陳子敬 寧康 徐強(qiáng) 丁云玉 曹之富 王倩

替代基質(zhì)對芹菜育苗的影響

陳子敬 寧康 徐強(qiáng) 丁云玉 曹之富 王倩

李其友 男，武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院作物科學(xué)研究所所長、高級工程師，全國瓜菜工廠化育苗產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長、湖北省園藝學(xué)會(huì)理事、湖北省西甜瓜協(xié)會(huì)理事、中國蔬菜協(xié)會(huì)種苗分會(huì)理事。引進(jìn)、消化、吸收美國speeding公司工廠化穴盤育苗技術(shù)，促進(jìn)了武漢地區(qū)蘆筍結(jié)構(gòu)調(diào)整和小型禮品西瓜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，將穴盤育苗發(fā)展成了企業(yè)集群，嫁接、育苗技術(shù)走在全國前列。參與農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)農(nóng)業(yè)科研專項(xiàng)《設(shè)施農(nóng)業(yè)高效育苗標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)工藝與配套設(shè)備研究與示范》，主持省市4項(xiàng)科研項(xiàng)目，取得2項(xiàng)發(fā)明專利、6項(xiàng)實(shí)用新型專利、發(fā)表論文10余篇，主編《西瓜、甜瓜設(shè)施栽培》一書。獲得湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)，農(nóng)業(yè)部豐收二等獎(jiǎng)、武漢市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，曾被評為湖北省第六屆優(yōu)秀科技副縣長，2014年被湖北日報(bào)傳媒集團(tuán)聯(lián)合省發(fā)改委、科技廳、農(nóng)業(yè)廳評為2012-2013“湖北三農(nóng)杰出人物”。

以牛糞、秸稈和菇渣為原料，以草炭∶蛭石=2∶1作為對照，研究菇渣∶牛糞=2∶1、秸稈∶牛糞=2∶1替代基質(zhì)對芹菜育苗的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈/牛糞可顯著促進(jìn)芹菜幼苗生長，葉片和根系各項(xiàng)指標(biāo)均顯著高于對照，菇渣/牛糞可顯著促進(jìn)芹菜幼苗葉片生長，但對葉片質(zhì)量及根系生長無顯著作用；秸稈/牛糞可顯著提高芹菜幼苗對礦質(zhì)元素的吸收，除Fe元素，其他元素吸收量均顯著高于對照，菇渣/牛糞僅顯著提高芹菜幼苗P、Na、Mn元素的吸收?？偟膩碚f，2種替代基質(zhì)都可明顯促進(jìn)芹菜幼苗的生長。

草炭是蔬菜集約化育苗中運(yùn)用最廣泛的基質(zhì)，其理化性狀穩(wěn)定、營養(yǎng)豐富，是優(yōu)良的育苗基質(zhì)原材料[1]，但草炭是不可再生資源，大量開采會(huì)導(dǎo)致資源枯竭，并造成地貌與生態(tài)環(huán)境的破壞。針對這個(gè)難題，研究者們都在探索替代基質(zhì)以減少草炭的使用量，如椰糠、蘆葦末、樹皮、珍珠巖、鋸末、稻殼、酒糟、菇渣、秸稈、牛糞等。這樣不僅能減少環(huán)境破壞，而且可以增加廢棄物的重復(fù)利用，減少污染，讓資源得到充分利用，降低育苗成本，做到可持續(xù)發(fā)展。

牛糞、秸稈和菇渣這3種廢棄物均含有豐富的的養(yǎng)分，但三者的理化性狀不一樣，因此可以通過混合來彌補(bǔ)彼此的不足。研究表明，菇渣在基質(zhì)中所占的比例不應(yīng)大于70%，這是由菇渣自身含有較高的全氮、磷、鉀決定的，所以，菇渣應(yīng)該與其他無機(jī)基質(zhì)例如珍珠巖、蛭石等混合使用[2]。秸稈使用前需經(jīng)過前處理，包括曬干、粉碎、堆制，堆制過程中一般要加入牛糞或者菌劑以及氮肥，堆制腐熟后可用于蔬菜、花卉的無土育苗或者栽培[3，4]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

①芹菜品種 文圖拉，北京北農(nóng)種業(yè)有限公司提供。

②替代基質(zhì) 菇渣：北京市正興隆生物科技有限公司提供；玉米秸稈：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)提供；鮮牛糞：北京市順義區(qū)養(yǎng)牛場提供。

③替代基質(zhì)的發(fā)酵降解 首先，是替代基質(zhì)的腐熟。先對原材料進(jìn)行挑選和初步處理。菇渣選用種植杏鮑菇后廢棄的培養(yǎng)基質(zhì)，其主要成分是玉米芯、玉米粉、木屑、麩皮、石灰、碳酸鈣、大豆皮和棉籽殼等，自然風(fēng)干篩選后備用。將玉米秸稈切成短節(jié)，自然風(fēng)干篩選后備用。盡量選用富含各種微生物的鮮牛糞，加快腐熟速度。

