不同基质配方对蔬菜种子萌发及幼苗生长的影响

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　　关键词：无土栽培;基质配方;理化性质;种子萌发;幼苗生长
　　贵州省经济相对落后，可溶性碳酸盐岩的出露面积占全省国土面积的73%[1]，独特的气候条件与喀斯特地貌决定了该地区土层形成极困难且极易遭到破坏，属于典型的生态脆弱区[2]。贵州省人地矛盾突出，全省耕地面积约为2.93×106 hm2，而在耕地土壤资源中坡耕地所占比例高达47.36%[3]。很多地区土壤贫瘠，土壤肥力下降，不利于很多作物的生长。然而，玉米秸秆、菇渣、药渣、炉渣等工农业生产的废弃物可作为无土栽培的固体基质取代土壤种植蔬菜。
　　本试验针对贵州省的省情和固体基质无土栽培的发展趋势，选用来源广泛且价格低廉的废弃物如玉米秸秆、炉渣、菇渣、药渣等作为无土栽培基质，通过添加适宜有机肥或化肥，进行不同配比混合基质的理化性质测定，并比较不同配比基质对番茄、生菜、菜心、芥菜4种蔬菜种子萌发和幼苗生长的影响，旨在为无土栽培基质在生产上的推广应用提供科学依据，为开发出材料来源广泛、制造工艺简单、成本低、价格便宜、性状稳定且能够在农业生产上推广应用的基质配方提供参考。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　本试验选用的无土栽培基质配制材料包括炉渣、菌渣、混合药渣、鸡粪、猪粪、过磷酸钙等，由贵州高斯众合农业生态科技发展有限公司提供，混合基质经过常规堆制发酵处理2个月以充分腐熟，备用。选用4种蔬菜作物种子进行试验，其中番茄品种为韩育新中蔬四号，生菜品种为韩育玻璃生菜，菜心品种为韩育四九菜心，3种蔬菜种子由青县纯丰蔬菜良种繁育场生产;芥菜为上海青，种子由南京金盛达种子有限公司生产。试验于2019年2—5月在贵州大学农学院园艺科学实验室进行。
　　1.2 试验设计
　　试验设置2个无土栽培基质配方，试验设计及配方组成见表1。
　　1.3 测定内容与方法
　　1.3.1 基质物理性状测定 本研究采用环刀法[4]来测量2种配方基质的物理性质，测定指标包括容重、总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙、持水能力、大小孔隙比等。
　　1.3.2 基质化学性状测定 电导率（EC值）采用电导仪测定; pH值采用电位测定法[5]（土与水的体积比为1 ∶ 2.5）测定;有机质含量采用水合热重铬酸钾氧化比色法[6]测定;全氮含量采用凯氏定氮法[7]测定;有效磷含量采用碳酸氢钠法（Olsen法）[8]测定;速效钾含量采用醋酸铵浸提火焰光度法[9]测定。
　　1.3.3 種子萌发试验 种子萌发试验采用2种方法进行。方法1：将各配方基质与蒸馏水按体积比为1 ∶ 5的比例浸提24 h后，用定性滤纸过滤。滤液用HCl或KOH溶液调节pH值至6.4～6.5，高温消毒后备用。取番茄、生菜、芥菜、菜心4种蔬菜种子各50粒，分别置于10 mL离心管内，分别滴加基质浸提液及对照液（1/2浓度Hoagland营养液） 1.5 mL，稍微振荡下，使种子与浸泡溶液充分混匀。浸种24 h后，将每个离心管中的50粒种子整齐地摆放在放有2层滤纸的培养皿中，置于温度为22 ℃光照培养箱中连续光照发芽，适时补充相应浸提液。每天统计发芽势和发芽，7 d后统计发芽率，并测量胚根长度，计算发芽指数[10]。方法2：直接将基质置于直径为18 cm的培养皿中，分别点播番茄、生菜、芥菜、菜心种子各50粒，然后置于温度为 25 ℃ 的恒温光照箱里光照发芽。每天统计发芽势和发芽，7 d后统计发芽率和测量胚根长度，计算发芽指数。试验设3次重复。
　　发芽率=发芽种子粒数/供试种子粒 数×100%;
