不同配比基质对辣椒穴盘苗质量的影响

李婧，张国斌，李向文，吕剑，郁继华

（甘肃农业大学农学院，兰州，730070）

育苗基质是固定并支持秧苗、保持水分和营养、提供根系正常生长发育环境的重要条件，选用适宜的基质是无土育苗的重要环节和培育壮苗的基础[1]。草炭又名泥炭、草煤等，是迄今为止被世界公认最好的无土栽培基质之一，传统的育苗和栽培基质多以草炭为主，由于草炭富含有机质和腐殖酸，具有良好的通气性和较强的吸水性，是一种理想的基质原料[2]，但草炭是一种不可再生资源，储量有限，大量开采会造成生态环境毁灭性破坏，同时，草炭价格较高，使得穴盘育苗成本较高，因此，发展以农业废弃物为主要成分的有机生态型无土栽培基质成为育苗产业发展的新方向。

作物秸秆是重要的有机肥源之一[3]，秸秆中含有大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素，是十分宝贵的生物资源。我国是农业大国，各类农作物秸秆资源十分丰富，其中以玉米秸秆数量最大[4]，且分布广泛，成本较低。牛粪是一种很好的有机肥料，含水量高，通气性差，因此其分解腐熟缓慢，发酵温度低，称为冷性肥料。牛粪对于改良质地粗、有机质少的砂土具有良好的效果[3]。近年来，对秸秆、牛粪通过无害化处理后用作有机生态型无土栽培基质，将废弃物变为可利用资源，减少环境污染，有利于保护生态环境，还可以生产优质的无公害蔬菜产品。

试验以腐熟的玉米秸秆和牛粪为主要原料，配制出不同配方基质，进行辣椒穴盘育苗试验，对基质理化性质以及辣椒幼苗生长和生理指标综合分析，旨在筛选出辣椒穴盘育苗的适宜基质，达到重复利用农业废弃物牛粪、秸秆，减少草炭用量，降低育苗基质成本的目的。

1 材料与方法

1.1 试验材料

育苗基质选用腐熟牛粪、腐熟玉米秸秆、草炭和蛭石，其中腐熟玉米秸秆粉碎至粒径4 mm，腐熟牛粪过5 mm筛，所有原料按不同体积比混配备用，以草炭∶蛭石=2∶1（体积比）作对照（表1）。

育苗试验于2011年4～10月在甘肃农业大学日光温室进行，辣椒品种为甘肃省农科院蔬菜所选育的陇椒3号。选取整齐一致、颗粒饱满的辣椒种子，进行温汤浸种，之后置于人工气候箱内30℃催芽，待种子75%露白后播种。育苗选用50孔穴盘，每穴播种1粒，每个处理50株，重复5次。整个苗期只浇清水，播种后第3天开始记录出苗率，播种后30 d开始测定各项指标。

表1 不同处理的基质体积配比

1.2 测定方法

①基质理化性状 基质容重，总孔隙度，通气孔隙，持水孔隙测定参照郭世荣[1]的方法结合土壤农化分析的一般方法。取已知体积（V）的容器（容器体积大于 500 mL），称质量（W1），装满待测的风干基质，称质量（W2），用双层纱布封口（纱布质量忽略不计），将装满基质的容器完全浸没水中24 h，称质量（W3），取出后将容器倒置，滤干重力水，称质量（W4），利用以下公式计算∶容重（g/cm3）=（W2-W1）/V；总孔隙度（%）=（W3-W2）/V×100%；通气孔隙（%）=（W3-W4）/V×100%； 持水孔隙 （%）=（W4-W2）/V×100%；气水比=通气孔隙/持水孔隙。

基质pH值和EC值采用程斐[5]的方法结合常规方法，将风干基质与去离子水按体积比1∶5比例混合，振荡2～3 min，静置30 min后用定性滤纸过滤，用PHSJ-3F实验室pH计测定pH值，用DDS-307A电导仪测定EC值。

②生长指标 各处理及对照随机选取生长一致的辣椒幼苗10株，用清水冲洗干净，用直尺测量幼苗株高，用游标卡尺测量幼苗茎粗（子叶下方1/3处的茎粗），用电子天平分别称地上部和地下部鲜质量，在 105℃下杀青 30 min，再用80℃烘干 48 h至恒重后称干质量。

