在菇渣育苗基質(zhì)中添加蛭石對培育番茄幼苗的影響

姚 旭,趙海濤*,顏志俊,陳 剛,3,李天鵬,趙雷明,李宗宇,張?zhí)K波

(1.揚(yáng)州大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225127; 2.江蘇省南京水利科學(xué)研究院,江蘇 南京210029;3.江蘇省盱眙縣王店農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,江蘇 盱眙211724)

在菇渣育苗基質(zhì)中添加蛭石對培育番茄幼苗的影響

姚 旭1,趙海濤1*,顏志俊2,陳 剛1,3,李天鵬1,趙雷明1,李宗宇1,張?zhí)K波1

(1.揚(yáng)州大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225127; 2.江蘇省南京水利科學(xué)研究院,江蘇 南京210029;3.江蘇省盱眙縣王店農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,江蘇 盱眙211724)

摘要：以菇渣為主要原料,添加不同量的蛭石復(fù)配成育苗基質(zhì),通過溫室大棚育苗試驗(yàn),研究了菇渣蛭石育苗基質(zhì)對番茄幼苗生長的影響。結(jié)果表明：與市售基質(zhì)相比，菇渣蛭石育苗基質(zhì)更有利于番茄幼苗的生長；體積比為菇渣∶蛭石=16∶1的育苗基質(zhì)最有利于番茄幼苗株高、葉片葉綠素含量、根長、根表面積、根體積和根粗的增大；菇渣蛭石體積比為(4～8)∶1的育苗基質(zhì)最有利于根鮮重、根干重和壯苗指數(shù)的增大。

關(guān)鍵詞：菇渣；蛭石；育苗基質(zhì)；番茄；幼苗；生長

0引言

中國食用菌年產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的70%以上。在生產(chǎn)食用菌的同時形成了大量菇渣,如果對菇渣不進(jìn)行恰當(dāng)處理，則既會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染又浪費(fèi)資源。在食用菌栽培過程中,菇渣經(jīng)過充分分解后結(jié)構(gòu)組成趨于穩(wěn)定,呈類似土壤的團(tuán)粒的粒狀結(jié)構(gòu)。菇渣如能作為育苗和栽培的基質(zhì),則既能擴(kuò)大菇渣的利用途徑、減輕環(huán)境污染、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,又能為無土栽培提供來源豐富、價格低廉、環(huán)保的育苗基質(zhì)[1]。大量研究表明,菇渣資源豐富,性質(zhì)優(yōu)良,是一種很好的基質(zhì)材料,具有代替泥炭的潛在價值[2]。蛭石是與蒙脫石相似的硅酸鹽類礦物,具有較高的陽離子交換容量和較強(qiáng)的陽離子交換吸附能力,質(zhì)地輕，不腐爛，透氣性好，吸水力強(qiáng)，溫度變化小，富含礦物質(zhì)鹽,是一種理想的調(diào)節(jié)育苗基質(zhì)性質(zhì)的材料,在各類育苗基質(zhì)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用[3-5]。

基質(zhì)為幼苗生長提供水分、養(yǎng)分和溫度等環(huán)境條件,發(fā)揮支撐和滋養(yǎng)幼苗的基本功能,是穴盤育苗不可或缺的重要材料[6]。我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中蔬菜苗年用量超過4000億株,而對2/3蔬菜采用育苗移栽[7]。隨著我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,對育苗基質(zhì)的需求量將大大上升。我們依據(jù)菇渣優(yōu)良的理化性質(zhì)和蛭石對育苗基質(zhì)理化性質(zhì)具有較好調(diào)節(jié)作用的特點(diǎn),將蛭石添加到菇渣中,復(fù)配成蔬菜育苗基質(zhì),研究其對番茄幼苗生長的影響,以期為菇渣用于育苗基質(zhì)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為菇渣、蛭石、番茄種子和市售通用基質(zhì)。菇渣(G)取自江蘇揚(yáng)州某食用菌生產(chǎn)企業(yè),為生產(chǎn)雙孢蘑菇的下腳料,以秸稈、牛糞和豆粕等為主要原料。在采集雙孢蘑菇后,將菇渣堆置60 d進(jìn)行發(fā)酵,然后將菇渣均勻攤開在地面上,厚度為3～5 cm,自然風(fēng)干后過10 mm篩,剔除雜物后用于育苗基質(zhì)復(fù)配。蛭石(M)購自江蘇連云港某企業(yè)的經(jīng)高溫膨脹處理的蛭石,粒徑1～2 mm。供試番茄品種為“金觀5號”,由揚(yáng)州市種子公司提供。市售通用育苗基質(zhì)為江蘇淮陰某企業(yè)生產(chǎn)的以草炭為主要原料的育苗基質(zhì)。菇渣和市售通用育苗基質(zhì)的基本性質(zhì)見表1。

