替代基质对芹菜育苗的影响

陈子敬 宁康 徐强 丁云玉 曹之富 王倩

替代基质对芹菜育苗的影响

陈子敬 宁康 徐强 丁云玉 曹之富 王倩

李其友 男，武汉市农业科学技术研究院作物科学研究所所长、高级工程师，全国瓜菜工厂化育苗产业技术创新战略联盟理事长、湖北省园艺学会理事、湖北省西甜瓜协会理事、中国蔬菜协会种苗分会理事。引进、消化、吸收美国speeding公司工厂化穴盘育苗技术，促进了武汉地区芦笋结构调整和小型礼品西瓜产业化发展，将穴盘育苗发展成了企业集群，嫁接、育苗技术走在全国前列。参与农业部公益性行业农业科研专项《设施农业高效育苗标准化生产工艺与配套设备研究与示范》，主持省市4项科研项目，取得2项发明专利、6项实用新型专利、发表论文10余篇，主编《西瓜、甜瓜设施栽培》一书。获得湖北省科技进步一等奖、三等奖，农业部丰收二等奖、武汉市科技进步二等奖，曾被评为湖北省第六届优秀科技副县长，2014年被湖北日报传媒集团联合省发改委、科技厅、农业厅评为2012-2013“湖北三农杰出人物”。

以牛粪、秸秆和菇渣为原料，以草炭∶蛭石=2∶1作为对照，研究菇渣∶牛粪=2∶1、秸秆∶牛粪=2∶1替代基质对芹菜育苗的影响。试验结果表明，秸秆/牛粪可显著促进芹菜幼苗生长，叶片和根系各项指标均显著高于对照，菇渣/牛粪可显著促进芹菜幼苗叶片生长，但对叶片质量及根系生长无显著作用；秸秆/牛粪可显著提高芹菜幼苗对矿质元素的吸收，除Fe元素，其他元素吸收量均显著高于对照，菇渣/牛粪仅显著提高芹菜幼苗P、Na、Mn元素的吸收。总的来说，2种替代基质都可明显促进芹菜幼苗的生长。

草炭是蔬菜集约化育苗中运用最广泛的基质，其理化性状稳定、营养丰富，是优良的育苗基质原材料[1]，但草炭是不可再生资源，大量开采会导致资源枯竭，并造成地貌与生态环境的破坏。针对这个难题，研究者们都在探索替代基质以减少草炭的使用量，如椰糠、芦苇末、树皮、珍珠岩、锯末、稻壳、酒糟、菇渣、秸秆、牛粪等。这样不仅能减少环境破坏，而且可以增加废弃物的重复利用，减少污染，让资源得到充分利用，降低育苗成本，做到可持续发展。

牛粪、秸秆和菇渣这3种废弃物均含有丰富的的养分，但三者的理化性状不一样，因此可以通过混合来弥补彼此的不足。研究表明，菇渣在基质中所占的比例不应大于70%，这是由菇渣自身含有较高的全氮、磷、钾决定的，所以，菇渣应该与其他无机基质例如珍珠岩、蛭石等混合使用[2]。秸秆使用前需经过前处理，包括晒干、粉碎、堆制，堆制过程中一般要加入牛粪或者菌剂以及氮肥，堆制腐熟后可用于蔬菜、花卉的无土育苗或者栽培[3，4]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

①芹菜品种 文图拉，北京北农种业有限公司提供。

②替代基质 菇渣：北京市正兴隆生物科技有限公司提供；玉米秸秆：中国农业大学提供；鲜牛粪：北京市顺义区养牛场提供。

③替代基质的发酵降解 首先，是替代基质的腐熟。先对原材料进行挑选和初步处理。菇渣选用种植杏鲍菇后废弃的培养基质，其主要成分是玉米芯、玉米粉、木屑、麸皮、石灰、碳酸钙、大豆皮和棉籽壳等，自然风干筛选后备用。将玉米秸秆切成短节，自然风干筛选后备用。尽量选用富含各种微生物的鲜牛粪，加快腐熟速度。

