无土栽培学 (8).pdf
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1、瓜果类蔬菜木薯渣育苗基质配方筛选研究摘要:以腐熟的木薯渣作为主要原料,与草炭、蛭石和珍珠岩按照不同体积比混配成 12 个基质配比,以市场上成品蔬菜育苗基质作为对照,研究不同配比基质的理化性质及其对不同种类瓜果蔬菜幼苗生长的影响,筛选出适合黄瓜、番茄、西瓜生长的育苗基质配方。结果表明,木薯渣、草炭、蛭石、珍珠岩体积比为 40401010(T5 处理)和 20402020(T6处理)的复配基质各项理化性质均在瓜果类蔬菜幼苗生长要求的适宜范围内,2 个基质配方培育的瓜果类蔬菜幼苗出苗率、壮苗指数、叶绿素含量、根系活力、根体积、根尖数等生长和生理指标均表现较好。根据瓜果类蔬菜幼苗的生长状况,并结合环境
2、和经济方面等因素,在生产上推荐使用木薯渣比例更高的 T5 处理作为黄瓜育苗专用基质配方,T6 处理可作为瓜果类蔬菜通用育苗基质配方。关键词:木薯渣;瓜果类蔬菜;育苗;基质配方伟成等,2016)、稻壳(焦娟等,2018)、花生壳(孙燕等,2014)、棉籽壳(程斐等,2016)、山核桃壳(邵泱峰等,2018)、豆粕(柯丽娜等,2016)、芦苇末(贾永霞等,2006)等农业固体废弃物进行了大量的试验研究,取得了很好的应用效果。余宏军等(2015)利用造纸污泥、猪牛粪、秸秆等为主要原料按体积比复配黄瓜育苗基质,发现污泥发酵物蚯蚓粪田园土=111 的处理显著优于对照草炭土蛭石=31。浩折霞等(2017)
3、利用酒糟牛粪堆肥复配瓜果类蔬菜育苗基质,发现复配基质达到了很好的育苗效果,可作为穴盘育苗推荐基质。章江丽等(2012)利用炭化稻壳进行果菜类穴盘育苗的研究,发现炭化稻壳具有低密度和质量轻的特性,使得育苗中的装盘、运输等操作变得更加轻松,可以很大程度地降低育苗成本,而且育苗效果也较好。耿凤展等(2016)利用番茄秸秆高温堆肥进行番茄育苗,发现堆肥蛭石=11 处理的幼苗壮苗指数达到了对照的 2.57 倍。木薯渣是木薯生产加工成淀粉或酒精后产生的副产品,我国每年产生 150 万 t 木薯渣(刘平,2009),而且目前木薯加工业的废物处理还处于较低的水平,除了少数木薯渣用于动物饲料外,大多数都是未经处
4、理就直接排放到环境中,不仅造成资源的浪费,而且还带来很大的环境问题。木薯渣利姬宇飞,男,硕士研究生,专业方向:设施园艺与无土栽培,E-mail:*通讯作者(Correspondingauthor):郭世荣,教授,博士生导师,专业方向:蔬菜生理与设施园艺,E-mail:收稿日期:2018-03-31;接受日期:2018-05-29基金项目:国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-23-B12),江苏省科技支撑计划项目(BE2017701)20 世纪 80 年代以来,我国陆续引进欧盟和美国的先进育苗生产线进行蔬菜育苗。近些年,随着蔬菜产业的快速发展,对于规模化和工厂化育苗生产的需求也越来越强烈
5、,传统的土壤育苗方式已不能满足生产的快速需求。培育健壮的幼苗是蔬菜生产的关键环节,而培育壮苗最关键的环节之一就是育苗基质的选择。长期以来一直以草炭作为主要的育苗基质,但草炭的过量开采使用会给生态环境带来一定的破坏。因此,如何利用农业固体废弃物生产出理化性质理想、稳定性高、低成本、环保的优质育苗基质已经成为目前研究的热点。为了获得优质的草炭替代原料,前人结合椰糠(任志雨和范夕玲,2017)、蚓粪(吴盼盼和杨丽娟,2017)、菇渣(马海林等,2010)、玉米芯处理物(张云等,2014)、沼渣(朱春云等,2009)、棉花杆(赵龙涛和李入林,2002)、秸秆(李超和李红,2017)、草木灰(纪力等,2
6、017)、园林废弃物(方3636研究论文中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES2018(7):36-43用价值很高,富含高达 78.7%的非氮化合物(郭维烈和郭庆华,1996),淀粉含量达 40%50%(冀风杰等,2016),因此可以转化为无污染、营养含量丰富的基质原料。另外,木薯渣还含有生长素等重要的植物激素,可促进作物种子的萌发,并促进幼苗根、茎、叶的生长发育。近年来,有利用木薯渣作为蔬菜栽培基质的研究(徐刚等,2015),也有将其作为辣椒(王林闯等,2017)、茄子(郑子松等,2016)育苗基质主要原料的研究,并且取得了较好的效果。目前以木薯渣为主要原料,以草炭、蛭石、珍珠岩为
