蛭石基栽培育苗基質構建的研究

尤厚美 羅 勇 杜 佳 田維亮,2*

（1塔里木大學生命科學學院，新疆 阿拉爾 843300）

（2新疆兵團南疆化工資源利用工程實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

蔬菜產(chǎn)業(yè)在我國占有很高地位，對人們的生產(chǎn)生活起著重要的影響［1］。隨著蔬菜產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，農(nóng)民的收入結構隨之改變［2］，蔬菜收成好壞直接影響農(nóng)民收入高低。蔬菜前期的育苗會直接影響蔬菜的收成，傳統(tǒng)的土壤育苗方式無法解決蔬菜高質量和高產(chǎn)量的需求［3］，為提高工廠化育苗的產(chǎn)量和質量，需研究適宜根系環(huán)境的培養(yǎng)基質去培育優(yōu)質幼苗［4］。無土栽培是指將作物栽培在基質或者營養(yǎng)液中代替土壤栽培作物［5-6］，這種栽培技術能夠滿足作物整個生命周期對水分、氧氣、溫度的需求。無土栽培用人工制造的根系環(huán)境取代傳統(tǒng)的土壤環(huán)境，使傳統(tǒng)土壤栽培中水分氧氣養(yǎng)分的供應不足得以解決，制造出作物生長最適宜的環(huán)境條件，讓作物充分生長。

育苗基質配方的配置方法有很多，除了以生物炭，椰糠等作為無土栽培材料外，還有以蛭石為無土栽培材料培養(yǎng)植物的研究。無土栽培技術因其材料易得、成本較低且能循環(huán)使用在栽培植物上被廣泛應用。現(xiàn)已有很多學者對其進行了大量研究，如楊立榮等［7］對劍陽蝶引種海南省適宜栽培基質的篩選的研究，選用粗樹皮、細樹皮、花生殼、陶粒、珍珠巖、綠沸石6種常用的栽培基質進行復配實驗研究出了劍陽蝶的最佳無土栽培基質配方。黃軍華等［8］通過不同基質對盆栽杜鵑花生長的影響，用有機基質枯枝落葉發(fā)酵產(chǎn)品、草炭、松樹皮、椰糠和無機基質珍珠巖、黃沙、黃土等材料復配實驗研究出了培養(yǎng)杜鵑花最佳的無土栽培基質配方。孫軍利等［9］以草莓為試材，利用草炭、棉花秸稈、菇渣、蛭石和細沙為原料，復配出了種植草莓的最佳無土栽培基質配方。謝翔等［10］以紅顏草莓組培苗為實驗材料，采用體積配比為草炭∶蛭石∶珍珠巖=1∶1∶1的培養(yǎng)基質對幼苗育苗效果的影響，復配出草莓組培苗移栽成活率達100%的最佳培養(yǎng)基質。蛭石的多孔和緩釋作用對基質的物理性質改善大有裨益［11］，蛭石是無土栽培基質的常用材料［12］，而且新疆蛭石儲量為世界第二，價格低廉易得，很適合新疆地區(qū)地理環(huán)境［13-14］。

本研究通過對市場無土栽培基質進行分析并利用秸稈、蘑菇渣、甘草渣、蛭石、珍珠巖等為原料經(jīng)過一定的比例混合，以番茄幼苗為實驗樣本復配出能超越市場無土栽培基質的全新培養(yǎng)基質配方，旨在為建立完善高效的番茄幼苗育苗體系奠定基礎，為工廠化利用不同配方的培養(yǎng)基質栽培育苗提供新的選擇。

1 材料與方法

1.1 實驗原料

本實驗原料蘑菇渣、甘草渣、秸稈、無土栽培基質1、無土栽培基質2、市場混合物料均來自山東和阿克蘇無土栽培基質有限公司，牛糞來自塔里木大學動物科學學院動物飼養(yǎng)實驗基地。

