腐熟小麥秸稈復(fù)合育苗基質(zhì)對辣椒穴盤育苗的影響

任蘭天 劉慶 唐飛 梅艷艷 宋長剛 張從軍

摘要[目的]探索小麥秸稈資源化利用效果。[方法]將腐熟的小麥秸稈、珍珠巖和蛭石按不同比例混配成小麥秸稈育苗基質(zhì)，研究其在辣椒穴盤育苗上的效果。[結(jié)果]將60%～90%的小麥秸稈和珍珠巖、蛭石進(jìn)行復(fù)配，基質(zhì)的容重、總孔隙度、持水孔隙度、電導(dǎo)率及pH均滿足基質(zhì)行業(yè)要求。70%小麥秸稈+15%蛭石+15%珍珠巖處理容重為0.227 g/cm3，總孔隙度為93.7%，顯著優(yōu)于其他處理，壯苗指數(shù)為0.132，根冠比為0.493，葉綠素含量為2.85 mg/g，效果顯著優(yōu)于商業(yè)基質(zhì)，根系活力分別較純秸稈和對照高28.87%和4.16%。[結(jié)論]70%小麥秸稈復(fù)合育苗基質(zhì)更適合于辣椒幼苗生長發(fā)育，育苗可以達(dá)到壯苗標(biāo)準(zhǔn)，其可作為辣椒育苗基質(zhì)使用。

關(guān)鍵詞小麥秸稈；育苗基質(zhì)；辣椒；苗期

中圖分類號S641.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號0517-6611（2017）23-0037-03

Effect of Fermented Wheat Straw Matrix on Growth of Pepper Seedling

REN Lantian1，2，LIU Qing2，TANG Fei2 et al

（1.College of Agronomy，Anhui Science and Technology University，F(xiàn)engyang，Anhui 233100；2.Anhui Laimujia Biological Technology Co.，Ltd./Key Laboratory of Bioorganic Fertilizer Creation，Ministry of Agriculture，Bengbu， Anhui 233000）

Abstract[Objective]To explore the effect of resourceful utilization of wheat straw.[Method]To study the effects of the wheat straw matrix which was composed by different proportions of decayed wheat straw，perlite and vermiculite on pepper plug seedling.[Result] With the complex of 60%～90% wheat straw，perlite and vermiculite，the matrix density，total porosity，waterholding porosity，conductivity and pH satisfied the requirements of the matrix industry.Bulk density and total porosity of 70% wheat straw + 15% vermiculite + 15% perlite were 0.227 g/cm3 and 93.7%，the treatment was significantly better than other treatments.Under the treatment，the strong seedling index was 0.132，the rootcanopy ratio was 0.493，the chlorophyll content was 2.85 mg/g，which were significantly higher than the commercial substrate.The root vigor was 28.87% and 4.16% higher than pure straw and control，respectively.[Conclusion] 70% wheat straw seedling substrate is more suitable for the growth and development of pepper seedlings，nursery seedlings can meet the standard， which can be used as pepper seedling substrate.

Key wordsWheat straw；Nursery substrate；Pepper；Seedling stage

基金項(xiàng)目安徽省科技重大專項(xiàng)“農(nóng)作物秸稈快速堆腐肥料化及還田綜合利用技術(shù)集成研究與應(yīng)用”（15czz0312）。

作者簡介任蘭天（1981—），男，山東鄆城人，副教授，博士（后），從事有機(jī)廢棄物資源化利用研究。

收稿日期2017-06-14

穴盤育苗由于種苗質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、操作簡單，可一次性成苗，迎合工廠化和規(guī)?；a(chǎn)的需求，已經(jīng)成為目前常用的育苗方式之一，該類育苗基質(zhì)多采用草炭、蛭石、珍珠巖等混合配制而成[1-2]。隨著草炭等育苗資源需求量的不斷加大，草炭等資源的開采嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境[3-4]，甚至一些國家已經(jīng)開始限制草炭的開采，進(jìn)而引起草炭價(jià)格不斷上漲[5-6]。尋找可再生、來源廣泛、價(jià)格低廉且便于規(guī)模化生產(chǎn)的草炭替代物一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。研究表明，醋糟、稻殼、椰糠、菇渣、秸稈等均可通過微生物發(fā)酵處理后用于基質(zhì)育苗并且有較好的育苗效果[7-12]。