7、辅料进行瓜果类蔬菜育苗基质的研究却较少。本文以腐熟的木薯渣为主要原料,以草炭、蛭石、珍珠岩为辅料进行不同的基质配比组合,以期筛选出适合瓜果类蔬菜(黄瓜、番茄、西瓜)育苗的基质配方。通过对不同配比基质理化性状的测定,并依据幼苗生长状况,筛选出适合 3 种蔬菜育苗的最佳配方,从而达到减少草炭使用、降低育苗成本、提高经济效益的目标。1材料与方法1.1试验材料试验所用木薯渣、草炭、蛭石、珍珠岩由江苏省兴化市新土源基质肥料有限公司提供,基本理化性质见表 1。试验所用黄瓜品种为亚美 6 号,番茄品种为大禹,西瓜品种为新疆联创。表 1主要基质原材料的理化性质原料容重/gcm-3总孔隙度/%通气孔隙度/%持水
8、孔隙度/%水气比pH电导率/mScm-1木薯渣0.51850.710.3650.34139.835.839.82草炭0.34380.5211.4969.036.016.190.94蛭石0.40879.6315.0264.614.307.370.21珍珠岩0.12185.1649.5135.650.727.210.09表 2木薯渣育苗基质配方处理(体积比)处理木薯渣草炭蛭石珍珠岩T173999T250102020T345152020T430302020T540401010T620402020T716501717T815571414T9100000T100602020T116701716T1250
9、025251.2试验设计试验于 2017 年 37 月在江苏省兴化市新土源基质肥料有限公司进行。试验共设置 12 个处理(T1T12),以腐熟的木薯渣、草炭、蛭石、珍珠岩为原料,混配成不同的基质配比组合(表 2)。以市场上成品蔬菜育苗基质(镇江蓓蕾和山东鲁青两家公司生产)作为对照(CK1 和 CK2)。试验所用的蔬菜种子经浸种催芽后播于不同基质配方的72 孔育苗穴盘内,每个处理播 3 盘(每 1 盘即为 1次重复,共 3 个重复,每个重复 72 株幼苗)。1.3测定方法1.3.1基质理化性状取各处理基质样品,按照郭世荣(2011)的方法测定容重、孔隙度等指标。将风干基质(质量)与去离子水(体积
10、)以 15 比例相混合,2h 后取滤液,分别用 pH 计和电导率仪测定 pH 值和电导率(EC)。将基质风干并过 0.5mm 筛,用于元素含量的测定:采用 H2SO4-H2O2消煮法对风干基质进行消煮,制备待测液,用凯氏定氮法测定全氮;使用 PerkinElmerOptima2100DV电感耦合等离子体发射光谱仪测定钾、钙、镁、钠、磷等元素含量。有机质含量采用重铬酸钾容量法测定(吴才武等,2015)。1.3.2幼苗生长指标随机取两叶一心期的黄瓜、30d 苗龄的番茄和西瓜幼苗测定全株鲜质量(用吸水纸吸干多余水分后,置于精度为 0.001g 的分析天平上称量),按照李合生(2002)的方法测定干质
11、量,按公式(地下部干质量/地上部干质量+茎粗/株高)全株干质量计算壮苗指数。从播种后的第 2 天开始统计黄瓜的出苗数,从播种后的第 3 天开始统计番茄和西瓜的出苗数。1.3.3幼苗生理指标采用 TTC 法测定幼苗的根系活力;丙酮乙醇水混合液浸提测定叶绿素含量3737研究论文中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES(王学奎,2006);使用根系扫描分析仪(EPSONEXPERSSION1680)扫描新鲜幼苗的叶片和根系,再用图像分析软件 WinRHIZO 获得总根体积、根尖数等指标。1.4数据处理与分析使用 Excel2007 和 SPSS21.0 软件进行数据处理和统计分析。处理间的差
12、异显著性采用单因素方差分析来衡量。2结果与分析2.1育苗基质配方的理化性质对于育苗基质而言,其物理性质在作物苗期生长过程中起着非常重要的作用,对其影响最大的物理性状有持水量、容重、总孔隙度、大小孔隙(水气比)和粒径等。Klock 和 Fitzpatrick(1997)认为,育苗基质的容重应在 0.300.75gcm-3范围内为宜,总孔隙度为 60%90%,通气孔隙度应在15%30%范围内,持水孔隙度为 40%75%,水气比则应在 14 范围内(李晓强等,2006)。由表3 可知,所有处理的容重都在适宜范围内,其中 T9处理的容重最大,为 0.60gcm-3,最小的是 CK1处理,只有 0.31
