不同生物炭配比基質對苦瓜幼苗生長的影響

摘 要：通過對基質添加不同體積比的生物炭，探索了生物炭對苦瓜幼苗生長的影響。結果表明，添加生物炭提高了基質的容重、pH值和電導率值，降低了基質的總孔隙度;基質中添加體積比為10%～15%生物炭，可以顯著提高苦瓜幼苗的株高、莖粗、壯苗指數、葉綠素含量（SPAD值）以及凈光合速率，促進苦瓜幼苗生長。當生物炭體積比達到15%時，相比對照組，株高增加34.84%，莖粗增加39.68%，壯苗指數增加24.31%，SPAD值增加7.91%，凈光合速率增加17.47%。因此，使用生物炭替代草炭用于育苗基質，既可以培育壯苗，又有助于促進農業廢棄物的資源化利用。

關鍵詞：生物炭;基質;苦瓜;育苗

中圖分類號：S642.504 文獻標志碼：A 文章編號：1008-1038（2024）03-0070-05

DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2024.03.011

Effects of Different Biochar Ratio Substrates on the Growth"of Momordica charantia Seedlings

CUI Yufeifei， LI Xiaohong*

（College of Agriculture， Liaodong University， Dandong 118003， China）

Abstract： The effects of biochar on the cultivation of momordica balsam seedlings were studied by adding different volume ratios of biochar to the substrate. The results showed that the addition of biochar increased the bulk density， pH and EC of the matrix， and decreased the total porosity of the matrix. The addition of 10%-15% biochar in the matrix could significantly increased the plant height， stem diameter， seedling strength index， chlorophyll content and net photosynthetic rate of momordica baldica seedlings， and promoted the growth of Momordica charantia seedlings. When the biochar addition ratio reached 15%， the plant height， stem diameter， seedling index， SPAD and net photosynthetic rate increased by 34.84%， 39.68%， 24.31%， 7.91% and 17.47% compared with the control group. Therefore， using biochar instead of peat as seedling substrate could not only cultivate strong seedlings， but also promote the utilization of agricultural waste resources.

Keywords： Biochar; substrate; Momordica charantia; seedling

穴盤育苗目前已成為許多國家專業化商品苗生產的主要方式，該技術通常采用草炭、蛭石等輕基質無土材料做育苗基質[1]。草炭是一種不可再生的自然資源，在國內主要分布于東北地區，但受成本等因素影響，生產上多采用進口草炭。因此，尋找草炭的替代品成為當前開發新型育苗基質的首要問題[2]。

生物炭是作物秸稈、畜禽糞便、木料等生物質在限氧或缺氧條件下通過高溫裂解而形成的一種物質[3]。由于生物炭pH值較高，一般呈堿性，具有穩定的理化性質、大量的孔隙，具有極強的吸附能力和抗氧化能力[4-6];生物炭本身還含有一定的礦質養分，施入土壤后可以提高土壤的離子交換量，提高土壤保水、保肥能力，改善土壤養分狀況[7-8]。所以，生物炭在土壤理化性質改良、增加土壤肥力、改善幼苗質量及提高作物產量等方面具有良好的效果[9-13]。在蔬菜育苗基質中添加生物炭，可以解決育苗基質資源不足的難題，廢物利用、變廢為寶，實現資源的再利用[14]。苦瓜的育苗對苦瓜工廠化生產至關重要，可以在最初生長階段提供理想的條件，為苦瓜創造一個強健的生長基礎，從而在后續生長階段實現更好的產量和質量。使用生物炭基質培育苦瓜幼苗未見報道，本試驗探究不同比例生物炭替代草炭對苦瓜育苗效果的影響，為生物炭的資源化利用以及其他蔬菜的育苗壯苗提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗供試苦瓜品種為中蔬種業科技（北京）有限公司提供的‘綠龍’。生物炭為遼寧金和福農業開發有限公司提供，粒徑為15～20 mm，其有機碳515 g/kg，全氮10.2 g/kg，全磷8.1 g/kg，全鉀15.7 g/kg，pH值8.52。草炭為品氏泥炭，粒徑0～10 mm。蛭石的粒徑為3～6 mm。

1.2 儀器與設備

pH計，EL-20便攜式，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司;電導率儀，DDS-11A型，上海雷磁創意儀器有限公司;電熱鼓風干燥箱，GZX-9146MBE，上海博訊實業有限公司醫療設備廠;電子天平，FA1204B，上海佑科儀器儀表有限公司;真空干燥器，DZX-3型，上海福瑪實驗設備有限公司;葉綠素儀，SPAD-502plus，柯尼卡美能達;光合測定系統，TARGAS-1便攜式，漢莎科學有限公司。

1.3 試驗方法

試驗于2023年5～6月在遼東學院園藝專業實訓基地和實驗室進行。試驗共設6個處理，見表1。將基質裝入50孔穴盤，同時每個穴盤中加入尿素3 g，磷酸二氫鉀4 g，各處理重復6次。

將苦瓜種子進行搓洗，洗去種皮表面抑制發芽物質，然后用55 ℃水浸泡15 min，期間不斷攪拌，防止苦瓜種子燙傷，再用30 ℃水浸種24 h。將種子撈出，置于30 °恒溫箱中催芽，直至種子露白后播于裝有基質的50孔穴盤中，生長過程中只澆清水，待苦瓜苗長到3葉1心取樣，測定其形態指標和生理指標。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 基質指標的測定

