沼渣与基质配比对番茄幼苗生长和生理特性的影响

来源:用户上传      作者: 李或 蒋芳玲 刘明池等

　　摘要：以番茄朝研269为试材，设1:1、1:2、1:3、1:4共4个沼渣与基质配比，以不含沼渣的基质为对照(CK)，设浇施营养液和不浇施营养液2个处理，共10个处理组合，研究沼渣与基质配比对番茄幼苗生长和生理特性的影响。结果表明：在基质中添加一定比例的沼渣，有利于促进番茄幼苗的生长，并且浇施营养液的效果比不浇施营养液效果更好，表现为植株生长良好，生理活性高。试验结果证明：在浇施营养液的同时，在育苗基质中添加一定比例的沼渣，有利于提高番茄幼苗的健壮度，其中沼渣与基质配比为1:4的效果最好。
　　关键词：沼渣；基质；番茄；幼苗；生长特性；生理特性
　　
　　番茄是世界性蔬菜，也是我国设施栽培的主要蔬菜种类之一，在生产和消费中发挥着重要作用。人、畜粪便和各种农作物秸秆等投入沼气池内经密封发酵后的固体残余物称为沼渣，其养分全面，含有丰富的腐殖酸等有机物质及作物生长所需的氮、磷、钾等无机营养元素，对提高农产品的产量、品质以及改良土壤理化性状都有积极作用，是重要的优质有机肥资源。此外，沼渣中的生命活性物质还有助于提高作物的抗逆性。
　　目前，对于沼渣用作肥料的效果评价有较多报道，但大多停留在直观描述上，缺乏理论数据。鉴于当前蔬菜生产中存在过多依赖化肥、有机肥使用量不足、土壤酸化板结、养分比例失调、病虫害加重等问题，近年来许多地区推广了以沼气为纽带的“四位一体”的生态农业模式，其中使用沼渣为蔬菜施肥，收到了较好效果。相关研究表明，沼渣在配施一定比例化肥的基础上能增加莴笋叶和茎中VC和氨基酸含量，施用沼渣能提高莴笋叶中还原糖含量。迄今有关沼渣的利用研究多采用单施或在施用化肥时少量配施沼渣的方式，但有关沼渣在蔬菜育苗上的应用还少有报道，特别是在育苗基质中添加一定比例的沼渣，研究不同比例沼渣对幼苗生长和生理特性的影响还未见报道。为此，本研究在育苗基质中添加不同比例的沼渣，配制成沼渣混合基质，同时设浇施营养液和不浇施营养液2个处理，分析在育苗基质中添加不同比例沼渣对番茄生长和生理特性的影响，进而筛选出适宜的沼渣添加比例，为沼渣在番茄育苗中的应用提供理论依据。
　　
　　1　材料和方法
　　
　　1.1材料和处理
　　试验在南京农业大学园艺学院玻璃温室中进行。供试番茄品种为朝研269号，沼渣在南京山田奶业公司获得，其沼渣的理化特性：N:0.077％，P:0.067％，K:1.017％，EC:10000us／Cm，pH 8.0。营养液采用日本园试配方营养液。试验设以下处理：A：不浇施营养液，沼渣与基质比例为1:1；B：不浇施营养液，沼渣与基质比例为1:2；C：不浇施营养液，沼渣与基质比例为1:3；D：不浇施营养液，沼渣与基质比例为1:4；CK：以不浇施营养液，不添加沼渣的基质为对照；A+：浇施营养液，沼渣与基质比例为1:1；B+：浇施营养液，沼渣与基质比例为1:2；C+：浇施营养液，沼渣与基质比例为1:3；D+：浇施营养液，沼渣与基质比例为1:4；CK+：以浇施营养液，不加沼渣的基质为对照，一共10个处理组合。每个处理3次重复，每重复1个穴盘，不同重复按随机区组排列。育苗穴盘为50孔黑色聚乙烯塑料穴盘，育苗基质中泥炭、蛭石、珍珠岩为2:1:1比例(体积比)，配制成复合基质。番茄种子经常规浸种催芽后，选其萌发均匀的种子播于50孔穴盘中。在播种7d(大部分种子出苗)后，浇施1次营养液，以后每7d浇施1次营养液，大量幼苗出土后第7d(播种后14d)，开始测定相关指标，每7d测定1次，一共测定4次。
　　
　　
　　1.2测定指标和方法
　　番茄幼苗的生长指标：幼苗株高、茎粗、根长、苗质量(鲜质量)按常规方法测量；
　　叶绿素含量采用乙醇浸提法，利用公式计算番茄幼苗叶片的总叶绿素含量。
　　丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定
　　SOD活性采用氮蓝四唑(NBT)法测定；
　　POD活性采用愈创木酚法测定；
　　可溶性蛋白含量的测定：参照Bradford(1976)的考马斯亮蓝G-250染色法
　　每个处理3次重复，每重复选取长势一致的5株幼苗混合取样测定。
　　
　　1.3数据处理和统计分析
