0.5 cm厚蛭石，播種后澆透水。播種后10 d測定株高、莖粗、葉片數(shù)、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量等指標(biāo)，每個處理隨機(jī)取10株，每5 d測定1次，共4次。播種后25 d時，測定葉綠素含量、根系活力，計算壯苗指數(shù)、根冠比、G值。

表1 基質(zhì)配方

1.3 測定項目及方法

1.3.1 基質(zhì)理化性質(zhì)的測定 容重、總孔隙度、通氣孔隙度和持水孔隙度的測定參照郭世榮（2003）的方法。用風(fēng)干基質(zhì)與蒸餾水按1V∶5V混合攪拌，靜止30 min，pH采用METTLER TOLEDO公司生產(chǎn)的FiveEasy pH酸度計測定，電導(dǎo)率（EC）采用METTLER TOLED公司生產(chǎn)的FiveEasy電導(dǎo)率儀測定。堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定，速效磷含量采用0.5 mol·L-1碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用醋酸銨-火焰光度計法測定（鮑士旦，2000）。

1.3.2 番茄的生長指標(biāo)和生理指標(biāo)測定 株高用直尺測定根莖部到生長點的長度（cm）；莖粗用游標(biāo)卡尺測量莖與基質(zhì)接觸面上方1 cm處的粗度（mm）；葉片數(shù)是測定展開的葉片數(shù)；地上部、地下部鮮質(zhì)量用電子天平測定；地上部干質(zhì)量和地下部干質(zhì)量是將植株鮮樣置于烘箱105 ℃殺青15 min，80 ℃恒溫24 h，然后用電子天平稱量；根系活力采用TTC法（李合生，2000）測定；葉綠素含量使用SPAD-502葉綠素儀（Minolta公司）測定相對葉綠素含量（SPAD）。

1.4 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2013和DPS7.05進(jìn)行處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配方的理化性質(zhì)

從表2可以看出，各個處理中，T1、T2、T3、T4、T6的容重在育苗基質(zhì)適宜容重（0.1～0.8 g·cm-3）范圍內(nèi)，僅有T5的容重不在育苗基質(zhì)的適宜容重范圍內(nèi)，由基質(zhì)配比可以看出，隨著沙子體積比的增加，基質(zhì)容重不斷增大。所有處理的總孔隙度均在理想基質(zhì)的總孔隙度（54%～96%）范圍內(nèi)（郭世榮，2005）。番茄生長的適宜pH值范圍是5.5～6.5（孫婧 等，2011），CK的pH在合理范圍之內(nèi)，其他處理基質(zhì)配方的pH均顯著大于CK，為中性偏堿性。EC值是反映基質(zhì)水溶液所含鹽離子總濃度的一個指標(biāo)，基質(zhì)的EC值不應(yīng)大于3.5 mS·cm-1（Chong et al.，1991），各個處理的EC值均在合理范圍之內(nèi)。T1、T2、T6的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的含量均顯著高于CK?；|(zhì)配比中有機(jī)基質(zhì)所占的比例越大，其養(yǎng)分含量就越高，T1、T2、T6 3個處理的構(gòu)成均為有機(jī)基質(zhì)，其有機(jī)質(zhì)含量都顯著高于其他處理，堿解氮、速效磷、速效鉀的含量均顯著高于其他處理及CK。

表2 不同基質(zhì)配方的理化性質(zhì)

2.2 不同基質(zhì)配方對番茄幼苗株高、莖粗的影響

圖1 不同基質(zhì)配方對番茄幼苗株高的影響

由圖1可以看出，播種后10 d開始，各個處理生長量開始增大，并保持較快速度增長，但CK增長速度較慢，且增幅低于其他處理。播種后25 d時，T1、T2、T3、T4、T5、T6、CK的番茄幼苗株高分別為 22.37、23.53、21.53、19.60、20.20、18.93、14.38 cm。T1、T2、T3、T4、T5、T6的株高分別比CK高55.5%、63.6%、49.7%、36.3%、40.4%、31.6%。在播種后10、15、20 d時，6個處理之間的株高沒有顯著性差異，播種后25 d時，T2處理的幼苗最高，其次為T1，這可能是因為兩個基質(zhì)配比中含有較多的營養(yǎng)成分造成的。T6基質(zhì)配比雖然也含有較多的養(yǎng)分，但株高在6個處理中最低，可能是因為基質(zhì)中稻殼占有比例較多，其通氣孔隙度較大而不利于番茄幼苗根的固定和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

