小麥秸稈堆肥茶灌根對(duì)設(shè)施蔬菜苗期生長(zhǎng)的影響

張祥 駱菲菲 任蘭天 郝冰 許俠 黃保宏

摘? 要：為了更好地利用秸稈堆肥產(chǎn)品，研究堆肥茶的最佳灌根使用量，促進(jìn)秸稈堆肥化使用，以小麥秸稈添加尿素和腐熟劑混合發(fā)酵制作堆肥茶。以番茄和辣椒作為供試材料，全生長(zhǎng)期定期采取5種不同灌根方式使用堆肥茶，研究不同處理對(duì)辣椒和番茄的生長(zhǎng)發(fā)育形態(tài)及生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，不同處理堆肥茶的番茄和辣椒的生長(zhǎng)及生物量有差別，其中番茄和辣椒的最佳處理均為每穴盤180mL堆肥茶。在該處理下，番茄和辣椒的植株生長(zhǎng)形態(tài)和生物量的數(shù)值均高于其他幾種處理，辣椒的株高、葉綠素含量分別比對(duì)照組高10.58%、9.5%;番茄的株高、葉綠素含量分別比對(duì)照組高9.52%、3.06%。綜合比較認(rèn)為，灌根小麥秸稈制作的堆肥茶每盤灌根180mL，能促進(jìn)番茄和辣椒的植株形態(tài)的建成，提高植株葉片的葉綠素含量，增強(qiáng)光合作用，適宜番茄和辣椒生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：小麥秸稈;堆肥茶;設(shè)施蔬菜;苗期生長(zhǎng);植株形態(tài)建成

中圖分類號(hào) S66? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? ?文章編號(hào) 1007-7731（2019）09-0092-6

Abstract： In order to make better use of straw composting products，study on the best use of compost tea for root irrigation，to promote the utilization of Straw Composting. In this study，compost tea was made by mixing wheat straw with urea and decomposing agent. Tomato and hot pepper as the test materials，all kinds of long term regular 5 different root irrigation methods are used for compost tea，study on the effects of pepper on the growth and development of pepper and tomato The results of the study shows that，different treatments of compost tea had different effects on growth and biomass of tomato and pepper. Each dish of tomato and capsicum is best treated with 180mL composting tea for each tray. Under such treatment，the growth and biomass of tomato and pepper were higher than those of other treatments. Among them，compost tea 180mL for each Capsicum，in plant height and chlorophyll content，were higher than the control group 10.58%，9.5%; 180mL per plate of tomato root compost tea，in plant height and chlorophyll content，were higher than the control group 9.52%，3.06%. In a comprehensive comparison，the compost tea made from wheat straw was irrigated with 180mL per dish can promote the plant morphogenesis of tomato and hot pepper，increase the content of chlorophyll in leaves，promote photosynthesis. It is a composting tea suitable for tomatoes and hot pepper.

Key words： Wheat straw;Compost tea;Facility vegetable;Seedling growth;Plant morphogenesis

秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂及有機(jī)質(zhì)等，是一種可再生的資源[1]。我國(guó)秸稈資源量巨大，每年產(chǎn)生的秸稈量超過10億t，為世界第一秸稈大國(guó)，并且每年都呈增加的趨勢(shì)[2]。近些年來，隨著生活方式的改變，利用秸稈燒火做飯的比例大幅度降低，其中有20%被焚燒，造成了環(huán)境污染[3]。因此，農(nóng)作物秸稈綜合利用具有非常大的實(shí)際意義，其中秸稈肥料化利用是一條有效的途徑[4]。研究表明，秸稈經(jīng)過腐熟，給農(nóng)作物帶來了豐富的營(yíng)養(yǎng)[5，6]。秸稈腐熟還田不僅可以改善土壤物理性質(zhì)，增加土壤團(tuán)聚體和通透性[7]，而且可以降低土壤容重，增加土壤有機(jī)質(zhì)，提高地力，減少氮素流失，穩(wěn)定N、P、K的平衡[8，9]。秸稈肥料化不但可以提高作物產(chǎn)量，還可以改善作物品質(zhì)[10]。秸稈肥料化中，將不易分解的有機(jī)物通過微生物的發(fā)酵分解，產(chǎn)生可利用養(yǎng)分，形成腐殖質(zhì)[11]，這種方式不容易造成土壤板結(jié)。

