有機基質對番茄穴盤苗生長及根系形態的影響

趙康，紀文磊 ，徐麗麗 ，楊延杰

2011年中國蔬菜播種面積達1 867萬hm2，蔬菜商品苗供應量大約為4 000億株，工廠化育苗展現了廣闊的市場前景[1]。草炭是目前國內外應用最廣泛的育苗基質材料，但其是一種不可再生資源，并且大量開采草炭會導致大氣CO2濃度升高，使地球變暖，所以其應用受到限制，因此，尋找和開發替代草炭基質的材料受到世界各國的普遍重視[2~4]。我國是食用菌生產大國，年產食用菌近1 000萬t，每年產生大量食用菌廢料，這些廢料相當一部分被棄置或焚燒，造成嚴重的資源浪費和環境污染[3]，對其進行合理開發利用意義重大。

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）作為一種廣泛栽培的蔬菜，在蔬菜周年均衡供應中發揮了相當重要的作用，成為工廠化育苗的主要種類之一。番茄苗期，根系除了起固定作用外，更主要的是吸收幼苗生育所需要的礦質養分、水分，根系的生長發育狀況會直接影響到幼苗的質量[5]，而幼苗質量是番茄豐產性的基礎，對番茄植株的生長、花芽分化以及果實發育都會產生重要影響[6]，因此，培育具有強壯根系的番茄穴盤苗對實現番茄早熟豐產至關重要。近年來，關于利用菇渣作為基質進行番茄育苗的研究報道已有許多[7~12]，也取得了一定成果，但前人的研究主要集中于菇渣理化性狀及其對番茄幼苗地上部形態指標和生理指標的影響，涉及根系指標的研究較少，而關于有機基質對番茄幼苗根系形態指標的影響如何，鮮有報道。因此，本試驗以菇渣替代草炭作為基質，旨在研究有機復合基質對番茄幼苗生長及根系發育狀況的影響，為培育番茄穴盤壯苗提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

試驗于2012年3~4月在青島普瑞有機農業發展有限公司育苗棚內進行，供試番茄品種為紫玫瑰320。試驗共設2個處理，分別為草炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1（CK）、牛糞∶菇渣=1∶1（T）。 播種前測定各復合基質理化性狀，3月10日將番茄播種于72孔穴盤中，每個處理1盤，3次重復，完全隨機排列。在番茄幼苗4葉1心時，每個處理選取4株幼苗進行各指標測定。育苗期間控制棚內白天溫度在25℃左右，夜間溫度在15℃左右。

1.2 測定指標及方法

不同復合基質理化性質主要包括容重、總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙、pH值、EC值、速效氮、速效磷，參照郭世榮[13]的方法測定。番茄幼苗形態指標包括株高（莖基部至生長點）、莖粗（子葉處）、全株鮮質量、全株干質量，并計算幼苗根冠比、壯苗指數。其中根冠比=植株地下部鮮質量/植株地上部鮮質量、壯苗指數=[（莖粗/株高）+（根干質量/冠干質量）]×全株干質量。將隨機挑選的幼苗自莖部切斷，采用根系掃描儀進行掃描，Win RHIZO根系分析儀器分析根系各指標。

1.3 數據處理

試驗數據采用DPS軟件進行統計分析，不同處理間的多重比較采用LSD法，Microsoft Excel作圖分析。

2 結果與分析

2.1 不同復合基質的基本理化性質

由表1可知，有機基質處理的基質容重顯著高于對照處理，而總孔隙度和通氣孔隙則顯著低于對照處理，較對照分別降低了15.1%和45.3%。基質的pH值在5.0~7.0，適于作物生長，pH值過高或過低都不利于幼苗的生長和發育，因此基質的pH值是一個重要參數[14]，本試驗中，有機基質的pH值達到7.25，略超出理想范圍上限。另外，有機基質的EC值較對照高出32.4%，達到顯著水平，其速效氮含量、速效磷含量均顯著高于對照，分別達到885.2，63.4 mg/kg，超出或達到基質推薦標準范圍[15]。

2.2 不同復合基質對番茄穴盤苗生長狀況的影響

從表2可以看出，有機基質顯著促進了番茄幼苗莖的伸長，該處理下番茄株高比對照處理的增加了10.6%；番茄幼苗莖粗較對照也有所增大，但差異不顯著。另外，有機基質處理還使番茄幼苗全株鮮質量及全株干質量顯著增加，根冠比升高，且與對照相比，有機基質培育的番茄穴盤苗壯苗指數比對照高85.4%，達到顯著性差異。

