不同復配基質理化性質及其對辣椒幼苗生長發(fā)育的影響

鮮開梅

（新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣總站，烏魯木齊，830049）

不同復配基質理化性質及其對辣椒幼苗生長發(fā)育的影響

鮮開梅

（新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣總站，烏魯木齊，830049）

為確定適宜辣椒無土穴盤育苗基質配方，以玉米芯為發(fā)酵原料，EM酵素菌、有機物料腐熟劑、金寶貝菌劑為發(fā)酵菌劑，以篩選出最佳的發(fā)酵菌劑，后將用最佳菌劑發(fā)酵好的玉米芯與蛭石、珍珠巖按不同比例復配，進行育苗配比優(yōu)化試驗。結果表明，EM酵素菌為最佳發(fā)酵菌劑；玉米芯固持作用差，適合與其他基質復配，可形成理化性質良好的有機型基質，以復配基質處理A1（玉米芯∶蛭石=1∶1）和A4（玉米芯∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1）辣椒幼苗干質量、鮮質量、壯苗指數(shù)較高，與對照水平相似，且出苗率較高，出苗期較集中。

發(fā)酵菌劑；玉米芯；復配基質；理化性質；辣椒；生長發(fā)育

育苗基質是無土育苗的重要組成部分。大量的被拋棄或燃燒的廢棄物經(jīng)過一定的加工處理后可作為良好的環(huán)保型無土栽培有機基質。近年來，科研工作者利用各種農(nóng)業(yè)有機物及某些廢棄物研制合成了成本低、資源豐富、可再生的環(huán)保無土栽培有機基質，在各種園藝作物上栽培應用效果良好。

目前主要通過高溫好氧堆肥化處理，使有機廢棄物中不穩(wěn)定的有機物經(jīng)生物氧化和腐熟后形成性質穩(wěn)定、對農(nóng)作物無害的堆肥產(chǎn)品。但堆肥速度與質量依基質種類、發(fā)酵條件（發(fā)酵微生物、基質C/N比、含水、氧量等）而不同。

傳統(tǒng)秸稈堆肥采用改善環(huán)境條件或增加營養(yǎng)、利用土著微生物來降解作物秸稈。但由于有益微生物量少，因此往往存在發(fā)酵時間長、產(chǎn)生臭味且肥效低等問題[1，2]。作物秸稈含大量木質纖維素，難以被充分利用或被大多數(shù)微生物直接作為碳源轉化利用[3]。在發(fā)酵過程中，粗脂肪和碳水化合物容易降解，纖維素和半纖維素較難降解，木質素基本不降解，木質纖維素的生物降解成為生物技術處理作物秸稈的關鍵，也是近年來的研究重點。

研究表明[4～6]，接種微生物菌劑或有效的菌種進行秸稈堆肥，反應進程將得到明顯促進。陳華癸[7]曾指出，在堆肥過程中，人為接種微生物，可加速腐熟，且形成高溫利于消滅某些病原體、蟲卵和雜草種子等。目前有采用單一菌株作為發(fā)酵劑的，也有采用高效復合菌劑作為發(fā)酵劑的。此外，在堆肥發(fā)酵過程中加入木質素分解菌，以促進木質素這類難降解有機物質的分解，可有效縮短發(fā)酵時間，提高堆肥處理效果。

玉米芯是玉米的副產(chǎn)品，新疆地區(qū)玉米資源豐富，每年經(jīng)過脫粒后的玉米芯，倘若經(jīng)過腐熟堆肥化作用后作為無土栽培基質，將利于資源的綜合利用和地方經(jīng)濟的發(fā)展。目前利用玉米芯開發(fā)基質的研究很少，因此，本試驗旨在通過將我區(qū)來源廣泛、成本較低的玉米芯作為原料，研制開發(fā)本土化無土栽培有機基質，為玉米芯發(fā)酵基質的工廠化生產(chǎn)和應用提供理論和技術支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2013年3月5日至12月10日在石河子大學農(nóng)學院試驗站設施溫室內進行。以玉米芯為材料。試驗采用的3種市售微生物菌劑分別是EM酵素菌（購于河南磐龍酵素菌生物工程有限公司）、有機物料腐熟劑（購于北京世紀阿姆斯生物技術有限公司）、金寶貝菌劑（購于北京華夏康源科技有限公司）。供試基質為發(fā)酵好的玉米芯與蛭石、珍珠巖的不同復配基質。所用穴盤為國產(chǎn)72孔穴盤。所用制干辣椒供試品種為里格爾87-5（購于石河子）。

