不同基質配方對蔬菜種子萌發及幼苗生長的影響

須文 岑聰 徐彥軍

關鍵詞：無土栽培;基質配方;理化性質;種子萌發;幼苗生長

貴州省經濟相對落后，可溶性碳酸鹽巖的出露面積占全省國土面積的73%[1]，獨特的氣候條件與喀斯特地貌決定了該地區土層形成極困難且極易遭到破壞，屬于典型的生態脆弱區[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47.36%[3]。很多地區土壤貧瘠，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、爐渣等工農業生產的廢棄物可作為無土栽培的固體基質取代土壤種植蔬菜。

本試驗針對貴州省的省情和固體基質無土栽培的發展趨勢，選用來源廣泛且價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，通過添加適宜有機肥或化肥，進行不同配比混合基質的理化性質測定，并比較不同配比基質對番茄、生菜、菜心、芥菜4種蔬菜種子萌發和幼苗生長的影響，旨在為無土栽培基質在生產上的推廣應用提供科學依據，為開發出材料來源廣泛、制造工藝簡單、成本低、價格便宜、性狀穩定且能夠在農業生產上推廣應用的基質配方提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗選用的無土栽培基質配制材料包括爐渣、菌渣、混合藥渣、雞糞、豬糞、過磷酸鈣等，由貴州高斯眾合農業生態科技發展有限公司提供，混合基質經過常規堆制發酵處理2個月以充分腐熟，備用。選用4種蔬菜作物種子進行試驗，其中番茄品種為韓育新中蔬四號，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;芥菜為上海青，種子由南京金盛達種子有限公司生產。試驗于2019年2—5月在貴州大學農學院園藝科學實驗室進行。

1.2 試驗設計

試驗設置2個無土栽培基質配方，試驗設計及配方組成見表1。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 基質物理性狀測定 本研究采用環刀法[4]來測量2種配方基質的物理性質，測定指標包括容重、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 基質化學性狀測定 電導率（EC值）采用電導儀測定; pH值采用電位測定法[5]（土與水的體積比為1 ∶ 2.5）測定;有機質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 種子萌發試驗 種子萌發試驗采用2種方法進行。方法1：將各配方基質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溶液調節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，分別滴加基質浸提液及對照液（1/2濃度Hoagland營養液） 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，將每個離心管中的50粒種子整齊地擺放在放有2層濾紙的培養皿中，置于溫度為22 ℃光照培養箱中連續光照發芽，適時補充相應浸提液。每天統計發芽勢和發芽，7 d后統計發芽率，并測量胚根長度，計算發芽指數[10]。方法2：直接將基質置于直徑為18 cm的培養皿中，分別點播番茄、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芽。每天統計發芽勢和發芽，7 d后統計發芽率和測量胚根長度，計算發芽指數。試驗設3次重復。

發芽率=發芽種子粒數/供試種子粒 數×100%;

發芽勢=規定時間內發芽種子粒數/供試種子粒數×100%;

發芽指數=∑Gt/Dt。

式中：Dt為發芽日數;Gt是與Dt相對應的每天發芽種子數。

1.3.4 幼苗生長試驗 待4種蔬菜的種子發芽后，分為2組分別移栽到盛有2種配方基質的穴盤中，每個配方隨機選取3株長勢一致的幼苗并進行標記，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的長度作為株高（cm）;用游標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）。

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

根冠比=根干質量/地上部干質量;