近年來，化學(xué)肥料的大量使用，改變了土壤的質(zhì)量，侵害土壤的有機(jī)質(zhì)和微生物，使理化性狀惡化[12，13]。近年來，秸稈的肥料化雖然擴(kuò)展了肥料的利用途徑，但是秸稈肥料化的肥效不夠高且肥效慢，為了增加肥效，人們把目光投向了堆肥茶。

堆肥茶是新型的肥料之一，在國(guó)外已經(jīng)有成功案例。所謂堆肥茶是指將堆肥中的營(yíng)養(yǎng)成分激發(fā)出來制作成溶液，其中含有大量營(yíng)養(yǎng)成分和微生物，使用堆肥茶可以抵消化學(xué)肥料帶來的不良影響，并促進(jìn)有益的昆蟲和微生物生長(zhǎng)，為作物營(yíng)造一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境[14，15]。國(guó)內(nèi)有很多學(xué)者對(duì)堆肥茶進(jìn)行了深入的研究，其中，馬秀明等以6種秸稈加入EM菌制成的堆肥茶分別噴施黃瓜，具有增產(chǎn)效果[16];用草坪草制成的堆肥茶處理黃瓜，黃瓜的葉綠素含量最大，可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量明顯高于其他幾種堆肥茶;徐靜等論述了堆肥茶在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用，其中4種有機(jī)肥源包括菇渣、藥渣、混合渣、牛糞堆肥，以菇渣堆肥茶的壯苗效果最為顯著[17]。

以往的實(shí)驗(yàn)研究中，主要研究了堆肥茶噴施對(duì)于植物的影響，而關(guān)于堆肥茶的灌根使用方法則鮮見報(bào)道。為此，本研究通過研究苗期番茄和辣椒堆肥茶灌根使用量，以期為秸稈堆肥茶在設(shè)施蔬菜中的使用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與堆肥茶制備

1.1.1 材料 供試作物：新中蔬四號(hào)番茄和特大牛角椒。供試肥料：小麥秸稈制成的堆肥茶。

1.1.2 堆肥的制備 堆肥材料：收獲后的小麥秸稈。堆肥過程：試驗(yàn)于2016—2017年在農(nóng)業(yè)部有機(jī)肥創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)外試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行。腐熟小麥秸稈為附近收購(gòu)共10t，粉碎至8～10cm，每1t添加尿素15kg、腐熟劑2kg，腐熟劑為安徽萊姆佳生物科技股份有限公司產(chǎn)品（cfu≥108個(gè)/g，纖維素酶≥30μ/g，淀粉酶≥10μ/g）。噴水后，用抓草機(jī)充分?jǐn)嚢柚梁?5%～70%，然后用腐熟專用黑白膜覆蓋進(jìn)行室外堆腐，溫度升高至70℃翻堆，每天用抓草機(jī)翻堆1次，直至溫度降至40℃，堆肥結(jié)束。放置30d后陳化備用。

1.1.3 堆肥茶的制備 將腐熟后的小麥秸稈堆肥放入水中，利用自制堆肥茶裝備將其中的養(yǎng)分激發(fā)出來，過濾后得到堆肥茶溶液。堆肥茶在48h前開始制備，供氧48h發(fā)酵后使用，堆肥茶在供氧結(jié)束6h內(nèi)使用完畢。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，分別為：（1）對(duì)照組：清水300mL;（2）處理2：堆肥茶60mL+240mL清水;（3）處理2：堆肥茶120mL+180mL清水;（4）處理3：堆肥茶180mL+10mL清水;（5）處理4：堆肥茶240mL+60mL清水。重復(fù)3次。