1.2 儀器設備

馬弗爐（SX-5-12T）：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；數(shù)顯鼓風干燥箱（GZX-9140MBE）：上海博訊實驗有限公司；電子天平（FA1104B）：上海越平科學儀器有限公司；分樣篩（40、60、80、120、160、180目）：浙江上虞市儀器設備廠；濕度計（HHS）：上海博訊實驗有限公司；粉碎機：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

1.3 原料基質預處理

把各類原料曬干，取樣測灰分后，經(jīng)粉碎機攪碎后用分樣篩分離成不同目數(shù)，分袋儲存并編號。

1.4 實驗方法

該實驗利用單一變量法進行實驗，共進行五個階段的篩選，其具體流程如下。

1.4.1 不添加蛭石培養(yǎng)基質篩選

為探究不同基質配方的種植效果，對原料種類的篩選實驗共設置7個處理，實驗育苗時長11天，具體處理如表1所示。

表1 不添加蛭石培養(yǎng)基質

1.4.2 添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質篩選

經(jīng)實驗數(shù)據(jù)結果分析T4（經(jīng)粉碎的曬干蘑菇渣：秸稈：甘草渣=1:1:1混合料），此基質在番茄的栽培中表現(xiàn)良好，但保水性不佳，并且與T6（市場無土栽培基質1）和T7（市場無土栽培基質2）效果相差甚遠，為此在混合料（蘑菇渣：秸稈：甘草渣=1:1:1）的基礎上，分別添加不同目數(shù)的蛭石來進行番茄育苗實驗，育苗時長11天，其具體處理如表2所示。

表2 添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質

1.4.3 添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質篩選

經(jīng)實驗數(shù)據(jù)分析A1配方（混合料60目+50%60目蛭石）在番茄育苗中表現(xiàn)優(yōu)秀，為確定基質中最適宜蛭石百分比，在A1的基礎上設置了不同百分比的蛭石含量并對其進行實驗，其具體處理如表3所示，育苗時長11天，混合料為（蘑菇渣：秸稈：甘草渣=1:1:1）。

表3 添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質

1.4.4 自主復配培養(yǎng)基質篩選

由前三個階段的篩選可知，蛭石含量為45%左右，且混合物料種植效果佳，通過對市場無土栽培基質的分析和對比自主研制配方B1（45%混合料+40%蛭石+15%珍珠巖）和B2（40%混合料+50%蛭石+10%珍珠巖），并與市場無土栽培基質的培養(yǎng)效果進行對比，育苗時長11天，具體處理如表4所示。

表4 自主復配培養(yǎng)基質

1.4.5 添加牛糞沼液后自主復配培養(yǎng)基質篩選

經(jīng)分析自主研制基質配方B1和B2在育苗栽培中表現(xiàn)良好，其育苗效果優(yōu)于CK1和CK2，為更好地提高育苗基質的育苗效果，在兩種基質中添加牛糞沼液進行番茄育苗實驗，育苗時長11天，具體實驗設計如表5所示。

表5 添加牛糞沼液后自主復配培養(yǎng)基質

1.5 番茄幼苗株高的測定

每個處理隨機選擇長勢相同的3株番茄幼苗，用直尺來測定幼苗株高（標準為根的莖部到莖的生長點之間的距離）。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)Excel 2016進行處理，用origin軟件作圖，利用T-Test和ANOVA進行顯著性分析，處理數(shù)值用“平均值±標準誤差”來表示。

2 結果分析與討論

2.1 不添加蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響

本實驗通過記錄每組樣本的出苗時間和生長態(tài)勢對番茄幼苗的生長情況進行分析，進而得出最優(yōu)的配方基質，如圖1是不添加蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間的影響，圖2為不添加蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響。

