以蛭石為主的復配基質對黃瓜育苗的影響

徐誠 軒正英 張娟 楊鴻基 楊建超 楊平 劉衍晨 馬新超 張凱浩 高亞寧

摘要：以蛭石為主要材料，篩選適宜黃瓜育苗的基質配方，為新疆黃瓜育苗基質的多樣性提供理論參考，為新疆豐富的蛭石資源拓寬利用途徑。試驗以新疆本地蛭石為主要基質原材料，添加不同體積的廢棄物爐渣和菇渣進行基質復配，以“新泰密刺”作為供試黃瓜品種，以純蛭石作為對照，研究以蛭石為主的不同基質對溫室黃瓜育苗的影響。試驗結果表明：處理A5（蛭石 ∶爐渣 ∶菇渣=2 ∶1 ∶1）和A7（蛭石 ∶爐渣 ∶菇渣=3 ∶1 ∶1）的出苗率高于CK（9267%），分別為97.33%和95.33%;A5的壯苗指數(shù)顯著高于CK，A7的壯苗指數(shù)與CK無顯著差異，A5、A7和CK的壯苗指數(shù)分別為：0.196、0.188和0.155;處理A5和A7的綜合評價系數(shù)分別為0.744和0.984，分別排第二和第一，對照CK的綜合評價系數(shù)排名居第五?？梢娞幚鞟5和A7適宜用作黃瓜育苗基質使用，其中A7育苗效果最佳。

關鍵詞：蛭石;黃瓜;育苗;基質配方

中圖分類號：S642.206?? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）20-0148-06

收稿日期：2021-06-01

基金項目：新疆生產建設兵團科技攻關項目（編號：2018BB046）。

作者簡介：徐 誠（1995—），男，四川綿陽人，碩士，主要從事設施農業(yè)研究。E-mail：tome57@163.com。

通信作者：張 娟，博士研究生，副教授，主要從事設施栽培研究。E-mail：50237606@qq.com。

新疆蛭石主要產于尉犁蛭石礦，是世界上罕見的超大型礦床，儲量居全國第一，有很大的開發(fā)前景[1-2]。前人就蔬菜的基質配方篩選工作已開展了許多研究，黃沙、爐渣、椰糠、菇渣、藥渣、花生殼、番茄秸稈、水稻秸稈、樹葉等材料均被用于基質篩選研究[3-10]，吳慧等將腐熟的棉花秸稈與草炭、蛭石、珍珠巖按不同比例配成復合基質，開展了水果黃瓜的育苗試驗，試驗結果表明：棉花秸稈 ∶蛭石 ∶草炭=2 ∶1 ∶1 可以推薦作為水果黃瓜育苗基質[11];張碩等以完全發(fā)酵后的玉米芯和甘蔗渣為原料，添加不同體積的蛭石和草炭進行混配后開展了黃瓜育苗試驗，試驗結果表明：處理T6（甘蔗渣 ∶蛭石體積比=1 ∶1）和處理T4（玉米芯 ∶蛭石 ∶草炭體積比=1 ∶1 ∶1）可以作為黃瓜育苗基質使用[12];鞏芳娥等以腐熟的玉米秸稈、牛糞、蛭石、草炭為基質材料，復配后以黃瓜為試材進行穴盤育苗試驗，研究了復合基質的理化性狀和對黃瓜育苗的應用效果，試驗結果表明：不同基質對黃瓜幼苗的影響存在顯著差異，草炭 ∶玉米秸稈 ∶牛糞 ∶蛭石=2 ∶2 ∶4 ∶2配比基質的黃瓜幼苗在生物量、生理特性和塞子苗質量等方面均優(yōu)于對照及其他處理[13]。雖然前人就黃瓜的育苗基質篩選已開展了大量研究，但是以新疆儲量豐富的蛭石資源為主要基質原材料的研究卻鮮有報道。本試驗以蛭石為主要基質原材料，加以不同體積的廢棄物爐渣和菇渣，以“新泰密刺”黃瓜為供試品種，開展了黃瓜育苗試驗，研究了復合基質的理化性質及其對黃瓜幼苗生長指標和生理指標的影響，以期篩選出以蛭石為主，適宜黃瓜育苗的基質配方，為新疆本地蛭石資源在黃瓜育苗上的利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020年9—12月在塔里木大學園藝試驗站智能溫室內進行，試驗中部分指標測定于塔里木大學南疆特色果樹高效優(yōu)質栽培與深加工技術國家地方聯(lián)合工程實驗室內完成。