表1　菇渣和市售通用育苗基質(zhì)的基本性質(zhì)

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將菇渣、蛭石按照不同體積比均勻混合，作為番茄育苗的基質(zhì)。按菇渣與蛭石的體積比設(shè)置以下4個處理：處理G16M1，菇渣∶蛭石=16∶1；處理G8M1，8∶1；處理G4M1，4∶1；處理G2M1，2∶1。另外，以市售通用育苗基質(zhì)為對照(CK)。8個50穴標(biāo)準(zhǔn)方格穴盤(高8 cm,底面寬5 cm、長5 cm)組成1個小區(qū),每個小區(qū)重復(fù)4次,隨機(jī)區(qū)組排列。

試驗(yàn)在揚(yáng)州大學(xué)沙頭蔬菜試驗(yàn)基地溫室大棚中進(jìn)行。2014年1月1日將供試番茄種子室內(nèi)催芽后播撒于50穴標(biāo)準(zhǔn)方格穴盤，每穴播種1粒,在普通苗床上進(jìn)行小苗培育。其他管理措施同一般大田生產(chǎn)。2013年3月24日幼苗達(dá)到商品苗質(zhì)量要求,采樣測定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3測定項(xiàng)目及方法

幼苗的測定項(xiàng)目包括株高、莖粗、葉綠素、鮮(干)重、總根長、根表面積、根粗以及根體積。用直尺測量株高,以基質(zhì)表面到生長點(diǎn)的高度為準(zhǔn);用游標(biāo)卡尺測量莖粗,以第一節(jié)位下偏上部為準(zhǔn);采用SPAD儀直接測定葉綠素含量;將樣品用清水洗凈，再用吸水紙吸干，然后直接稱量鮮重；在稱量鮮重后，將樣品在通風(fēng)干燥箱105 ℃下殺青30 min,在80 ℃下烘至恒重后稱干量[8]。采用WinRHIZ2003b根系分析系統(tǒng)對根系進(jìn)行掃描分析，進(jìn)行幼苗總根長、根表面積、根粗和根體積的測定。采用楊梅[8]提出的方法(已經(jīng)修正)計(jì)算壯苗指數(shù),計(jì)算公式為：壯苗指數(shù)=[莖粗(cm)/株高(cm)+根干重(g)/地上部干重(g)]×全株干重(g)/1000；根冠比=根干重/莖葉干重。

采用Excel對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用Duncan法(新復(fù)極差法)分析各處理間的差異顯著性。

2結(jié)果與分析

2.1在菇渣育苗基質(zhì)中添加蛭石對番茄幼苗莖葉生長的影響

在不同蛭石添加量條件下,菇渣蛭石基質(zhì)對番茄幼苗莖葉生長的影響顯著。圖1表明,處理G8M1、G4M1、G2M1的株高顯著低于CK的,而G16M1的株高顯著高于CK的;G16M1、G8M1、G4M1、G2M1的莖粗也顯著大于CK的;各處理之間的葉綠素含量差異顯著,其中G16M1依次顯著大于G2M1、G8M1、G4M1和CK的?？梢?菇渣蛭石育苗基質(zhì)比市售基質(zhì)更有利于番茄莖粗和葉綠素含量的增大,在菇渣育苗基質(zhì)中添加少量蛭石(菇渣∶蛭石=16 ∶1)最有利于株高和葉綠素含量的增大,而菇渣蛭石基質(zhì)中蛭石添加量對莖粗無顯著影響。