由圖2可以看出，播種后10 d各處理的莖粗差異不顯著，且與CK無顯著差異。隨著植株的生長，莖粗差異明顯，播種后15、20、25 d各處理的莖粗均顯著高于CK，其中播種后25 d時T1、T2、T3、T4、T5、T6的莖粗較CK分別高 55.5%、63.6%、49.7%、36.3%、40.4%、31.6%。在播種后25 d時，T1處理的幼苗莖粗最大，這可能是因為該基質(zhì)配比中含有較多的營養(yǎng)成分造成的。T6基質(zhì)配比雖然也含有較多的養(yǎng)分，但莖粗在6個處理中最低，這可能與該基質(zhì)的通氣孔隙度較大有關(guān)。

圖2 不同基質(zhì)配方對番茄幼苗莖粗的影響

2.3 不同基質(zhì)配方對番茄幼苗葉片數(shù)的影響

由表3可知，播種后10 d時，各個處理的葉片數(shù)之間沒有顯著性差異，且與CK間無顯著差異。到播種后25 d時，T2的葉片數(shù)最多，平均為4.7，各處理間差異不顯著，均顯著高于CK。

2.4 不同基質(zhì)配方對番茄幼苗綜合指標(biāo)的影響

由表4可以看出，播種后25 d，T2的地上部的干、鮮質(zhì)量和地下部的干、鮮質(zhì)量最高，其次為T1，T1與T2之間沒有顯著性差異，T1、T2地上部干質(zhì)量和地下部干質(zhì)量與CK存在顯著性差異，而且與其他處理之間也存在顯著性差異。T1、T2之間的壯苗指數(shù)差異不顯著，但顯著大于CK。根冠比T1、T2、T4、T6、CK之間差異不顯著。干物質(zhì)的積累速率反映了植物生長的速率，T2的G值最高，T1次之，CK最低，T1、T2之間沒有顯著性差異，但與CK存在顯著性差異。葉綠素含量可以作為衡量葉片光合能力的一個指標(biāo)，而根系活力可以反映根系吸收代謝的功能。各個處理之間的葉綠素含量沒有顯著差異，但是T2的根系活力最高，T2與T1、T4、T5之間沒有顯著性差異，與CK存在顯著性差異。綜合來看，T1和T2的綜合指標(biāo)均優(yōu)于其他處理和對照，這可能是基質(zhì)理化性質(zhì)較好的原因，T1、T2均為有機(jī)基質(zhì)，容重為0.28～0.29 g·cm-3，總孔隙度在79%～82%之間，氣水比在0.25～0.28之間，基質(zhì)性質(zhì)中性偏堿，EC在合理范圍之內(nèi)，同時基質(zhì)的速效養(yǎng)分含量高于對照。

表3 不同基質(zhì)配方對番茄幼苗葉片數(shù)的影響

表4 不同基質(zhì)配方對番茄幼苗綜合指標(biāo)的影響

3 結(jié)論與討論

通過對稻草為主料，與稻殼、沙子組成的復(fù)合基質(zhì)的理化性質(zhì)進(jìn)行分析，可以看出在稻草粉碎程度一定的前提下，按照稻草含量為50%、75%和 100%的比例同稻殼、沙子進(jìn)行混合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著稻草比例的增加，基質(zhì)的容重并沒有增加，這充分說明稻草作為原料其比重較小，質(zhì)地較疏松，因此稻草含量越高的混合基質(zhì)整體的容重不會有太大的增加，這為基質(zhì)的運(yùn)輸和操作提供了極大的便利。同時，稻草復(fù)合基質(zhì)的保水性能較強(qiáng)，基質(zhì)性質(zhì)中性偏堿，可溶性鹽含量適中，育苗效果較好。