試驗所采用的蛭石產于新疆阿克蘇市，該蛭石粒徑小于4 mm;爐渣采購于新疆阿拉爾市十二團鍋爐房，過5 mm篩備用;菇渣由塔里木大學食用菌研究所提供，為平菇生產廢棄物，經腐熟（將菇渣加水至含水量約70%，起堆覆膜，堆漚3個月）備用;供試黃瓜品種為山東省新泰市祥云種業(yè)有限公司生產的“新泰密刺”。

1.2 試驗設計

該試驗中蛭石、爐渣和菇渣的配比見表1，共9個處理，以純蛭石作為對照（CK），隨機區(qū)組設計，采用50孔穴盤開展育苗試驗，每個處理1盤，3次重復，選取飽滿的種子直播，不采取催芽措施，每穴1粒。出苗后每個穴盤選取長勢一致的5棵苗標記，開展后期指標測定工作。

1.3 指標測定及方法

1.3.1 基質理化性質測定 （1）基質物理性質測定參考郭世榮的方法[14]，取已知體積為V的鋁盒稱質量記作m1，在稱過質量的鋁盒中加滿已知基質，稱質量記為m2，然后在水中浸泡24 h，取出稱質量記作m3，待水分自由瀝干至不滴水稱質量記作m4，計算公式如下：

容重（g/cm3）=（m2-m1）/V;

總孔隙度=（m3-m2）/V×100%;

通氣孔隙度=（m3-m4）/V×100%;

持水空隙=總孔隙度-通氣空隙度。

（2）pH值、電導率EC值的測定參考鮑士旦的方法[15]：取已知風干的基質樣品和去離子水1 ∶5 的體積混合，振蕩儀振蕩30 min，過濾后用pHs-3cpH（上海雷磁）測定pH值;用DDS-307電導率儀（上海雷磁）測定EC值。

（3）復配基質的有機質含量、速效氮、速效磷、速效鉀、Ca、Mg含量由蘇州科銘生物技術有限公司測定。

1.3.2 生長指標測定 （1）出苗率：以子葉破土展開為準，播種后出苗過半（8 d）記錄出苗率1次，此后每3 d記錄1次，直至出苗率穩(wěn)定。

出苗率=（出苗的種子數(shù)/播種總數(shù)）×100%。

（2）株高：根莖基部到生長點的高度，采用直尺測量，播種后20 d記錄第1次，此后每10 d記錄1次，連續(xù)記錄4次。

（3）莖粗：平行于子葉方向距基質面約1 cm處，采用游標卡尺測量，播種后20 d記錄第1次，次后每10 d記錄1次，連續(xù)記錄4次。

（4）葉面積：育苗后50 d，每個重復中取從下往上第2片真葉5片，采用萬深LA-S植物圖像分析儀掃描得出。

（5）地上（下）干（鮮）質量：每個重復中取樣5株進行測定，鮮質量直接采用電子天平稱量得出，干質量是先將植株鮮樣置于溫度為105 ℃的烘箱中殺青15 min，此后溫度調整至80 ℃恒溫烘干24 h，取出采用電子天平稱量得出干質量。

壯苗指數(shù) =（莖粗/株高）× 全株干質量[16]。

（6）根系活力：育苗后50 d，每個重復中取長勢均勻一致的幼苗5株，將幼苗根系完整取出、洗凈、混勻采用TTC法[17]測定。

（7）葉片葉綠素含量：育苗后50 d，每個重復中取長勢均勻一致的幼苗5株，取從下往上第二片真葉采用丙酮法[17]測定。

1.3.3 綜合評價方法 采用模糊數(shù)學中的隸屬函數(shù)方法[18] ，對不同處理黃瓜植株不同生長指標進行綜合評價。

（1）分別對不同基質栽培條件下的黃瓜植株，用下式求該指標隸屬數(shù)值：

X（f）=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）。

式中：X為某一處理的某一指標的測定值，Xmax為該指標測定值中的最大值，Xmin為該指標測定值的最小值。

（2）當某指標與植株優(yōu)劣呈負相關時，利用反隸屬函數(shù)計算其隸屬函數(shù)值：

X（f）=1-[（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）]。

（3）將各處理不同指標的隸屬函數(shù)值進行累加，取其平均值，即為綜合評價系數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010對試驗數(shù)據(jù)進行處理，采用統(tǒng)計軟件DPS v7.05對數(shù)據(jù)進行方差分析和差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同基質配比物理性質的比較