我國是秸稈產(chǎn)出大國，每年產(chǎn)出秸稈7億多t，占全球秸稈產(chǎn)出量的20%～30%，其中，小麥、水稻、玉米、大豆、薯類等糧食作物秸稈約5.8億t[13]。但目前我國的秸稈利用效率依然較低，每年產(chǎn)出的大部分秸稈被棄置農(nóng)田或肆意焚燒，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)與環(huán)境污染[14]。因此，如何對作物秸稈進(jìn)行有效的資源化利用是我國發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵。辣椒穴盤育苗是安徽省蔬菜工廠化育苗的一個(gè)典型代表，該試驗(yàn)以腐熟的小麥秸稈、珍珠巖和蛭石為主要原料，按不同比例進(jìn)行混配，研究小麥秸稈基質(zhì)對辣椒幼苗生長質(zhì)量的影響，旨在為小麥秸稈基質(zhì)應(yīng)用于辣椒工廠化育苗提供理論支撐。

1材料與方法

1.1供試材料

供試?yán)苯菲贩N為“杭椒一號”，由杭州李芳蔬菜種苗有限公司生產(chǎn)；草炭由淮安鴻揚(yáng)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)；珍珠巖由信陽市中森珍珠巖應(yīng)用有限公司生產(chǎn)；蛭石由靈壽縣瑞達(dá)礦業(yè)有限公司生產(chǎn)； 72穴育苗盤由蘭溪市恒琨塑料制品廠生產(chǎn)，規(guī)格為660 mm×340 mm×50 mm；小麥秸稈由懷遠(yuǎn)縣古城鎮(zhèn)水海村農(nóng)戶提供；尿素由山東魯西化工集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)，含氮46%；微生物菌劑由安徽飛天農(nóng)用生物科技有限公司生產(chǎn)（CFU≥108/g，纖維素酶≥30 U/g，淀粉酶 ≥10 U/g）。

1.2試驗(yàn)方法

該試驗(yàn)于2016年9—11月在安徽萊姆佳生物科技股份有限公司智能溫室中進(jìn)行。小麥秸稈自然風(fēng)干后粉碎至5～7 cm，堆成8 m×3 m×2 m的條垛狀，將秸稈堆體水分控制在55%～60%，添加尿素調(diào)節(jié)C/N至30∶1，添加微生物菌劑后混合均勻進(jìn)行高溫好氧堆腐，堆腐過程中通過機(jī)械翻堆補(bǔ)充氧氣，腐熟完全后粉碎備用。該試驗(yàn)設(shè)5組處理，將小麥秸稈與珍珠巖、蛭石按一定比例進(jìn)行混配，并以不加秸稈的草炭為主要原料的育苗基質(zhì)作為CK，詳細(xì)配比見表1。試驗(yàn)前首先選取籽粒飽滿、整齊的種子，浸種、催芽后進(jìn)行播種。播種后連續(xù)統(tǒng)計(jì)15 d出苗率，育苗盤采用72孔穴盤，每穴播 2粒種子，定苗1棵，每盤重復(fù) 3 次，隨機(jī)區(qū)組排列。整個(gè)試驗(yàn)階段，各處理不增施肥料，僅澆清水。

1.3測定項(xiàng)目及方法

1.3.1基質(zhì)理化性狀。

1.3.1.1容重、孔隙度。取風(fēng)干后的基質(zhì)加滿體積為300 mL（8 cm×6 cm）的鋁盒（重40 g），稱重（W1）；然后浸泡水中24 h，稱重（W2）；燒杯中的水分自由瀝干后再稱重（W3）。按下式計(jì)算：容重（g/cm3）=（W1-40）/ 300；總孔隙度（%）=（W2-W1）/300×100%；通氣孔隙度（%）=（W2-W3）/300×100%；持水孔隙度（%）=總孔隙度-通氣孔隙度。

