李婧，張國斌，李向文，呂劍，郁繼華

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，蘭州，730070）

育苗基質(zhì)是固定并支持秧苗、保持水分和營養(yǎng)、提供根系正常生長發(fā)育環(huán)境的重要條件，選用適宜的基質(zhì)是無土育苗的重要環(huán)節(jié)和培育壯苗的基礎(chǔ)[1]。草炭又名泥炭、草煤等，是迄今為止被世界公認最好的無土栽培基質(zhì)之一，傳統(tǒng)的育苗和栽培基質(zhì)多以草炭為主，由于草炭富含有機質(zhì)和腐殖酸，具有良好的通氣性和較強的吸水性，是一種理想的基質(zhì)原料[2]，但草炭是一種不可再生資源，儲量有限，大量開采會造成生態(tài)環(huán)境毀滅性破壞，同時，草炭價格較高，使得穴盤育苗成本較高，因此，發(fā)展以農(nóng)業(yè)廢棄物為主要成分的有機生態(tài)型無土栽培基質(zhì)成為育苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新方向。

作物秸稈是重要的有機肥源之一[3]，秸稈中含有大量的有機質(zhì)、氮、磷、鉀和微量元素，是十分寶貴的生物資源。我國是農(nóng)業(yè)大國，各類農(nóng)作物秸稈資源十分豐富，其中以玉米秸稈數(shù)量最大[4]，且分布廣泛，成本較低。牛糞是一種很好的有機肥料，含水量高，通氣性差，因此其分解腐熟緩慢，發(fā)酵溫度低，稱為冷性肥料。牛糞對于改良質(zhì)地粗、有機質(zhì)少的砂土具有良好的效果[3]。近年來，對秸稈、牛糞通過無害化處理后用作有機生態(tài)型無土栽培基質(zhì)，將廢棄物變?yōu)榭衫觅Y源，減少環(huán)境污染，有利于保護生態(tài)環(huán)境，還可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的無公害蔬菜產(chǎn)品。

試驗以腐熟的玉米秸稈和牛糞為主要原料，配制出不同配方基質(zhì)，進行辣椒穴盤育苗試驗，對基質(zhì)理化性質(zhì)以及辣椒幼苗生長和生理指標綜合分析，旨在篩選出辣椒穴盤育苗的適宜基質(zhì)，達到重復(fù)利用農(nóng)業(yè)廢棄物牛糞、秸稈，減少草炭用量，降低育苗基質(zhì)成本的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

育苗基質(zhì)選用腐熟牛糞、腐熟玉米秸稈、草炭和蛭石，其中腐熟玉米秸稈粉碎至粒徑4 mm，腐熟牛糞過5 mm篩，所有原料按不同體積比混配備用，以草炭∶蛭石=2∶1（體積比）作對照（表1）。

育苗試驗于2011年4～10月在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)日光溫室進行，辣椒品種為甘肅省農(nóng)科院蔬菜所選育的隴椒3號。選取整齊一致、顆粒飽滿的辣椒種子，進行溫湯浸種，之后置于人工氣候箱內(nèi)30℃催芽，待種子75%露白后播種。育苗選用50孔穴盤，每穴播種1粒，每個處理50株，重復(fù)5次。整個苗期只澆清水，播種后第3天開始記錄出苗率，播種后30 d開始測定各項指標。

表1 不同處理的基質(zhì)體積配比

1.2 測定方法

①基質(zhì)理化性狀 基質(zhì)容重，總孔隙度，通氣孔隙，持水孔隙測定參照郭世榮[1]的方法結(jié)合土壤農(nóng)化分析的一般方法。取已知體積（V）的容器（容器體積大于 500 mL），稱質(zhì)量（W1），裝滿待測的風(fēng)干基質(zhì)，稱質(zhì)量（W2），用雙層紗布封口（紗布質(zhì)量忽略不計），將裝滿基質(zhì)的容器完全浸沒水中24 h，稱質(zhì)量（W3），取出后將容器倒置，濾干重力水，稱質(zhì)量（W4），利用以下公式計算∶容重（g/cm3）=（W2-W1）/V；總孔隙度（%）=（W3-W2）/V×100%；通氣孔隙（%）=（W3-W4）/V×100%； 持水孔隙 （%）=（W4-W2）/V×100%；氣水比=通氣孔隙/持水孔隙。

基質(zhì)pH值和EC值采用程斐[5]的方法結(jié)合常規(guī)方法，將風(fēng)干基質(zhì)與去離子水按體積比1∶5比例混合，振蕩2～3 min，靜置30 min后用定性濾紙過濾，用PHSJ-3F實驗室pH計測定pH值，用DDS-307A電導(dǎo)儀測定EC值。

