復合基質的特性及其在黃瓜育苗上的應用效果

尹 微 景紅雙 薛 冰 江志陽

中國科學院沈陽應用生態研究所 沈陽 110016

隨著我國現代農業的快速發展，蔬菜生產正在由個體化、傳統化向科學化、集約化、市場化、商品化和現代化轉變。當前，育苗產業的工廠化已經成為蔬菜生產向高新技術發展的重要標志[1，2]，也是人們研究和關注的熱點。因為泥炭具有有機質和纖維含量豐富，疏松多孔，通氣透水性好等優點，是良好的作物栽培基質[3，4]，故而在蔬菜育苗過程中是不可缺少的生產資料。我國泥炭多產于濕地，泥炭開采會導致濕地環境的破壞，為響應國家“綠水青山，就是金山銀山”的號召，各級政府禁止泥炭資源開采，加之因進口泥炭受運輸成本高的限制，泥炭基質的替代物（比如農業廢棄物）等成為近幾年研究的熱點。堆肥是農業有機廢棄物經過微生物發酵而成的生物有機肥料，其營養物質能夠充分被作物吸收利用，具有安全無害，綠色環保等優點。經過高溫處理后的膨脹蛭石透氣性好，吸水力強，溫度變化小以及無菌的作用，非常適合作為基質原料使用。農作物秸稈、爐渣灰中也含有大量的氮磷鉀及微量元素，可作為基質原料使用[5～7]。

本文旨在利用泥炭、有機肥、蛭石、玉米秸稈及爐灰渣組配成復合型育苗基質，選擇出適合黃瓜育苗最優的育苗基質，為實現工廠化育苗提供參考。

1 材料與方法

試驗于2015年4月—5月在中國科學院沈陽應用生態研究所沈北新區溫室試驗田進行，黃瓜品種為“天優二號”，基質原材料為泥炭、有機肥、蛭石、玉米秸稈、爐灰渣。泥炭（有機質68%、腐植酸37%、pH 5.2、容重0.2674 g/cm3，產于遼寧撫順新賓）為隔年晾曬過的泥炭；有機肥（有機質46%、氮1.2%、磷0.6%、鉀0.7%、pH 6.8）是以牛糞為主要發酵底料發酵而成；膨脹蛭石（pH 6.5、容重0.1200 g/cm3）購買自石料市場；玉米秸稈粉碎成0.5 cm左右碎段；爐灰渣（pH 7.9、容重2.100 g/cm3）為煤燃燒后廢渣。以上材料均需粉碎過10目篩。復合基質生產過程：用腐熟劑將粉碎至0.5 cm的有機肥發酵7～10天后，除水分外，其余指標參照有機肥料標準要求，按照體積比泥炭∶有機肥∶蛭石∶爐灰渣=5∶3∶1∶2均勻混合即可。

1.1 復合育苗基質的構成以及成本估算

育苗基質構成、配比和成本估算見表1。

表1 育苗基質構成、配比（質量比）和成本估算Tab.1 Composition of seedling substrates, proportion (mass ratio) and cost estimation

1.2 育苗方法

育苗采用50孔穴盤。每孔體積為81 cm3。黃瓜種子浸泡催芽后點種于穴孔內，每穴點1粒種子，然后覆蓋厚度為1.5～2.0 cm的復合基質，3組重復。幼苗生長期間進行常規苗期管理。

1.3 復合基質理化性質及測定方法

用環刀法[8]測容重、總孔隙度、持水孔隙度、通氣孔隙度；用電導儀法[9]測電導率；用pH計法[10]測pH；用馬弗爐灼燒減量法[9]測有機質含量；用堿解擴散法[9]測堿解氮含量；用碳酸氫鈉浸提——鉬銻抗比色法[9]測速效磷含量；用乙酸銨浸提——火焰光度法[9]測速效鉀含量。

1.4 黃瓜秧苗質量及測定方法

苗齡40天時，每個處理隨機取樣10株，重復3次。洗凈后盡量保持根系完整，用直尺、游標卡尺分別測定秧苗的株高、莖粗；用電子天平測定地上部及地下部鮮重；而后置于烘箱中，50 ℃烘至恒重，測定地上部及地下部干重、全株干重。

1.5 數據處理

所有數據采用Excel進行整理分析。

2 結果與分析

2.1 復合基質的物理性質

表2為復合基質的物理性質。可見，復合基質的容重除了T1較CK小外，其余7組處理均較CK大，但是都在基質育苗適宜的容重范圍內（0.2～0.8 g/cm3）。8組處理的總孔隙度均比CK小，整體范圍為69.75%～84.56%，符合育苗基質總孔隙度54%～96%的要求。T1～T8處理的持水孔隙度較CK小；而T2、T5處理的通氣孔隙度較CK小，其余處理的通氣孔隙度均比CK高，其中T7處理通氣孔隙度最大，為42.19%。8組處理的電導率在0.51～2.01 mS/cm范圍內，均比CK大，尤其是含有機肥及爐灰渣比例較大配比的T2、T6、T7、T8的電導率明顯高出CK，說明堆肥及爐灰渣中含有較多的植物所需的營養元素，供肥能力較大。

