以中藥渣有機(jī)肥為主要材料的番茄育苗基質(zhì)篩選

劉新紅 宋修超 羅佳 馬艷 梁永紅 仇美華

摘要：番茄育苗基質(zhì)每年的消耗量較大，而中藥渣是養(yǎng)分豐富的農(nóng)業(yè)廢棄物，易于獲得。在不添加其他肥料的情況下，采用正交試驗(yàn)方法，以中藥渣為主要材料，開展番茄育苗基質(zhì)篩選研究。結(jié)果表明，不使用無機(jī)或有機(jī)肥料，使用高比例中藥渣進(jìn)行配方的情況下，大部分配方處理基質(zhì)養(yǎng)分含量能夠?qū)崿F(xiàn)番茄育苗，并顯著優(yōu)于對(duì)照市售基質(zhì)。其中T4處理即中藥渣∶椰糠∶草炭∶蛭石∶珍珠巖體積比為7∶2∶2∶1.5∶1.5時(shí)，番茄幼苗壯苗指數(shù)最高，是本研究的優(yōu)選配方。此外，中藥渣大量使用存在使用上限，使用比例高于70%（體積比）則顯著抑制種子出苗，優(yōu)選使用比例為50%（體積比）。

關(guān)鍵詞：中藥渣;番茄;育苗;基質(zhì)配方

中圖分類號(hào)：S641.206文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）22-0149-04

作者簡(jiǎn)介：劉新紅（1978—），女，河南孟州人，副研究員，從事植物營(yíng)養(yǎng)與農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用研究。E-mail：xhliu2011@126.com。

通信作者：馬艷，研究員，從事植物營(yíng)養(yǎng)與生物資源利用研究。E-mail：myjaas@sina.com.cn。

番茄（Lycopersiconesculentum）是世界范圍內(nèi)消費(fèi)量最多的蔬果之一[1]。長(zhǎng)期以來，使用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)出量較大的農(nóng)業(yè)廢棄物作為育苗基質(zhì)的原材料已經(jīng)成為越來越多研究人員的共識(shí)[2-4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)中草藥年消耗量達(dá)數(shù)百萬噸，藥渣廢棄物幾千萬噸[5]，并有逐年上升的趨勢(shì)[6-7]。這些中藥渣通常以廢棄物的形式作為垃圾丟棄，或者焚燒或者填埋，不僅造成了環(huán)境污染，而且一定程度上浪費(fèi)了資源。中草藥藥渣是中草藥植物的根、莖、葉、花、全草等植物體，其中含有大量的氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)，可以再次被利用作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)使用[8]。青蒿和金銀花是抗毒性中藥的主要原料，在特定中藥廠藥渣中具有較高含量，其中除了含有豐富的養(yǎng)分外，還含有可能會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用的青蒿素和綠原酸[9-10]。本研究嘗試在不添加其他肥料的情況下，使用青蒿和金銀花為主要原料的中藥渣有機(jī)肥為主要原料，針對(duì)性地開展番茄育苗基質(zhì)篩選研究，對(duì)中藥渣理化性質(zhì)及育苗效果進(jìn)行了研究，以期為中藥渣廢棄物綜合利用提供技術(shù)支持。

1材料與方法

1.1番茄育苗基質(zhì)配方所用材料

試驗(yàn)所使用中藥渣原料來自于江蘇省康緣藥業(yè)中藥渣廢棄物，主要成分是金銀花、青蒿、銀杏葉及牡丹皮，草木比1∶2，經(jīng)充分堆制腐熟形成有機(jī)肥。中藥渣有機(jī)肥配方前，經(jīng)過風(fēng)干和過篩（2mm孔徑）。配方所選用的輔料為草炭、蛭石、椰糠和珍珠巖，供試商品基質(zhì)均購(gòu)自南京市花卉物流中心。中藥渣有機(jī)肥的主要理化性狀見表1。

1.2試驗(yàn)方法

育苗試驗(yàn)安排在2018年5月18日至6月18日，環(huán)境最高溫度35.2℃，最低溫度19℃，平均溫度25.85℃，試驗(yàn)地點(diǎn)為江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的連棟玻璃溫室大棚。試驗(yàn)按照5因素4水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，各處理重復(fù)3次，配方用量見表2。