其次，是腐熟材料的混合發(fā)酵。選擇潔凈的混凝土硬化地面或鋪設(shè)干凈的厚塑料膜，使用基質(zhì)混拌機(jī)將菇渣、牛糞及秸稈、牛糞均按2∶1體積比混合，充分?jǐn)嚢杈鶆颍员ＷC腐熟堆成分均一、發(fā)酵一致，攪拌過程中不斷加水并調(diào)節(jié)含水量至65%左右，判斷方法即手抓一把物料后看到水印但是不滴水，且物料落地能散開。將物料堆成堆狀，覆蓋塑料薄膜并插孔，起到保溫、保濕、透氣作用，以便高溫下進(jìn)行有氧發(fā)酵。在發(fā)酵處理后的第3天需要翻動(dòng)1次，之后每7 d翻動(dòng)1次，以保證腐熟堆內(nèi)的氧氣充足，發(fā)酵過程中需要視具體情況進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)水。約60 d后，當(dāng)發(fā)酵物成黑色、無牛糞臭味、手感柔軟、易碎，即可停止發(fā)酵。

再次，基質(zhì)使用前的無害化處理。將基質(zhì)風(fēng)干后粉碎，若基質(zhì)偏酸，可通過添加白云石粉提高pH值；若基質(zhì)偏堿，可通過噴霧低濃度硫酸、磷酸、硝酸降低pH值。同時(shí)通過添加單一或復(fù)合化學(xué)肥料調(diào)節(jié)電導(dǎo)率和養(yǎng)分水平。當(dāng)基質(zhì)組成復(fù)雜，無法確定基質(zhì)中病原菌、害蟲存在與否及數(shù)量時(shí)，可采用以下方法消毒。

a.蒸汽消毒。將基質(zhì)裝入柜內(nèi)或箱內(nèi)，或堆置后覆蓋厚塑料膜（體積1～2 m3），用通氣管通入高溫蒸汽，70～90℃高溫持續(xù)20 min。

b.福爾馬林消毒。每1 m3基質(zhì)噴灑10 L福爾馬林溶液100倍液，拌勻后覆蓋塑料薄膜悶7～10 d后，揭開塑料薄膜，充分翻晾基質(zhì)，使基質(zhì)中的福爾馬林充分散去后再使用。

c.氯化苦熏蒸。將基質(zhì)整齊堆放30 cm厚，按20 cm間距向基質(zhì)15 cm深處注入氯化苦藥液3～ 5 mL，隨后立即用基質(zhì)堵塞注射孔，依此可處理3層，覆蓋塑料薄膜熏蒸7～10 d，揭開塑料薄膜，充分翻晾基質(zhì)，使基質(zhì)中的氯化苦充分散去后再使用[5]。

1.2 試驗(yàn)方法

2013年12月至2014年3月對替代基質(zhì)進(jìn)行腐熟，2014年4月分別將腐熟好的菇渣/牛糞、秸稈/牛糞替代基質(zhì)用于芹菜育苗，采用128孔穴盤進(jìn)行育苗，以草炭∶蛭石=2∶1作為對照（CK）。

1.3 試驗(yàn)測定項(xiàng)目

①幼苗性狀調(diào)查 每種基質(zhì)選取1盤，每盤隨機(jī)選取幼苗（5葉1心）10株，重復(fù)3次，測量芹菜幼苗各形態(tài)指標(biāo)，苗高：自然狀態(tài)下，子葉節(jié)到幼苗最高處的距離；下胚軸長：基質(zhì)表面到子葉節(jié)的長度；下胚軸粗：下胚軸中間部位的直徑；葉長：最大葉葉柄基部到最頂端的長度；葉柄寬：葉柄由下向上1/3處左右，取葉柄寬度均勻的部位測量；葉柄基部寬：最大葉葉柄基部寬度；葉面積、根系特征：每處理10株，重復(fù)3次，Epson 700（北京力之鑫源科技有限公司生產(chǎn)）掃描，WINRHIZO掃描軟件測定；鮮質(zhì)量：每穴盤隨機(jī)選取10株幼苗，沖洗干凈后稱取鮮質(zhì)量；干質(zhì)量：105℃殺青30 min，80℃烘干48 h，稱取干質(zhì)量；根冠比：地下部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量；壯苗指數(shù)=（葉柄寬/葉長+地下部鮮質(zhì)量/地上部鮮質(zhì)量）×全株干質(zhì)量。