在試驗中不同基質(zhì)配方的番茄育苗效果不同，稻草復(fù)合基質(zhì)培育的番茄幼苗的生長指標(biāo)較好，T1、T2、T3、T4、T5、T6處理的番茄的株高、莖粗、葉片數(shù)、干鮮質(zhì)量、壯苗指數(shù)，干物質(zhì)積累速率均好于對照，其中T1（100%稻草）和T2（稻草∶稻殼=75V∶25V）培育的番茄幼苗的生長情況表現(xiàn)最好，顯著高于對照。金伊洙和趙立新（2005）研究了45%、60%、75%稻草與爐渣和雞糞的基質(zhì)配比對番茄育苗的影響，發(fā)現(xiàn)60%、75%稻草與爐渣和雞糞的基質(zhì)配比可以替代草炭進(jìn)行番茄育苗，本試驗也有類似的結(jié)果。

綜上所述，通過合理配比的稻草復(fù)合基質(zhì)在容重、孔隙度、pH值、EC值等理化性質(zhì)方面符合育苗基質(zhì)要求。從育苗效果來看，T1（100%稻草）和T2（稻草∶稻殼=75V∶25V）處理的番茄幼苗的生理指標(biāo)顯著優(yōu)于其他處理及對照，可以代替草炭作為育苗基質(zhì)。腐熟的稻草、腐熟的稻殼不僅充分利用了農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物作為基質(zhì)材料，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，而且是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)生態(tài)型無土栽培基質(zhì)，能夠代替草炭降低成本，具有顯著的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。

鮑士旦．2000．土壤農(nóng)化分析．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社.

畢于運(yùn)，高春雨，王亞靜，李寶玉．2009．中國秸稈資源數(shù)量估算．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，12（5）：211-217.

陳世昌，常介田，張變莉．2011．菌糠復(fù)合基質(zhì)在番茄育苗上的效果．中國土壤與肥料，（1）：73-75.

崔秀敏，王秀峰，魏珉．2002．幾種復(fù)合育苗基質(zhì)特性及其在生菜上的育苗效果．中國蔬菜，（3）：17-19.

郭世榮．2003．無土栽培學(xué)．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社：202-214，423-425.

郭世榮．2005．固體栽培基質(zhì)研究、開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，21（s2）：1-4.

金伊洙，趙立新．2005．稻草秸稈穴盤育苗基質(zhì)對番茄秧苗質(zhì)量影響的研究．北方園藝，（3）：61-63.

李合生．2000.植物生理生化試驗原理與技術(shù)．北京：高等教育出版社.

孫婧，買買提吐遜·肉孜，曲梅，高麗紅．2011．檸條基質(zhì)理化性質(zhì)和育苗效果研究，中國蔬菜，（22/24）：68-71.

謝嘉霖，徐秋華．2010．波絲菊、萬壽菊的稻殼復(fù)合基質(zhì)栽培試驗．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，（4）：188-190.

原碩，田永強(qiáng)，曲梅，陳喬，王一然，姚凱騫，高麗紅．2012．檸條與蘑菇渣堆肥復(fù)配基質(zhì)改善黃瓜育苗效果研究．中國蔬菜，（18）：154-159.

Altieri R，Esposito A，Baruzzi G．2010．Use of olive mill waste mix as peat surrogate in substrate for strawberry soilless cultivation．International Biodeterioration & Biodegradation，64：670-675.

Altland J E，Krause C．2009．Use of switchgrass as a nursery container substrate．HortScience，44：1861-1865.

Bilderback T E，Warren S L，Owen Jr J S，Albano J P．2005．Healthy substrates need physicals too! HortTechnology，15：747-751.

Carmona E，Moreno M T，Avilés M，Ordovás J．2012．Use of grape marc compost as substrate for vegetable seedlings．Scientia Horticulturae，137：69-74．

Chong C，Cline R A，Rinker D L．1991．Growth and mineral nutrition status of containerized woody species in media amended with spent mushroom compost．J Am Soc Horticult Sci，116：242-247．

Jayasinghe G Y，Tokashiki Y，Liyana A I D，Arakaki M．2010．Sewage sludge sugarcane trash based compost and synthetic aggregates as peat substitutes in containerized media for crop production．Journal of Hazardous Materials，174：700-706.