1.2 試驗處理

①發(fā)酵菌劑篩選 試驗采用堆肥化腐熟處理，堆置前將玉米芯粉碎至0.3～0.5 cm，玉米芯添加羊糞、尿素以及水等配料，調配至適宜的C/N比（30∶1）及控制總物料含水量為50%～60%，將預培養(yǎng)的菌劑均勻地與玉米芯基質充分混合。試驗共設置4個處理（見表1），以不添加發(fā)酵菌劑的處理為對照（CK1）。隨機區(qū)組設計，重復3次。堆體直徑約1.5 m，高0.8 m，堆體上覆蓋塑料薄膜進行發(fā)酵。堆肥發(fā)酵期間每天14：00時觀察堆體溫度，待堆體溫度達到65℃左右時，及時翻堆并調整水分含量在50%～60%。在試驗期間共取樣4次，依次為發(fā)酵后0、10、20、30 d，取各處理堆體中心部位處基質100 g作為樣品，帶回實驗室使其自行風干后進行理化性質的測定。待堆體溫度與環(huán)境溫度基本一致，發(fā)酵物料變成深褐色，無惡臭味時結束。

②玉米芯發(fā)酵基質育苗 用篩選出的發(fā)酵菌劑進行玉米芯發(fā)酵，將發(fā)酵好的玉米芯基質與珍珠巖和蛭石分別按照不同體積比進行復配，具體試驗處理方案見表2，以草炭∶蛭石=1∶1基質作為對照。播種前催芽，當發(fā)芽率在90%左右的時候選擇出芽一致的種子播在72穴盤內。每個處理播3盤，隨機排列。全部處理在育苗后期澆灌營養(yǎng)液。待6葉1心的時候測其生理和生長指標。

1.3 測定內容及方法

①基質基本物理性質 將玉米芯裝入容積（V）已知的容器中，向內加水至飽和狀態(tài)，而后稱飽和水狀態(tài)下玉米芯質量W1，稱取24 h后玉米芯質量W2、風干后玉米芯質量W3、烘干玉米芯質量W4。計算方法，容重=W4/V；吸濕水（%）=（W3-W4）/W4× 100%；總孔隙度（%）=（W1-W4）/V×100%；持水孔隙度（%）=（W2-W4）/V×100%；通氣孔隙度=總孔隙度-持水孔隙度；大小孔隙比=通氣空隙/持水空隙[8]。

②基質化學性質 將干基質與蒸餾水以1∶5（W/V）的比例混合，充分振蕩，經(jīng)24 h后取濾液，測定pH值和電導率（EC值）。

③幼苗形態(tài)指標 a.株高與莖粗。每處理隨機抽取3株苗，測取平均值，用直尺測量株高，用游標卡尺測量靠子葉上方平行子葉方向的莖粗。

b.干質量。分別取植株地上部、地下部置于烘箱105℃殺青15 min，80℃恒溫24 h，然后稱其質量。

c.壯苗指數(shù)的計算。壯苗指標=（地下部干質量/地上部干質量+莖粗/株高）×全株干質量。

d.根冠比。地下部分的干質量或鮮質量比地上部分的干質量或鮮質量。

④生理指標 用葉綠素儀測定功能葉片的葉綠素含量；根系活力的測定采用TTC比色法[9]；可溶性糖的測定采用蒽酮比色法[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)取平均值，采用 Microsoft Excel 2003和DPS 7.5軟件進行數(shù)據(jù)處理，并對差異顯著的指標進行Duncan's多重比較。

2 結果與分析

2.1 玉米芯發(fā)酵菌劑的篩選

通過對不同處理玉米芯基質發(fā)酵過程中溫度、理化性質及養(yǎng)分含量的變化分析，研究結果表明，添加3種不同微生物菌劑可以有效迅速使玉米芯發(fā)酵腐熟，縮短發(fā)酵時間，其中添加酵素菌的玉米芯發(fā)酵效果最佳。