由表2可見，不同基質配比的容重均存在差異，經過復配后的基質容重都高于對照CK，CK的容重最小，為0.21 g/cm3，爐渣占比50%的處理A2容重最大，為0.65 g/cm3，A1次之，容重為0.53 g/cm3，處理A5、A7、A8三者容重無顯著差異。從表2中數(shù)據(jù)可知復配后的基質總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度和氣水比均低于對照CK，對照CK的總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度和氣水比分別為9411%、26.79%、67.31%和0.40;A1的總孔隙度和通氣孔隙度均最小，分別為為67.88%、12.91%，A2的持水空隙最小，為52.58%，處理A3、A4和A6的持水空隙都僅次于CK，且相互之間差異不顯著;各處理的氣水比均在0.23～0.40之間，其中處理A1和A3的氣水比最小，為0.23。

2.2 不同基質配比化學性質的比較

由表3可見，不同配比的基質均呈現(xiàn)弱堿性，對照CK的pH值顯著高于其他處理，pH值達到847，其他處理的pH值在730～7.60區(qū)間，處理A1、A3、A7和A8的pH值低于CK但顯著高于其他處理，且相互之間無顯著差異。處理CK的電導率EC值最低，為0.35 mS/cm，顯著低于其他處理，其次是處理A2的EC值為 0.58 mS/cm，顯著低于除CK外的其他處理組;菇渣占比為50%的處理A3的EC值最大，為2.65 mS/cm，處理A1、A5、A6、A7和A8的EC值均在1.00～2.00 mS/cm 之間。

處理A1、A8的速效氮和速效鉀含量均顯著高于對照CK，CK的速效氮和速效鉀含量分別為 3.97 mg/kg 和0.14 g/kg，除A2外其他處理的速效磷含量也顯著高于對照CK，處理A2（10.53 mg/kg）的速效磷含量顯著低于對照CK（20.55 mg/kg），處理A3的速效氮、磷、鉀含量均最大，分別為 220.03 mg/kg、284.41 mg/kg和6.88 g/kg，分別是對照CK的55倍、14倍和49倍，處理A4的速效氮和速效磷含量與含量最高的A3差異不顯著。

對照CK的有機質含量顯著低于其他處理組，為1.72%，處理A1、A2、A3、A5、A7和A8的有機質含量均在10%以上，A4和A6的有機質含量在9%～10%區(qū)間。處理A1、A2、A3、A4、A5、A7和A8的Ca含量均顯著高于對照CK，其中處理A1的Ca含量最高，為50.58 g/kg，處理A6的Ca含量顯著低于對照CK，CK的Ca含量為10.34 g/kg。對照CK擁有最高的Mg含量，為103.57 g/kg，顯著高于其他處理組，Mg含量較高的前5位分別是CK>A4>A6>A8>A3，Mg含量最低的是處理A5，含量為 14.97 g/kg。

2.3 不同基質配比對黃瓜出苗率的影響

從圖1中可以看出，出苗穩(wěn)定后，處理A2、A5、A6、A7和CK出苗率差異不顯著，且出苗率均在90%以上;處理A5出苗率最高，達97.33%，處理A1和A8的出苗率較低，分別為84%和88.66%。在播種后11 d，處理A5、A6、A7和CK的出苗率就已經超過了90%，而此時處理A1出苗率僅為57%。在播種后8 d，處理A2、A5、A6、A7和CK出苗率均在80%以上。

2.4 不同基質配比對黃瓜幼苗株高的影響

由表4可知，在播種后50 d，對照CK的株高最高，為11.40 cm，處理A7的株高為10.77 cm，與對照CK無顯著差異，處理A1的株高最矮，為 8.21 cm，處理A2、A3、A4、A5和A8株高無顯著差異，均顯著低于對照CK;在播種后20、30、40 d，對照CK的株高都高于其他處理，且與處理A7差異不顯著，可見A7和CK在整個苗期，株高增長都強于其他處理。