幼苗根冠比=地下部干质量/地上部干质量；幼苗壮苗指数=（茎粗/株高＋地下部干质量/地上部干质量）×全株干质量[6]。

③荧光参数 用英国Hansatech公司生产的FMS-2脉冲调制式荧光仪测定辣椒幼苗初始荧光Fo、最大荧光Fm、光下最大荧光Fm′、稳态荧光 Fs及光下最小荧光Fo′等荧光参数，测定暗适应下叶片的Fo和Fm时，需要将叶片夹入暗适应夹内推上遮光片使其暗适应30 min后测定。各荧光参数的计算公式如下[7]∶PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm；PSⅡ的实际光化学效率 （ΦPSⅡ）=（Fm′-Fs）/Fm′； 光化学淬灭系数 qP=（Fm′-Fs）/（Fm′-Fo′）；非光化学淬灭系数 qNP=（Fm-Fm′）/（Fm-Fo′）。

④生理指标 辣椒幼苗叶片叶绿素含量测定用丙酮浸提法[8，9]，浸提时间为48 h；根系活力测定采用 TTC 法[8，9]，染色时间 4 h；可溶性糖测定采用蒽酮比色法[8，9]；可溶性蛋白测定采用考马斯亮蓝G-250染色法[8，9]；以上 4项指标均用 TU-1900双光束紫外可见分光光度计进行比色。

1.3 数据分析

数据采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0进行处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同配比基质的理化性质

试验中复配的不同配比基质理化性质见表2。各处理和对照容重为 0.34～0.45 g/cm3，均在理想基质特性要求范围内[10]。各处理与对照间存在显著差异，且从T1到T5，随着牛粪用量的增加，容重逐渐增大。总孔隙度是基质中持水孔隙和通气孔隙的总和，理想基质要求总孔隙度60%～96%，通气孔隙15%～30%，持水孔隙40%～70%，5种复配基质总孔隙度和持水孔隙各处理及对照均在基质理想范围内，通气孔隙普遍偏小。在基质分类中，通气孔隙占5%～30%的基质属于中等孔隙度，小于5%的属于低孔隙度，试验中处理T4、T5以及对照（CK）通气孔隙小于5%，属于低孔隙度，其余处理属于中等孔隙度。由于各处理通气孔隙均偏小，持水孔隙相对较大，气水比相对较小。各处理和对照pH值整体为微碱性，其中对照pH值最低，T5次之，显著低于其他各处理，pH 值排序为 CK＞T5＞T3＞T1＞T2＞T4。不同配比基质 EC 值均在 1.15～5.05 mS/cm，其中对照和 T5处理EC值在基质EC值理想范围内，其余处理EC值偏大，不利于幼苗生长，在育苗前应进行淋洗。

表2 不同配比基质理化性状

2.2 不同配比基质对辣椒幼苗株高、茎粗的影响

株高和茎粗是幼苗长势强弱的重要指标，特别是幼苗茎粗在一定程度上反映出幼苗的健壮程度。图1显示，在苗龄60 d时，各处理辣椒幼苗株高和茎粗间差异显著，辣椒幼苗株高增长趋势随复配基质中腐熟牛粪的含量的增加而增加。其中处理T5复配基质幼苗最高，达24.63 cm，显著高于对照和其他处理，株高从大到小排序为 T5＞T4＞T3＞CK＞T2＞T1。辣椒幼苗茎粗在育苗60 d时也存在明显差异，其中处理T5茎粗最粗，为0.269 6 cm，处理T3和对照茎粗最小，分别为 0.184 7 cm，0.185 4 cm，处理T5分别比处理 T3和对照高 45.97%，45.42%。

