不同有機(jī)基質(zhì)配比對(duì)菜心幼苗生長及質(zhì)量的影響

匡石滋，賴 多，邵雪花

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州510640）

0 引言

目前國內(nèi)外蔬菜育苗大多以泥炭為主要基質(zhì)[1]，由于泥炭資源有限，而工廠化育苗基質(zhì)使用量大，從而導(dǎo)致蔬菜育苗成本居高不下[2]，因此，國內(nèi)外研究采用蚯蚓糞、樹皮、蔗渣、蘆葦末、菇渣、秸稈[3-7]等各種有機(jī)廢棄物替代或者部分替代泥炭基質(zhì)。但大多數(shù)有機(jī)基質(zhì)材料因來源有限、性狀穩(wěn)定性差、產(chǎn)業(yè)化程度低等原因并未能在生產(chǎn)上大規(guī)模使用。因此，對(duì)性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的有機(jī)基質(zhì)的研究與開發(fā)有重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)，也為農(nóng)業(yè)廢棄物的基質(zhì)化利用提供了一條有效途徑[8]。

利用有機(jī)廢棄物生物發(fā)酵產(chǎn)物與其他有機(jī)物料復(fù)配形成的復(fù)合基質(zhì)的研究，可為蔬菜工廠化育苗提供理論基礎(chǔ)[9]。香蕉菠蘿廢棄莖葉作為一類特殊的農(nóng)業(yè)廢棄物資源，經(jīng)生物發(fā)酵可形成養(yǎng)分含量較高的有機(jī)肥料[10]。椰糠經(jīng)加工處理后保水、透氣性能較好，可代替泥炭進(jìn)行基質(zhì)栽培[11-13]，目前已在黃瓜[14]、甜椒[15]等作物生產(chǎn)中進(jìn)行了應(yīng)用研究，但以香蕉菠蘿廢棄莖葉堆肥和椰糠形成復(fù)配基質(zhì)在蔬菜穴盤育苗上的應(yīng)用尚未見報(bào)道。為此，筆者通過研究菜心在不同基質(zhì)配比下的生長狀況，從而篩選出合適的育苗基質(zhì)配方，為農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化、基質(zhì)化利用和工廠化育苗技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)于2017年5—6月在廣東省中山市坦洲鎮(zhèn)華創(chuàng)農(nóng)業(yè)有限公司蔬菜基地進(jìn)行。供試菜心品種為‘新西蘭杷洲甜油60天菜心’（購自廣州華綠種子有限公司）。供試基質(zhì)為香蕉菠蘿廢棄莖葉堆肥（以下簡稱堆肥）：試驗(yàn)所用的堆肥原料是將香蕉菠蘿莖葉粉碎后，加入一定量的雞糞，再分層添加自制的復(fù)合發(fā)酵菌劑進(jìn)行好氧發(fā)酵，腐熟后自然晾干，粉碎后備用。經(jīng)實(shí)測(cè)其容重為0.51 g/cm3，孔隙度為59.3%，pH值為6.92，EC值2.89 mS/cm，有機(jī)質(zhì)含量為56.6%，營養(yǎng)成分(N+P2O5+K2O)為12.1%。椰糠購自廣州市荔灣區(qū)榮豐園藝經(jīng)營店的壓縮椰糠磚，其容重為0.26 g/cm3，孔隙度為74.6%，pH值為6.16，EC值0.59 mS/cm，有機(jī)質(zhì)含量為88.3%；育苗穴盤為105孔塑料盤(53 cm×28 cm×4 cm)，每孔容積27 cm3。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，基質(zhì)配方共設(shè)4個(gè)處理（配方比例均為體積比）。T1，堆肥:椰糠=3:7；T2，堆肥:椰糠=5:5；T3，堆肥:椰糠=7:3；T4，泥炭:椰糠:珍珠巖=3:6:1；為華創(chuàng)農(nóng)業(yè)有限公司現(xiàn)用育苗基質(zhì)，即對(duì)照。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，每次重復(fù)1個(gè)穴盤，隨機(jī)分區(qū)組設(shè)計(jì)。在菜心6葉1心時(shí)取樣，以60%幼苗達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)作為取樣時(shí)間，每次隨機(jī)取10株進(jìn)行分析測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 基質(zhì)理化性質(zhì) 容重、總孔隙度、pH值、EC值及基質(zhì)養(yǎng)分特性等均采用《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法》中提供的方法測(cè)定[16]。