圖1　番茄幼苗莖葉生長特征

2.2在菇渣育苗基質(zhì)中添加蛭石對番茄幼苗根系發(fā)育的影響

在不同蛭石添加量條件下,菇渣蛭石基質(zhì)對番茄幼苗根系發(fā)育的影響顯著。圖2表明,菇渣育苗基質(zhì)添加蛭石處理G16M1的根長、根表面積、根體積、根粗都明顯大于市售基質(zhì)CK的;而G8M1、G4M1、G2M1的根長、根表面積、根體積與CK間差異不顯著;G8M1、G4M1的根粗明顯大于市售基質(zhì)CK的。可見,菇渣蛭石育苗基質(zhì)比市售基質(zhì)更有利于番茄根系發(fā)育,在菇渣育苗基質(zhì)中添加少量蛭石(16 ∶1)對番茄幼苗根長、根表面積、根體積和根粗等有顯著的促進(jìn)作用。

圖2　番茄幼苗根系發(fā)育特征

2.3在菇渣育苗基質(zhì)中添加蛭石對番茄幼苗物質(zhì)累積和分配的影響

在不同蛭石添加量條件下,菇渣蛭石基質(zhì)對番茄幼苗物質(zhì)累積和分配的影響顯著。由圖3可知,處理G8M1、G4M1的根鮮重和根干重都顯著大于CK的,不同處理間莖葉鮮(干)重、總干重和根冠比差異不顯著,G8M1的總鮮重顯著高于G2M1的?？梢?菇渣蛭石育苗基質(zhì)比市售基質(zhì)更有利于番茄根系鮮(干)物質(zhì)的累積。在菇渣育苗基質(zhì)中添加體積比為(4～8)∶1的蛭石更有利于根鮮重和根干重的增大,但在處理G16M1與G8M1間番茄的莖葉鮮(干)重、總鮮(干)重和根冠比均無顯著差異。

2.4在菇渣育苗基質(zhì)中添加蛭石對番茄幼苗壯苗指數(shù)的影響

從圖4可以看出：不同菇渣蛭石基質(zhì)處理對番茄幼苗壯苗指數(shù)有顯著的影響，其中處理G8M1和G4M1的壯苗指數(shù)顯著高于CK的；但在G16M1、G2M1、CK間番茄幼苗壯苗指數(shù)無顯著差異?？梢?添加適宜比例[(4～8)∶1]蛭石的菇渣育苗基質(zhì)比市售基質(zhì)更有利于番茄幼苗壯苗指數(shù)的增長。

3討論

隨著我國現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展,工廠化育苗得到快速推廣,從而消耗了大量的育苗基質(zhì)。泥炭是傳統(tǒng)育苗基質(zhì)的主要原料,然而泥炭資源有限,大量開采泥炭會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。在育苗基質(zhì)生產(chǎn)中尋求泥炭的合適替代物具有重要意義。菇渣是食用菌栽培的副產(chǎn)品,具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),含有豐富的有機(jī)質(zhì)、全氮和有效氮,且來源廣泛,價格便宜,組成穩(wěn)定。隨意丟棄菇渣會引起病菌和害蟲積聚滋生,不僅會造成栽培環(huán)境和周圍水體生態(tài)環(huán)境惡化,還會使食用菌生產(chǎn)出現(xiàn)連作障礙。大量研究表明通過適當(dāng)調(diào)節(jié)及采取適當(dāng)管理措施,在基質(zhì)生產(chǎn)中菇渣作為泥炭替代物具備可行性[9]。李曉強(qiáng)等[10]將菇渣、珍珠巖和蛭石混合,進(jìn)行營養(yǎng)缽育苗試驗(yàn),認(rèn)為菇渣混合基質(zhì)可以作為草炭混合育苗基質(zhì)的替代品。李元文等[11]認(rèn)為按同體積混合的菇渣+珍珠巖+河沙基質(zhì)對彩椒生長最有利,在此基質(zhì)上生長的彩椒株型緊湊，葉色濃綠，果實(shí)鮮艷，坐果率高,產(chǎn)量高,具有較高的觀賞價值和食用價值。本研究結(jié)果表明,菇渣蛭石育苗基質(zhì)比市售基質(zhì)更有利于番茄莖粗和葉綠素含量的增大,更有利于番茄幼苗根長、根體積、根表面積和根粗的增大,更有利于番茄幼苗鮮(干)物質(zhì)的累積和壯苗指數(shù)的增大。本研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果[12]一致。在育苗過程中,菇渣能夠起到類似泥炭的作用，這與其性質(zhì)密切相關(guān)。本研究中的菇渣為生產(chǎn)雙孢蘑菇的下腳料,以秸稈、牛糞和豆粕等為主要原料,其總氮、總磷、有效磷和有效鉀等礦質(zhì)營養(yǎng)元素的總量和有效態(tài)含量明顯高于市售基質(zhì)的。在食用菌栽培過程中,栽培基質(zhì)中的有機(jī)類物質(zhì)發(fā)生了緩慢的腐殖化變化,菇渣中大量新鮮有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成性質(zhì)穩(wěn)定的類腐殖質(zhì)物質(zhì),新鮮有機(jī)物質(zhì)發(fā)酵繼而對幼苗根系發(fā)育產(chǎn)生不利影響的因素被消除。同時,菇渣疏松多孔、容重小、通氣透水,物理性質(zhì)優(yōu)良?？梢?菇渣含有豐富的礦物質(zhì),具有優(yōu)良的物理性質(zhì)和穩(wěn)定的生物化學(xué)性質(zhì)是其在育苗基質(zhì)中能夠替代泥炭的重要原因。

