夏亞真田利英李勝利*畢明明

（1河南農(nóng)業(yè)大學園藝學院，河南鄭州 450002；2平頂山市種子技術推廣站，河南平頂山 467000）

培育健壯的秧苗是蔬菜生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，秧苗的質(zhì)量直接關系到蔬菜的品質(zhì)和產(chǎn)量（張軼婷 等，2011；郝金魁 等，2012）。隨著工廠化育苗的不斷發(fā)展，育苗基質(zhì)的市場需求量迅速增加。草炭是國內(nèi)外公認的良好育苗基質(zhì)，但草炭是一種不可再生資源，過量開采會破壞生態(tài)環(huán)境，加劇全球的溫室效應（Ostos et al.，2008；馮海萍 等，2017；浩折霞 等，2017）。因此，近年來有利于農(nóng)業(yè)固體有機廢棄物改良的育苗基質(zhì)成為研究熱點。

生物炭是將大量的農(nóng)業(yè)固體有機廢棄物在缺氧和相對“較低”的溫度（＜700 ℃）條件下裂解形成的固態(tài)物質(zhì)（何緒生 等，2011；韋思業(yè)，2017）。生物炭自身富含有機炭和一定量的礦物質(zhì)養(yǎng)分，具有微孔結構和官能團以及較大的比表面積和孔隙度，不僅可以吸持有機質(zhì)吸持的養(yǎng)分，還可以吸持土壤中有機質(zhì)不能吸持的養(yǎng)分（蘇倩 等，2014），提高土壤吸附和保持水分的能力（Glaser et al.，2002），增強土壤水分滲透性（Lehmann et al.，2003），減少土壤養(yǎng)分淋溶，提高養(yǎng)分利用率，改善微生物環(huán)境（Nguyen & Lehmann，2009；劉卉等，2016）等。研究發(fā)現(xiàn)，在水稻育苗基質(zhì)中添加生物炭可以改善基質(zhì)水分存留時間和養(yǎng)分淋失速率，促進水稻根系代謝速率，使秧苗更健壯（高繼平 等，2014）。將枳砧幼苗移植到添加生物炭的基質(zhì)中，對枳砧株高有一定的促進作用，能有效提高基質(zhì)的持水量、pH值、礦質(zhì)元素含量，降低基質(zhì)的容重，增加非毛管孔隙度（謝玉明 等，2017）。與不施生物炭處理相比，施用生物炭可明顯提高烤煙的株高、有效葉數(shù)、最大葉面積及干物質(zhì)量，改善煙葉品質(zhì)（高明博 等，2016）。

河南是糧食生產(chǎn)大省，農(nóng)作物秸稈資源豐富，蔬菜育苗生產(chǎn)中需要大量的基質(zhì)。在蔬菜育苗基質(zhì)中添加生物炭，不僅可以提高基質(zhì)吸附和保持水分的能力，降低養(yǎng)分淋溶，還可以解決育苗基質(zhì)資源不足的難題，廢物利用、變廢為寶，實現(xiàn)資源的再利用。本試驗以小麥秸稈和花生殼為原料，按1V∶1V混合后經(jīng)高溫炭化形成炭粉，研究不同比例生物炭替代草炭對番茄幼苗生長及養(yǎng)分吸收利用的影響，以期為生物炭在蔬菜育苗中的合理利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種豫藝金星由河南豫藝種業(yè)公司提供。試驗用基質(zhì)（40%草炭，30%花生殼，10%珍珠巖，20%蛭石）由河南省洛陽市展翼農(nóng)業(yè)科技有限公司提供；生物炭（小麥秸稈和花生殼1V∶1V混合物經(jīng)高溫炭化形成的炭粉）購于商丘市三利新能源有限公司。

1.2 試驗設計

試驗于2015年3～9月在河南農(nóng)業(yè)大學毛莊科教園區(qū)日光溫室（34°16′N，112°42′E）和蔬菜栽培試驗室內(nèi)進行。共設3個處理，在基質(zhì)中添加不同體積比的生物炭混合基質(zhì)，T1，添加10%生物炭，基質(zhì)中草炭含量為36%；T2，添加20%生物炭，基質(zhì)中草炭含量為32%；T3，添加30%生物炭，基質(zhì)中草炭含量為28%；以不添加生物炭的基質(zhì)為對照（CK），基質(zhì)中草炭含量為40%。

番茄種子經(jīng)浸種消毒催芽后，播于72孔黑色穴盤（54 cm×28 cm）中，每處理6盤，3次重復，采用隨機區(qū)組排列，所有處理在育苗過程中只澆灌清水，其他管理措施均按照常規(guī)的工廠化育苗進行。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 育苗基質(zhì)理化性質(zhì)的測定 基質(zhì)容重、總孔隙度的測定采用郭世榮（2003）的方法；pH值、EC值的測定：將風干基質(zhì)與蒸餾水按 1V∶5V混合均勻，振蕩2 h，pH值采用上海儀電科學儀器股份有限公司生產(chǎn)的PHB-4便攜式 pH計測定，電導率（EC）采用上海儀電科學儀器股份有限公司生產(chǎn)的DB-303A型電導率儀測定。