壯苗指數=（莖粗/株高+根干質量/地上部干質量）×全株干質量。

1.4 數據分析

利用Excel 2010、DPS軟件進行試驗數據的統計、整理、分析。

2 結果與分析

2.1 不同配方無土栽培基質的物理性狀

郭世榮認為，通常情況下，當基質容重為0.1～0.8 g/cm3、總孔隙度為54%～96%、pH值為6.5～7.0、電導率>1 mS/cm時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質量，可以反映基質的疏松、緊實程度。從表2可以看出，配方Ⅰ容重<0.25 g/cm3，屬于低容重基質，配方Ⅱ容重在0.25～0.75 g/cm3之間，屬于中容重基質，2種配方基質的容重均在理想范圍內。配方Ⅰ的總孔隙度為60.8%，在理想范圍值內，而配方Ⅱ總孔隙度為44.5%，低于理想范圍，表明基質相對質量大，容納的空氣、水量小，不利于植株的根系伸展;通氣孔隙體現了基質流通空氣的能力，基質配方Ⅰ的通氣孔隙為 52.3%，基質配方Ⅱ的為37.2%，2種配方相差 15.1%;持水孔隙度體現基質的保水能力，2種配方的基質持水孔隙都小于10%，遠遠低于理想范圍（40%～70%）。持水能力表示基質對水分保持能力的大小，混合基質配方Ⅰ比配方Ⅱ的持水能力高 20.98百分點;通氣孔隙可衡量基質與空氣交換的能力，混合基質配方Ⅰ比配方Ⅱ高15.1百分點;持水孔隙指基質總容積中水占有的孔隙容積，混合基質配方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中氣和水的狀態。基質配方Ⅰ大小孔隙比為5.10。基質配方Ⅱ大小孔隙比為6.15，比理想值（0.25～0.50）要大很多，表明2種配方基質過粗，通氣性強但貯水力弱，通氣孔隙要比正常值（5%～30%）大。

2.2 不同配方無土栽培基質的化學性狀

從表3可以看出，2種配方EC值都較大，說明2種基質內部的鹽類含量高，營養物質多，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。有機質含量配方Ⅰ比配方Ⅱ高15.13百分點。全氮含量配方Ⅰ比配方Ⅱ高0.61百分點，全磷含量配方Ⅱ比配方Ⅰ高0.39百分點;全鉀含量配方Ⅰ比配方Ⅱ高0.31百分點。總體上2種配方基質的有機質含量、氮磷鉀含量都比較高。

2.3 不同配方無土栽培基質浸提液對蔬菜種子萌發的影響

從表4可以看出，不同蔬菜種子在2種基質浸提液處理下發芽率不同。番茄種子經配方Ⅰ基質浸提液處理后發芽率為90%，高于配方Ⅱ基質浸提液處理下的發芽率86%，但番茄種子在配方Ⅰ基質浸提液處理下發芽勢為16%，小于在配方Ⅱ基質浸提液處理下的發芽勢30%;生菜種子在配方Ⅰ基質浸提液和配方Ⅱ基質浸提液處理下發芽勢和發芽率相差不大，而且發芽率都達90%以上;菜心的種子在配方Ⅰ基質浸提液處理下的發芽率為96%，高于在配方Ⅱ基質浸提液處理下的發芽率88%，而且在2種配方基質浸提液處理下菜心種子的發芽勢都很高;芥菜的種子在2種配方基質浸提液處理下發芽率相差不大，而在配方Ⅱ基質浸提液處理下發芽勢要高于配方Ⅰ，相差12百分點。發芽指數是種子的活力指標，發芽指數越高，種子活力越高。經配方Ⅰ基質浸提液處理后的番茄種子發芽指數略低于配方Ⅱ，但是生菜、菜心和芥菜的種子發芽指數則高于配方Ⅱ。配方Ⅰ基質浸提液對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對蔬菜種子萌發的影響

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

2.5 不同配方無土栽培基質對蔬菜幼苗生長的影響

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

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

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

2.5.3 對芥菜幼苗生長的影響 芥菜在2種基質條件下各項生長指標都差異不顯著（表6）。說明2種配方基質都適合栽培芥菜。

3 討論與結論

通過試驗研究2種配方基質對4種蔬菜種子萌發和幼苗生長的影響，得出以下結論。

配方Ⅰ的混合基質由爐渣、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）;該配方基質容重在理想范圍內，但大小孔隙比偏大，基質材料團粒結構過粗，需要適當進行加工使基質更細一些，才更有利于作物根系的生長。EC值高，說明基質內含養分豐富;基質pH值在7.3～7.8范圍內，偏堿性，能明顯提高種子發芽率，對蔬菜幼苗生長也有促進作用，適宜作為生菜和芥菜的栽培基質。

配方Ⅱ的混合基質由爐渣、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），該配方基質容重在理想范圍內，總孔隙度大，疏松多孔，但大小孔隙比偏大，基質材料團粒結構過粗，需要適當進行加工使基質變細一些。EC值高，表明基質內含養分豐富，基質pH值在6.7～7.2范圍內，酸堿度適中，能明顯提高種子發芽率，對蔬菜幼苗生長都有促進作用，比較適合作為番茄、菜心、芥菜的栽培基質。

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