几种栽培基质的理化特性分析及其对香蕉幼苗生长的影响

几种栽培基质的理化特性分析及其对香蕉幼苗生长的影响

邝瑞彬1， 易干军1， 罗 健2， 李春雨1， 罗 静2，盛 鸥1， 魏岳荣1*

(1.广东省农业科学院果树研究所,农业部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室,广东广州 510640;2.华南农业大学资源环境学院，广东广州 510640)

摘要[目的]了解不同栽培基质的理化性质，及其对香蕉幼苗生长的影响，为培育健康优质香蕉种苗提供理论基础。[方法]以椰糠、泥炭土及红壤土为基质原料，香蕉组培幼苗为植物材料，研究不同基质理化性质及其对幼苗生长的作用。[结果]椰糠和泥炭土都具有较小的容重，总孔隙度分别为82.6%和77.0%，持水孔隙度分别为59.2%和64.3%，使栽培介质具有较强的通透性和保水能力；而红壤土则有较大的容重，较差的通透性。椰糠有丰富有机质和较高全磷和全钾，而全氮则较低；红壤土的有机质和全氮含量远低于椰糠和泥炭土。椰糠处理的香蕉幼苗在株高、叶数、叶面积、干物重等方面具有较强的生长优势，泥炭土次之，而红壤土则表现最弱。根系形态参数表明，椰糠处理下植株根系较长、粗壮，根表面积较大，显著优于其他两个处理。[结论]单纯红壤土或泥炭土作为基质不能为香蕉幼苗提供最优的生长条件；椰糠具有更适于香蕉幼苗生长的理化性质，利于培育强壮健康无菌种苗，可作为重要的无土栽培介质而广泛应用。

关键词香蕉组培苗；基质；椰糠；泥炭土；红壤土

中图分类号S668.1

基金项目国家863 计划项目(2011AA10020603)；广州市科信局民生科技研究项目(2014Y2-00519)；广东省科技厅公益与能力建设项目(2014A030304047)；热带亚热带果树种质创新与新技术育种平台建设项目(2014B070706018)。

作者简介邝瑞彬(1978- )，女，广东广州人，助理研究员，博士，从事果树育种与栽培研究。*

收稿日期2015-06-04

Physical-chemical Properties of Substrate Media and Their Effects on Growth of Banana Tissue Culture Seedlings

KUANG Rui-bin1, YI Gan-jun1, LUO Jian2, WEI Yue-rong1*et al (1. Key Laboratory of South Subtropical Fruit Biology and Genetic Resource Utilization, Ministry of Agriculture, Institute of Fruit Tree Research, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou, Guangdong 510640; 2. School of Resource and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510640)

Abstract[Objective] The aim is to study the physical and chemical properties of three substrate media and their effects on banana tissue culture seedlings growth. [Method] Three culture media as coconut coir, peat soil and red loam were detected for their physical-chemical properties, and different effects on banana tissue culture seedlings growth were compared. [Result] The bulk density is significantly smaller in coconut coir and peat soil than that of red loam. Their total porosity is 82.6% and 77.0%, respectively, and water filled pores is 59.2% and 64.3%, respectively, which showed better permeability and water-retaining property than red loam. Coconut coir showed higher values of organic matter, total potassium and total phosphorus contents, though with lower total nitrogen content. Significantly lower values of organic matter and total nitrogen content were detected in red loam. With coconut coir treatment, larger leaf number, plant height, leaf area and dry matter were detected than other two treatments, which showed lowest values in red loam. For root morphological parameters, larger root surface area, root length and root diameter were observed in coconut coir treatment than other two treatments. [Conclusion] Coconut coir, with better and appropriate physical and chemical properties, is a better culture media for banana tissue culture seedlings growth than single use of red loam or peat soil. Promotion of coconut coir is beneficial for healthy banana seedling culture production.

Key words Banana tissue culture seeding; Substrate media; Coconut coir; Peat soil; Red loam

香蕉是重要的热带水果，也是仅次于水稻、小麦和玉米的第四大粮食作物。香蕉产区横跨全球130多个国家和地区。我国是香蕉栽培起源地与生产大国，香蕉产业是我国南亚热带地区农业支柱性产业。据全球粮农组织数据统计显示，至2012年我国香蕉生产面积达41.3万hm2，总产量为1 071万t，已成为全球产量仅次于印度的第二大香蕉生产国。香蕉是多年生常绿大型草本单子叶植物，种苗繁殖目前应用较广泛的手段是利用吸芽球茎通过人工进行繁芽的组织培养技术。香蕉组培快繁研发始于20世纪80年代，极大推动了我国香蕉产业的快速发展，大大促进了优良品种的繁育及推广，促进香蕉大规模生产[1-2]。但是香蕉组培苗苗期较嫩弱，抗性差，易感花叶心腐病及受其他病虫危害，种植易伤苗或死苗，因此培育健康优质香蕉种苗的研究尤为重要[3]。