1.3.1.2EC、pH。按四分法取一定量的基質(zhì)，以去離子水飽和浸提，減壓抽濾得到澄清飽和液，浸提液用便攜式電導(dǎo)儀（DDBJ-350）測定EC，pH計(jì)（Sartorius，PB-10）測定pH。

1.3.2幼苗生長指標(biāo)。

待幼苗生長60 d后，從每個(gè)處理中隨機(jī)抽取12株進(jìn)行測定。首先用直尺測定辣椒幼苗株高（根基部到最上部莖生長點(diǎn)的距離），游標(biāo)卡尺測定莖粗并記錄葉片數(shù)，電子天平測定植株地上部分和地下部分鮮重。然后將植株裝入信封袋，在105 ℃下殺青15 min，75 ℃烘干至恒重，稱量地上部分和地下部分干重，計(jì)算全株干重。根冠比=根部干重/地上部分干重；壯苗指數(shù)=（莖粗/株高+根干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量）×全株干質(zhì)量。采用乙醇、丙酮、水混合液浸提法測葉綠素含量[15]，根系活力采用TTC法測定[16]。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 和DPS 7.05 進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1小麥秸稈混配基質(zhì)理化性狀分析

郭世榮[17]、周靜等[18]研究認(rèn)為育苗基質(zhì)的容重一般在0.1～0.8 g/cm3，總孔隙度應(yīng)在54%～96%較為理想。由表2可知，5組處理及CK組的容重均滿足育苗基質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，符合上述育苗基質(zhì)的理論適用范圍，在添加蛭石、珍珠巖后A1～A5組容重呈下降趨勢，除

A2與A3兩組差異不顯著外，其他各組間均存在顯著差異。通

常認(rèn)為總孔隙度偏高影響根系對水肥的固定，不利于作物生長，各處理組的總孔隙度在92.7%～95.6%，均滿足郭世榮等[17]提出的總孔隙度理論范圍，其中添加蛭石

和珍珠巖后總孔隙度顯著降低。辣椒能正常生長的通氣孔隙度為15%～20%，各處理組（除A1組）及對照組均在此范圍。A1～A5組的持水孔隙度呈現(xiàn)下降趨勢并有顯著差異。理論認(rèn)為EC過高不利于種子萌發(fā)與生長，甚至?xí)p傷根和根毛以及灼傷葉片，試驗(yàn)中5組處理及對照組EC大小順序?yàn)锳1>CK>A2>A3>A4>A5，均在植物生長適宜的EC范圍。

一般認(rèn)為適宜植物生長的 pH在5.5～6.5，

各處理組的pH均呈偏弱堿性，表現(xiàn)為CK>A1>A2>A3>A4>A5?？偟膩碚f，隨著秸稈量的減少，基質(zhì)的容重、總孔隙度、持水孔隙度、EC及pH均呈下降趨勢，而通氣孔隙度呈上升趨勢。EC反映了基質(zhì)含鹽濃度，可溶性鹽含量（EC）過高，可能會(huì)形成反滲透壓，將根系中的水分置換出來，使根尖變褐或者干枯。

2.2小麥秸稈混配基質(zhì)對辣椒出苗的影響

由圖1 可知，各處理組及對照組的辣椒在播種后第6～8天開始出苗，其中A5與A3組在第6天開始出苗，A1組在第8天開始出苗，其他組均在播種的第7天開始出苗；在整個(gè)出苗過程中A4組與其他組有顯著差異并且出苗數(shù)一直保持各組中的最高位，而其他各組與A1組比較均存在顯著差異，可見腐熟后的麥秸在不添加珍珠巖、蛭石等原料的情況下不利于辣椒種子的萌發(fā)。

由圖2可知，在播種后的第15天A4組的出苗率基本達(dá)100%，顯著高于其他各組，而A1組出苗率不到70%。各組出苗率大小順序依次為A4>A5>A3>CK>A2>A1。在出苗率方面， A3、A4、A5組均大于市售育苗基質(zhì)CK，而A2組與CK基本持平。