2.3 不同配比基质对辣椒干鲜质量、根冠比及壮苗指数的影响

由表3可知，各处理和对照干鲜质量均以处理T5最大，全株鲜质量和干质量分别达到2.645 g和0.314 g，显著高于对照及其他处理，比对照高198.0%，142.6%。辣椒幼苗地上部干鲜质量随复配基质中牛粪含量的增加而增长，在育苗60 d时，处理T5地上部干鲜质量均最大，对照地上部干鲜质量均为最小。地下部干鲜质量仍以处理T5最大，显著高于其他处理和对照。辣椒幼苗根冠比以对照为最大，处理T2次之，处理T5最小，比对照低41.6%。苗期结束时处理T5壮苗指数最大，为0.041 9；处理 T4次之，显著高于其他处理和对照；处理T1壮苗指数最小，仅为0.021 4，各处理及对照壮苗指数排序为T5＞T4＞CK＞T2＞T3＞T1。

2.4 不同配比基质对番茄幼苗叶绿素荧光参数的影响

初始荧光Fo是光系统Ⅱ反应中心处于完全开放时的荧光产量，与叶片叶绿素浓度有关，初始荧光Fo高表明依赖叶黄素循环的非辐射能量耗散较少[14]；最大光化学效率Fv/Fm在非胁迫条件下变化极小，不受物种和生长条件的影响[15]；ΦPSⅡ表示实际光化学效率，该值升高表明植物同化力（NADPH、ATP）形成被促进，从而提高了植株对碳的固定和同化[14]；光化学淬灭系数qP表示用于光化学反应的光能部分,qP愈大即PSⅡ的电子传递活性愈大[15]。非光化学淬灭系数qNP反映了PSⅡ天线色素吸收的光能以热的形式耗散掉的光能部分，是一种自我保护机制，对光合机构起一定的保护作用[16]。

由表4可知，初始荧光Fo各处理间存在差异，其中处理T5最高，CK次之，各处理及对照初始荧光排序为 T5＞CK＞T1＞T2＞T3＞T4。最大光化学效率各处理及对照间差异不大，其中处理T5最大，处理T3最小。ΦPSⅡ和qP，处理T4和对照较小，说明处理T4和对照辣椒幼苗植株对碳的同化和固定能力较弱，底子传递活性较小，其余处理及对照间无显著差异。qNP各处理与对照间存在差异，其中对照最大，说明在PSⅡ反应中心天线色素吸收过量光能时，对照辣椒幼苗的自我保护机制能较好的对光合机构起到保护作用，其他各处理的自我保护机制相对较弱。

2.5 不同配比基质对番茄幼苗生理指标的影响

植物根系的生长直接影响地上部的生长，通过植物根系活力可以判断植物根系吸收水分和养分的能力。植物叶片中可溶性糖含量能够反映叶片光合产物的积累，可溶性糖含量高表明光合作用正常。植物叶片叶绿素含量作为植物生长良好的生理指标之一，与植物光合作用密切相关。

表3 不同配比基质对番茄干鲜重、根冠比及壮苗指数的影响

表4 不同配比基质对番茄幼苗叶绿素荧光参数的影响

表5结果可知，不同配比基质下辣椒幼苗生理指标间存在显著差异，根系活力以T5处理最好，处理T3、对照次之，处理T4根系活力最低，说明处理T4基质配方不利于辣椒幼苗根系生长。辣椒幼苗可溶性糖含量对照最高，处理T5次之，各处理辣椒幼苗可溶性糖含量排序为 CK＞T5＞T3＞T1＞T4＞T2。辣椒幼苗可溶性蛋白含量处理T5最高，达2.81 mg/g，处理T3最低，为2.64 mg/g。辣椒幼苗叶绿素含量以鲜计量，不同处理间叶绿素含量与类胡萝卜素含量均以处理T5含量最高，处理T4次之，其中处理T5叶绿素 a＋b 含量为 0.434 mg/g，对照仅为 0.201 mg/g，处理T5比对照高出115.9%。类胡萝卜素含量处理T5最高，处理T4次之，显著高于对照及其他处理，类胡萝卜素各处理间排序为 T5＞T4＞T1＞CK＞T3＞T2。