圖1 不添加蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間的影響

圖2 不添加蛭石培養(yǎng)基質對番茄生長態(tài)勢的影響

由圖1可知，使用不同配方培養(yǎng)基質對番茄幼苗發(fā)芽時間的影響有所差異，T4和T5比T1、T2、T3出苗時間短。由圖2可知培養(yǎng)基質T4與CK1（市場無土栽培基質1）和CK2（市場無土栽培基質2）差距最小，若處理T1、T2、T3、T5均呈現(xiàn)弱勢生長，與CK1和CK2相比差距大，經(jīng)對比T4為本組實驗最優(yōu)基質，即混合物料的育苗效果要優(yōu)于單一物料，該結果與文獻［9-10］結果一致，加入蛭石后的培養(yǎng)基質有益于幼苗的生長。

通過不添加蛭石培養(yǎng)基質對番茄生長態(tài)勢進行顯著性分析，T1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.34）不存在顯著差異；T2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.56）不存在顯著差異；T3在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.74）不存在顯著差異；T4在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（3.20）不存在顯著差異；T5在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（3.00）不存在顯著差異；CK1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.38）不存在顯著差異；CK2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.28）不存在顯著差異。

2.2 添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響

本實驗通過記錄添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢生長情況，進而選出最佳蛭石目數(shù)的配方基質，圖3為添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間的影響，圖4為添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響。

圖3 添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗的出苗時間的影響

由圖3可知，使用不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間有一定影響，培養(yǎng)基質A1對番茄幼苗出苗時間的影響與CK1（市場無土栽培基質1）和CK2（市場無土栽培基質2）差距最小，A2、A3、A4和A5均顯示出弱勢生長，隨目數(shù)的增大育苗效果變差，與CK1和CK2相比差距大。由圖4可知A1番茄幼苗的生長態(tài)勢明顯優(yōu)于A2、A3、A4和A5，但和CK1（市場無土栽培基質1）與CK2（市場無土栽培基質2）比起來還略顯不足。經(jīng)比較A1為本組實驗最優(yōu)基質，即60目混合物料和60目蛭石育苗效果要優(yōu)于其他目數(shù)育苗效果。

圖4 添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響

通過添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗生長態(tài)勢的顯著性分析，A1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（3.84）不存在顯著差異；A2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（3.22）不存在顯著差異；A3在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.92）不存在顯著差異；A4在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.60）不存在顯著差異；A5在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.12）不存在顯著差異；CK1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.10）不存在顯著差異；CK2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.26）不存在顯著差異。

2.3 添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響

本實驗通過記錄添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢生長情況，通過對比篩選出最適宜百分比蛭石的配方基質，如圖5是添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間的影響，圖6為添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響。

圖5 添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間的影響

圖6 添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響

通過不同百分比蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間的影響，由圖5可知，培養(yǎng)基質Z3（混合料60目+45%蛭石60目）和Z4（混合料60目+60%蛭石60目）與CK1（市場無土栽培基質1）和CK2（市場無土栽培基質2）育苗效果接近，隨著蛭石的百分比增加，Z1、Z2的育苗效果呈上升趨勢，Z3以后隨蛭石的百分比增加育苗效果呈下降趨勢。由圖6可知，Z3培養(yǎng)基質生長態(tài)勢優(yōu)秀，與樣本接近，故可選取Z3為本組實驗最優(yōu)基質，即混合物料60目+45%蛭石60目配方培養(yǎng)基質的育苗效果要優(yōu)于其他百分比蛭石的育苗效果。

通過不同百分比蛭石培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間的顯著性分析，Z1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.10）不存在顯著差異；Z2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.22）不存在顯著差異；Z3在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.54）不存在顯著差異；Z4在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5）不存在顯著差異；Z5在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.48）不存在顯著差異；Z5在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.06）不存在顯著差異；CK1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.34）不存在顯著差異；CK2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.20）不存在顯著差異。

2.4 自主復配培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響

樣品的目數(shù)測定：測定樣品質量為100.000 0 g，含：60目66.135 7 g，100目13.660 0 g，120目3.576 0 g，160目4.900 0 g，180目2.520 0 g，200目9.208 3 g。具體結果如表6所示：