　　发芽势=规定时间内发芽种子粒数/供试种子粒数×100%;
　　发芽指数=∑Gt/Dt。
　　式中：Dt为发芽日数;Gt是与Dt相对应的每天发芽种子数。
　　1.3.4 幼苗生长试验 待4种蔬菜的种子发芽后，分为2组分别移栽到盛有2种配方基质的穴盘中，每个配方随机选取3株长势一致的幼苗并进行标记，每7 d测量1次幼苗的株高、茎粗、叶长、叶宽共测量3次，取平均值，其中用直尺测量茎基部到生长点的长度作为株高（cm）;用游标卡尺测量子叶处茎粗（mm）;用直尺量取叶片的叶长（cm）和最大叶宽（cm）。
　　幼苗干鲜质量的测定：在2种配方基质处理中分别选3株幼苗，测量地上部及地下部的干鲜质量。测定地上部干鲜质量时，先将茎干和叶片剪下装入档案袋中，用电子天平称其鲜质量，然后放入烘箱中在105 ℃下杀青 30 min，再在75 ℃恒温干燥箱内烘干24～32 h后，称其干质量;将根挖出后用清水冲洗干净，然后放入烘箱中在105 ℃下杀青30 min，再在75 ℃恒温干燥箱内烘干24～32 h后，测其干质量。
　　根冠比=根干质量/地上部干质量;
　　壮苗指数=（茎粗/株高+根干质量/地上部干质量）×全株干质量。
　　1.4 数据分析
　　利用Excel 2010、DPS软件进行试验数据的统计、整理、分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同配方无土栽培基质的物理性状
　　郭世荣认为，通常情况下，当基质容重为0.1～0.8 g/cm3、总孔隙度为54%～96%、pH值为6.5～7.0、电导率>1 mS/cm时比较适宜栽培蔬菜作物[11-12]。容重是指单位体积的固体基质质量，可以反映基质的疏松、紧实程度。从表2可以看出，配方Ⅰ容重<0.25 g/cm3，属于低容重基质，配方Ⅱ容重在0.25～0.75 g/cm3之间，属于中容重基质，2种配方基质的容重均在理想范围内。配方Ⅰ的总孔隙度为60.8%，在理想范围值内，而配方Ⅱ总孔隙度为44.5%，低于理想范围，表明基质相对质量大，容纳的空气、水量小，不利于植株的根系伸展;通气孔隙体现了基质流通空气的能力，基质配方Ⅰ的通气孔隙为 52.3%，基质配方Ⅱ的为37.2%，2种配方相差 15.1%;持水孔隙度体现基质的保水能力，2种配方的基质持水孔隙都小于10%，远远低于理想范围（40%～70%）。持水能力表示基质对水分保持能力的大小，混合基质配方Ⅰ比配方Ⅱ的持水能力高 20.98百分点;通气孔隙可衡量基质与空气交换的能力，混合基质配方Ⅰ比配方Ⅱ高15.1百分点;持水孔隙指基质总容积中水占有的孔隙容积，混合基质配方Ⅰ的持水孔隙大于配方Ⅱ。大小孔隙比与总孔隙度合在一起可全面反映基质中气和水的状态。基质配方Ⅰ大小孔隙比为5.10。基质配方Ⅱ大小孔隙比为6.15，比理想值（0.25～0.50）要大很多，表明2种配方基质过粗，通气性强但贮水力弱，通气孔隙要比正常值（5%～30%）大。 　　2.2 不同配方无土栽培基质的化学性状
　　从表3可以看出，2种配方EC值都较大，说明2种基质内部的盐类含量高，营养物质多，而配方Ⅱ相比配方Ⅰ要大。配方Ⅰ呈偏碱性，配方Ⅱ呈微酸性，属于中性范围。有机质含量配方Ⅰ比配方Ⅱ高15.13百分点。全氮含量配方Ⅰ比配方Ⅱ高0.61百分点，全磷含量配方Ⅱ比配方Ⅰ高0.39百分点;全钾含量配方Ⅰ比配方Ⅱ高0.31百分点。总体上2种配方基质的有机质含量、氮磷钾含量都比较高。
　　2.3 不同配方无土栽培基质浸提液对蔬菜种子萌发的影响