2.2 玉米芯發(fā)酵基質復配后的主要理化性狀

一般認為理想基質的物理性質如下，容重為0.1～0.8 g/cm3，最佳容重0.5 g/cm，總孔隙度＞70%，持水孔隙40%～75%，水氣比在1～4，pH值范圍為6～8，電導率＜2.6 mS/cm。

由表3可以看出，復配基質的容重在0.223～0.314 g/cm3，為較理想的基質，A2處理表現(xiàn)為最高，為0.314 g/cm3，與其他各處理差異明顯?？偪紫抖仍?9.57%～79.68%，水氣比在1.62～2.11，pH值在7.15～7.88，電導率在2.17～3.83，CK和A3處理的電導率在理想范圍內。A1處理中蛭石的量大于A2處理，A1的總孔隙度、持水孔隙度、通氣孔隙度高于A2。玉米芯與蛭石、珍珠巖等多種基質復配后其理化性質發(fā)生了變化，絕大部分混合基質的容重比CK的容重有所增加，通氣空隙增大，持水空隙略微升高。與CK相比，玉米芯經(jīng)過與蛭石和珍珠巖復配后，各處理的理化性質均符合栽培基質的要求。

2.3 不同復配基質對辣椒不同時期形態(tài)指標的影響

不同基質配方處理下植物株高、葉片數(shù)、干鮮質量可直觀反映作物生長勢及通過光合作用合成碳水化合物的量，根冠比反映作物地上、地下部生長的均衡度，壯苗指數(shù)則直接反映作物的健壯程度，綜合分析以上指標可較客觀反映植株的生長情況。

從表4可看出，不同復配基質對播后25 d辣椒幼苗的形態(tài)指標影響較大。播后25 d辣椒幼苗株高在7.53～8.86 cm，A4的株高大于CK，且A1、A4和CK間差異不顯著。莖粗在3.51～4.05 mm，A1和A4的莖粗大于CK，但A1、A4和CK間無顯著差異，基于玉米芯的5個處理中以A1和A4綜合表現(xiàn)最好。除A1和A3，其他處理辣椒幼苗地上部分的干質量都較對照有較小幅度增加。各處理地下部分的干質量均小于對照，A4最大，為0.147 g，但各處理與CK均無顯著差異。各處理辣椒幼苗的根冠比均小于對照，A4最大，為0.39，與CK無顯著差異，以A5最差，根冠比最低。A4處理的壯苗指數(shù)大于對照及其他各處理，與A2、A3和A5差異顯著，A1與對照相比無顯著差異。

從表5中可以看出，不同復配基質對播后35 d辣椒幼苗的形態(tài)指標影響較大，在播后35 d，以A1、A4綜合表現(xiàn)最好，其中A4處理的株高、鮮質量、干質量大于對照及其他各處理。播后35 d辣椒幼苗的株高在10.26～13.18 cm，A1、A3和A4株高均大于CK，且A1和CK間差異不顯著，A4與CK相比增加15.7%，差異顯著。莖粗在4.21～4.97 mm，A2的莖粗大于CK，但二者之間無顯著差異。除A2和A5，其他各處理對辣椒幼苗地上部分的干質量都較CK有較小幅度的增加。各處理（除A4外）地下部分的干質量均小于CK，A4在各處理中表現(xiàn)為最大，干質量為0.284 g，與CK無顯著差異。各處理辣椒幼苗的根冠比均小于CK，A4最大，為0.246 g，與CK無顯著差異，以A3最差，其根冠比最低。A4的壯苗指數(shù)小于A1和CK，且無明顯差異。

2.4 不同復配基質對辣椒不同時期生理指標的影響

①葉綠素含量 從圖1可以看出，播種后25～35 d，幼苗葉片中葉綠素含量在26.8～34.2 mg/g。除A1、A4隨著時間的延長，葉綠素含量有較小的增加量，其他各處理和對照均隨著時間的延長葉綠素含量降低，但升高或降低的幅度較小，差異不顯著。A1、A4和CK之間差異不顯著，與其他各處理差異顯著。從葉綠素含量看，CK的含量最高，其次是A1、A4、A3和A2處理，A5處理葉綠素含量最低。