培育健康优良香蕉二级苗是保障香蕉丰产优质的基础。栽培基质种类也越来越多，但各种基质性质参差不齐。目前香蕉组培苗的假植多采用较为经济有效的土壤栽培, 但是土壤易导致病菌病毒及害虫的传播污染, 尤其容易造成香蕉枯萎病的异地传播蔓延。另外大量挖取土壤, 使水土流失, 不利于产业的可持续发展[4]。泥炭是目前国内外应用较广泛的园艺育苗基质。泥炭作为湿地特有的自然资源，又是不可再生资源， 其开发利用和保护一直受到广泛的关注[5-6]。椰糠是组成椰果较厚的中果皮层的纤维部分，为加工废弃物，利用椰糠种植蔬菜、花卉、果苗可极大地节约成本，具有良好的发展潜力[7-11]。因此，了解无土栽培优良基质的理化特性，并研究其对香蕉幼苗生长的影响，有利于培育健康优良的香蕉种苗。 该研究以椰糠、泥炭土和红壤土为研究材料，通过了解其物理和化学性质，再以巴西香蕉为材料，研究不同栽培基质处理的蕉苗的生长与营养状况，以期筛选适合香蕉组培苗的最佳基质，为培育健康优质香蕉种苗提供理论基础。

1材料与方法

1.1试验材料 植物材料是巴西香蕉组培苗，由广东省农业科学院果树研究所组培中心提供。供试基质为椰糠、泥炭土、红壤土，红壤土取自广东省农业科学院果树研究所香蕉苗圃园，椰糠和泥炭土是购自广州花卉中心的进口育苗材料。

1.2试验方法

1.2.1基质处理及测定。椰糠经干净自来水冲洗分散，再风干；红泥土风干，粉碎；3种基质分别过0.5 cm筛，分装，备用。参照Abad等[12]和郭世荣[13]的方法测定基质的容重(Bulk density)、总孔隙度(Total porosity)、通气孔隙度(Aerial pores)、持水孔隙度(Water filled pores)、饱和持水量(Satiety hold of water)等物理性状；测定基质pH (pH value, pH)和EC 值(Electric conductivity value, EC)。常规方法测定基质中有机质、全氮、全磷及全钾含量。其中有机质：高温外热重铬酸钾氧化-容量法；全氮：加速剂催化消煮、蒸馏法测定；全磷：碱熔-钼蓝比色法；全钾：碱熔-火焰光度法。以上试验设3次重复，测定两次。

1.2.2种苗栽培及测定。选取大小一致的健壮香蕉组培苗，种植于装好基质的黑色育苗袋中(10×10 cm)，每种基质处理10株，3次重复。栽植好的香蕉幼苗放于温室大棚内进行常规培育管理，经10 d缓苗后每周薄施液体复合肥。定植后第6周，每重复取3株蕉苗，统计植株株高、叶宽和叶片数等数据，每株由上至下取3片展开叶，用便携式SPAD-502投射型活体叶绿素仪测定相对叶绿素含量(SPAD值)；并用Li-3000C便携式叶面积仪测定叶面积。再采集各处理的植株地上部和根部，根部样品收获后洗净根系，用计算机图像分析仪(WinRHIZO，Regent Ins Inc，加拿大)扫描后利用软件分析其总根长、根表面积、根直径和根体积。植株地上部杀青烘干后用百分之一天平称重，磨碎后用于氮、磷、钾的测定；植株养分全氮、全磷、全钾含量分别采用H2SO4-H2O2消煮-蒸馏法(FOSS 2300-III型自动定氮仪)、H2SO4-H2O2消煮-钼锑抗比色法、H2SO4-H2O2消煮-火焰光度计法[14]测定。

1.3数据处理与分析采用Excel 2007 软件进行数据处理， SPSS 13.0 软件统计-单因素(Oneway ANOVA)Duncan 方差分析方法进行方差分析。

2结果与分析

2.1不同基质理化性状分析不同基质的物理性质分析如表1所示。从表1可知，椰糠和泥炭土的容重显著低于红壤土，而两者的总孔隙度和持水孔隙度都显著高于红壤土；椰糠的通气孔隙度达23.4%，显著高于泥炭土和红壤土；泥炭土和椰糠饱和持水量分别为57.0%和49.8%，显著高于红壤土。

3种基质的化学性质如表2所示。表2结果显示，椰糠和泥炭土的有机质含量大大高于红壤土；椰糠全氮含量为4.42 g/kg，显著低于泥炭土全氮含量，但这两者显著高于红壤土全氮含量；椰糠全钾含量为11.9 g/kg，极显著高于泥炭土和红壤土；泥炭土的全磷含量和全钾含量最低。椰糠和红壤土pH分别为5.95和6.20，高于泥炭土，泥炭土偏酸性；椰糠的EC值较高，为576.5 μs/cm，而泥炭土的EC值为323.5 μs/cm，为三者最低值。