②生長指標 各處理及對照隨機選取生長一致的辣椒幼苗10株，用清水沖洗干凈，用直尺測量幼苗株高，用游標卡尺測量幼苗莖粗（子葉下方1/3處的莖粗），用電子天平分別稱地上部和地下部鮮質(zhì)量，在 105℃下殺青 30 min，再用80℃烘干 48 h至恒重后稱干質(zhì)量。

幼苗根冠比=地下部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量；幼苗壯苗指數(shù)=（莖粗/株高＋地下部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量）×全株干質(zhì)量[6]。

③熒光參數(shù) 用英國Hansatech公司生產(chǎn)的FMS-2脈沖調(diào)制式熒光儀測定辣椒幼苗初始熒光Fo、最大熒光Fm、光下最大熒光Fm′、穩(wěn)態(tài)熒光 Fs及光下最小熒光Fo′等熒光參數(shù)，測定暗適應(yīng)下葉片的Fo和Fm時，需要將葉片夾入暗適應(yīng)夾內(nèi)推上遮光片使其暗適應(yīng)30 min后測定。各熒光參數(shù)的計算公式如下[7]∶PSⅡ最大光化學(xué)效率Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm；PSⅡ的實際光化學(xué)效率 （ΦPSⅡ）=（Fm′-Fs）/Fm′； 光化學(xué)淬滅系數(shù) qP=（Fm′-Fs）/（Fm′-Fo′）；非光化學(xué)淬滅系數(shù) qNP=（Fm-Fm′）/（Fm-Fo′）。

④生理指標 辣椒幼苗葉片葉綠素含量測定用丙酮浸提法[8，9]，浸提時間為48 h；根系活力測定采用 TTC 法[8，9]，染色時間 4 h；可溶性糖測定采用蒽酮比色法[8，9]；可溶性蛋白測定采用考馬斯亮藍G-250染色法[8，9]；以上 4項指標均用 TU-1900雙光束紫外可見分光光度計進行比色。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0進行處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比基質(zhì)的理化性質(zhì)

試驗中復(fù)配的不同配比基質(zhì)理化性質(zhì)見表2。各處理和對照容重為 0.34～0.45 g/cm3，均在理想基質(zhì)特性要求范圍內(nèi)[10]。各處理與對照間存在顯著差異，且從T1到T5，隨著牛糞用量的增加，容重逐漸增大?？偪紫抖仁腔|(zhì)中持水孔隙和通氣孔隙的總和，理想基質(zhì)要求總孔隙度60%～96%，通氣孔隙15%～30%，持水孔隙40%～70%，5種復(fù)配基質(zhì)總孔隙度和持水孔隙各處理及對照均在基質(zhì)理想范圍內(nèi)，通氣孔隙普遍偏小。在基質(zhì)分類中，通氣孔隙占5%～30%的基質(zhì)屬于中等孔隙度，小于5%的屬于低孔隙度，試驗中處理T4、T5以及對照（CK）通氣孔隙小于5%，屬于低孔隙度，其余處理屬于中等孔隙度。由于各處理通氣孔隙均偏小，持水孔隙相對較大，氣水比相對較小。各處理和對照pH值整體為微堿性，其中對照pH值最低，T5次之，顯著低于其他各處理，pH 值排序為 CK＞T5＞T3＞T1＞T2＞T4。不同配比基質(zhì) EC 值均在 1.15～5.05 mS/cm，其中對照和 T5處理EC值在基質(zhì)EC值理想范圍內(nèi)，其余處理EC值偏大，不利于幼苗生長，在育苗前應(yīng)進行淋洗。

表2 不同配比基質(zhì)理化性狀

2.2 不同配比基質(zhì)對辣椒幼苗株高、莖粗的影響

株高和莖粗是幼苗長勢強弱的重要指標，特別是幼苗莖粗在一定程度上反映出幼苗的健壯程度。圖1顯示，在苗齡60 d時，各處理辣椒幼苗株高和莖粗間差異顯著，辣椒幼苗株高增長趨勢隨復(fù)配基質(zhì)中腐熟牛糞的含量的增加而增加。其中處理T5復(fù)配基質(zhì)幼苗最高，達24.63 cm，顯著高于對照和其他處理，株高從大到小排序為 T5＞T4＞T3＞CK＞T2＞T1。辣椒幼苗莖粗在育苗60 d時也存在明顯差異，其中處理T5莖粗最粗，為0.269 6 cm，處理T3和對照莖粗最小，分別為 0.184 7 cm，0.185 4 cm，處理T5分別比處理 T3和對照高 45.97%，45.42%。