1.3.2 形態(tài)指標(biāo) 采用常規(guī)方法測(cè)定菜心幼苗株高（基質(zhì)表面到生長點(diǎn)之間的距離）、莖粗（子葉節(jié)下1 cm處）、鮮重，然后在莖基部將菜心幼苗地上部和地下部分開，純凈水洗凈，吸水紙拭干水分，分別做好標(biāo)記置于烘箱內(nèi)105℃殺青15 min，80℃烘干至恒重，測(cè)定地上部干重、地下部干重以及全株干重，并計(jì)算壯苗指數(shù)，見公式(1)。

1.3.3 生理生化指標(biāo) 將菜心隨機(jī)取樣稱重后，利用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司試劑盒測(cè)定根系活力和蔬菜葉片的葉綠素含量、硝酸還原酶、蛋白總量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)經(jīng)SPSS 19.0軟件處理分析，采用最小顯著差異法(Least significant difference,LSD)進(jìn)行多重比較。同時(shí)，采用平均隸屬函數(shù)值法對(duì)各處理幼苗綜合素質(zhì)進(jìn)行比較分析[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比基質(zhì)的理化性質(zhì)

香蕉菠蘿莖葉堆肥與椰糠復(fù)合基質(zhì)的理化性質(zhì)如表1所示。隨著基質(zhì)中堆肥體積比例的增加，復(fù)合基質(zhì)的容重呈增加趨勢(shì)，總孔隙度隨著基質(zhì)中椰糠含量的減少呈下降趨勢(shì)。各處理pH值大于對(duì)照，但均在幼苗適宜生長范圍內(nèi)。復(fù)合基質(zhì)的養(yǎng)分含量均比對(duì)照高，其中有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷含量顯著的高于對(duì)照；各處理EC值隨著基質(zhì)中堆肥體積比例的增加而增加，T1、T2小于對(duì)照，T3的EC值大于對(duì)照。

2.2 不同配比基質(zhì)對(duì)幼苗生長的影響

LSD分析結(jié)果表明，不同配方基質(zhì)對(duì)菜心幼苗生長指標(biāo)的影響除根長無顯著差異外，其他指標(biāo)均差異顯著（表2）。出苗率T1、T2、T3組均高于對(duì)照組，且T2處理組與對(duì)照相比差異顯著；對(duì)株高的影響，T2處理組高于其他各組，同時(shí)對(duì)照組略高于T1、T3組；莖粗、葉片數(shù)、鮮重、壯苗指數(shù)方面T2和T3組顯著高于對(duì)照和T1組?？v觀各項(xiàng)生長指標(biāo)，T2處理組在出苗率、株高、莖粗和鮮重方面均高于其他組，表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)；而T3處理組的根長、葉片數(shù)和壯苗指數(shù)雖然略高于其他組，但與T2處理組相比差異不顯著。

表1 不同配比基質(zhì)的理化性質(zhì)

表2 不同配比基質(zhì)對(duì)幼苗生長的影響

2.3 不同配比基質(zhì)對(duì)幼苗生理指標(biāo)的影響

由表3可知，不同基質(zhì)對(duì)菜心幼苗根系活力的影響較大，T2處理組最高，但與T3組差異不顯著，與T1組和對(duì)照組差異顯著；對(duì)照組根系活力最低僅為8.04 U/g，比其他處理組低12.62～20.19 U/g?；|(zhì)對(duì)硝酸還原酶活力影響不大，T1組最高顯著高于對(duì)照組，其余組間差異不顯著；總?cè)~綠素含量T1組顯著高于其他各組，T2組次之，T3組和對(duì)照組最差；蛋白含量T1、T2和T3組均顯著高于對(duì)照，但3組處理間沒有顯著差異。

2.4 不同配比基質(zhì)對(duì)幼苗綜合素質(zhì)的影響

根據(jù)菜心在4種配比基質(zhì)中的生長、生理指標(biāo)的分析，各基質(zhì)間存在一定的差異。為了評(píng)價(jià)各基質(zhì)的優(yōu)劣，采用平均隸屬函數(shù)值法對(duì)各處理菜心幼苗綜合素質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，見公式(2)。