　　利用ExCel2003对试验数据进行处理，利用SPSS16.0统计软件对获得的数据进行双因素F检验及多重比较。
　　
　　2　结果与分析
　　
　　2.1沼渣与基质配比对番茄苗期株高和茎粗的影响
　　如表1所示，整个幼苗生长阶段，浇施营养液处理的株高都比未浇营养液处理的株高要高。在幼苗生长至第7天时，在浇施营养液的处理中以C+处理幼苗最高，显著高于处理A及对照CK和CK+。在之后的时间里，处理C+和D+优于对照和其他处理。从幼苗生长至第14天开始，无论浇施营养液与否，基质中添加一定比例的沼渣，幼苗株高均大于浇施营养液和不浇施营养液的对照(CK和CK+)。而浇施营养液的对照(CK+)株高值大于不浇施营养液的对照(CK)。由此可知，在基质中添加一定比例沼渣，有利于促进番茄幼苗株高的增加，在幼苗生长早期，甚至可以不浇施营养液。
　　
　　在整个时间段里，浇施营养液的处理及对照幼苗的茎粗都比未浇营养液的处理和对照要粗。在幼苗生长至第7天时，以D+处理的茎粗值最大，显著高于除C+处理外的其他处理及对照。至生长到第14天，以C+处理茎粗值最高，显著高于B、D、CK及CK+。在第21天和28天，以D+的茎粗值最大，显著高于CK+以及未浇施营养液的所有处理。由此可知，在育苗基质中添加沼渣，可以增加番茄幼苗的株高和茎粗，即使在不浇施营养液的情况下，株高和茎粗也高于不加沼渣的对照，浇施营养液也表现出相同的规律。
　　
　　2.2沼渣与基质配比对番茄苗期根长和苗质量的影响
　　从表2可知，整个幼苗生长阶段，浇施营养液处理的根长都比未浇营养液处理的根长要长。在幼苗生长至第7天时，以C+处理根长最长，显著高于其他处理及对照。在幼苗生长至第14天时，不同处理幼苗根长的变化与第7天时相似。在幼苗生长至第21天，D+处理的根长值最大，显著高于C+处理之外的其他处理和对照。生长至第28天时，幼苗根长变化与第21天时相似，但D+处理下幼苗根长仅与A、B、CK和CK+差异显著。由此可知，在浇施营养液的处理当中，C+、D+促进根长生长的效果最为明显。
　　
　　与未浇营养液的处理相比，浇营养液的处理可促进幼苗鲜质量的增加。在幼苗生长至第7天时，以D+处理的效果最好，幼苗鲜质量的值最高，显著高于处理A、B、C、CK和A+与CK+。生长至第14天，以C+的幼苗鲜质量值最高，显著高于除D+以外的所有其他处理及对照。至第21天和28天时，以D+处理苗质量最高，显著高于其他处理和对照。由此可见，无论浇施营养液与否，在育苗基质中添加

沼渣，均可增加幼苗的鲜质量，说明沼渣对幼苗质量增加有效果。而浇施营养液的处理效果又优于不浇施营养液的处理，在不同处理中，以C+和D+的效果最好。
　　
　　2.3沼渣与基质配比对番茄苗期丙二醛、叶绿素和可溶性蛋白含量的影响
　　如表3所示，随着幼苗生长时间增加，各处理番茄幼苗的丙二醛(MDA)含量基本上呈逐渐增加的趋势。其中以不浇施营养液对照(CK)的含量最高，其在第21天时，MDA含量达到最大值34.04ug／g，显著高于其他处理。所有处理和对照的幼苗整个生长过程中，以D+处理下幼苗MDA含量一直维持在最低值，而且浇施营养液的各处理均使幼苗MDA含量处于较低水平。由此说明，在育苗基质中添加沼渣以及浇施营养液均可使幼苗MDA含量减低，而且以添加较低比例的基质更有利于降低幼苗中的MDA含量。
　　浇施营养液的处理A+、B+、C+、D+以及对照CK+的幼苗，其叶绿素含量随幼苗生长时间延长而逐渐增加，其中又以C+的叶绿素含量增加最为明显。而未浇施营养液的对照(CK)幼苗的叶绿素含量则出现逐渐下降趋势，其他未浇施营养液的处理(A、B、C、D)幼苗的叶绿素含量也比浇施营养液处理的低。可见在育苗基质中添加一定量的沼渣，可以提高幼苗叶绿素含量，并且同时浇施营养液比不浇施营养液叶绿素的含量更高。
　　
　　随着幼苗生长时间的延长，未浇施营养液的处理A、B和对照(CK)的幼苗可溶性蛋白含量呈现先上升后下降的趋势，而处理C、D则呈现持续下降的趋势。浇施营养液的处理大体呈现逐渐增加的趋势，其中以处理C+增加趋势最为明显。幼苗生长至第21天和第28天时，其可溶性蛋白质含量显著高于未浇施营养液的处理。说明在浇施营养液的情况下，处理C+和D+对番茄幼苗可溶性蛋白含量的增加有促进作用。
　　
　　2.4沼渣与基质配比对番茄苗期SOD(超氧化物歧化酶)和POD(过氧化物酶)活性的影响