其次，是腐熟材料的混合发酵。选择洁净的混凝土硬化地面或铺设干净的厚塑料膜，使用基质混拌机将菇渣、牛粪及秸秆、牛粪均按2∶1体积比混合，充分搅拌均匀，以保证腐熟堆成分均一、发酵一致，搅拌过程中不断加水并调节含水量至65%左右，判断方法即手抓一把物料后看到水印但是不滴水，且物料落地能散开。将物料堆成堆状，覆盖塑料薄膜并插孔，起到保温、保湿、透气作用，以便高温下进行有氧发酵。在发酵处理后的第3天需要翻动1次，之后每7 d翻动1次，以保证腐熟堆内的氧气充足，发酵过程中需要视具体情况进行适当补水。约60 d后，当发酵物成黑色、无牛粪臭味、手感柔软、易碎，即可停止发酵。

再次，基质使用前的无害化处理。将基质风干后粉碎，若基质偏酸，可通过添加白云石粉提高pH值；若基质偏碱，可通过喷雾低浓度硫酸、磷酸、硝酸降低pH值。同时通过添加单一或复合化学肥料调节电导率和养分水平。当基质组成复杂，无法确定基质中病原菌、害虫存在与否及数量时，可采用以下方法消毒。

a.蒸汽消毒。将基质装入柜内或箱内，或堆置后覆盖厚塑料膜（体积1～2 m3），用通气管通入高温蒸汽，70～90℃高温持续20 min。

b.福尔马林消毒。每1 m3基质喷洒10 L福尔马林溶液100倍液，拌匀后覆盖塑料薄膜闷7～10 d后，揭开塑料薄膜，充分翻晾基质，使基质中的福尔马林充分散去后再使用。

c.氯化苦熏蒸。将基质整齐堆放30 cm厚，按20 cm间距向基质15 cm深处注入氯化苦药液3～ 5 mL，随后立即用基质堵塞注射孔，依此可处理3层，覆盖塑料薄膜熏蒸7～10 d，揭开塑料薄膜，充分翻晾基质，使基质中的氯化苦充分散去后再使用[5]。

1.2 试验方法

2013年12月至2014年3月对替代基质进行腐熟，2014年4月分别将腐熟好的菇渣/牛粪、秸秆/牛粪替代基质用于芹菜育苗，采用128孔穴盘进行育苗，以草炭∶蛭石=2∶1作为对照（CK）。

1.3 试验测定项目

①幼苗性状调查 每种基质选取1盘，每盘随机选取幼苗（5叶1心）10株，重复3次，测量芹菜幼苗各形态指标，苗高：自然状态下，子叶节到幼苗最高处的距离；下胚轴长：基质表面到子叶节的长度；下胚轴粗：下胚轴中间部位的直径；叶长：最大叶叶柄基部到最顶端的长度；叶柄宽：叶柄由下向上1/3处左右，取叶柄宽度均匀的部位测量；叶柄基部宽：最大叶叶柄基部宽度；叶面积、根系特征：每处理10株，重复3次，Epson 700（北京力之鑫源科技有限公司生产）扫描，WINRHIZO扫描软件测定；鲜质量：每穴盘随机选取10株幼苗，冲洗干净后称取鲜质量；干质量：105℃杀青30 min，80℃烘干48 h，称取干质量；根冠比：地下部干质量/地上部干质量；壮苗指数=（叶柄宽/叶长+地下部鲜质量/地上部鲜质量）×全株干质量。

②幼苗生理生化特性分析 a.根系活力。将幼苗的根系清洗干净，挑选白色根系，避开主根取样，每个重复称取0.5 g，选用氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定根系活力。每盘随机选5株幼苗，重复3次。

b.叶绿素含量。采用手持式叶绿素仪（SPAD-502 Plus）（日本柯尼卡美能达）测定全株所有叶片的叶绿素含量，每穴盘随机选取10株幼苗，重复3次。

③幼苗矿质营养吸收 将幼苗干样粉碎，取样0.2 g于消煮管内，加入5 mL分析纯浓HNO3，消煮50 min，冷却后定容于25 mL容量瓶，过滤后用电感耦合等离子发射光谱仪（ICP-AES）（北京纳克分析仪器有限公司生产）测定矿质元素含量，重复3次。

④基质养分含量测定 将基质烘干、粉碎，取干样0.2 g，用ICP光谱仪测定矿质元素含量，重复3次。

1.4 数据处理

试验数据采用SPSS 18.0软件和Excel 2010处理，采用LSD法进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 替代基质矿质元素含量

由表1可知，总体来说，菇渣/牛粪、秸秆/牛粪基质的营养状况优于对照，除Fe、Mn元素含量低于对照外，其他元素含量均显著高于对照，特别是P、K、Ca元素含量丰富，能为幼苗生长提供充足的营养。