式中，Xij為第i個(gè)處理第j個(gè)性狀的平均值，Xmax、Xmin分別為該性狀在所有處理中最大、最小值。Fi為第i個(gè)處理第j個(gè)性狀的隸屬值，計(jì)算得出平均隸屬函數(shù)值（表4）。

由表4可以看出，T2處理各性狀其隸屬函數(shù)值均相對(duì)較高，其中出苗率、根系活力、蛋白含量等性狀的隸屬函數(shù)值最高，而根長、葉片數(shù)和壯苗指數(shù)的隸屬值也分別為0.913、0.925和0.800，與對(duì)照及其他各處理相比，其平均隸屬函數(shù)值(0.845)最高；T3次之，為0.797，T1和對(duì)照組分別為0.502和0.046。由此可見，以出苗率等8個(gè)性狀指標(biāo)為基礎(chǔ)，通過平均隸屬函數(shù)值法對(duì)各處理培育的幼苗綜合素質(zhì)評(píng)定得出，T2處理幼苗綜合素質(zhì)最優(yōu)，T3次之，而T1和對(duì)照組處理幼苗生長指標(biāo)相對(duì)較差。

3 結(jié)論與討論

由于理化性狀上的缺陷，單一基質(zhì)很難滿足作物生長的各項(xiàng)要求，而復(fù)合基質(zhì)可以相互補(bǔ)充使基質(zhì)的性能趨于優(yōu)化[17]。香蕉菠蘿廢棄莖葉堆肥因其本身含有較多營養(yǎng)元素，具有良好的理化性狀，基本適合植物栽培，但與其他農(nóng)林廢棄物一樣存在EC值偏高的問題[10,18]；椰糠具有良好的空隙結(jié)構(gòu)，保水、透氣，能夠促進(jìn)植物根系的生長[11]，但是其所含養(yǎng)分不能完全滿足蔬菜對(duì)礦質(zhì)元素的需求[19]。本研究利用香蕉菠蘿廢棄莖葉堆肥與椰糠復(fù)配，結(jié)果表明復(fù)合基質(zhì)的容重、孔隙度與常用基質(zhì)（泥炭和珍珠巖）相當(dāng)，但含有較高的全氮(0.9%～1.2%)、全磷(0.17%～0.18%)、全鉀(1.5%～2.1%)，有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量也明顯高于常用基質(zhì)。由復(fù)合基質(zhì)的理化性質(zhì)可見，香蕉菠蘿廢棄莖葉堆肥與椰糠復(fù)配適宜于蔬菜的栽培，本試驗(yàn)結(jié)果與前人的研究基本一致[20-22]。

表3 不同配方基質(zhì)對(duì)幼苗生理指標(biāo)的影響

表4 不同配方基質(zhì)對(duì)幼苗生長指標(biāo)隸屬函數(shù)值比較分析

有機(jī)廢棄物本身容易降解，性狀較難穩(wěn)定。本試驗(yàn)中，復(fù)合基質(zhì)在試驗(yàn)結(jié)束后存在明顯的體積收縮，表明基質(zhì)仍然存在一定程度的降解作用，建議在實(shí)際應(yīng)用中適當(dāng)降低堆肥的比例以增加基質(zhì)的穩(wěn)定性，并采取淋洗措施以降低基質(zhì)的電導(dǎo)率[23]。

復(fù)合基質(zhì)的育苗效果與基質(zhì)的配比直接相關(guān)，而評(píng)價(jià)基質(zhì)配方的方法主要是依據(jù)植物形態(tài)和生理等指標(biāo)對(duì)不同配方的響應(yīng)[1]。本研究以出苗率、根長、葉片數(shù)、壯苗指數(shù)等4個(gè)生長指標(biāo)和根系活力、硝酸還原酶、總?cè)~綠素、蛋白含量等4個(gè)生理指標(biāo)為調(diào)查研究對(duì)象，通過平均隸屬函數(shù)值法比較分析各處理幼苗的綜合素質(zhì)。結(jié)果顯示采用香蕉菠蘿廢棄莖葉堆肥與椰糠的比例為5:5處理幼苗綜合素質(zhì)最好，可推薦作為菜心育苗的有機(jī)基質(zhì)使用。不同配方下基質(zhì)理化性狀與蔬菜幼苗生長間的動(dòng)態(tài)互饋關(guān)系等有待進(jìn)一步深入研究。

[1]仇淑芳,楊樂琦,黃丹楓,等.草炭椰糠復(fù)合基質(zhì)對(duì)‘紫油菜’生長和品質(zhì)的影響[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào),2016,34(2):40-46.