1.3樣品采集和指標(biāo)測(cè)定

采用50孔標(biāo)準(zhǔn)穴盤進(jìn)行番茄育苗，番茄品種為蘇粉11號(hào)。各處理按照計(jì)劃配方攪拌均勻，然后裝盤播種，每穴2顆，清水噴淋澆灌。播種后第15天，統(tǒng)計(jì)出苗且子葉完全展開者為齊苗，齊苗率等于每穴盤齊苗數(shù)占播種總量（100顆）的百分比。選取穴盤中部番茄苗9株，分別測(cè)定株高、莖粗和鮮質(zhì)量。然后將番茄根系小心挖出，用流動(dòng)水洗掉黏附的基質(zhì)，再用吸水紙吸干稱取鮮質(zhì)量。之后將幼苗地上部和地下部殺青烘干，分別稱取干質(zhì)量。根據(jù)指標(biāo)測(cè)定值計(jì)算幼苗的壯苗指數(shù)，壯苗指數(shù)=莖粗/株高×全株干質(zhì)量[11]。

基質(zhì)的容重和孔隙度采用環(huán)刀法測(cè)定，pH值和EC值測(cè)定采用1∶5的土水比獲得浸提后分別采用pH計(jì)和電導(dǎo)儀測(cè)定?；|(zhì)氮磷鉀含量的測(cè)定參照魯如坤的方法[12]。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用Excel2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)基礎(chǔ)整理，采用SPSS18.0軟件進(jìn)行顯著性分析和極差分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理中藥渣基質(zhì)理化特征

各處理基質(zhì)理化特征見表3。不同處理中藥渣育苗基質(zhì)pH值、EC值和容重顯著高于對(duì)照基質(zhì)，總孔隙度、通氣孔隙度和最大持水量顯著低于對(duì)照基質(zhì)，大部分處理氮磷養(yǎng)分含量顯著高于對(duì)照基質(zhì)。不同含量中藥渣處理的pH值介于6.98～7.30之間，極差最大為草炭0.155，中藥渣極差為0.098，增加草炭用量pH值呈下降趨勢(shì)，增加中藥渣用量pH值上升。不同含量中藥渣處理的EC值介于3.07～4.21ds/m之間，極差最大為中藥渣（0.49）和蛭石（0.56），中藥渣使用量與EC呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.62，P=0.01）。影響各處理容重的主要材料為椰糠、珍珠巖、中藥渣，極差分別為0.047、0.032、0.038。各處理總孔隙度、通氣孔隙度和最大持水量主要受中藥渣使用量影響（極差2.99、1.41、25.15），并與中藥渣使用量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（r=-0.57、-0.43、-0.48;P=0.02、0.10、0.06）。中藥渣使用量也是各處理氮、磷、鉀總含量的主要影響因素，極差分別為第二極差（0.17）、第一極差（0.21）和第二極差（0.32），增加中藥渣使用量后各處理總氮含量有增加趨勢(shì)。

2.2不同處理基質(zhì)對(duì)番茄幼苗的影響

從表4可以看出，T4處理株高、莖粗、地下部以及地上部鮮質(zhì)量低于對(duì)照但差異不顯著，齊苗率顯著高于對(duì)照和除T5、T6、T11、T15處理外的其他處理，地上部干質(zhì)量顯著高于對(duì)照和除T5、T15處理外的其他處理，綜合指標(biāo)壯苗指數(shù)顯著高于對(duì)照和除T15處理外的其他處理。中藥渣用量比例升高對(duì)番茄幼苗的各個(gè)指標(biāo)均產(chǎn)生了一定的抑制效應(yīng)，T1和T2處理（中藥渣有機(jī)肥體積占比為70%～88%）成苗的莖粗、株高、地上部干質(zhì)量均顯著低于對(duì)照和除T9處理外的其他處理（中藥渣有機(jī)肥體積占比為58%～60%）。所有處理的地下部鮮質(zhì)量（T6處理除外）、地下部干質(zhì)量均低于對(duì)照。