表1 替代基质矿质元素含量 g/kg

特别需要注意的是，菇渣/牛粪、秸秆/牛粪基质的Mn含量元素低于对照，虽然Cu元素含量高于对照，但均未超过国家规定标准。

2.2 不同基质对芹菜幼苗生长的影响

①对芹菜幼苗茎叶生长的影响 由表2可知，对照的芹菜下胚轴最长，且显著高于菇渣/牛粪和秸秆/牛粪基质；其余生长指标均最小，其中叶长、叶柄长、叶柄宽、苗高显著低于菇渣/牛粪和秸秆/牛粪基质。

表2 不同基质对芹菜幼苗茎叶生长的影响

菇渣/牛粪基质处理的芹菜叶柄长、叶柄宽、开展度、叶绿素、叶片数位居第1，且显著高于对照；叶长、叶柄基部宽、叶面积、地上部鲜质量、地上部干质量、苗高、下胚轴长、下胚轴粗、茎粗位居第2，其中叶长、叶面积、苗高显著高于对照。

秸秆/牛粪基质处理的芹菜叶长、叶柄基部宽、叶面积、地上部鲜质量、地上部干质量、苗高、下胚轴粗、茎粗居第1，除下胚轴粗和茎粗以外，其余均显著高于对照；叶柄长、叶柄宽、开展度、叶绿素含量、叶片数居第2，其中叶柄长、叶柄宽显著高于对照；下胚轴最短，且显著低于对照和秸秆/牛粪基质。

②对芹菜幼苗根系生长的影响 由表3可知，对照的根冠比、根系活力位居第2，且显著低于秸秆/牛粪基质，其余各指标均最小，且显著低于秸秆/牛粪基质。

表3 不同基质对芹菜幼苗根系生长及壮苗指数的影响

菇渣/牛粪基质处理的芹菜根长、根表面积、根体积、地下部鲜质量、地下部干质量、壮苗指数位居第2；根冠比、根系活力位居第3，显著低于秸秆/牛粪基质，但与对照差异不显著。

秸秆/牛粪基质处理的芹菜生长指标均最高，与菇渣/牛粪基质和对照差异显著。

2.3 不同基质对芹菜幼苗矿质元素吸收的影响

①对芹菜幼苗矿质元素含量的影响 由表4可知，对照的芹菜茎叶部分Ca含量最高；Fe、Na含量居第2；其余元素含量均最少。菇渣/牛粪基质芹菜茎叶部分P、Na、Mn、Cu含量居第1，与对照差异显著；K、Ca、Zn含量居第2；Fe含量居第 3。秸秆/牛粪基质芹菜茎叶部分K、Fe、Zn含量最高，K含量与对照差异显著；P、Mn、Cu含量居第2，P、Mn含量与对照差异显著；Ca、Na含量居第3。

对照处理的芹菜根系部分K、Ca、Fe含量最高；其余元素含量均最低。菇渣/牛粪基质处理的芹菜根系部分P、Na、Mn含量最高，且与对照差异显著；Ca、Fe、Zn、Cu含量位居第 2，Fe含量显著低于对照，Zn含量显著高于对照；K含量位居第3，且与对照差异显著。秸秆/牛粪基质处理的芹菜根系部分K、Zn、Cu含量最高，Zn含量与对照差异显著；P、Na、Mn含量位居第2，且显著高于对照；Ca、Fe含量最低，Fe显著低于对照。

②对芹菜幼苗矿质元素吸收量的影响 由表5可知，对照的芹菜茎叶部分Ca、Fe吸收量位居第2，其余元素吸收量最低。菇渣/牛粪基质芹菜茎叶部分Na吸收量最高，且显著高于对照；P、K、Mn、Zn、Cu吸收量位居第2，其中，P、Mn、Cu显著高于对照；Ca、Fe吸收量位居第3。秸秆/牛粪基质芹菜茎叶部分除了Na吸收量位居第2，其余元素吸收量都最高，且与对照差异显著。

对照处理芹菜根系部分Fe吸收量最高；K、Ca、Cu吸收量位居第2；其余元素吸收量位居第3。菇渣/牛粪基质芹菜根系部分P、Na、Mn、Zn吸收量位居第2，P、Na、Mn显著高于对照；其余元素吸收量位居第3，K、Ca、Fe显著低于对照。秸秆/牛粪基质芹菜根系部分元素吸收量除了Fe外，其余均最高，且与对照差异显著；Fe吸收量显著低于对照。