2.3 不同配比基質(zhì)對辣椒干鮮質(zhì)量、根冠比及壯苗指數(shù)的影響

由表3可知，各處理和對照干鮮質(zhì)量均以處理T5最大，全株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量分別達到2.645 g和0.314 g，顯著高于對照及其他處理，比對照高198.0%，142.6%。辣椒幼苗地上部干鮮質(zhì)量隨復(fù)配基質(zhì)中牛糞含量的增加而增長，在育苗60 d時，處理T5地上部干鮮質(zhì)量均最大，對照地上部干鮮質(zhì)量均為最小。地下部干鮮質(zhì)量仍以處理T5最大，顯著高于其他處理和對照。辣椒幼苗根冠比以對照為最大，處理T2次之，處理T5最小，比對照低41.6%。苗期結(jié)束時處理T5壯苗指數(shù)最大，為0.041 9；處理 T4次之，顯著高于其他處理和對照；處理T1壯苗指數(shù)最小，僅為0.021 4，各處理及對照壯苗指數(shù)排序為T5＞T4＞CK＞T2＞T3＞T1。

2.4 不同配比基質(zhì)對番茄幼苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

初始熒光Fo是光系統(tǒng)Ⅱ反應(yīng)中心處于完全開放時的熒光產(chǎn)量，與葉片葉綠素濃度有關(guān)，初始熒光Fo高表明依賴葉黃素循環(huán)的非輻射能量耗散較少[14]；最大光化學(xué)效率Fv/Fm在非脅迫條件下變化極小，不受物種和生長條件的影響[15]；ΦPSⅡ表示實際光化學(xué)效率，該值升高表明植物同化力（NADPH、ATP）形成被促進，從而提高了植株對碳的固定和同化[14]；光化學(xué)淬滅系數(shù)qP表示用于光化學(xué)反應(yīng)的光能部分,qP愈大即PSⅡ的電子傳遞活性愈大[15]。非光化學(xué)淬滅系數(shù)qNP反映了PSⅡ天線色素吸收的光能以熱的形式耗散掉的光能部分，是一種自我保護機制，對光合機構(gòu)起一定的保護作用[16]。

由表4可知，初始熒光Fo各處理間存在差異，其中處理T5最高，CK次之，各處理及對照初始熒光排序為 T5＞CK＞T1＞T2＞T3＞T4。最大光化學(xué)效率各處理及對照間差異不大，其中處理T5最大，處理T3最小。ΦPSⅡ和qP，處理T4和對照較小，說明處理T4和對照辣椒幼苗植株對碳的同化和固定能力較弱，底子傳遞活性較小，其余處理及對照間無顯著差異。qNP各處理與對照間存在差異，其中對照最大，說明在PSⅡ反應(yīng)中心天線色素吸收過量光能時，對照辣椒幼苗的自我保護機制能較好的對光合機構(gòu)起到保護作用，其他各處理的自我保護機制相對較弱。

2.5 不同配比基質(zhì)對番茄幼苗生理指標的影響

植物根系的生長直接影響地上部的生長，通過植物根系活力可以判斷植物根系吸收水分和養(yǎng)分的能力。植物葉片中可溶性糖含量能夠反映葉片光合產(chǎn)物的積累，可溶性糖含量高表明光合作用正常。植物葉片葉綠素含量作為植物生長良好的生理指標之一，與植物光合作用密切相關(guān)。

表3 不同配比基質(zhì)對番茄干鮮重、根冠比及壯苗指數(shù)的影響

表4 不同配比基質(zhì)對番茄幼苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

表5結(jié)果可知，不同配比基質(zhì)下辣椒幼苗生理指標間存在顯著差異，根系活力以T5處理最好，處理T3、對照次之，處理T4根系活力最低，說明處理T4基質(zhì)配方不利于辣椒幼苗根系生長。辣椒幼苗可溶性糖含量對照最高，處理T5次之，各處理辣椒幼苗可溶性糖含量排序為 CK＞T5＞T3＞T1＞T4＞T2。辣椒幼苗可溶性蛋白含量處理T5最高，達2.81 mg/g，處理T3最低，為2.64 mg/g。辣椒幼苗葉綠素含量以鮮計量，不同處理間葉綠素含量與類胡蘿卜素含量均以處理T5含量最高，處理T4次之，其中處理T5葉綠素 a＋b 含量為 0.434 mg/g，對照僅為 0.201 mg/g，處理T5比對照高出115.9%。類胡蘿卜素含量處理T5最高，處理T4次之，顯著高于對照及其他處理，類胡蘿卜素各處理間排序為 T5＞T4＞T1＞CK＞T3＞T2。