13、gcm-3,且 T9 处理的容重显著高于其他处理(P 0.05),而且随着木薯渣占比的提高,不同处理的容重有上升的趋势。在总孔隙度方面,最高的是 T8 处理,最低的是 T1 处理,只有46.25%,这与其木薯渣占比较高有较大关系。T1、T2、T3、T11 处理的通气孔隙度偏低,T9 处理的通气孔隙度最低,其他处理都在适宜范围内。T1、T7和 T10 处理的持水孔隙度较低,而其他处理的持水孔隙度都在适宜范围内。水气比方面,除了 T9 处理以外,其他处理的水气比基本都在合适范围内,这对于幼苗生长有较好作用。综合考虑各方面指标可以得出,T6、T8 和 T12 处理的各项物理性状基本都在适宜范围内。基
14、质的化学性质主要表现在其供应养分的能力,而其发生化学变化的难易程度反映了其化学性质的稳定性。刘帅成等(2014)认为理想基质的pH 应在 5.57.0 范围内,当 pH 在 7.0 以上时,植株易出现缺铁症状,当 pH 在 810 时,容易出现缺磷、锰的症状;而随着 pH 值降低,有效磷含量提高,K、Ca、Mg 等元素的浓度却有所下降,而且还容易发生 K、Ca、Mg 沉淀。郭世荣(2005)认为育苗基质的 EC 值最好不要超过 2.6mScm-1,当 EC 值过高时需要进行洗盐,过低时需要进行养分补充。本试验中所使用的木薯渣本身EC值较高,达 9.82mScm-1(表 1),通过和其他 3 种
15、材料复配后各处理的 EC 值都有所降低。由表 4 可知,各处理的 pH 基本都在适宜范围内,而在电导率方面,EC 值最高的为 T9 处理,最低的为 T10 处理,结合表 2 和表 4 可知,随着木薯渣占比的提高,EC值有升高的趋势,且各处理之间的 EC 值差异显著(P 0.05)。在各元素含量方面,各处理的锌元素含量相差不大,基本都在 0.10gkg-1左右;T10 处理的铁元素含量最高;各处理的锰元素含量都高于对照 CK1 和 CK2,且 T4 处理含量最高;CK2 处理的镁元素含量最高,且显著高于其他处理;T12 处理的钠元素含量最高且显著高于其他处理,T6 处理的钠元素含量次之,显著高于
16、其他处理(T12 处理除外)和对照。全氮含量最高的是 T1 处理。由表 4 可知,T1T8 处理中,随着木薯渣占比的提高,全磷含量有逐渐上升的趋势,其中含量最高的是 T1 处理并显著高于其他处理。CK2 处理的全钾含量最高并显著高于其他处理,而含量最低的为 T10 处理(无木薯渣)。有机质含量最高的是 T10 处理并显著高于其他处理。表 3育苗基质配方的物理性质处理 容重/gcm-3总孔隙度/%通气孔隙度/%持水孔隙度/%水气比T10.52b46.25i9.17i37.08e4.05bT20.45cd50.75h9.87i40.88d4.18bT30.41de55.09g12.50h42.59
17、c3.42bcT40.45cd56.22fg15.41fg40.81d2.65bcT50.49bc59.78e19.46cd40.32g2.07bcT60.45cd66.56ab26.09ab40.47ef1.55cT70.46cd57.80f21.42c36.37ef1.71bcT80.48bc67.19a24.99b42.19fg1.69cT90.60a50.99h0.37j50.63a139.47aT100.45cd63.91c27.84a36.08ef1.31cT110.38ef64.94bc12.90gh52.04a4.07bT120.33fg65.05bc16.50ef48.56b
18、3.00bcCK10.31g62.08d18.45de43.63c2.37bcCK20.34fg65.78ab21.71c44.07c2.03bc注:每个值均为 3 次重复的平均值;表中同列数据后不同小写字母表示差异达 5%水平,下表同。3838研究论文中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLEST5、T6 和 T8 处理的基质理化性状均在理想基质范围内,大多数指标均优于其他处理与对照。2.2育苗基质配方对黄瓜、番茄、西瓜幼苗生长和生理指标的影响由表 5、6、7 可知,T1T12 不同基质配方处理对 3 种蔬菜的出苗情况有一定影响。T7 处理的黄瓜第 3 天出苗率最高,T6 处理的番茄第
19、3 天出苗率最高,T10 处理的西瓜第 3 天出苗率最高。对于黄瓜幼苗,T6、T7 和 T10 处理在第 4 天均已完成出苗,T5 处理在第 5 天完成出苗,出苗率均达到 99%以上。T6、T7、T8 和 T10 处理的番茄幼苗第 6 天出苗率基本达到了对照水平,明显比其他处理出苗率高,但 T10 处理在第 11 天的出苗率却明表 4育苗基质配方的化学性质处理pH电导率mScm-1Zngkg-1Fegkg-1Mngkg-1Mggkg-1Nagkg-1全氮gkg-1全磷gkg-1全钾gkg-1有机质gkg-1T16.19c5.35d0.14a0.98e0.63ab4.32g1.86g21.75a