1.2.2 試驗(yàn)過程 試驗(yàn)在安徽科技學(xué)院植物園大棚內(nèi)進(jìn)行，選用購(gòu)買的番茄黃瓜種子，在育苗盤中裝入育苗基質(zhì)，每穴放入等量番茄辣椒種子，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的5個(gè)處理進(jìn)行灌根。之后每隔2d澆水1次，出苗后再進(jìn)行堆肥茶灌根，各處理水分處理一致。分別于10月3日，10月10日，10月16日，10月23日和10月30日收獲植株，測(cè)定植株株高、莖粗、葉片數(shù)、地上鮮重、地下鮮重、主根長(zhǎng)、一級(jí)根數(shù)、二級(jí)根數(shù)、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬等。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定 分別收獲植株5次，每次間隔7d，測(cè)量植株的株高、莖粗、葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬、地上鮮重和地下鮮重7個(gè)指標(biāo)，并計(jì)算植株的葉綠素含量和根冠比。其中，株高、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬用直尺測(cè)量，莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)量，地上鮮重和地下鮮重用電子天平測(cè)量，葉綠素含量參照張憲政的測(cè)試方法[18]。

1.4 數(shù)據(jù)分析 利用Microsoft Excel 2011處理所得到的數(shù)據(jù)，用DPS 15.10高級(jí)版計(jì)算差異顯著程度進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理堆肥茶灌根量對(duì)番茄、辣椒生長(zhǎng)的影響

2.1.1 番茄 由圖1、圖2和表1可知，小麥秸稈制作的堆肥茶對(duì)番茄的形態(tài)指標(biāo)有很大的影響。堆肥茶灌根后，在不同處理之間，番茄在株高、莖粗、葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬5個(gè)指標(biāo)上有很大差別。對(duì)于番茄來說，處理3（180mL堆肥茶+120mL清水）的番茄植株5個(gè)指標(biāo)上優(yōu)于其他處理。處理28d后，處理3的株高和莖粗比對(duì)照組分別高出9.52%、5.03%;比處理1分別高出7.21%、2.45%;比處理2分別高出1.55%、1.21%;比處理4分別高出2.67%、2.45%。處理1（60mL堆肥茶+240mL清水）番茄植株5個(gè)指標(biāo)上效果不明顯，但高于對(duì)照組。根據(jù)表1可以看出，5個(gè)處理之間差異顯著;處理3的番茄最大葉長(zhǎng)和最大葉寬顯著高于其他處理，其他處理之間則差異不顯著。可見，4種堆肥茶處理的效果均優(yōu)于對(duì)照組，其中以處理3最佳。這是因?yàn)樘幚?含有氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分，促進(jìn)了番茄苗期的生長(zhǎng)。而對(duì)照組、處理1和處理2的氮、磷、鉀含量不足，不能夠供給足夠的營(yíng)養(yǎng)使植株生長(zhǎng)。處理4的氮、磷、鉀含量過高，高濃度可能會(huì)給植物造成脅迫，也不利于植株的生長(zhǎng)。

2.1.2 辣椒 由圖3、圖4和表2可知，小麥秸稈制成的堆肥茶對(duì)辣椒的生長(zhǎng)發(fā)育有很大影響。堆肥茶灌根后，不同處理之間，辣椒在株高、莖粗、葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)和葉寬5項(xiàng)指標(biāo)上有差別。處理3（180mL堆肥茶+120mL清水）的5個(gè)指標(biāo)優(yōu)于對(duì)照組，效果最好。處理28d后，處理3的株高和莖粗比對(duì)照高10.58%、11.55%;比處理1分別高8.75%、10.54%;比處理2分別高6.52%、7.07%;比處理4分別高4.67%、3.78%。處理1、2、4效果沒有處理3的效果顯著，但均優(yōu)于對(duì)照組。所以對(duì)于辣椒來說，處理3最優(yōu)。其原因可能是處理3中的氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)成分的利用效率較高，促進(jìn)了辣椒苗期的生長(zhǎng)。對(duì)照組、處理1和處理2種堆肥茶用量少，氮磷鉀含量較少，沒有足夠的養(yǎng)分供植株生長(zhǎng);而處理4中堆肥茶含量高，對(duì)根際產(chǎn)生脅迫，會(huì)影響根際微生物群落，改變了基質(zhì)的理化條件，不利于植株生長(zhǎng)。