3 結(jié)論與討論

育苗基質(zhì)應(yīng)具有良好的通氣性和支撐作用，能夠提供給種苗足夠的水分，這些主要取決于基質(zhì)的物理性狀，包括基質(zhì)的容重、孔隙度等理化性質(zhì)。李謙盛[17]提出的基質(zhì)質(zhì)量標準，認為容重應(yīng)在 0.1～0.8 g/cm3，總孔隙度應(yīng)在70%～90%，通氣孔隙應(yīng)在15%～30%。田吉林等[18]研究栽培基質(zhì)的孔隙性結(jié)果表明，孔隙性可作為基質(zhì)的質(zhì)量標準參數(shù)之一，其標準為總孔隙度為 60%～90%。Garcia等[19]認為理想基質(zhì)的 EC 值應(yīng)在 0.75～3.49 mS/cm。本試驗中，各處理容重均在 0.34～0.45 g/cm3，符合李謙盛提出的穴盤育苗基質(zhì)適宜容重的范圍內(nèi)，各處理總孔隙度在61.748%～68.291%，符合田吉林等提出的60%～90%的范圍，也在李謙盛提出的70～90%的范圍內(nèi)。各處理EC 值在 1.15～5.05 mS/cm，參照Garcia等提出的理想基質(zhì)EC值，僅有對照和處理T5的EC值符合該范圍要求，其余處理EC值偏高，在育苗時需要適當(dāng)淋洗，以降低 EC 值。各處理 pH 值在 7.30～7.53，整體為中性微偏堿性，基本符合張秀麗[20]提出的理想基質(zhì)的 pH 值為 6.0～7.5 的范圍。

表5 不同配比基質(zhì)對番茄幼苗生理指標的影響

試驗中不同配比基質(zhì)對辣椒的育苗效果不同，各處理之間出苗以處理T5最快，最整齊，出苗率達到96%。處理T5培育的辣椒的株高、莖粗、干鮮質(zhì)量和壯苗指數(shù)均為最高，幼苗生長表現(xiàn)最好，與對照相比，幼苗長勢優(yōu)于對照。根冠比處理T5顯著低于對照，說明處理T5地上部干物質(zhì)積累量較大，地上部生長優(yōu)于對照。不同配比基質(zhì)辣椒幼苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)存在差異，初始熒光（Fo），最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、處理T5最高，顯著高于對照及其他處理，實際光化學(xué)效率和光化學(xué)淬滅系數(shù)處理T5略高于對照，說明處理T5促進了植株同化力的形成，提高了植物對碳的固定和同化，光合電子傳遞能力增強，降低了用于熱耗散部分的光能，光合效率上升，從而促進了辣椒幼苗光合能力的提高。根系是植物吸收水分和礦質(zhì)營養(yǎng)的主要部位，為地上部的生長提供所需的養(yǎng)分，根系的生長狀況直接影響植物的生長。試驗中處理T5根系活力最高，說明處理T5基質(zhì)疏松透氣，能給辣椒幼苗的生長提供了良好的根際環(huán)境，使得辣椒幼苗生長良好，根系活力旺盛，與張永清等[21]研究表明，有機肥促進小麥根系生長的研究結(jié)果相似。葉片中的光合色素是植物進行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，葉綠素含量高，說明幼苗代謝水平高，有機物合成多，定植后生長旺盛，試驗表明處理T5葉綠素及類胡蘿卜素含量均為最高，顯著高于對照及其他處理，說明處理T5基質(zhì)作為辣椒育苗基質(zhì)，可以使幼苗很好的進行葉綠素的合成代謝，促進植物生長。綜合評價，可以看出處理T5基質(zhì)在基質(zhì)理化性質(zhì)、幼苗各項指標上達到并超過了CK的水平，可以替代CK進行辣椒育苗。

V（草炭）∶V（蛭石）=2∶1 的基質(zhì)配方在國內(nèi)外蔬菜育苗產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用。草炭作為育苗基質(zhì)的育苗效果得到肯定，但由于草炭分布極不均勻，長距離運輸和精細加工使得草炭價格相對較高。以V（草炭）∶V（蛭石）=2∶1 的配方為例，市場上進口成品基質(zhì)草炭價格在800～1500元/m3，蛭石價格在250～350元/m3[22]，該配方中對草炭消耗量很大，其中草炭占總體積的66.7%，使得該配方整體成本較高。試驗中所復(fù)配的基質(zhì)，以農(nóng)業(yè)有機廢棄物玉米秸稈和牛糞進腐熟發(fā)酵后作為主要原料，能夠減少草炭和蛭石用量。通過試驗，對各個處理辣椒幼苗進行綜合評價，得到 T5處理V（牛糞）∶V（秸稈）∶V（草炭）∶V（蛭石）=5∶1∶2∶2 育苗效果達到了對照的水平，能夠替代對照進行番茄育苗。T5處理中腐熟牛糞占50%，草炭用量僅為20%，與對照相比草炭用量減少46.7%，大大降低了育苗基質(zhì)的成本。

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