表6 市場無土栽培基質各目數(shù)質量和所占總質量的百分比

由表6可知，為得到最佳育苗效果可將目數(shù)選為60目等大顆粒為主加部分小目數(shù)調節(jié)其培養(yǎng)基質的理化性質。材料的灰分和PH測定結果如表7所示：

表7 材料的灰分和PH測定結果

通過研究自主復配的基質配方B1（40%混合料+50%蛭石+10%珍珠巖）和B2（45%混合料+40%蛭石+15%珍珠巖），并與市場無土栽培基質的育苗效果進行對比，圖7為自主復配的培養(yǎng)基質配方對番茄幼苗出苗時間的影響，圖8為自主復配的培養(yǎng)基質配方對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響。

由圖7可知，使用自主復配的培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間有影響。B1和B2出苗時間均比CK1（市場無土栽培基質1）和CK2（市場無土栽培基質2）短，B1的育苗效果要弱于B2。由圖8可知，在無營養(yǎng)液情況下，B2的育苗效果和生長態(tài)勢良好，故B2為本組實驗最優(yōu)培養(yǎng)基質。

B1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.50）不存在顯著差異；B2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.82）不存在顯著差異；CK1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.98）不存在顯著差異；CK2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.90）不存在顯著差異。

2.5 自主復配培養(yǎng)基質添加牛糞沼液后對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響

在自主復配的培養(yǎng)基質中添加牛糞沼液后，研究其對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響，圖9為添加牛糞沼液后的培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間的影響，圖10為添加牛糞沼液的培養(yǎng)基質對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響。

圖7 自主復配培養(yǎng)基質對番茄幼苗出苗時間的影響

圖8 自主復配培養(yǎng)基質對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響

圖9 自主復配培養(yǎng)基質添加牛糞沼液后對番茄幼苗出苗時間的影響

圖10 自主復配培養(yǎng)基質添加牛糞沼液后對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響

由圖9可知，在自主復配的培養(yǎng)基質中添加牛糞沼液后對番茄幼苗出苗時間影響明顯，培養(yǎng)基質B1和B2育苗效果均優(yōu)于CK1（市場無土栽培基質1）和CK2（市場無土栽培基質2），培養(yǎng)基質B2育苗效果要強于B1。由圖10可知，添加牛糞沼液的培養(yǎng)基質B1和B2能更好地的促進番茄幼苗對營養(yǎng)液的吸收，生長態(tài)勢良好，相比于B1，B2的育苗效果要優(yōu)于B1，故B2為最優(yōu)培養(yǎng)基質。

B1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.94）不存在顯著差異；B2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（6.12）不存在顯著差異；CK1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.82）不存在顯著差異；CK2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.58）不存在顯著差異。

3 結論

不同材料的空隙和保水性等性能對蔬菜的育苗效果有差異性互補。材料經(jīng)過混合比單一材料更適宜作物幼苗的培育生長，材料的目數(shù)大小對基質的栽培效果也會產(chǎn)生很大的影響，市場培養(yǎng)基質目數(shù)大部分為60目，約占70%，其他目數(shù)約占30%，自主研制配方B2（40%混合料+50%蛭石+10%珍珠巖）是以60目的材料為主并添加其他的輔料，實驗證明自主研發(fā)的培養(yǎng)基質育苗效果良好，該基質有效提高了幼苗的栽培性能。蛭石具有多孔和緩釋作用，能有效改變基質的理化性質，蛭石的添加明顯改善了基質的培育效果，蛭石含量在45%以下，隨著蛭石含量的增加，基質的栽培效果呈上升趨勢；蛭石含量在45%以上，隨著蛭石含量的增加基質的栽培效果呈下降趨勢。不同基質配方下的番茄幼苗對營養(yǎng)液的吸收情況不同，在不添加營養(yǎng)液的前提下B1、B2種植效果弱于 CK1、CK2，在添加營養(yǎng)液后 B1、B2優(yōu)于CK1、CK2，復配的培養(yǎng)基質添加營養(yǎng)液后能有效提高番茄幼苗的育苗效果。