　　从表4可以看出，不同蔬菜种子在2种基质浸提液处理下发芽率不同。番茄种子经配方Ⅰ基质浸提液处理后发芽率为90%，高于配方Ⅱ基质浸提液处理下的发芽率86%，但番茄种子在配方Ⅰ基质浸提液处理下发芽势为16%，小于在配方Ⅱ基质浸提液处理下的发芽势30%;生菜种子在配方Ⅰ基质浸提液和配方Ⅱ基质浸提液处理下发芽势和发芽率相差不大，而且发芽率都达90%以上;菜心的种子在配方Ⅰ基质浸提液处理下的发芽率为96%，高于在配方Ⅱ基质浸提液处理下的发芽率88%，而且在2种配方基质浸提液处理下菜心种子的发芽势都很高;芥菜的种子在2种配方基质浸提液处理下发芽率相差不大，而在配方Ⅱ基质浸提液处理下发芽势要高于配方Ⅰ，相差12百分点。发芽指数是种子的活力指标，发芽指数越高，种子活力越高。经配方Ⅰ基质浸提液处理后的番茄种子发芽指數略低于配方Ⅱ，但是生菜、菜心和芥菜的种子发芽指数则高于配方Ⅱ。配方Ⅰ基质浸提液对番茄种子胚根长的影响大于配方Ⅱ。
　　2.4 不同配方无土栽培基质对蔬菜种子萌发的影响
　　从表5可以看出。番茄种子在配方Ⅰ的基质中发芽率为76%，低于该品种的理想发芽率的85%，在配方Ⅱ的基质中发芽率为80%，2种基质中种子发芽率相差不大，但是番茄种子在配方Ⅰ的基质中发芽势要高于在配方Ⅱ中的发芽势，二者相差46百分点;生菜种子在配方Ⅰ基质中的发芽率要低于在配方Ⅱ基质中的发芽率，二者相差8%;而在配方Ⅰ基质中的发芽势要远远大于配方Ⅱ基质，二者相差48%;芥菜种子在配方Ⅰ基质中和配方Ⅱ基质中发芽率、发芽势相差不大。虽然配方Ⅱ基质中的4种蔬菜的种子发芽率大多高于配方Ⅰ，但是配方Ⅰ基质中几种蔬菜种子的发芽指数均大于配方Ⅱ。
　　2.5 不同配方无土栽培基质对蔬菜幼苗生长的影响
　　2.5.1 对番茄幼苗生长的影响 从表6可以看出，番茄株高、茎粗、地上部干质量、地下部干质量、壮苗指数、根冠比在2种基质条件下差异显著，地上部和地下部鲜质量差异不显著。番茄幼苗在配方Ⅱ基质中生长较好，说明配方Ⅱ基质更适合做番茄栽培基质。
　　2.5.2 对生菜幼苗生长的影响 在2种基质条件下，生菜幼苗的株高、茎粗、地下部鲜质量、地下部干质量、壮苗指数差异不显著，地上部鲜质量、地上部干质量、根冠比差异显著（表6）。生菜在配方Ⅰ基质中地上部比地下部生长较好，表明配方Ⅰ基质适合栽培生菜幼苗。
　　2.5.3 对菜心幼苗生长的影响 在2种基质条件下，菜心幼苗的株高、茎粗、地上部和地下部鲜质量、地上部干质量、根冠比差异不显著，地下部干质量和壮苗指数差异显著（表6）。由于配方Ⅰ基质pH值偏碱性，不利于菜心幼苗根系生长，导致全株鲜质量偏小。
　　2.5.3 对芥菜幼苗生长的影响 芥菜在2种基质条件下各项生长指标都差异不显著（表6）。说明2种配方基质都适合栽培芥菜。
　　3 讨论与结论
　　通过试验研究2种配方基质对4种蔬菜种子萌发和幼苗生长的影响，得出以下结论。
　　配方Ⅰ的混合基质由炉渣、菇渣、混合药渣、鸡粪、猪粪、磷肥组成（按炉渣 ∶ 菇渣 ∶ 混合药渣体积比6 ∶ 3 ∶ 1比例混合，添加2 kg/m3过磷酸钙、50 kg/m3 干猪粪、60 kg/m3干鸡粪）;该配方基质容重在理想范围内，但大小孔隙比偏大，基质材料团粒结构过粗，需要适当进行加工使基质更细一些，才更有利于作物根系的生长。EC值高，说明基质内含养分丰富;基质pH值在7.3～7.8范围内，偏碱性，能明显提高种子发芽率，对蔬菜幼苗生长也有促进作用，适宜作为生菜和芥菜的栽培基质。
　　配方Ⅱ的混合基质由炉渣、菇渣、玉米秸秆、鸡粪、磷肥（按炉渣 ∶ 菇渣 ∶ 混合药渣体积比6 ∶ 3 ∶ 1比例混合，添加60 kg/m3干鸡粪），该配方基质容重在理想范围内，总孔隙度大，疏松多孔，但大小孔隙比偏大，基质材料团粒结构过粗，需要适当进行加工使基质变细一些。EC值高，表明基质内含养分丰富，基质pH值在6.7～7.2范围内，酸碱度适中，能明显提高种子发芽率，对蔬菜幼苗生长都有促进作用，比较适合作为番茄、菜心、芥菜的栽培基质。
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