2.3 不同復合基質對番茄穴盤苗葉綠素含量的影響

如圖1所示，與對照相比，有機基質處理下，番茄穴盤苗葉片葉綠素a的含量顯著增加，比對照高27.2%，而葉綠素b含量也有所增加，但2個處理間無差異顯著性。這表明，有機復合基質有利于葉片葉綠素的合成。

2.4 不同復合基質對番茄穴盤苗根系形態的影響

由表3可得，有機基質培育的番茄幼苗根系總長度顯著長于對照處理，達到351.9 cm，較對照高53.5%；幼苗總表面積、總投影面積、總體積與對照處理培育的番茄幼苗相比，分別增大55.5%、51.6%、58.6%，且均達到顯著水平；另外，有機基質還顯著促進了番茄幼苗根尖數目的增加。這表明，有機基質有利于番茄幼苗根系建成，進而有利于番茄根系對養分和水分的利用。

2.5 不同復合基質對番茄穴盤苗不同根系范圍內根系生長狀況的影響

圖1 不同復合基質對番茄幼苗葉綠素含量的影響

表1 不同復合基質的基本理化性質

表2 不同復合基質對番茄穴盤苗生長狀況的影響

表3 不同復合基質對番茄穴盤苗根系形態的影響

圖2 不同復合基質對番茄穴盤苗不同直徑范圍內根系生長狀況的影響

不同直徑分級下，番茄幼苗根系數量可以客觀反映出根系生長發育狀況。從圖2可以看出，有機基質處理的番茄幼苗根系總長度在0~0.6 mm，顯著高于對照處理；與對照比，有機基質促使0~1 mm直徑范圍內的根系總體積顯著增大，在其他直徑范圍內，處理間根系體積無顯著差異；在0~0.8 mm范圍內，有機基質顯著增加了番茄幼苗根系總表面積及總投影面積。另外，如圖2所示，隨著直徑范圍的增加，各處理培育的番茄幼苗根系總長度及總體積均呈現出逐漸減小的趨勢；總表面積及總投影面積均呈現出先增大后減小的趨勢，在0.2~0.4 mm直徑范圍內達到峰值。

3 結論與討論

具有較好理化特性的基質，才能促進根系生長發育，培育壯苗[16]。基質適宜的容重為0.1~0.8 g/m3，總孔隙度為54%~96%[17]，由表1可知，各復配基質的容重、總孔隙度均處于理想范圍。李謙盛等[18]研究認為，一般適合于育苗的基質EC值為0.13~0.34 mS/cm，但本試驗結果表明，EC值為0.49 mS/cm的菇渣牛糞混合基質也可培育出較高質量的幼苗。尚慶茂[15]提出，蔬菜穴盤育苗基質中以水解性氮含量50~500 mg/kg、速效磷含量10~100 mg/kg為宜，由表1可知，各復合基質中速效養分含量均達到推薦含量或超過上限。

已有研究表明，莖粗不僅能較穩定地反映幼苗的健壯程度，且與幼苗的花芽分化、發育進程及質量有一定的相關性，壯苗指數對產量具有較強的預測性，而根冠比能夠反映植株生長協調性，是衡量植株生長發育平衡的一項重要因素[16，19，20]。 本試驗結果表明，有機基質處理顯著促進了番茄幼苗莖的伸長及增粗，顯著增加了番茄幼苗全株鮮質量及全株干質量，促使幼苗根冠比升高，顯著增大了幼苗壯苗指數。光合作用能夠為植物生長發育提供物質和能量，是植物生長發育的基礎，光合速率的變化趨勢又與葉綠素含量呈一定的相關性[21，22]。如圖1所示，有機基質培育的番茄幼苗葉片葉綠素a含量顯著高于對照處理，說明有機基質可能具有增強幼苗光合作用的趨勢。