[2]程立巧,傅慶林,金怡,等.不同基質(zhì)對(duì)番茄根際微生物、酶活性及幼苗生長的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2016,28(6):973-978

[3]Paranjpe A V,Cantliffe D J,Stoffella P J,et al.Relationship of plant density to fruit yield of‘Sweet Charlie’strawberry grown in a pine bark soilless medium in a high-roof passively ventilated greenhouse[J].Scientia Horticulturae,2008,115(2):117-123.

[4]Urrestarazu M,Guillén C,Mazuela P C,et al.Wetting agent effect on physical properties of new and reused rockwool and coconut coir waste[J].Scientia Horticulturae,2008,116(1):104-108.

[5]郭世榮,李式軍,程斐,等.有機(jī)基質(zhì)在蔬菜無土栽培上的應(yīng)用研究[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,31(1):89-92.

[6]程艷,張曉明,吳春燕,等.秸稈灰型混合育苗基質(zhì)對(duì)番茄秧苗質(zhì)量的影響[J].北方園藝,2015(18):51-54.

[7]董傳遷,尹程程,魏珉,等.玉米秸稈、棉籽殼菇渣替代草炭作為番茄和甜椒育苗基質(zhì)研究[J].中國蔬菜,2014(8):33-37.

[8]陳力碩,姚秀萍,于立芝.有機(jī)基質(zhì)在中國蔬菜育苗中的應(yīng)用研究[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào),2016,6(10):54-57.

[9]李偉明,黃忠陽,杜鵑,等.不同配方栽培基質(zhì)對(duì)番茄苗期生長的影響[J].土壤,2017,49(2):283-288.

[10]匡石滋,田世堯,肖維強(qiáng),等.利用香蕉菠蘿廢棄莖葉制備顆粒有機(jī)肥的粘結(jié)劑應(yīng)用研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2016,32(3):115-119.

[11]孫程旭,馮美利,劉立云,等.海南椰衣(椰糠)栽培介質(zhì)主要理化特性分析[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2011,32(3):407-411.

[12]相宗國,趙瑞,陳俊琴.不同粉碎度的椰糠基質(zhì)對(duì)黃瓜穴盤苗生長發(fā)育及其質(zhì)量的影響[J].中國蔬菜,2012,14(1):65-69.

[13]孫建磊,呂曉惠,趙西,等.椰糠與蛭石不同配比對(duì)番茄穴盤苗生長的影響[J].中國蔬菜,2016(5):45-48.

[14]任志雨,切巖祥和,王麗娟,等.椰糠與蛭石不同配比在黃瓜無土育苗中的應(yīng)用[J].北方園藝,2014(2):53-56.

[15]謝偉平,張文勝,曾玉錚.華南濱海地區(qū)甜椒穴盤育苗基質(zhì)配比研究[J].中國瓜菜,2012,25(20):18-20.

[16]李酉開.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法[M].北京:科學(xué)出版社,1983.

[17]高新昊,劉兆輝,李曉林,等.秸稈基質(zhì)的配比優(yōu)化及在設(shè)施番茄栽培上的應(yīng)用效果研究[J].土壤通報(bào),2009,40(5):1147-1150.

[18]田赟,王海燕,孫向陽,等.添加竹竹酢液和菌劑對(duì)園林廢棄物堆肥理化性質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2012,40(32):15628-15630.

[19]任志雨,張鵬,切巖祥和,等.椰糠基質(zhì)用于番茄無土育苗的需肥性[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(11):207-209.

[20]馮冰.不同基質(zhì)處理對(duì)亞洲百合生長發(fā)育的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(22):46-48.

[21]張文斌,陸靜,王勤禮,等.辣椒有機(jī)生態(tài)型無土栽培基質(zhì)配方試驗(yàn)[J].北方園藝,2010,33(19):28-29.

[22]崔元圩,張升,孫曉軍,等.棉花秸稈為蔬菜栽培基質(zhì)的可行性研究[J].北方園藝,2012(19):37-38.

[23]龔小強(qiáng),李素艷,李燕,等.綠化廢棄物好氧堆肥和蚯蚓堆肥作為蔬菜育苗基質(zhì)研究[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào),2016,33(2):280-287.