表2 復合基質的物理性質Tab.2 Physical properties of compound substrates

2.2 復合基質的化學性質

表3為復合基質的化學性質。可見，8組處理的pH均比CK大，除了T8處理以外，其余7組處理pH均符合蔬菜育苗基質pH 5.5～7.5的范圍要求[11]。8組處理有機質含量均比CK小，其中T8處理有機質含量最小，僅為10.81%，T4處理有機質含量最大，為47.68%。就速效磷而言，僅T4、T6處理速效磷含量與CK相差無幾，其他處理均比CK小。就速效鉀而言，T1、T2、T5處理速效鉀含量與CK差不多，其他處理都高于CK。T4、T5、T6處理因泥炭及有機肥所占比例較大，其有機質及速效磷的含量要高于其他處理。T4、T6、T7、T8處理含有機肥，其堿解氮及速效鉀含量明顯高于其他處理。

表3 復合基質的化學性質Tab.3 Chemical properties of compound substrates

2.3 不同處理對黃瓜秧苗生長的影響

圖1為不同復合基質對黃瓜出苗率的影響。可見，各處理的整體出苗率為96.0%～98.0%，T3處理的出苗率最小且低于CK，為96.0%；T6及T8處理的出苗率最大，達到98.0%，優于其他處理。

圖1 不同復合基質對黃瓜出苗率的影響Fig.1 Effects of different compound substrates on seedling rate of cucumber

莖粗與株高是反應秧苗長勢強弱的重要指標，在一定程度上可以判定秧苗的健壯程度[12，13]。圖2為不同復合基質對黃瓜秧苗莖粗及株高的影響。可以看出，幾組處理育出的黃瓜秧苗的莖粗均比CK大，尤其是T4、T6、T8處理，其莖粗值達到4.16～4.55 mm。T1、T3、T5、T8處理育出的黃瓜秧苗的株高基本上相同，在7.12～7.57 cm范圍內，略高于T2處理，小于CK；T4、T6、T7處理的株高均大于CK，其中T6處理株高最高達到10.12 cm。

圖2 不同復合基質對黃瓜秧苗莖粗及株高的影響Fig.2 Effects of different compound substrates on the stalk and height of cucumber seedling

2.4 不同處理對黃瓜秧苗質量的影響

由表4可知，不同處理的復合基質對黃瓜秧苗的地上部及地下部的影響較大。T1、T2、T3、T5、T8處理育出的黃瓜苗的鮮重低于CK，T4、T6、T7處理明顯高于CK。相應的各處理育出的黃瓜苗的干重呈現出相同的趨勢。T4、T6、T7處理所育黃瓜秧苗鮮重的地上部較CK大；所有處理的地下部都比CK大。T4、T6、T7處理的秧苗干重的地上部及地下部也呈現出相同的趨勢。從計算所得的各處理秧苗鮮重的根冠比來看，T6處理略高于其他處理。由壯苗指數看，T6處理高于其他處理。

表4 復合基質對黃瓜秧苗質量的影響Tab.4 Effects of compound substrates on the quality of cucumber seedling

大量試驗證明，壯苗指數可以作為秧苗質量評價的重要指標，在一定程度上反應了秧苗的好壞[14]。在本試驗中T6處理由鮮重根冠比來判定秧苗質量及由壯苗指數來判定秧苗質量呈現出一致性。

結合表1和表4試驗數據顯示，T6處理能夠完全滿足黃瓜秧苗生長，同時能夠充分利用有機廢棄物和爐灰渣來分別部分替代泥炭和蛭石的用量，在保證育苗基質質量的前提下，每噸成本降低了170元，擴大了基質產業物料的選擇，同時大大降低了生產成本。

3 結論與討論

本試驗中利用泥炭、有機肥、蛭石、玉米秸稈、爐灰渣配制成不同比例的復合型育苗基質，根據其理化指標分析，T1、T4、T6、T8處理的容重、總孔隙度、持水孔隙度、通氣孔隙度均能夠適用于穴盤育苗；T4、T6處理的氮磷鉀含量、有機質含量較高，基質緩沖能力好，育苗效果佳。其中T6處理（泥炭∶有機肥∶爐灰渣=6∶2∶2）育出的黃瓜秧苗質量最佳。T7、T8處理有機質含量較低，但是也呈現出了較好的育苗效果，這是因為除了養分指標以外，pH、電導率、吸水性、緩沖能力、病原微生物等諸多指標都是單質泥炭所不能解決的。

國內泥炭資源禁止開發、國外泥炭資源的高運輸成本均成為制約泥炭基質行業發展的瓶頸。與此同時，國內育苗基質市場需求量大，而大量的農業廢棄物需要處理和再利用，在這種形勢下，有效利用大量的農業廢棄物資源，開發出適合市場應用的復合基質原料，是一項既綠色環保又節約成本的好項目。