2.5 不同基質配比對黃瓜幼苗莖粗的影響

表5是不同基質配比對黃瓜幼苗莖粗生長的影響，在播種后50 d，處理A7的莖粗顯著高于包括CK在內的其他處理，為3.81 mm，處理A2、A5、A6的莖粗分別是3.29、3.35、3.24 mm，與CK（3.43 mm）不存在顯著差異，在各處理中A1的莖粗最小，為2.72 mm。在播種后20 d和播種后 30 d，處理A2、A5、A6、A7、CK莖粗均不存在顯著差異，而在播種后40 d，A5與A7、CK呈顯著差異，A7和CK差異不顯著，而在播種后50 d，A7莖粗顯著大于CK;可見處理A7能持續(xù)為幼苗提供良好的根際環(huán)境或營養(yǎng)。

2.6 不同基質配比對黃瓜幼苗葉面積的影響

從圖2可以看出，處理A7的葉面積最大，為24.47 cm2，顯著大于包括CK在內的其他處理，高過CK葉面積6%;處理A5和CK葉面積差異不顯著，分別為21.99、23.11 cm2，處理A1、A2、A3、A4、A6和A8的葉面積顯著低于CK，其中處理A4的葉面最小，為15.34 cm2。

2.7 不同基質配比對黃瓜幼苗葉綠素的影響

表6是不同基質配比對黃瓜幼苗葉綠素含量的影響，處理A5和A7的葉綠素a含量、葉綠素b含量和葉綠素a+b含量均顯著高于對照CK;處理A7的葉綠素a含量最高，為1.44 mg/g，A5次之，葉綠素a含量為1.35 mg/g，A5與A7葉綠素a含量無顯著差異，A6的葉綠素a含量顯著高于CK（1.11 mg/g），為1.26 mg/g;A7的葉綠素b含量最高，為0.51 mg/g，A5次之，葉綠素b含量為0.48 mg/g，A2、A5、A6和A7的葉綠素b含量均高于對照CK（0.39 mg/g）;A7的葉綠素a+b含量最高，為1.95 mg/g，處理A2、A5、A6和A7的葉綠素a+b含量均高于對照CK（1.50 mg/g）。

2.8 不同基質配比對黃瓜幼苗根系活力的影響

從圖3可以看出，A2、A5和A7的根系活力顯著高于對照CK的227.83 μg/（g·h），根系活力分別為255.81、247.46、251.36 μg/（g·h），處理A6的根系活力為226.46 μg/（g·h），與CK差異不顯著，處理A8的根系活力最低，為171.48 μg/（g·h）。

2.9 不同基質配比對黃瓜幼苗生物量積累的影響

從表7可知，對照CK的地上鮮質量最大，為4777 g，處理A2、A4、A5和A7的地上鮮質量與CK無顯著差異;處理A2的地下鮮質量最大，為0.484 g，處理A2、A5、A6和A7的地上干質量與CK無顯著差異;處理A7的地下鮮質量最大，顯著高于包括CK在內的其他處理，為1.149 g，處理A2、A5和A6的地下鮮質量均高于對照CK;處理A7的地下干質量最大，為0.049 g，處理A2、A5、A6和A7的地下干質量均顯著大于CK。處理A5的壯苗指數(shù)最大，為0.196，處理A2、A4、A5和A7的壯苗指數(shù)顯著高于對照CK，壯苗指數(shù)由大到小排序依次為：A5>A7>A2>A4>A6>CK>A3>A8>A1。

2.10 不同基質配比對黃瓜幼苗生長指標影響的綜合評價

由表8可知，處理A7的生物量積累的評價系數(shù)均為1， 優(yōu)于包括CK在內的其他處理，莖粗和葉面積也僅次于A4處理，A7的綜合評價系數(shù)最高，為0.984;處理A5的莖粗、葉面積和生物量指標較為均衡，評價系數(shù)均在0.5以上，綜合評價系數(shù)為0.744;處理A4在莖粗和葉面積指標優(yōu)于包括CK在內的其他處理，地下鮮質量卻不及其他處理，地下干質量的評價系數(shù)在0.5以下，綜合評價系數(shù)為0.620;處理A6的地下指標均評價系數(shù)在0.5以下，綜合評價系數(shù)為0.619;對照CK的莖粗和葉面積僅次于A4和A7，地上指標的評價系數(shù)未達0.5，綜合評價系數(shù)為0.605;根據(jù)對黃瓜幼苗莖粗、葉面積、生物量進行綜合評價排序由大到小依次為：A7>A5>A4>A6>CK>A2>A3>A8>A1。

