不同基質(zhì)配方對(duì)蔬菜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

須文 岑聰 徐彥軍

關(guān)鍵詞：無土栽培;基質(zhì)配方;理化性質(zhì);種子萌發(fā);幼苗生長

貴州省經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，可溶性碳酸鹽巖的出露面積占全省國土面積的73%[1]，獨(dú)特的氣候條件與喀斯特地貌決定了該地區(qū)土層形成極困難且極易遭到破壞，屬于典型的生態(tài)脆弱區(qū)[2]。貴州省人地矛盾突出，全省耕地面積約為2.93×106 hm2，而在耕地土壤資源中坡耕地所占比例高達(dá)47.36%[3]。很多地區(qū)土壤貧瘠，土壤肥力下降，不利于很多作物的生長。然而，玉米秸稈、菇渣、藥渣、爐渣等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物可作為無土栽培的固體基質(zhì)取代土壤種植蔬菜。

本試驗(yàn)針對(duì)貴州省的省情和固體基質(zhì)無土栽培的發(fā)展趨勢，選用來源廣泛且價(jià)格低廉的廢棄物如玉米秸稈、爐渣、菇渣、藥渣等作為無土栽培基質(zhì)，通過添加適宜有機(jī)肥或化肥，進(jìn)行不同配比混合基質(zhì)的理化性質(zhì)測定，并比較不同配比基質(zhì)對(duì)番茄、生菜、菜心、芥菜4種蔬菜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，旨在為無土栽培基質(zhì)在生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，為開發(fā)出材料來源廣泛、制造工藝簡單、成本低、價(jià)格便宜、性狀穩(wěn)定且能夠在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上推廣應(yīng)用的基質(zhì)配方提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選用的無土栽培基質(zhì)配制材料包括爐渣、菌渣、混合藥渣、雞糞、豬糞、過磷酸鈣等，由貴州高斯眾合農(nóng)業(yè)生態(tài)科技發(fā)展有限公司提供，混合基質(zhì)經(jīng)過常規(guī)堆制發(fā)酵處理2個(gè)月以充分腐熟，備用。選用4種蔬菜作物種子進(jìn)行試驗(yàn)，其中番茄品種為韓育新中蔬四號(hào)，生菜品種為韓育玻璃生菜，菜心品種為韓育四九菜心，3種蔬菜種子由青縣純豐蔬菜良種繁育場生產(chǎn);芥菜為上海青，種子由南京金盛達(dá)種子有限公司生產(chǎn)。試驗(yàn)于2019年2—5月在貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院園藝科學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)無土栽培基質(zhì)配方，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及配方組成見表1。

1.3 測定內(nèi)容與方法

1.3.1 基質(zhì)物理性狀測定 本研究采用環(huán)刀法[4]來測量2種配方基質(zhì)的物理性質(zhì)，測定指標(biāo)包括容重、總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙、持水能力、大小孔隙比等。

1.3.2 基質(zhì)化學(xué)性狀測定 電導(dǎo)率（EC值）采用電導(dǎo)儀測定; pH值采用電位測定法[5]（土與水的體積比為1 ∶ 2.5）測定;有機(jī)質(zhì)含量采用水合熱重鉻酸鉀氧化比色法[6]測定;全氮含量采用凱氏定氮法[7]測定;有效磷含量采用碳酸氫鈉法（Olsen法）[8]測定;速效鉀含量采用醋酸銨浸提火焰光度法[9]測定。

1.3.3 種子萌發(fā)試驗(yàn) 種子萌發(fā)試驗(yàn)采用2種方法進(jìn)行。方法1：將各配方基質(zhì)與蒸餾水按體積比為1 ∶ 5的比例浸提24 h后，用定性濾紙過濾。濾液用HCl或KOH溶液調(diào)節(jié)pH值至6.4～6.5，高溫消毒后備用。取番茄、生菜、芥菜、菜心4種蔬菜種子各50粒，分別置于10 mL離心管內(nèi)，分別滴加基質(zhì)浸提液及對(duì)照液（1/2濃度Hoagland營養(yǎng)液） 1.5 mL，稍微振蕩下，使種子與浸泡溶液充分混勻。浸種24 h后，將每個(gè)離心管中的50粒種子整齊地?cái)[放在放有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，置于溫度為22 ℃光照培養(yǎng)箱中連續(xù)光照發(fā)芽，適時(shí)補(bǔ)充相應(yīng)浸提液。每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢和發(fā)芽，7 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，并測量胚根長度，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)[10]。方法2：直接將基質(zhì)置于直徑為18 cm的培養(yǎng)皿中，分別點(diǎn)播番茄、生菜、芥菜、菜心種子各50粒，然后置于溫度為 25 ℃ 的恒溫光照箱里光照發(fā)芽。每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢和發(fā)芽，7 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率和測量胚根長度，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。