　　从表4可见，对于未浇施营养液的处理A、B、C、D及对照(CK)，番茄幼苗SOD活性大体呈现出高一低一高的变化趋势，其中，对照(CK)在整个幼苗生长过程中均具有高的SOD活性，至第14天达到最大值321U／g・min。总体上，添加沼渣的处理，SOD活性低于不添加沼渣的对照；对于浇施营养液的处理及对照(CK+)，其幼苗SOD出生低于不浇施营养液的处理和对照(CK)。其原因可能是在缺少足够营养的条件下，番茄幼苗的氧化伤害增强，从而导致SOD酶活性提高。而添加沼渣，可有效缓解番茄幼苗的氧化伤害，因而SOD酶活性较低。
　　随着幼苗生长时间的增加，对照CK和CK+的幼苗POD活性呈现出先增加后下降的趋势，都在处理的第21天达到最大值，分别为3495U／g・min和2438u／g・min。添加不同沼液的处理以及浇施营养液和不浇施营养液的处理之间，POD活性没有呈现出规律性变化。
　　
　　3　讨论
　　
　　沼液和沼渣是沼气发酵的副产物，从其组分可以得知，它含有丰富的氮、磷、钾等基本营养元素，并且都是速效养分，对植物和环境没有任何毒副作用，并且有促进生长的生理功能。因此沼液、沼渣是一种多元的优质速效复合肥。
　　植株生长外观形态在说明其生长状况时比较有代表性和说服力。本试验中采用沼渣与基质按不同比例配合，以及浇施营养液和不浇施营养液两个交互处理，均对番茄幼苗的株高、茎粗、根长和鲜质量等生长指标有显著影响。与未浇施营养液的处理相比，浇施营养液对番茄幼苗生长有显著促进作用，说明在育苗基质中仅仅添加沼渣，并不能完全满足幼苗生长的需求。无论浇施营养液与否，在育苗基质中添加一定比例的沼渣，均可促进番茄幼苗的生长，以沼渣与基质比例为1:4的效果最好。可显著提高番茄幼苗的株高、茎粗、根长和鲜质量。壮苗是蔬菜早熟丰产的基础，幼苗素质对番茄产量尤其是前期产量有较大的影响。施用沼渣复合基质，并浇灌营养液可有效提高番茄幼苗素质，并且对其没有任何毒副作用，为番茄前期产量及品质的提高打下良好的基础。
　　丙二醛(MDA)是细胞膜脂过氧化伤害的产物之一，对细胞膜有毒害作用，其含量的高低可反映膜脂过氧化程度的大小，细胞质膜透性的高低反映了细胞膜破坏程度的大小。在本试验中，浇施营养液各处理幼苗的MDA含量低于未浇施的处理，说明浇施营养液能有效地降低番茄幼苗叶片中MDA的含量。无论浇施还是未浇施营养液，在育苗基质中加入沼渣，均有利于降低幼苗叶片中的MDA含量。
　　叶片叶绿素含量是反映植物光合能力的一个重要指标。光合作用是地球上最重要的化学反应，是一切生物直接或间接的能量来源。因此，叶绿素含量也间接反映植株生命活力的高低。本试验研究表明，与不加沼渣对照相比，添加沼渣能明显提高番茄幼苗叶片中的叶绿素。
　　可溶性蛋白在植物体内既是功能成分，也是主要的渗透调节物质之一。可溶性蛋白质含量的增加可以降低植物体内的渗透势，以利于植物体在干旱逆境中维持体内正常所需的水分，提高植物的抗逆性。本试验结果表明，在浇施营养液的条件下，沼渣与基质以1:3、1:4比例混合，番茄幼苗的可溶性蛋白含量较高。在沼渣与基质混合比例相同的条件下，浇施营养液的处理比未浇施的处理可溶性蛋白含量更高。
　　超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)均为活性氧清除剂。SOD作为植物抗氧化保护系统的第一道防线，主要功能是清除O2，是防护氧自由基对细胞膜伤害的一种重要保护酶。POD的作用具有双重性，一方面可在逆境或衰老初期表达，清除H2O2，表现为保护效应；另一方面POD也可在逆境或衰老后期表达，参与活性氧的生成并促进叶绿素降解，引发膜脂过氧化反应的发生，表现为伤害效应。本试验中，基质中添加沼渣和浇施营养液2个因素的交互作用对于SOD活性影响不显著。但无论浇施营养液与否，基质中未添加沼渣使幼苗POD活性提高，说明沼渣可有效缓解POD活性的过度波动，也说明添加沼渣可能有缓解幼苗氧化伤害的作用。
　　综上所述，在育苗基质中添加一定比例的沼渣，配合浇施营养液，可明显促进番茄幼苗的生长，提高番茄幼苗素质，显著增加番茄叶片中叶绿素和可溶性蛋白含量，也能有效地降低叶片MDA的含量，从而提高番茄苗期的抗氧化伤害能力。

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