呂海龍，魏鏞頻，郭子軍，謝淑琴，張 旦，曹力強(qiáng)，吳 丹，王姣敏

（定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 定西 743000）

芹菜（Apium graveolens） 是一種高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的蔬菜，富含蛋白質(zhì)和膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有平肝清熱、祛風(fēng)利濕等功效，一直以來(lái)深受人們的喜愛(ài)[1]。由于市場(chǎng)化規(guī)?；粩鄶U(kuò)大，近年來(lái)為了追求高效的經(jīng)濟(jì)效益，連茬栽培較為普遍。在化肥的施用中盲目追求高產(chǎn)而過(guò)量施用氮肥的現(xiàn)象日趨嚴(yán)峻，導(dǎo)致土壤理化性狀發(fā)生改變、養(yǎng)分失調(diào)等問(wèn)題，化肥過(guò)量和不合理的施用導(dǎo)致肥料利用率低下，土壤鹽漬化加重，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)厥卟水a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。研究表明，生物炭施入農(nóng)田土壤后可以促進(jìn)蔬菜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育，增加作物產(chǎn)量，利用特定的炭化技術(shù)，由生物質(zhì)在缺氧條件下不完全燃燒所產(chǎn)生的富碳產(chǎn)物。在土壤改良方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，主要包括改善土壤結(jié)構(gòu)和水分利用效率、提高土壤肥力、調(diào)節(jié)土壤酸堿度、為土壤提供生物質(zhì)基質(zhì)、為微生物生長(zhǎng)提供條件等，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展都有重要作用[2]。

玉米秸稈生物炭是以玉米秸稈為原材料，通過(guò)特定的有氧或無(wú)氧條件高溫分解而成的黑色且富含碳的多孔固體材料，具有吸附、保水、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力等多種優(yōu)勢(shì)，能夠促進(jìn)微生物生長(zhǎng)，從而促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)健康，在蔬菜育苗方面具有廣闊的應(yīng)用前景和潛力[3-4]。本試驗(yàn)在芹菜育苗基質(zhì)中添加以玉米秸稈制成的生物炭，研究其對(duì)芹菜幼苗生長(zhǎng)和對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響，探討玉米秸稈炭化應(yīng)用可行性并確定較優(yōu)添加量，以期為有效解決玉米秸稈資源化利用問(wèn)題和當(dāng)?shù)厥卟水a(chǎn)業(yè)綠色化發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試芹菜品種為‘精選加州王’。

供試基質(zhì)為玉米秸稈生物炭、草炭、珍珠巖，購(gòu)自河南立澤環(huán)保有限公司。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅省中部偏南（104°12′48″～105°01′06″E，35°17′54″～36°02′40″N）。平均海拔1 898.7 m，屬溫帶大陸性氣候，光照充足，干旱多風(fēng)，降雨稀少，是重要的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)之一。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院設(shè)施農(nóng)業(yè)研究所智能溫室進(jìn)行，芹菜于2022 年3 月9 日開(kāi)始育苗，播種前先催芽，種子浸種4～6 h 后，洗凈撈出，用紗布包好，置于21 ℃恒溫箱中催芽，保持空氣流通，待大部分種子露白后即可播種。選擇飽滿、發(fā)芽均勻一致的種子點(diǎn)播于穴盤(pán)中，播種后在上層覆一層薄土。

本試驗(yàn)的三種混合基質(zhì)各成分用量均按體積比計(jì)算，共設(shè)5 個(gè)處理（T1、T2、T3、T4、T5），每個(gè)處理重復(fù)3次，具體如表1 所示。將各處理所用的基質(zhì)按比例混勻后裝入穴盤(pán)中，其余管理按照常規(guī)方法進(jìn)行。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experimental design

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 植株生長(zhǎng)指標(biāo)及測(cè)定方法

芹菜培養(yǎng)至4 片真葉展開(kāi)后進(jìn)行生長(zhǎng)指標(biāo)及生物量的測(cè)定。在試驗(yàn)過(guò)程中，芹菜幼苗長(zhǎng)至四葉一心時(shí)，每個(gè)處理分別選取5 株長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗用直尺測(cè)定植株株高（根莖連接處到幼苗生長(zhǎng)點(diǎn)的距離），用游標(biāo)卡尺測(cè)量幼苗植株相同位置的葉柄粗（葉柄直徑）。SPAD（葉綠素）測(cè)定部位為最頂端一片完全展開(kāi)功能葉，取平均值。

生物量的測(cè)定：將芹菜植株完整連根挖出，并將全株清洗干凈后擦干植株表面水分。然后將地上部分與地下部分剪開(kāi)，分別稱(chēng)量其鮮質(zhì)量。隨后將地上部與地下部放入烘箱在105 ℃殺青10 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，再次稱(chēng)量地上部分和地下部分的質(zhì)量。并按照公式（1）計(jì)算壯苗指數(shù)。