基質容重、總孔隙度、pH值、電導率采用郭世榮[15]的方法進行測定，pH值使用pH計測定，電導率（EC）使用電導率儀進行測定。

1.4.2 形態指標的測定

幼苗3葉1心時，每個處理隨機取10株，測定株高、莖粗、地上和地下部干鮮質量。株高采用直尺測量，莖粗采用游標卡尺測量，幼苗干質量采用烘干質量法測定[16]，壯苗指數和根冠比參照張振賢等[17]的方法計算。

1.4.3 生理指標的測定

苦瓜幼苗3葉1心時，每個處理隨機取20株，選取苦瓜幼苗第2葉，用葉綠素儀測定葉綠素含量（SPAD值），用光合測定系統測定凈光合速率。

1.5 數據處理

根據SPSS 17.0中Duncan’s最小顯著差異測驗（Plt;0.05），使用方差分析對每次處理的結果與平均值之間的差異進行顯著性分析，數據的處理和圖表的制作使用Excel 2010。

2 結果與分析

2.1 不同生物炭配比基質的理化性質

由表2可以看出，不同生物炭配比基質的容重、pH值、電導率均隨著生物炭使用比例的增加而增加，其中T6均為最高值，分別為0.246 g/cm3、7.67和386 μS/cm;總孔隙度CK最高為0.967，各處理的總孔隙度隨著生物炭使用比例的增加而降低。

2.2 不同生物炭配比基質對苦瓜幼苗生長的影響

由表3可以看出，T2株高最高，為8.94 cm，比CK、T1、T3、T4、T5、T6分別高出34.84%、15.96%、0.13%、12.99%、13.30%、50.47%。各處理的株高與CK差異顯著，處理1～5的株高均高于CK，T6株高低于CK，處理2、3、4之間差異不顯著，與T1、T5、T6差異顯著。

莖粗方面，T2的最大，為4.559 mm，處理6最小，為3.021 mm，T2比CK、處理1～6分別高39.68%、30.26%、8.55%、5.41%、17.80%、50.91%。處理1～5的莖粗與CK差異顯著，T6與CK差異不顯著，處理2、3、4之間差異不顯著。

單株鮮質量方面，T2最高，T2和T3差異不顯著，但這2個處理與CK及其他處理差異顯著;壯苗指數方面，T2、T3、T4與CK、T1、T5、T6差異顯著，T1低于CK，T6與CK差異不顯著，說明生物炭體積比在10%～15%之間時可以顯著提高幼苗質量。

2.3 不同生物炭配比基質對苦瓜幼苗葉綠素含量的影響

由圖1可知，T2中苦瓜幼苗SPAD值最高為39.10，相較于CK、T1～T6分別高7.91%、2.61%、0.43%、4.08%、9.83%、11.18%。T1和T2、T3和T4差異不顯著，各處理與CK差異顯著，T5和T6葉綠素含量低于CK。

2.4 不同生物炭配比基質對苦瓜幼苗凈光合速率的影響

凈光合速率越高，植物通過光合作用積累的有機物質也會增加，這意味著植物具有更高的生長潛力，幼苗越健壯，幼苗長勢越好[18-19]。由圖2可知，T2的凈光合速率最高，為15.50 μmol CO2/m-2s-2，相對于CK、T1～T6凈光合速率分別高17.47%、3.11%、3.80%、7.41%、19.28%、45.45%。T5和T6凈光合速率低于CK，其他處理均高于CK且差異顯著。

3 結論

育苗基質的理化性質與幼苗生長密切相關[14]，在育苗基質中適量添加生物炭有助于提高基質的養分含量[20]。在本試驗中，生物炭體積比10%～15%的基質培育的苦瓜幼苗株高、莖粗、壯苗指數長勢高于對照和其他處理。添加一定比例的生物炭，促進了苦瓜幼苗的生長，與劉柏延等[21]研究生物炭對甘薯生長和產量性狀影響的結果相同。本試驗中，葉綠素含量、凈光合速率均是生物炭體積比10%的基質培育的苦瓜表現最好，生物炭體積比為15%的葉綠素含量、凈光合速率與生物炭體積比10%差異不顯著。光合速率與葉片中的葉綠素含量成正比，這與夏亞真等[14]在研究生物炭對番茄幼苗生長中的結果一致。pH值可反映育苗基質的緩沖能力，而且對基質的肥力和植物的生長都具有重要作用[22]，苦瓜幼苗喜微酸性至中性的基質環境，本試驗中基質pH值介于6.95～7.67，pH值偏堿性的原因是生物炭體積比越大，pH值越高。雖然生物炭體積比10%時pH值為7.19，生物炭體積比為15%時pH值為7.41，但苦瓜幼苗生長良好，此原因有待進一步研究。

綜合來看，基質添加體積比為10%～15%生物炭育苗效果最好，將生物炭用于育苗基質的是可行的，既可以培育壯苗，又有助于促進農業廢棄物資源化利用。

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基金項目：2023年省級大學生創新項目（S202311779005）

第一作者簡介：崔雨菲菲（2001—），女，在讀本科，專業為園藝

*通信作者簡介：李曉紅（1970—），女，教授，本科，主要從事設施蔬菜栽培與生理的教學與研究工作