發(fā)芽率=發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒 數(shù)×100%;

發(fā)芽勢=規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)×100%;

發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt。

式中：Dt為發(fā)芽日數(shù);Gt是與Dt相對(duì)應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù)。

1.3.4 幼苗生長試驗(yàn) 待4種蔬菜的種子發(fā)芽后，分為2組分別移栽到盛有2種配方基質(zhì)的穴盤中，每個(gè)配方隨機(jī)選取3株長勢一致的幼苗并進(jìn)行標(biāo)記，每7 d測量1次幼苗的株高、莖粗、葉長、葉寬共測量3次，取平均值，其中用直尺測量莖基部到生長點(diǎn)的長度作為株高（cm）;用游標(biāo)卡尺測量子葉處莖粗（mm）;用直尺量取葉片的葉長（cm）和最大葉寬（cm）。

幼苗干鮮質(zhì)量的測定：在2種配方基質(zhì)處理中分別選3株幼苗，測量地上部及地下部的干鮮質(zhì)量。測定地上部干鮮質(zhì)量時(shí)，先將莖干和葉片剪下裝入檔案袋中，用電子天平稱其鮮質(zhì)量，然后放入烘箱中在105 ℃下殺青 30 min，再在75 ℃恒溫干燥箱內(nèi)烘干24～32 h后，稱其干質(zhì)量;將根挖出后用清水沖洗干凈，然后放入烘箱中在105 ℃下殺青30 min，再在75 ℃恒溫干燥箱內(nèi)烘干24～32 h后，測其干質(zhì)量。

根冠比=根干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量;

壯苗指數(shù)=（莖粗/株高+根干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量）×全株干質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010、DPS軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、整理、分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配方無土栽培基質(zhì)的物理性狀

郭世榮認(rèn)為，通常情況下，當(dāng)基質(zhì)容重為0.1～0.8 g/cm3、總孔隙度為54%～96%、pH值為6.5～7.0、電導(dǎo)率>1 mS/cm時(shí)比較適宜栽培蔬菜作物[11-12]。容重是指單位體積的固體基質(zhì)質(zhì)量，可以反映基質(zhì)的疏松、緊實(shí)程度。從表2可以看出，配方Ⅰ容重<0.25 g/cm3，屬于低容重基質(zhì)，配方Ⅱ容重在0.25～0.75 g/cm3之間，屬于中容重基質(zhì)，2種配方基質(zhì)的容重均在理想范圍內(nèi)。配方Ⅰ的總孔隙度為60.8%，在理想范圍值內(nèi)，而配方Ⅱ總孔隙度為44.5%，低于理想范圍，表明基質(zhì)相對(duì)質(zhì)量大，容納的空氣、水量小，不利于植株的根系伸展;通氣孔隙體現(xiàn)了基質(zhì)流通空氣的能力，基質(zhì)配方Ⅰ的通氣孔隙為 52.3%，基質(zhì)配方Ⅱ的為37.2%，2種配方相差 15.1%;持水孔隙度體現(xiàn)基質(zhì)的保水能力，2種配方的基質(zhì)持水孔隙都小于10%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理想范圍（40%～70%）。持水能力表示基質(zhì)對(duì)水分保持能力的大小，混合基質(zhì)配方Ⅰ比配方Ⅱ的持水能力高 20.98百分點(diǎn);通氣孔隙可衡量基質(zhì)與空氣交換的能力，混合基質(zhì)配方Ⅰ比配方Ⅱ高15.1百分點(diǎn);持水孔隙指基質(zhì)總?cè)莘e中水占有的孔隙容積，混合基質(zhì)配方Ⅰ的持水孔隙大于配方Ⅱ。大小孔隙比與總孔隙度合在一起可全面反映基質(zhì)中氣和水的狀態(tài)。基質(zhì)配方Ⅰ大小孔隙比為5.10。基質(zhì)配方Ⅱ大小孔隙比為6.15，比理想值（0.25～0.50）要大很多，表明2種配方基質(zhì)過粗，通氣性強(qiáng)但貯水力弱，通氣孔隙要比正常值（5%～30%）大。