②根系活力 從圖2可以看出，除處理A5外，其余各處理播種后35 d的幼苗根系活力較播種后25 d增加12.3%～15.7%。播種后35 d，A1和A4的根系活力最強，與對照無顯著差異，但與A2、A3、A5差異顯著。

③可溶性糖含量 從圖3可看出，播種后25 d各處理中可溶性糖含量在2.38%～2.67%，A1、A2、A3之間無顯著差異，但較A4、A5差異顯著。在播種后25～35 d，幼苗中可溶性糖迅速積累，播種后35 d各處理可溶性糖含量在4.72%～5.03%，與播種后25 d相比，可溶性糖含量增加了88.4%～98.3%。但播種后35 d，各處理與對照之間無顯著差異，且各處理之間差異不顯著。

從圖1～3可以看出，各處理之間的生理指標除了可溶性糖含量在播后35 d差異不明顯外，葉綠素含量和根系活力均表現(xiàn)出差異。從葉綠素含量看，CK的含量最高，其次是A1、A4、A3、A2，A5含量最低。從根系活力的大小看，根系活力是增加的，在播后25 d時，A2、A3和A5的根系活力顯著低于其他處理，其他處理間無顯著差異，在播后35 d時，以A3、A5的根系活力顯著低于其他處理。從各項指標綜合來看，A1和A4處理的葉綠素、根系活力、可溶性糖較高，與對照表現(xiàn)較一致。

3 討論與結論

育苗基質在穴盤育苗中除了支持、固定植株外，更重要的是使水分得以存儲，植物根系從中按需選擇吸收養(yǎng)分，植物根系直接與基質接觸，基質質量的優(yōu)劣直接決定了植物營養(yǎng)的供給情況好壞。

本試驗通過對玉米芯、蛭石、珍珠巖、草炭等的復配，研究不同復配基質內部理化性質及其對辣椒幼苗生長發(fā)育等指標的影響，以期從節(jié)約育苗成本、加大玉米芯廢棄物利用率等角度出發(fā)，篩選出適合溫室辣椒幼苗生長的最佳復配基質配方。

玉米芯經(jīng)過與蛭石和珍珠巖復配后，各處理的理化性質均符合栽培基質的要求；不同復配基質對辣椒幼苗（播后25 d和播后35 d）生長發(fā)育各指標的影響以A1和A4處理的較為明顯，與CK差異不顯著；生理指標除了可溶性糖含量差異不明顯外，葉綠素含量和根系活力均表現(xiàn)出較大差異，A1、A4處理的葉綠素含量、根系活力、可溶性糖含量較高，與CK表現(xiàn)較一致。

綜上所述研究結果表明，A1（玉米芯∶蛭石=1∶1）和A4（玉米芯∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1）處理的各項指標綜合表現(xiàn)較好，為溫室辣椒幼苗生長較理想的復配基質配方。

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Physical and Chemical Properties of Different Compound Substrates and Their Effects on Growth and Development of Pepper Seedlings

XIAN Kaimei

In the paper,we added three fermentation bacteria agents,enzyme microorganism,organic matter-decomposing inoculant and Gymboree,into corn cob respectively,in order to screen out the best fermentation bacteria agent.And then we mixed corn cob which was fermented by the best fermentation bacteria agent with vermiculite and perlite at different proportions,to screen out the suitable substrate formulation for soilless seedling breeding of pepper.The results showed that,enzyme microorganism was the best fermentation bacteria agent for corn cob,and corn cob was suitable to be mixed with the other substrates,moreover the compound organic substrates had good physical and chemical properties.The two compound substrate treatments A1 (corn cob∶vermiculite=1∶1)and A4 (corn cob∶vermiculite∶perlite=2∶1∶1)had higher weight,fresh weight and sound seedling index,which were similar with those of the control,and possessed higher seedling emergence rate and relatively concentrated seedling stage.

Fermentation bacteria agent;Corn cob;Compound substrate;Physical and chemical properties;Pepper; Growth and development

S641.3

A

1001-3547（2014）18-0060-05

10.3865/j.issn.1001-3547.2014.18.021

鮮開梅（1981-），女，碩士，助理研究員，專業(yè)方向為設施園藝，電話：0991-2808460，18129227605，E-mail：condyxkm@126.com

2014-07-29