2.2 不同堆肥茶灌根量對(duì)番茄、辣椒生物量的影響

2.2.1 辣椒 由圖5和圖6可知，小麥秸稈堆肥茶對(duì)辣椒的生物量有顯著的影響，其中處理3（180mL堆肥茶+120mL清水）對(duì)辣椒的影響最大，促進(jìn)了辣椒生長(zhǎng)量的增大，為最優(yōu)處理。

2.2.2 番茄 由圖7和圖8可知，小麥秸稈堆肥茶4種不同的處理，與對(duì)照相比，均不同程度的影響了番茄的生長(zhǎng)量。其中，處理3（180mL堆肥茶+120mL清水）對(duì)番茄地上鮮重和地下鮮重的影響最大，為最優(yōu)處理。

2.3 不同堆肥茶灌根量對(duì)番茄、辣椒葉綠素含量的影響

2.3.1 辣椒 由圖9可知，小麥秸稈堆肥茶4種處理均不同程度的提高了辣椒的葉綠素含量。其中，處理3的葉綠素含量高于對(duì)照組和其他3個(gè)處理，處理1、2和3高于對(duì)照組。處理3的葉綠素含量比對(duì)照組高出9.5%，比處理1高出7.81%，比處理2高出6.15%，比處理4高出4.54%?？梢姡幚?為最優(yōu)處理。

2.3.2 番茄 由圖10可知，小麥秸稈堆肥茶的4種不同的處理對(duì)番茄葉綠素含量均產(chǎn)生了不同的影響。其中，處理3與對(duì)照組和其他3種處理相比，其葉綠素含量均最高，比對(duì)照組高3.06%，比處理1高2.44%，比處理2高1.2%，比處理4高1.82%?？梢?，處理3為最優(yōu)處理。

2.4 不同堆肥茶灌根量對(duì)番茄、辣椒根冠比的影響

2.4.1 辣椒 由圖11可知，小麥秸稈堆肥茶4種不同處理對(duì)辣椒和番茄根冠比均有影響。其中，處理3的根冠比比對(duì)照組及其他幾種處理的數(shù)值大，可能是處理3中的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分的發(fā)揮效率最高，從而促進(jìn)了地上部分與地下部分的生長(zhǎng)。

2.4.2 番茄 由圖12可知，小麥秸稈堆肥茶4種處理對(duì)番茄根冠比均有影響，其中以處理3的根冠比最大。番茄為收獲地上部分的作物，所以相對(duì)來說，需要根冠比小。處理1和處理2中的氮、磷、鉀含量少，不利于地上部分和地下部分的生長(zhǎng);處理4中氮、磷、鉀含量高，但是可能對(duì)地上部分和地下部分產(chǎn)生抑制作用。因此，處理3中的氮、磷、鉀及其他營(yíng)養(yǎng)成分，最有利于地上部分和地下部分的生長(zhǎng)。

3 結(jié)論與討論

研究表明，在無土栽培條件下，用營(yíng)養(yǎng)液作為番茄辣椒的主要營(yíng)養(yǎng)來源，要比傳統(tǒng)施肥方式更容易提高它們的產(chǎn)量和品質(zhì)。但是營(yíng)養(yǎng)液并不能完全滿足番茄和辣椒的生長(zhǎng)所需的全部營(yíng)養(yǎng)。李晨曄等通過葉面噴施不同比例大蒜和油菜秸稈堆肥茶，研究堆肥茶對(duì)黃瓜生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)的影響[19]，結(jié)果表明：不同比例的大蒜和油菜秸稈堆肥茶中成分含量的差別，影響了黃瓜植株對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的攝取與利用，使不同處理的黃瓜植株在植株莖粗、根系活力方面有著不同表現(xiàn)。與本試驗(yàn)相同的是，他們都認(rèn)為堆肥茶對(duì)植株的生長(zhǎng)存在促進(jìn)作用。另外，有研究表明，小麥秸稈制作的堆肥茶在植物營(yíng)養(yǎng)方面起到了輔助營(yíng)養(yǎng)液施肥的作用，還能在一定程度上起到預(yù)防病蟲害的作用。