20、8.14d5.37cd222.16jT26.44a3.95i0.13ab1.95e0.63ab5.86bc2.55c16.89cde7.15e5.88c207.63kT36.38b4.02h0.12b4.20de0.63ab5.04ef2.03fg17.84bcde6.84ef5.07def232.97iT45.72i4.07g0.11c5.01de0.65a5.36cdef2.27def16.30def5.97f5.22de233.72iT55.49j5.21e0.09cd11.18bc0.59bc5.42cdef2.01fg19.26b6.39ef4.91def319.08cT65.41k
21、3.44k0.09d11.28bc0.52de5.31cdef2.94b15.50efg4.37g4.58f246.39hT75.78h2.16m0.06ef8.92cd0.45f4.17g2.06fg15.48efg3.50ghi3.92g327.28cT85.35l2.53l0.07e15.22ab0.47ef4.69fg2.00fg16.30def3.32hi3.60g350.02bT95.83g9.83a0.14a17.94a0.56cd5.23cdef1.12h18.53bcd12.44a4.72ef288.89dT105.48j1.22n0.05fg19.93a0.43fg5.59
22、cde2.51cd13.19g1.52j3.43g368.66aT115.92f8.27b0.14a3.59de0.55cd5.78bcd2.24ef16.19def10.48b5.80c278.08fT125.98e7.03c0.12b2.63e0.55cd6.34b3.58a14.03fg9.13c6.70b266.15gCK15.21m3.66j0.05g2.68e0.39g5.12def1.92g18.93bc2.67i5.87c354.86bCK26.00d4.42f0.09cd5.46de0.44fg7.10a2.50cde13.52g4.10gh7.37a235.58i 表 5育
23、苗基质配方对黄瓜幼苗出苗率的影响%处理第 3 天第 4 天第 5 天第 6 天第 9 天T10007.153.3T23.110.556.376.199.2T317.544.686.696.199.7T458.288.397.699.399.3T563.397.399.899.899.8T693.199.899.899.899.8T796.299.399.399.399.3T889.697.397.397.397.3T900000T1094.399.699.699.699.6T1100000T1200000CK1060.376.792.199.5CK256.796.299.699.699.6 表
24、 6育苗基质配方对番茄幼苗出苗率的影响%处理第 3 天第 4 天第 5 天第 6 天第 11 天T10004.571.1T20007.679.9T301.94.721.974.2T4014.346.667.894.8T53.124.667.178.399.6T610.663.986.290.697.4T77.278.396.999.699.6T87.672.693.199.399.3T900000T101.568.989.393.694.6T1100000T1200000CK16.383.192.693.396.3CK214.688.597.499.199.1 表 7育苗基质配方对西瓜幼苗出苗
25、率的影响%处理第 3 天第 4 天第 5 天第 6 天第 9 天T10014.934.382.2T22.228.368.390.696.6T3028.670.378.594.3T410.356.376.898.498.3T58.832.360.478.694.6T620.664.686.396.298.1T710.832.874.786.396.6T828.268.694.998.699.6T900000T1032.368.292.394.699.3T1100000T1200000CK114.652.380.694.299.2CK28.852.988.392.499.73939研究论文中 国
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