1.4.2 基質(zhì)理化性狀測(cè)定指標(biāo)及方法

于芹菜四葉一心時(shí)測(cè)定各處理基質(zhì)的理化性狀?；|(zhì)含水量采用105 ℃烘干稱(chēng)質(zhì)量法測(cè)定，具體計(jì)算方法見(jiàn)公式（2）；容重采用環(huán)刀法測(cè)定；孔隙度測(cè)定采取待測(cè)基質(zhì)及容器埋入水下浸泡法，飽和水浸泡時(shí)間24 h，容器倒置8 h 瀝干水分，按照公式（3）計(jì)算總孔隙度?；|(zhì)pH 和電導(dǎo)率采用水∶基質(zhì)= 2.5∶1 浸提，用便攜式pH計(jì)和電導(dǎo)率儀測(cè)定，用重鉻酸鉀法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量[5]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 22 中的多重比較對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比基質(zhì)理化性質(zhì)的比較

研究表明[6-7]，基質(zhì)的理化性狀為基質(zhì)容重0.1～0.8 g/cm3，總孔隙度54%～96%，基質(zhì)水氣比2～4，pH 值6～8，電導(dǎo)率小于2.6 mS/cm。從表2 可以看出，不同配比的基質(zhì)各理化指標(biāo)均有差異。T4 處理的基質(zhì)pH 值為7.9，顯著低于其他處理，且在理想范圍內(nèi)，其他處理的pH 值在8～9 之間；EC 值T3 處理的最小，為1.35 mS/cm，顯著低于其他處理，T1 處理最大，為2.51 mS/cm；各處理間基質(zhì)的含水量和容重?zé)o顯著差異；T4 處理的總孔隙度為86.93%，除T1 處理外T4 處理的總孔隙度顯著高于其他處理；T3 處理的通氣孔隙度最小，為14.54%，較其他處理相比差異顯著；T1 和T4 處理的持水孔隙度分別為67.99%、65.96%，顯著高于其他處理，其余處理間無(wú)顯著差異；T3 處理的水氣比為4.02，顯著高于其他處理，其他處理均在2～4 之間。

表2 不同處理基質(zhì)理化性狀Table 2 Physicochemical properties of substrates for different treatment

2.2 不同配比基質(zhì)對(duì)芹菜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響

由表3 可知，不同配比基質(zhì)對(duì)芹菜株高的影響有顯著差異。

表3 不同處理對(duì)芹菜生長(zhǎng)的影響Table 3 Effect of different treatments on celery growth

其中T3 處理的株高為15.63 cm，與T1 處理相比增加了12.2%，顯著高于其它處理；從莖粗來(lái)看，T3 處理顯著高于其他處理，為6.27 mm，較T1 增加了13.0%；各處理間的葉綠素含量無(wú)顯著差異，SPAD 值在4.56～4.72之間；T3 處理的單株鮮質(zhì)量為5.13 g，其次是T4 處理，為4.46 g，且添加玉米生物炭的處理顯著高于其它處理；干質(zhì)量方面T3 處理為0.3 g，與其他處理相比差異顯著；各處理的壯苗指數(shù)以T3 最好，為0.35，顯著高于其他處理，與T1 相比增加了84.2%。

3 結(jié)論

玉米秸稈材料成本低廉，來(lái)源廣泛，按照不同配比混配后的基質(zhì)理化性質(zhì)不同。針對(duì)不同處理的芹菜植株性狀、產(chǎn)量的分析表明，T3 處理的芹菜株高、莖粗、單株干質(zhì)量、壯苗指數(shù)等顯著高于T1 和其他處理。T3 的單株鮮質(zhì)量最大，其次是T4 處理。植物葉片中葉綠素含量的多少直接關(guān)系著植物的生長(zhǎng)和發(fā)育[8-9]，隨著幼苗生長(zhǎng)，各處理的SPAD 值并未見(jiàn)顯著差異?？偪紫抖仁侵富|(zhì)中通氣孔隙與持水孔隙的總和，以孔隙體積占基質(zhì)總體積的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，其大小反映了基質(zhì)的孔隙狀況[10-12]?？偪紫抖却螅f(shuō)明基質(zhì)較輕、疏松，容納空氣和水的量大，有利于根系生長(zhǎng)[13-15]。但植物易漂浮，穩(wěn)定效果較差，易倒伏[16-17]；總孔隙度小，則基質(zhì)較重、堅(jiān)實(shí)，水分和空氣的容納量小，不利于根系伸展，但穩(wěn)定效果好[11-12]。這說(shuō)明基質(zhì)的總孔隙度過(guò)大或過(guò)小都不利于植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育[18-20]。生產(chǎn)上常將顆粒大小不同的基質(zhì)混合使用，以改善基質(zhì)的物理性能[21-23]?；|(zhì)的總孔隙度在40%～75%時(shí)適合多數(shù)作物栽培[15-16]。本試驗(yàn)中，T3 處理（玉米秸稈、草炭和珍珠巖體積比為8∶82∶10）的總孔隙度為73.05%，在參考值以內(nèi)[21]。T3 處理水氣比較其他處理略高，這表明該配方替代玉米秸稈、草炭和珍珠巖體積比為0∶90∶10 的對(duì)照（T1）配方是完全可行的。以玉米秸稈、草炭和珍珠巖體積比為8∶82∶10 的配方基質(zhì)栽培芹菜，可以節(jié)約資源資源，降低基質(zhì)的成本，有效提高芹菜產(chǎn)量。