3 討論

3.1 不同基質配比對基質理化性質的影響

郭世榮提出容重在0.1～0.8 g/cm3、總孔隙度在54%～96%范圍內、氣水比在0.25～0.50范圍內的基質最適宜用作植物生長[14]，本試驗中A2、A4、A5、A6、A7、A8、CK在內的所有處理均能滿足上述要求，理論上可作為基質用于植物生長，A1和A3的氣水比略低于適宜氣水比的下限0.25，A1和A3的氣水比均為0.23，A1和A3氣水比偏低可能是由較高占比的菇渣所導致，此推測與郭世榮的觀點[14]相似，即過高的菇渣占比不適于用作基質供植物生長。

CK和復配后的基質pH均呈現(xiàn)弱堿性，在基質復配過程中，通過加以堿性較弱的爐渣和菇渣來降低復配基質的堿性，使得復配基質的pH都能控制在pH值=8以下。由于菇渣的EC值遠高于蛭石（035 mS/cm）和爐渣（0.54 mS/cm），達到3.6 mS/cm，故復配后的基質EC值主要受菇渣在復配基質中占比的影響，菇渣占比在33%以上的A1、A2、A4和A8的EC值均在1.5 mS/cm以上，本試驗對菇渣的研究結果和時連輝等對菇渣高EC值的研究結果[19]相似，純菇渣的EC值大大超出了理想基質的EC值范圍。

由于基質材料爐渣和菇渣有機質含量無顯著差異，導致除CK外的其他復配基質的有機質含量均在9%以上。除C、H、O、N、P、K外，黃瓜還對Ca和Mg有較大需求[14]，本試驗中復配基質中的Ca含量主要由菇渣提供，Mg含量則主要由蛭石提供。

3.2 不同基質配比對黃瓜幼苗的影響

試驗結果表明物理性質均在理想范圍內的處理A2、A5、A6、A7和CK在播種后8 d的出苗率均在80%以上，最終出苗率均在90%以上，可見以上處理的出苗比較整齊一致，這與趙振宇等的“容重小，孔隙度大，透氣性好，利于出苗”的結論[20]一致。幼苗生長過程中，在播種后30 d后幼苗生長緩慢，而在播種后40 d后生長速度有所恢復，可能是由于育苗場所智能溫室在育苗中后期進行暖氣檢修，暖氣供應不足，溫度較低，導致中后期幼苗生長一度放緩影響了整個育苗工作的進程。

研究中發(fā)現(xiàn)處理A5和A7葉面積大且葉綠素含量高，A5和A7葉面積分別為21.99、24.47 cm2，A5和A7的葉綠素a+b含量分別為183、1.95 mg/g，以上處理的壯苗指數(shù)高于包括CK在內的其他處理，為0.196和0.188，可見基質理化性質影響幼苗的葉面積、葉綠素等指標，促使幼苗更大程度地從外界獲取物質積累，從而提高自身壯苗指數(shù)。從對黃瓜幼苗部分生長指標綜合評價系數(shù)可以看出，最優(yōu)處理A7，其次是A5，可見處理A5和A7可作為黃瓜育苗基質使用，其中A7的育苗效果最好。

4 結論

處理A5（蛭石 ∶爐渣 ∶菇渣=2 ∶1 ∶1）和A7（蛭石 ∶爐渣 ∶菇渣=3 ∶1 ∶1）的出苗率高于CK（92.67%），分別為97.33%和95.33%;A7的莖粗顯著高于CK，而A5的莖粗與CK差異不顯著;A5和A7的葉綠素a+b含量、根系活力均顯著高于對照CK;A5（0.196）的壯苗指數(shù)顯著高于CK（0155），而A7（0.188）的壯苗指數(shù)與CK無顯著差異;通過對黃瓜苗期部分指標進行綜合評價，A7和A5分別排第一和第二，對照CK排第五，可見處理A5和A7適宜用作黃瓜育苗基質使用，其中A7育苗效果最佳。

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