2.2 不同配方無土栽培基質(zhì)的化學(xué)性狀

從表3可以看出，2種配方EC值都較大，說明2種基質(zhì)內(nèi)部的鹽類含量高，營養(yǎng)物質(zhì)多，而配方Ⅱ相比配方Ⅰ要大。配方Ⅰ呈偏堿性，配方Ⅱ呈微酸性，屬于中性范圍。有機(jī)質(zhì)含量配方Ⅰ比配方Ⅱ高15.13百分點(diǎn)。全氮含量配方Ⅰ比配方Ⅱ高0.61百分點(diǎn)，全磷含量配方Ⅱ比配方Ⅰ高0.39百分點(diǎn);全鉀含量配方Ⅰ比配方Ⅱ高0.31百分點(diǎn)。總體上2種配方基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)含量、氮磷鉀含量都比較高。

2.3 不同配方無土栽培基質(zhì)浸提液對(duì)蔬菜種子萌發(fā)的影響

從表4可以看出，不同蔬菜種子在2種基質(zhì)浸提液處理下發(fā)芽率不同。番茄種子經(jīng)配方Ⅰ基質(zhì)浸提液處理后發(fā)芽率為90%，高于配方Ⅱ基質(zhì)浸提液處理下的發(fā)芽率86%，但番茄種子在配方Ⅰ基質(zhì)浸提液處理下發(fā)芽勢為16%，小于在配方Ⅱ基質(zhì)浸提液處理下的發(fā)芽勢30%;生菜種子在配方Ⅰ基質(zhì)浸提液和配方Ⅱ基質(zhì)浸提液處理下發(fā)芽勢和發(fā)芽率相差不大，而且發(fā)芽率都達(dá)90%以上;菜心的種子在配方Ⅰ基質(zhì)浸提液處理下的發(fā)芽率為96%，高于在配方Ⅱ基質(zhì)浸提液處理下的發(fā)芽率88%，而且在2種配方基質(zhì)浸提液處理下菜心種子的發(fā)芽勢都很高;芥菜的種子在2種配方基質(zhì)浸提液處理下發(fā)芽率相差不大，而在配方Ⅱ基質(zhì)浸提液處理下發(fā)芽勢要高于配方Ⅰ，相差12百分點(diǎn)。發(fā)芽指數(shù)是種子的活力指標(biāo)，發(fā)芽指數(shù)越高，種子活力越高。經(jīng)配方Ⅰ基質(zhì)浸提液處理后的番茄種子發(fā)芽指數(shù)略低于配方Ⅱ，但是生菜、菜心和芥菜的種子發(fā)芽指數(shù)則高于配方Ⅱ。配方Ⅰ基質(zhì)浸提液對(duì)番茄種子胚根長的影響大于配方Ⅱ。

2.4 不同配方無土栽培基質(zhì)對(duì)蔬菜種子萌發(fā)的影響

從表5可以看出。番茄種子在配方Ⅰ的基質(zhì)中發(fā)芽率為76%，低于該品種的理想發(fā)芽率的85%，在配方Ⅱ的基質(zhì)中發(fā)芽率為80%，2種基質(zhì)中種子發(fā)芽率相差不大，但是番茄種子在配方Ⅰ的基質(zhì)中發(fā)芽勢要高于在配方Ⅱ中的發(fā)芽勢，二者相差46百分點(diǎn);生菜種子在配方Ⅰ基質(zhì)中的發(fā)芽率要低于在配方Ⅱ基質(zhì)中的發(fā)芽率，二者相差8%;而在配方Ⅰ基質(zhì)中的發(fā)芽勢要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于配方Ⅱ基質(zhì)，二者相差48%;芥菜種子在配方Ⅰ基質(zhì)中和配方Ⅱ基質(zhì)中發(fā)芽率、發(fā)芽勢相差不大。雖然配方Ⅱ基質(zhì)中的4種蔬菜的種子發(fā)芽率大多高于配方Ⅰ，但是配方Ⅰ基質(zhì)中幾種蔬菜種子的發(fā)芽指數(shù)均大于配方Ⅱ。