3討論及結(jié)論

中藥渣有機(jī)肥是中草藥用植物經(jīng)熬煮后的產(chǎn)物，具有充足的養(yǎng)分，能夠作為栽培材料進(jìn)行育苗[13-14]。中藥渣廢棄物根據(jù)來源不同，理化性質(zhì)不同，在育苗中使用比例從6%到75%各不相同，而高比例藥渣使用于育苗過程有抑制成品苗品質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)[15-16]。為了更好地提供藥渣廢棄物在育苗過程中的使用指導(dǎo)，本研究嘗試在育苗配方中使用50.0%～87.5%比例的中藥渣進(jìn)行番茄育苗，育苗過程不添加額外養(yǎng)分。綜合來看，T4處理即[JP3]中藥渣∶椰糠∶草炭∶蛭石∶珍珠巖體積比為7∶2∶2∶1.5∶1.5時(shí)，番茄幼苗壯苗指數(shù)最高，并顯著優(yōu)于對(duì)照市場(chǎng)基質(zhì)，是本研究的優(yōu)選配方，其中主要是同等條件下提高了地上部物質(zhì)累積量。因此，中藥渣廢棄物能夠作為番茄育苗基質(zhì)材料，本優(yōu)選配方中的中藥渣使用比例為50%，能大幅度降低育苗成本。

本研究中所用中藥渣廢棄物EC值較高（5.23），高于常見的農(nóng)業(yè)廢棄物如菇渣、椰糠、河沙、作物秸稈以及粉煤灰等[13，17]，中藥渣使用量是基質(zhì)EC值和氮磷鉀養(yǎng)分含量的主要影響因素，大部分處理基質(zhì)養(yǎng)分含量高于對(duì)照，這可能是由于本研究中藥渣的氮和磷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他廢棄物或中藥渣[13，18-20]。此外為保證試驗(yàn)材料的穩(wěn)定性，本研究中使用中藥渣經(jīng)過風(fēng)干處理，含水量?jī)H為13%，低于一般風(fēng)干基質(zhì)材料含水量（40%～50%），這有可能拉高實(shí)測(cè)值。從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來看，各配方處理中藥渣使用比例為50%～88%（體積比）情況下，EC值介于3.07～4.21之間，優(yōu)選配方處理中藥渣EC為3.37dS/m，使用比例在50%～55%（體積比）時(shí)，EC值符合Warncke的建議范圍（0.75～3.5dS/m）[21]，與Manh等優(yōu)選配方EC值（3.32dS/m）[22]接近，但高于Noguera等建議的EC值（<2.5dS/m）上限[23]。因此，從基質(zhì)EC考慮，中藥渣有機(jī)肥使用比例應(yīng)低于55%。

各處理中藥渣用量從50.0%到87.5%不等，齊苗率也有明顯差異。T1處理中藥渣用量為87.5%，齊苗率僅為正常基質(zhì)的53%，一方面可能是因?yàn)榛|(zhì)EC值略偏高，另一方面可能主要是因?yàn)楸狙芯克褂玫闹兴幵煞趾星噍锖徒疸y花，藥渣內(nèi)殘留的藥物成分青蒿素和綠原酸可能對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生了一定的抑制作用[9-10]。因此，為了保證成品苗齊苗品質(zhì)，配方中中藥渣廢棄物的使用比例應(yīng)小于70%，并以50%為最優(yōu)。

相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，中藥渣廢棄物的使用量是各處理總孔隙度、通氣孔隙度和最大持水量的主要影響要素。優(yōu)選中藥渣育苗配方的總孔隙度與對(duì)照接近，但通氣孔隙度僅為對(duì)照的37%，可能是由中藥渣材質(zhì)引起的?？偪紫抖葴y(cè)定是以總吸水量為指標(biāo)，通氣孔隙度以水分飽和后的滲流量為指標(biāo)[11]。中藥渣材料多為木本藥材（草木比1∶2），水分吸收后牢牢鎖定在內(nèi)部不易析出，造成了總孔隙度不低而通氣孔隙度很低的表觀現(xiàn)象。但材料內(nèi)部鎖定的水分在基質(zhì)環(huán)境干旱時(shí)仍然可以釋放出來被幼苗吸收，由于育苗過程對(duì)基質(zhì)持水量有較寬的容忍范圍[24-25]，因此中藥渣材料孔隙度和持水性特征并不影響育苗成苗。

綜述所述，中藥渣可以作為穴盤番茄育苗基質(zhì)的主要材料，從EC值、幼苗出苗率以及齊苗率考慮，中藥渣使用比例為50%，綜合考慮壯苗指數(shù)指標(biāo)的最優(yōu)配方為中藥渣∶椰糠∶草炭∶蛭石∶珍珠巖使用比例7∶2∶2∶1.5∶1.5。

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