2.3小麥秸稈混配基質(zhì)對辣椒幼苗生長的影響由表3可知，隨著秸稈添加量的減少辣椒長勢呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。A4組的株高和根冠比較CK高 9.93%和11.04%，在地上部鮮質(zhì)量及壯苗指數(shù)等方面，A4組均顯著優(yōu)于其他處理。株高表現(xiàn)為A4>A5>A3>CK>A2>A1，A1與A2組株高較矮，與其他各組呈現(xiàn)顯著差異，而 A1與A2及A3與A5間無顯著差異。莖粗方面A4與A5組差異較小，但A4組與CK有顯著差異，而A3、A5、CK間無顯著差異。根冠比各組表現(xiàn)為A4>CK>A5>A3>A2>A1，各組均有顯著差異，且隨著秸稈配比的減少而增大。A1～A5組在地下/上鮮質(zhì)量和地下/上干質(zhì)量方面總的趨勢是隨著秸稈配比的減少而先增加后減少，且部分組間有顯著差異。壯苗指數(shù)在A3、A5、CK間及A1、A2組間無顯著差異。

2.4小麥秸稈混配基質(zhì)對辣椒幼苗葉綠素含量及根系活力的影響

葉綠素是最重要的光合色素，是葉綠體內(nèi)光能傳遞轉(zhuǎn)化的主要物質(zhì)，作物通過葉綠素進(jìn)行光合作用合成碳水化合物，葉綠素含量高低在一定程度上反映著植物光合作用的潛力并直接影響著作物能量的積累。試驗(yàn)中對辣椒葉片中葉綠素進(jìn)行測定，結(jié)果如表4所示，A4組的葉綠素總量與其他各組相比均存在顯著差異，葉綠素總量順序?yàn)锳4>CK>A5>A3>A2>A1。另一方面，根系活力是根系吸收水肥活躍程度的重要指標(biāo)，其可在一定程度上反映植物的生長能力，A4根系活力最大，達(dá)1.25 mg/（g·h），分別比CK和A1組高4.16%和28.87%，與其他各組均呈現(xiàn)顯著差異。這說明小麥秸稈腐熟后在沒有草炭添加的情況下依舊適于辣椒幼苗生長。

3討論與結(jié)論

當(dāng)前，我國作物秸稈資源化利用率過低，每年大量的秸稈作為廢棄物被燒掉，既污染環(huán)境又浪費(fèi)資源。將麥秸進(jìn)行堆腐處理后作為育苗基質(zhì)進(jìn)行蔬菜育苗，不僅可有效降低環(huán)境污染、減少草炭開發(fā)對環(huán)境的破壞，同時(shí)也可為蔬菜育苗提供可再生、廉價(jià)的育苗基質(zhì)。

該試驗(yàn)利用堆腐完全的小麥秸稈復(fù)配珍珠巖與蛭石進(jìn)行辣椒育苗，試驗(yàn)?zāi)康脑谟谧畲蠡眯←溄斩捹Y源并替代草炭，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明A4組配比下辣椒苗期的株高、莖粗、地上/下部質(zhì)量、根冠比、壯苗指數(shù)、葉綠素、根系活力等方面均最為突出，與其他各處理組均存在顯著差異，這也表明小麥秸稈在完全腐熟后是可以取代草炭進(jìn)行辣椒育苗的。試驗(yàn)表明，和商業(yè)基質(zhì)比例一樣的60%腐熟小麥秸稈+20%珍珠巖+20%蛭石表現(xiàn)不如70%腐熟小麥秸稈+15%珍珠巖+15%蛭石，究其原因可能是腐熟的小麥秸稈和草炭在孔隙度、pH、電導(dǎo)率等方面還存在較大差異。雖然該研究表明腐熟的小麥秸稈可以替代草炭進(jìn)行育苗，但是該試驗(yàn)中的育苗基質(zhì)只是散裝基質(zhì)，今后應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)秸稈基質(zhì)的制備方法，以達(dá)到更好的育苗效果。

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