圖3　番茄幼苗物質(zhì)積累和分配特征

圖4　番茄幼苗壯苗指數(shù)特征

蛭石是由黑云母、金云母等層狀硅酸鹽礦物熱液蝕變或黑云母風(fēng)化而成的,是一種層狀結(jié)構(gòu)的含鎂水鋁硅酸鹽次生變質(zhì)礦物[13],具有良好的陽離子交換性和吸附性,以及較強(qiáng)的環(huán)境緩沖能力與儲水保墑能力。蛭石經(jīng)高溫煅燒膨脹后密度小、結(jié)構(gòu)松散、性質(zhì)穩(wěn)定。番茄幼苗生長既需要適宜的水、肥、氣、熱條件,還要求基質(zhì)有豐富的有效礦質(zhì)營養(yǎng)和良好的物理性狀,蛭石是合適的基質(zhì)性質(zhì)調(diào)節(jié)材料[14]。在菇渣中添加不同體積配比的蛭石可以很好地改良原料菇渣的理化性質(zhì),增加保水儲水能力。菇渣中蛭石添加比例顯著影響育苗基質(zhì)的性質(zhì)特征,繼而影響幼苗的生長發(fā)育。本研究結(jié)果表明：在菇渣育苗基質(zhì)中添加體積比為16∶1(菇渣∶蛭石)的蛭石最有利于番茄株高、葉片葉綠素含量、根長、根表面積、根體積和根粗的增大,添加體積比為(4～8)∶1的蛭石更有利于番茄根鮮重、根干重和壯苗指數(shù)的增大。目前菇渣配比基質(zhì)的輔料雜亂,配方的普適性較低[15]。本研究選擇蛭石為菇渣基質(zhì)的調(diào)節(jié)物質(zhì),希望通過添加單一輔料調(diào)節(jié)育苗基質(zhì)的性質(zhì),為菇渣育苗基質(zhì)的規(guī)范化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

4結(jié)論

菇渣蛭石育苗基質(zhì)比市售基質(zhì)更有利于番茄幼苗莖粗和葉片葉綠素含量的增大,更有利于番茄幼苗根長、根體積、根表面積和根粗的增大,更有利于番茄幼苗鮮(干)物質(zhì)的累積和壯苗指數(shù)的增大。菇渣可以作為泥炭替代物生產(chǎn)育苗基質(zhì)，從而培育番茄幼苗。

在菇渣育苗基質(zhì)中添加體積比為16∶1(菇渣∶蛭石)的蛭石最有利于番茄幼苗株高、葉片葉綠素含量、根長、根表面積、根體積和根粗的增大,添加體積比為(4～8)∶1的蛭石更有利于根鮮重、根干重和壯苗指數(shù)的增大。綜合番茄幼苗的系統(tǒng)發(fā)育特征,在菇渣蛭石育苗基質(zhì)生產(chǎn)中，菇渣蛭石的適宜體積配比為(8～16)∶1(菇渣∶蛭石)。

參考文獻(xiàn):

[1] 陳菲.菇渣作為蔬菜育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)變化及適宜配方研究[D].鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[2] 馬海林,馬丙堯,劉方春,等.菇渣用作育苗基質(zhì)基礎(chǔ)材料的研究進(jìn)展[J].山東林業(yè)科技,2010(3):110-113.

[3] 崔秀敏,王秀峰.蔬菜育苗基質(zhì)及其研究進(jìn)展[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué),2001,7(1):37-42.