3 结论与讨论

育苗基质应具有良好的通气性和支撑作用，能够提供给种苗足够的水分，这些主要取决于基质的物理性状，包括基质的容重、孔隙度等理化性质。李谦盛[17]提出的基质质量标准，认为容重应在 0.1～0.8 g/cm3，总孔隙度应在70%～90%，通气孔隙应在15%～30%。田吉林等[18]研究栽培基质的孔隙性结果表明，孔隙性可作为基质的质量标准参数之一，其标准为总孔隙度为 60%～90%。Garcia等[19]认为理想基质的 EC 值应在 0.75～3.49 mS/cm。本试验中，各处理容重均在 0.34～0.45 g/cm3，符合李谦盛提出的穴盘育苗基质适宜容重的范围内，各处理总孔隙度在61.748%～68.291%，符合田吉林等提出的60%～90%的范围，也在李谦盛提出的70～90%的范围内。各处理EC 值在 1.15～5.05 mS/cm，参照Garcia等提出的理想基质EC值，仅有对照和处理T5的EC值符合该范围要求，其余处理EC值偏高，在育苗时需要适当淋洗，以降低 EC 值。各处理 pH 值在 7.30～7.53，整体为中性微偏碱性，基本符合张秀丽[20]提出的理想基质的 pH 值为 6.0～7.5 的范围。

表5 不同配比基质对番茄幼苗生理指标的影响

试验中不同配比基质对辣椒的育苗效果不同，各处理之间出苗以处理T5最快，最整齐，出苗率达到96%。处理T5培育的辣椒的株高、茎粗、干鲜质量和壮苗指数均为最高，幼苗生长表现最好，与对照相比，幼苗长势优于对照。根冠比处理T5显著低于对照，说明处理T5地上部干物质积累量较大，地上部生长优于对照。不同配比基质辣椒幼苗叶绿素荧光参数存在差异，初始荧光（Fo），最大光化学效率（Fv/Fm）、处理T5最高，显著高于对照及其他处理，实际光化学效率和光化学淬灭系数处理T5略高于对照，说明处理T5促进了植株同化力的形成，提高了植物对碳的固定和同化，光合电子传递能力增强，降低了用于热耗散部分的光能，光合效率上升，从而促进了辣椒幼苗光合能力的提高。根系是植物吸收水分和矿质营养的主要部位，为地上部的生长提供所需的养分，根系的生长状况直接影响植物的生长。试验中处理T5根系活力最高，说明处理T5基质疏松透气，能给辣椒幼苗的生长提供了良好的根际环境，使得辣椒幼苗生长良好，根系活力旺盛，与张永清等[21]研究表明，有机肥促进小麦根系生长的研究结果相似。叶片中的光合色素是植物进行光合作用的物质基础，叶绿素含量高，说明幼苗代谢水平高，有机物合成多，定植后生长旺盛，试验表明处理T5叶绿素及类胡萝卜素含量均为最高，显著高于对照及其他处理，说明处理T5基质作为辣椒育苗基质，可以使幼苗很好的进行叶绿素的合成代谢，促进植物生长。综合评价，可以看出处理T5基质在基质理化性质、幼苗各项指标上达到并超过了CK的水平，可以替代CK进行辣椒育苗。

V（草炭）∶V（蛭石）=2∶1 的基质配方在国内外蔬菜育苗产业中广泛应用。草炭作为育苗基质的育苗效果得到肯定，但由于草炭分布极不均匀，长距离运输和精细加工使得草炭价格相对较高。以V（草炭）∶V（蛭石）=2∶1 的配方为例，市场上进口成品基质草炭价格在800～1500元/m3，蛭石价格在250～350元/m3[22]，该配方中对草炭消耗量很大，其中草炭占总体积的66.7%，使得该配方整体成本较高。试验中所复配的基质，以农业有机废弃物玉米秸秆和牛粪进腐熟发酵后作为主要原料，能够减少草炭和蛭石用量。通过试验，对各个处理辣椒幼苗进行综合评价，得到 T5处理V（牛粪）∶V（秸秆）∶V（草炭）∶V（蛭石）=5∶1∶2∶2 育苗效果达到了对照的水平，能够替代对照进行番茄育苗。T5处理中腐熟牛粪占50%，草炭用量仅为20%，与对照相比草炭用量减少46.7%，大大降低了育苗基质的成本。

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