本試驗(yàn)中，4種堆肥茶處理在植株形態(tài)指標(biāo)和生物量上表現(xiàn)出了一定的差異，這可能是由于堆肥茶中氮、磷、鉀及其他營(yíng)養(yǎng)成分的利用效率有所不同造成的。對(duì)照組中的氮、磷、鉀及可溶性有機(jī)碳的含量明顯低于其他處理，這也是造成對(duì)照植株的形態(tài)學(xué)及產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)明顯低于其余處理的重要原因。氮是蛋白質(zhì)的重要組分，是核酸和核蛋白的成分，是葉綠素的組分元素和許多酶的組分，可以促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)與分裂，使枝葉茂盛;缺乏氮元素時(shí)，植株矮小，葉片呈黃色。磷是構(gòu)成大分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)組分，是大多數(shù)重要化合物的組分，積極參與體內(nèi)的代謝，增強(qiáng)作物阻擋逆境的能力和適應(yīng)環(huán)境的能力，能夠促使幼苗生長(zhǎng)發(fā)育和開花，使種子、果實(shí)提早成熟;缺乏磷時(shí)，細(xì)胞分裂變慢，難以形成新的細(xì)胞，植株非常矮小。鉀促進(jìn)光合作用，提高二氧化碳的同化率，促進(jìn)光合作用產(chǎn)物的運(yùn)輸，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，參與細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)的作用，促進(jìn)有機(jī)酸的代謝，并且可以增強(qiáng)植株的抗逆性，具有品質(zhì)元素和抗逆元素之稱;缺乏鉀時(shí)，莖稈變軟，弱小，容易倒伏。通過上述氮、磷、鉀的重要作用，說明較高的氮、磷、鉀含量能夠促進(jìn)植株形態(tài)形成和生物量積累。

植株形態(tài)建成和活力在不同處理間存在差異，表明小麥秸稈堆肥茶中不同濃度的堆肥茶影響著對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的吸收和發(fā)揮，使植株生長(zhǎng)在不同處理間有著不同表現(xiàn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，處理3（180mL堆肥茶+120mL清水）對(duì)番茄和辣椒植株形態(tài)建設(shè)有最大影響，是最優(yōu)處理。

作為植株光合作用的最主要物質(zhì)，葉綠素含量直接影響植株的凈光合速率和有機(jī)物質(zhì)的積累。鎂作為直接影響葉綠素合成與積累最主要的原子，在本次試驗(yàn)中，處理3灌根處理番茄和辣椒，葉片中的葉綠素含量最高，這可能是由于處理3中含有較高的鎂含量造成的，有利于合成與積累葉綠素。

根冠比可以說明植物生長(zhǎng)的狀況，以及環(huán)境條件對(duì)地上部分與地下部分生長(zhǎng)的不同作用。土壤水分、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、光照和溫度等都影響著根冠比的大小，其中礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)包括氮、磷、鉀等。氮素營(yíng)養(yǎng)足夠時(shí)，一方面，絕大部分氮素與光合產(chǎn)物給予枝葉，主要的作用是用于生長(zhǎng);另一方面，供應(yīng)根部的相對(duì)數(shù)量減少，根冠比降低。但是，磷、鉀有調(diào)節(jié)作用，能夠調(diào)節(jié)碳水化合物的轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸，可促使光合產(chǎn)物向根和貯藏器官的移動(dòng)，根冠比增加。本試驗(yàn)中，處理3番茄和辣椒的根冠比均最大。這是由于處理3中氮素營(yíng)養(yǎng)與磷、鉀營(yíng)養(yǎng)的比值大于其他幾種處理，所以處理3對(duì)根冠比的影響最大。

綜上所述，灌根60mL小麥秸稈制成的堆肥茶+40mL清水處理，能夠促進(jìn)辣椒與番茄植株的生長(zhǎng)，提高葉綠素含量，增強(qiáng)辣椒與番茄植株的活力，促進(jìn)光合作用。

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（責(zé)編：張宏民）

基金項(xiàng)目：安徽省高校自然科學(xué)基金研究項(xiàng)目（KJ2018A0527）;安徽省科技重大專項(xiàng)（18030701190）;國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃國(guó)家質(zhì)量基礎(chǔ)的共性技術(shù)研究與應(yīng)用（2018YFF0213500）。

作者簡(jiǎn)介：張祥（1995—），男，安徽五河人，本科。? ?*通訊作者? ? 收稿日期：2019-03-25