[4] Medina E, Paredes C, Perez-Murcia M D, et al. Spent mushroom substrates as component of growing media for germination and growth of horticultural plants[J]. Bioresource Technology, 2009, 100 (18): 4227-4232.

[5] Sendi H, Mohamed M T M, Anwar M P, et al. Spent mushroom waste as a media replacement for peat moss in Kai-Lan (Brassicaoleraceavar.alboglabra) production [J]. Scientific World Journal, 2013.

[6] 閆杰,羅慶熙,韓麗萍.工廠化育苗基質(zhì)研究進(jìn)展[J].中國蔬菜,2006(2):34-37.

[7] 陳殿奎.我國蔬菜育苗的現(xiàn)狀問題及發(fā)展趨勢[J].中國蔬菜,2000(6):4-6.

[8] 楊梅.幾種瓜類蔬菜育苗基質(zhì)及其施肥配方的研究[D].西安:西北農(nóng)林科技大學(xué),2007.

[9] 范如芹,羅佳,高巖,等.農(nóng)業(yè)廢棄物的基質(zhì)化利用研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報,2014,30(2):442-448.

[10] 李曉強(qiáng),郭世榮,卜崇興,等.菇渣復(fù)合基質(zhì)在甜椒育苗上的使用效果研究[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報,2007,23(1):48-51.

[11] 李元文,夏志蘭,繆武,等.彩色辣椒有機(jī)生態(tài)型無土栽培基質(zhì)配方篩選[J].辣椒雜志,2005(4):35-37.

[12] Use of spent mushroom substrate as growing media for tomato and cucumber seedlings[J]. Pedosphere, 2012(3): 333-342.

[13] MacEwan D M. Cardenite, a trioctahedral montmorillonoid derived from biotite[J]. Clay Minerals Bull, 1954(2): 120-125.

[14] 趙海濤,李天鵬,姚旭,等.堆置與添加蛭石對污泥蚓糞培育茄子幼苗的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,47(23):4668-4679.

[15] 刁清清,毛碧增.蘑菇渣處理現(xiàn)狀及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2012(12):1710-1712.

(責(zé)任編輯:黃榮華)

Effects of Adding Vermiculite into Mushroom Residue Substrate on Cultivation of Tomato Seedlings

YAO Xu1, ZHAO Hai-tao1*, YAN Zhi-jun2, CHEN Gang1,3,LI Tian-peng1, ZHAO Lei-ming1, LI Zong-yu1, ZHANG Su-bo1

(1. College of Environmental Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China; 2. Nanjing Hydraulic Research Institute of Jiangsu Province, Nanjing 210029, China; 3. Wangdian Agricultural Technology Extension Station of Xuyi County in Jiangsu Province, Xuyi 211724, China)

Abstract：In this study, potting media were made by mushroom residue, and vermiculite were made to potting media in order to investigate the feasibility of the mushroom residue as raw materials, and the effects of the potting media on tomato seedlings were studied in a greenhouse. The results showed that, compared with commercial media, the potting media produced by mushroom residue significantly increased the growth of tomato seedling. The indexes of tomato seedling growth in the potting media made by the mushroom residue and vermiculite in the volume ratio of 16∶1 were best for the shoot height, the leaf chlorophyll, the root length, the root surface area, the root volume and the root diameter. The tomato seedling growth indexes of the potting media made by the mushroom residue and vermiculite in the volume ratio of (4～8)∶1 were best for the root fresh weight, the root dry weight and the strong seedling index.

Key words：Mushroom residue; Vermiculite; Substrate for seedling-raising; Tomato; Seedling; Growth

收稿日期：2015-10-13

基金項(xiàng)目：“十二五”國家科技支撐計(jì)劃課題(2013BAD21B03);江蘇省前瞻性研究專項(xiàng)資金項(xiàng)目(BN2014006);江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項(xiàng)目(SXGC[2013]247);揚(yáng)州市-揚(yáng)州大學(xué)產(chǎn)學(xué)研合作專項(xiàng)(2012038-17)。

作者簡介：姚旭(1991─)，男，江蘇常州人，碩士研究生，從事農(nóng)業(yè)廢棄物資源回收利用研究工作。*通訊作者：趙海濤。

中圖分類號：S641.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-8581(2016)04-0023-05