②幼苗生理生化特性分析 a.根系活力。將幼苗的根系清洗干凈，挑選白色根系，避開主根取樣，每個(gè)重復(fù)稱取0.5 g，選用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測定根系活力。每盤隨機(jī)選5株幼苗，重復(fù)3次。

b.葉綠素含量。采用手持式葉綠素儀（SPAD-502 Plus）（日本柯尼卡美能達(dá)）測定全株所有葉片的葉綠素含量，每穴盤隨機(jī)選取10株幼苗，重復(fù)3次。

③幼苗礦質(zhì)營養(yǎng)吸收 將幼苗干樣粉碎，取樣0.2 g于消煮管內(nèi)，加入5 mL分析純濃HNO3，消煮50 min，冷卻后定容于25 mL容量瓶，過濾后用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（ICP-AES）（北京納克分析儀器有限公司生產(chǎn)）測定礦質(zhì)元素含量，重復(fù)3次。

④基質(zhì)養(yǎng)分含量測定 將基質(zhì)烘干、粉碎，取干樣0.2 g，用ICP光譜儀測定礦質(zhì)元素含量，重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0軟件和Excel 2010處理，采用LSD法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 替代基質(zhì)礦質(zhì)元素含量

由表1可知，總體來說，菇渣/牛糞、秸稈/牛糞基質(zhì)的營養(yǎng)狀況優(yōu)于對照，除Fe、Mn元素含量低于對照外，其他元素含量均顯著高于對照，特別是P、K、Ca元素含量豐富，能為幼苗生長提供充足的營養(yǎng)。

表1 替代基質(zhì)礦質(zhì)元素含量 g/kg

特別需要注意的是，菇渣/牛糞、秸稈/牛糞基質(zhì)的Mn含量元素低于對照，雖然Cu元素含量高于對照，但均未超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 不同基質(zhì)對芹菜幼苗生長的影響

①對芹菜幼苗莖葉生長的影響 由表2可知，對照的芹菜下胚軸最長，且顯著高于菇渣/牛糞和秸稈/牛糞基質(zhì)；其余生長指標(biāo)均最小，其中葉長、葉柄長、葉柄寬、苗高顯著低于菇渣/牛糞和秸稈/牛糞基質(zhì)。

表2 不同基質(zhì)對芹菜幼苗莖葉生長的影響

菇渣/牛糞基質(zhì)處理的芹菜葉柄長、葉柄寬、開展度、葉綠素、葉片數(shù)位居第1，且顯著高于對照；葉長、葉柄基部寬、葉面積、地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、苗高、下胚軸長、下胚軸粗、莖粗位居第2，其中葉長、葉面積、苗高顯著高于對照。

秸稈/牛糞基質(zhì)處理的芹菜葉長、葉柄基部寬、葉面積、地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、苗高、下胚軸粗、莖粗居第1，除下胚軸粗和莖粗以外，其余均顯著高于對照；葉柄長、葉柄寬、開展度、葉綠素含量、葉片數(shù)居第2，其中葉柄長、葉柄寬顯著高于對照；下胚軸最短，且顯著低于對照和秸稈/牛糞基質(zhì)。

②對芹菜幼苗根系生長的影響 由表3可知，對照的根冠比、根系活力位居第2，且顯著低于秸稈/牛糞基質(zhì)，其余各指標(biāo)均最小，且顯著低于秸稈/牛糞基質(zhì)。

表3 不同基質(zhì)對芹菜幼苗根系生長及壯苗指數(shù)的影響

菇渣/牛糞基質(zhì)處理的芹菜根長、根表面積、根體積、地下部鮮質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、壯苗指數(shù)位居第2；根冠比、根系活力位居第3，顯著低于秸稈/牛糞基質(zhì)，但與對照差異不顯著。

秸稈/牛糞基質(zhì)處理的芹菜生長指標(biāo)均最高，與菇渣/牛糞基質(zhì)和對照差異顯著。

2.3 不同基質(zhì)對芹菜幼苗礦質(zhì)元素吸收的影響

①對芹菜幼苗礦質(zhì)元素含量的影響 由表4可知，對照的芹菜莖葉部分Ca含量最高；Fe、Na含量居第2；其余元素含量均最少。菇渣/牛糞基質(zhì)芹菜莖葉部分P、Na、Mn、Cu含量居第1，與對照差異顯著；K、Ca、Zn含量居第2；Fe含量居第 3。秸稈/牛糞基質(zhì)芹菜莖葉部分K、Fe、Zn含量最高，K含量與對照差異顯著；P、Mn、Cu含量居第2，P、Mn含量與對照差異顯著；Ca、Na含量居第3。