植物根系是植株從土壤吸收水分、養分最直接的器官，其發育的好壞決定著植物利用土壤養分和水分能力的高低，并且影響著地上部的生長、營養狀況及產量水平[20，23]，而番茄穴盤苗根系中不同直徑的根，形態特點、生理作用均不相同，且細根的吸收能力強于粗根[24]，本研究結果發現，隨著根系直徑范圍的增加，各處理培育的番茄幼苗根長及體積呈現出逐漸減小的趨勢，而根系表面積及投影面積則呈現出先增大后減小的趨勢，且在0.2~0.4 mm直徑范圍內達到峰值。與對照相比，有機基質顯著促進了幼苗根系的伸長，根系總表面積、總投影面積及根系總體積均顯著增大，根尖數目顯著增多。綜合各因素可認為，本試驗條件下的有機基質配方適宜于番茄幼苗的生長，可培育出性狀優良的番茄幼苗。

[1]黃丹楓.創新應用信息技術 促進蔬菜種苗產業發展[J].長江蔬菜，2012（4）：1-7.

[2]劉永河.泥炭栽培基質是歐洲可持續園藝業的前提[J].腐殖酸，2002（4）：38-42.

[3]馬海林，馬丙堯，劉方春，等.菇渣用作育苗基質基礎材料的研究進展[J].山東林業科技，2010（3）：110-113.

[4]郭世榮.固體栽培基質研究、開發現狀及發展趨勢[J].農業工程學報，2005，21（增刊）：1-4.

[5]別之龍，黃丹楓.工廠化育苗原理與技術[M].北京：中國農業出版社，2008：118-121.

[6]張鳳光，賈利元.蔬菜穴盤育苗技術[J].現代農業科技，2011（17）：127-129.

[7]李曉強.有機基質菇渣在現代化農業大型溫室蔬菜無土栽培中的應用研究[D].南京：南京農業大學，2006.

[8]李謙盛，卜崇興，張艷苓.菇渣發酵園藝基質的理化性狀和應用效果[J].中國土壤與肥料，2006（5）：56-58.

[9]時連輝，張志國，劉登民，等.菇渣和草炭基質理化特性比較及其調節[J].農業工程學報，2008，24（4）：199-203.

[10]王子崇，相紅麗.菇渣復合基質在番茄穴盤育苗中的應用[J].北方園藝，2008（3）：39-41.

[11]張云舒，張殿宇，徐萬里，等.蘑菇渣復合基質特性及對番茄幼苗生長的影響 [J].西北農業學報，2008，17（3）：248-251.

[12]李海燕，李絮花，王克安，等.蘑菇渣替代草炭的栽培基質對番茄幼苗氮素狀況的影響 [J].中國農學通報，2011，27（31）：244-247.

[13]郭世榮.無土栽培學[M].北京：中國農業出版社，2003：423-425.

[14]魏智龍.番茄穴盤育苗基質的篩選[D].西安：西北農林科技大學，2001.

[15]尚慶茂.育苗基質的科學配制[J].中國蔬菜，2011（7）：42-45.

[16]楊軍，邵玉翠，仁順榮，等.不同基質配方對番茄冬季育苗的影響[J].中國農學通報，2011，27（4）：223-226.

[17]吳志行，凌麗娟，張義平.蔬菜育苗基質的理論與技術的研究[J].農業工程學報，1988（3）：20-27.

[18]李謙盛，郭世榮，李式軍.基質EC值與作物生長的關系及其測定方法比較[J].中國蔬菜，2004（1）：70-71.

[19]梁志卿，趙瑞，孫吉娜，等.基質中不同比例珍珠巖的添加對番茄穴盤苗的矮化效應 [J].東北農業大學學報，2011，42（4）：72-76.

[20]程琳，趙立群，吳新新，等.不同苗齡期黃瓜根系生理生化及形態指標的研究 [J].中國農學通報，2012，28（1）：181-186.

[21]楊紅麗，王子崇，張慎璞，等.多效唑對番茄穴盤育苗質量的影響[J].河南農業科學，2009（11）：101-104.

[22]郝敬虹，易旸，尚慶茂，等.干旱脅迫下外源水楊酸對黃瓜幼苗膜脂過氧化和光合特性的影響 [J].應用生態學報，2012，23（3）：717-723.

[23]潘艷花，馬忠明，呂曉東，等.不同供鉀水平對西瓜幼苗生長和根系形態的影響[J].中國生態農業學報，2012，20（5）：536-541.

[24]Sullivan W M,Jiang Z C,Hull R J.Root morphology and its relationship with nitrate uptake in Kentucky bluegrass[M].Crop Sci,2000(40):765-772.