1.3.2 形態(tài)指標的測定 幼苗四葉一心時，每處理隨機取10株測定株高、莖粗、幼苗地上部干質(zhì)量和地下部干質(zhì)量。株高采用直尺測量，莖粗采用游標卡尺測量，幼苗干質(zhì)量采用烘干質(zhì)量法測定，壯苗指數(shù)和根冠比參照張振賢等 （1993） 的方法計算。

1.3.3 生理指標的測定 番茄幼苗四葉一心時，每處理隨機取15株，將根系清洗干凈，采用TTC染色法測定根系活力；取番茄幼苗的第3片真葉，采用80%丙酮浸提法測定葉綠素含量（王學奎，2006）；植株干樣采用H2SO4-H2O2消煮法消煮，全氮含量測定采用靛酚藍比色法，全磷含量測定采用釩鉬銅比色法，全鉀含量測定采用火焰光度計法（鮑士旦，2000）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件和Excel 2003軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并運用LSD檢驗法對顯著性差異（P＜0.05）進行多重比較，利用Microsoft Excel 2003軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 添加生物炭對育苗基質(zhì)理化性質(zhì)的影響

由表1可以看出，除基質(zhì)容重隨著生物炭添加量的升高而降低外，基質(zhì)的總孔隙度、pH值和EC值均隨生物炭添加量的升高而升高。當育苗基質(zhì)的總孔隙度為54%～96%，pH在5.5～6.5 之間，EC值不高于2.5 mS·cm-1時番茄幼苗能夠正常生長（宋志剛，2013），因此在基質(zhì)中添加10%～30%的生物炭均符合番茄幼苗生長要求。

表1 添加生物炭對基質(zhì)基本理化性質(zhì)的影響

2.2 添加生物炭對番茄幼苗生長和葉綠素含量的影響

由表2可以看出，在基質(zhì)中添加生物炭對番茄幼苗的形態(tài)指標有較大影響，番茄幼苗的株高隨著生物炭添加量的增加而降低，所有處理的株高均顯著低于對照。適宜的生物炭添加量有利于番茄幼苗干物質(zhì)的積累與壯苗指數(shù)的提高，T2處理（添加20%的生物炭）的莖粗和地下部干質(zhì)量為3.94 mm和29.12 mg·株-1，比對照分別顯著提高了24.29%和35.88%，反映幼苗綜合素質(zhì)的壯苗指數(shù)和根冠比分別達到了9.87和0.218 6，顯著高于對照和其他處理。

隨著生物炭含量的提高，番茄幼苗根系活力呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，T2處理的根系活力最高，達到 301.20 mg ·g-1· h-1，顯著高于對照（表 2）。番茄幼苗葉片的葉綠素含量則隨著生物炭含量的增加呈上升趨勢，T3和T2處理的葉綠素含量分別比對照顯著提高了75.22%和54.87%（表2）。

表2 添加生物炭對番茄幼苗生長和葉綠素含量的影響

2.3 添加生物炭對番茄幼苗氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收的影響

由表3可以看出，隨著基質(zhì)中生物炭添加量的升高，番茄幼苗的氮、磷、鉀含量和積累量整體呈現(xiàn)先升后降的趨勢?；|(zhì)中添加生物炭處理的番茄幼苗氮含量和氮積累量均顯著高于對照，其中T2處理的氮含量和氮積累量最高，分別達到3.02 mg·g-1和1.19 mg·株-1；基質(zhì)中添加生物炭處理的番茄幼苗磷含量均顯著高于對照，T2處理的磷積累量顯著高于對照，磷含量和磷積累量分別達到0.697 mg·g-1和0.275 mg·株-1，分別比對照顯著增加了64.79%和57.27%；T1和T2處理番茄幼苗的鉀含量和鉀積累量均顯著高于T3處理和對照，其中T2處理的鉀含量和鉀積累量最高。

表3 添加生物炭對番茄幼苗氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收的影響

3 結論與討論

育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)及養(yǎng)分特征與幼苗生長密切相關，在育苗基質(zhì)中適量添加生物炭，有助于提升基質(zhì)通氣性，提高基質(zhì)的養(yǎng)分含量（徐奕 等，2016）。在本試驗中，尤以添加20%生物炭（T2處理）的番茄幼苗長勢最好。與常規(guī)育苗基質(zhì)相比，添加20%生物炭有助于提高基質(zhì)通氣性，顯著提高番茄幼苗的莖粗、壯苗指數(shù)、根冠比、根系活力，增幅分別為24.29%、62.87%、31.29%和26.86%，有利于培育壯苗。因此，將生物炭用于育苗基質(zhì)的組配是可行的，既有利于培育壯苗，又有助于促進農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用。

光合速率與葉片中的葉綠素含量成正比。在本試驗中，生物炭添加有利于番茄幼苗葉片葉綠素的積累，這與趙倩雯等（2015）的研究結果一致，但從番茄幼苗的氮、磷、鉀含量和積累量變化來看，番茄幼苗的氮、磷、鉀含量和積累隨生物炭添加量的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。生物炭對番茄幼苗促進作用的差異可能還要從生物炭本身養(yǎng)分持留能力、有益微生物繁殖、提升酶活性和養(yǎng)分利用率等途徑進行研究（廖娜，2016）。

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