2.5 不同配方無土栽培基質(zhì)對(duì)蔬菜幼苗生長的影響

2.5.1 對(duì)番茄幼苗生長的影響 從表6可以看出，番茄株高、莖粗、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、壯苗指數(shù)、根冠比在2種基質(zhì)條件下差異顯著，地上部和地下部鮮質(zhì)量差異不顯著。番茄幼苗在配方Ⅱ基質(zhì)中生長較好，說明配方Ⅱ基質(zhì)更適合做番茄栽培基質(zhì)。

2.5.2 對(duì)生菜幼苗生長的影響 在2種基質(zhì)條件下，生菜幼苗的株高、莖粗、地下部鮮質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、壯苗指數(shù)差異不顯著，地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、根冠比差異顯著（表6）。生菜在配方Ⅰ基質(zhì)中地上部比地下部生長較好，表明配方Ⅰ基質(zhì)適合栽培生菜幼苗。

2.5.3 對(duì)菜心幼苗生長的影響 在2種基質(zhì)條件下，菜心幼苗的株高、莖粗、地上部和地下部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、根冠比差異不顯著，地下部干質(zhì)量和壯苗指數(shù)差異顯著（表6）。由于配方Ⅰ基質(zhì)pH值偏堿性，不利于菜心幼苗根系生長，導(dǎo)致全株鮮質(zhì)量偏小。

2.5.3 對(duì)芥菜幼苗生長的影響 芥菜在2種基質(zhì)條件下各項(xiàng)生長指標(biāo)都差異不顯著（表6）。說明2種配方基質(zhì)都適合栽培芥菜。

3 討論與結(jié)論

通過試驗(yàn)研究2種配方基質(zhì)對(duì)4種蔬菜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，得出以下結(jié)論。

配方Ⅰ的混合基質(zhì)由爐渣、菇渣、混合藥渣、雞糞、豬糞、磷肥組成（按爐渣 ∶ 菇渣 ∶ 混合藥渣體積比6 ∶ 3 ∶ 1比例混合，添加2 kg/m3過磷酸鈣、50 kg/m3 干豬糞、60 kg/m3干雞糞）;該配方基質(zhì)容重在理想范圍內(nèi)，但大小孔隙比偏大，基質(zhì)材料團(tuán)粒結(jié)構(gòu)過粗，需要適當(dāng)進(jìn)行加工使基質(zhì)更細(xì)一些，才更有利于作物根系的生長。EC值高，說明基質(zhì)內(nèi)含養(yǎng)分豐富;基質(zhì)pH值在7.3～7.8范圍內(nèi)，偏堿性，能明顯提高種子發(fā)芽率，對(duì)蔬菜幼苗生長也有促進(jìn)作用，適宜作為生菜和芥菜的栽培基質(zhì)。

配方Ⅱ的混合基質(zhì)由爐渣、菇渣、玉米秸稈、雞糞、磷肥（按爐渣 ∶ 菇渣 ∶ 混合藥渣體積比6 ∶ 3 ∶ 1比例混合，添加60 kg/m3干雞糞），該配方基質(zhì)容重在理想范圍內(nèi)，總孔隙度大，疏松多孔，但大小孔隙比偏大，基質(zhì)材料團(tuán)粒結(jié)構(gòu)過粗，需要適當(dāng)進(jìn)行加工使基質(zhì)變細(xì)一些。EC值高，表明基質(zhì)內(nèi)含養(yǎng)分豐富，基質(zhì)pH值在6.7～7.2范圍內(nèi)，酸堿度適中，能明顯提高種子發(fā)芽率，對(duì)蔬菜幼苗生長都有促進(jìn)作用，比較適合作為番茄、菜心、芥菜的栽培基質(zhì)。

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