表1　不同基质的物理性质分析

注：表中数据为3次重复的平均值±标准误，经Duncan 方差分析，同列数据具有不同字母表示差异达显著水平(α=0.05)。

表2　不同基质的化学性质分析　g/kg

注：表中数据为3次重复的平均值±标准误，经Duncan 方差分析，同列数据具有不同字母表示差异达显著水平(α=0.05)。

2.2不同基质对香蕉幼苗生长的影响不同基质对香蕉幼苗生长各参数有不同的影响。移栽后第6周，采样测取香蕉幼苗生长参数，结果如表3所示。椰糠处理的幼苗叶数、株高和叶面积均显著高于泥炭土和红壤土处理；泥炭土和红壤土的这3个生长参数差异不显著。椰糠处理的植株叶片相对叶绿素含量SPAD值显著低于泥炭土和红壤土处理，这可能与椰糠基质中的全氮含量较低相关。在植株生物量方面，椰糠处理的植株根干重和地上部干重均显著高于泥炭土和红壤土处理；其中泥炭土处理的植株地上部干重显著高于红壤土处理，根干重则两者差异不大。

植株根系形态参数影响根系对外界营养元素的吸收，对香蕉幼苗田间栽培的恢复及壮苗起最直接的作用。不同基质处理对香蕉根系参数影响如表4所示。椰糠处理的根长、根表面积和根体积都显著大于泥炭土和红壤土处理，红壤土的这3个参数为最小，泥炭土处理的居中。红壤土的根直径最小，根最细，而椰糠和泥炭土的根直径差异不大，都显著大于红壤土处理。综合根系形态参数，椰糠处理的根表面积大且根系粗壮，根系发育最好，最利于营养吸收。

植株中营养元素水平直接反应植株的生长状况。如图1所示，香蕉植株氮浓度椰糠处理的显著低于泥炭土处理，和红壤土处理差异不大；植株磷浓度在椰糠和泥炭土中差异不大，都显著高于红壤土处理；而椰糠处理中植株钾浓度则显著高于泥炭土和红壤土处理，后两者差异不大。椰糠和泥炭土的全氮含量、全磷含量和全钾含量显著高于红壤土处理；椰糠处理中植株的全氮含量与泥炭土的差异不显著，而其全磷含量和全钾含量显著高于泥炭土处理。

表3　不同基质的香蕉幼苗生长参数比较

注：表中数据为3次重复的平均值±标准误，经Duncan 方差分析，同列数据具有不同字母表示差异达显著水平(α=0.05)。

表4　不同基质的香蕉幼苗根系形态参数比较

注：表中数据为3次重复的平均值±标准误，经Duncan 方差分析，同列数据具有不同字母表示差异达显著水平(α=0.05)。

3结论与讨论

基质研究对培育健康、优质、不带病菌的香蕉种苗是重要的前提。栽培基质作为香蕉组培苗育苗的载体，是外来水分、氧气、养分的源头，其理化性质直接影响幼苗的成活、生长和质量。目前香蕉组培苗的育苗主要采用土壤栽培、泥炭土、椰糠、珍珠岩等栽培基质[11,15-16]。通过了解不同基质理化特性，测定香蕉幼苗的各项生长指标对基质进行筛选和评价，可为香蕉育苗生产提供理论支持。

在基质的物理性质中，容重是单位体积内物体的重量，容重的大小直接与物体的质地大小、通透性、含水量及所含杂质等均有密切关系。容重与总孔隙度呈极显著负相关，与通气孔隙度间呈显著负相关，基质容重越小，其通透性也就越好。总孔隙度是保证基质通透性和保水性的前提。园艺生产中适合的总孔隙度为50%以上[13,15]。该研究结果显示，椰糠和泥炭土都具有较小的容重，良好的孔隙结构(总孔隙度分别为82.6%和77.0%)， 较强的保水能力(持水孔隙度分别为59.2%和64.3%)，使栽培介质具有较强的通透性和保水能力及营养供给，而红壤土则有较大的容重，较差的通透性。在基质化学性质方面，椰糠有丰富有机质和较高全磷和全钾，而全氮则略低；红壤土的有机质和全氮含量远低于椰糠和泥炭土。EC 值表示溶液中电解质离子浓度，EC 和pH 之间具有相互促进作用，椰糠的pH接近中性，EC值较大，具有较强的缓冲能力，利于幼苗生长[17]。

基质容重低，疏松通气，较好地协调空气和水分之间的关系；有机质、氮、磷、钾营养含量高，则有利于香蕉组培苗生长与根系发育。在基质影响幼苗的生长参数中，株高和叶数都是衡量香蕉苗生长快慢和优劣的重要指标；叶面积和叶绿素含量是作物种群结构的标志参数，也是表征作物对光能吸收的重要的生物学指标；根系形态参数直接影响根系对外界营养元素的吸收和利用，根系越发达越利于植株的健康生长；而生物量和植株的营养状况是形成作物产量的基础，也是作物长势监测以及产量估算中的关键指标[18]。该试验中，椰糠处理的香蕉幼苗在株高、叶数、叶面积、干物重等方面具有较强的生长优势，泥炭土次之，而红壤土则表现最弱。经测定，根系形态参数表明，椰糠处理下植株根系较长、粗壮，根系表面积较大，显著优于其他两个处理；因而体现在植株营养状况方面，有较高的全钾、全磷和全氮含量。

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