对照处理的芹菜全株Fe吸收量最高；其余元素吸收量均为秸秆/牛粪基质最高，且与对照差异显著。

表4 不同基质对芹菜矿质元素含量的影响

表5 不同基质对芹菜矿质元素吸收量的影响

3 小结与讨论

基质的理化性状会明显影响幼苗的发芽率、成苗率和壮苗率[6]。育苗基质常以草炭、蛭石、珍珠岩等为基础，但是因为草炭来源有限、价格昂贵，在很大程度上限制了穴盘育苗技术的推广应用[7]，所以，为了降低成本，开展了利用新的基质代替原有基质的研究。牛粪、秸秆、菇渣是农村常有的废弃物，将其以不同比例混合发酵，既可以利用废弃物，又可以降低成本，节省农业资源。周克福等[8]发现，利用花生壳替代基质培育番茄穴盘苗，草炭∶珍珠岩∶花生壳=1∶1∶1的配方最优；董传迁等[9]发现，玉米秸秆∶蛭石=2∶1的基质适于甜椒穴盘育苗，而且合理使用腐熟玉米秸秆可以减少草炭用量，改善基质理化性状，促进甜椒幼苗生长；谭思思等[10]试验结果表明，与商品基质相比，60%牛粪+40%食用菌渣的育苗效果及幼苗各农艺性状无显著性差异，可替代市售烟草专用泥炭类育苗基质。

本试验结果表明，秸秆/牛粪、菇渣/牛粪的营养丰富，能为芹菜幼苗生长提供充足的营养。秸秆/牛粪、菇渣/牛粪基质可显著促进芹菜幼苗生长，秸秆/牛粪基质对芹菜茎叶的生长促进作用大于菇渣/牛粪基质，但对芹菜幼苗根系的促进作用不及菇渣/牛粪基质。秸秆/牛粪基质可显著提高芹菜幼苗对矿质元素的吸收，除Fe元素外，其他元素吸收量均显著高于对照，而菇渣/牛粪基质仅显著提高了芹菜幼苗P、Na、Mn元素的吸收。

[1]周炜，曲英华，胡文娟，等.工厂化穴盘育苗基质的研究[J].北方园艺，2005（6）：50-51.

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[3]王进涛，蒋燕.农作物秸秆作主料基质栽培蔬菜花卉技术[J].北方园艺，2004（3）：64-65.

[4]邓守哲，杨春玲，曹汀南.不同育苗基质在蔬菜育苗上应用效果的研究[J].农业网络信息，2005（7）：79-80.

[5]尚庆茂.尚庆茂博士“蔬菜集约化穴盘育苗技术”系列讲座 第十一讲 蔬菜集约化育苗操作技术模式[J].中国蔬菜，2011（21）：45-48.

[6]Styer R C，Koranski D S.穴盘苗生产原理与技术[M]．刘滨，周长吉，孙红霞，等译．北京：化学工业出版社，2007：69-80．

[7]陈菲.菇渣作为蔬菜育苗基质的理化性质变化及适宜配方研究[D]．郑州：河南农业大学，2012.

[8]周克福，林多，刘蕾蕾，等.利用花生壳替代基质培育番茄穴盘苗的研究[J].长江蔬菜，2012（12）：58-60.

[9]董传迁，尹程程，魏珉，等.玉米秸秆、棉籽壳、菇渣替代草炭作为番茄和甜椒育苗基质研究[J].中国蔬菜，2014（8）：33-37.

[10]谭思思，黄银章，姚强，等.几种烟草育苗替代基质育苗效果研究[J].作物研究，2015，29（5）：506-510.

陈子敬，中国农业大学园艺学院，设施蔬菜生长发育调控北京市重点实验室，北京，100193，E-mail：kjjyun@163.com

宁康，徐强，丁云玉，中国农业大学园艺学院，设施蔬菜生长发育调控北京市重点实验室

曹之富，北京市农业技术推广站

王倩，通信作者，中国农业大学园艺学院，设施蔬菜生长发育调控北京市重点实验室，E-mail：wangq@cau.edu.cn

10.3865/j.issn.1001-3547.2016.18.010

现代农业产业技术体系北京市叶类蔬菜创新团队专项资金资助（blvt-08）；现代农业产业技术体系北京市叶类蔬菜创新团队专项资金资助（blvt-06）

2016-05-30