對照處理的芹菜根系部分K、Ca、Fe含量最高；其余元素含量均最低。菇渣/牛糞基質(zhì)處理的芹菜根系部分P、Na、Mn含量最高，且與對照差異顯著；Ca、Fe、Zn、Cu含量位居第 2，F(xiàn)e含量顯著低于對照，Zn含量顯著高于對照；K含量位居第3，且與對照差異顯著。秸稈/牛糞基質(zhì)處理的芹菜根系部分K、Zn、Cu含量最高，Zn含量與對照差異顯著；P、Na、Mn含量位居第2，且顯著高于對照；Ca、Fe含量最低，F(xiàn)e顯著低于對照。

②對芹菜幼苗礦質(zhì)元素吸收量的影響 由表5可知，對照的芹菜莖葉部分Ca、Fe吸收量位居第2，其余元素吸收量最低。菇渣/牛糞基質(zhì)芹菜莖葉部分Na吸收量最高，且顯著高于對照；P、K、Mn、Zn、Cu吸收量位居第2，其中，P、Mn、Cu顯著高于對照；Ca、Fe吸收量位居第3。秸稈/牛糞基質(zhì)芹菜莖葉部分除了Na吸收量位居第2，其余元素吸收量都最高，且與對照差異顯著。

對照處理芹菜根系部分Fe吸收量最高；K、Ca、Cu吸收量位居第2；其余元素吸收量位居第3。菇渣/牛糞基質(zhì)芹菜根系部分P、Na、Mn、Zn吸收量位居第2，P、Na、Mn顯著高于對照；其余元素吸收量位居第3，K、Ca、Fe顯著低于對照。秸稈/牛糞基質(zhì)芹菜根系部分元素吸收量除了Fe外，其余均最高，且與對照差異顯著；Fe吸收量顯著低于對照。

對照處理的芹菜全株Fe吸收量最高；其余元素吸收量均為秸稈/牛糞基質(zhì)最高，且與對照差異顯著。

表4 不同基質(zhì)對芹菜礦質(zhì)元素含量的影響

表5 不同基質(zhì)對芹菜礦質(zhì)元素吸收量的影響

3 小結(jié)與討論

基質(zhì)的理化性狀會(huì)明顯影響幼苗的發(fā)芽率、成苗率和壯苗率[6]。育苗基質(zhì)常以草炭、蛭石、珍珠巖等為基礎(chǔ)，但是因?yàn)椴萏縼碓从邢?、價(jià)格昂貴，在很大程度上限制了穴盤育苗技術(shù)的推廣應(yīng)用[7]，所以，為了降低成本，開展了利用新的基質(zhì)代替原有基質(zhì)的研究。牛糞、秸稈、菇渣是農(nóng)村常有的廢棄物，將其以不同比例混合發(fā)酵，既可以利用廢棄物，又可以降低成本，節(jié)省農(nóng)業(yè)資源。周克福等[8]發(fā)現(xiàn)，利用花生殼替代基質(zhì)培育番茄穴盤苗，草炭∶珍珠巖∶花生殼=1∶1∶1的配方最優(yōu)；董傳遷等[9]發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈∶蛭石=2∶1的基質(zhì)適于甜椒穴盤育苗，而且合理使用腐熟玉米秸稈可以減少草炭用量，改善基質(zhì)理化性狀，促進(jìn)甜椒幼苗生長；譚思思等[10]試驗(yàn)結(jié)果表明，與商品基質(zhì)相比，60%牛糞+40%食用菌渣的育苗效果及幼苗各農(nóng)藝性狀無顯著性差異，可替代市售煙草專用泥炭類育苗基質(zhì)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈/牛糞、菇渣/牛糞的營養(yǎng)豐富，能為芹菜幼苗生長提供充足的營養(yǎng)。秸稈/牛糞、菇渣/牛糞基質(zhì)可顯著促進(jìn)芹菜幼苗生長，秸稈/牛糞基質(zhì)對芹菜莖葉的生長促進(jìn)作用大于菇渣/牛糞基質(zhì)，但對芹菜幼苗根系的促進(jìn)作用不及菇渣/牛糞基質(zhì)。秸稈/牛糞基質(zhì)可顯著提高芹菜幼苗對礦質(zhì)元素的吸收，除Fe元素外，其他元素吸收量均顯著高于對照，而菇渣/牛糞基質(zhì)僅顯著提高了芹菜幼苗P、Na、Mn元素的吸收。

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陳子敬，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，設(shè)施蔬菜生長發(fā)育調(diào)控北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100193，E-mail：kjjyun@163.com

寧康，徐強(qiáng)，丁云玉，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，設(shè)施蔬菜生長發(fā)育調(diào)控北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

曹之富，北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站

王倩，通信作者，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，設(shè)施蔬菜生長發(fā)育調(diào)控北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，E-mail：wangq@cau.edu.cn

10.3865/j.issn.1001-3547.2016.18.010

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市葉類蔬菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)專項(xiàng)資金資助（blvt-08）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市葉類蔬菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)專項(xiàng)資金資助（blvt-06）

2016-05-30