稻草复合基质对番茄育苗效果的影响

宋志刚 余宏军 蒋卫杰 张 晔 杨学勇

（中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京100081）

因为草炭具有理想的理化性质（Bilderback et al.，2005），目前国内外大量采用草炭作为育苗基质，但草炭的大量开发严重威胁和破坏了生态资源，这种资源的破坏受到了广泛的关注（崔秀敏 等，2002；Jayasinghe et al.，2010），同时，由于草炭的资源有限，价格不断上涨，造成了穴盘育苗的成本较高。因此，利用来源广泛、价格低廉的材料作为基质来替代草炭的研究和开发已经成为一个热点领域。已有研究表明，农业废弃物经过堆肥处理后，可以替代草炭作为基质，并且在育苗和栽培中取得良好的效果。如：柳枝穗（Altland ＆Krause，2009）、菌糠（陈世昌 等，2011）、柠条（孙婧 等，2011；原硕 等，2012）、葡萄渣（Carmona et al.，2012）、橄榄废弃物（Altieri et al.，2010）等。水稻作为世界的主要粮食作物，普遍种植，水稻脱粒后的稻草多半被废弃或焚烧，这既造成了资源的浪费，又污染了环境（毕于运 等，2009）。金伊洙和赵立新（2005）研究认为腐熟的稻草经过与炉渣和鸡粪的合理配比可以替代草炭进行番茄育苗。谢嘉霖和徐秋华（2010）以稻壳作为主要原料，与锯屑、泥炭、蛭石和珍珠岩按不同比例混配成7种不同的复合基质，同时对基质的理化性质进行了研究，结果表明复合基质是一种较理想的栽培基质，但稻壳不适合单独作基质。

本试验以稻草为主料，稻壳和沙子为辅料，按照不同比例混配，研究了复合基质的理化性质以及对番茄幼苗生长的影响，探讨了稻草基质作为育苗基质的可行性及适宜配比，旨在寻找稻草、稻壳和沙子的最佳配比基质来代替草炭基质，为农业育苗生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试番茄（Lycopersicon esculentumMill.）品种为中杂106，由中国农业科学院蔬菜花卉研究所提供。供试基质材料为稻草、稻壳、沙子、草炭、蛭石、有机生态型无土栽培专用肥（全N 5.12%，全P 2.72%，全K 7.04 %），由北京京圃园生物工程有限公司提供。稻草、稻壳发酵工艺流程：原料的起始 C/N为 25，水分为60%，将稻草粉碎至1 cm，然后分别根据稻草、稻壳原料的总碳、总氮和含水量计算鸡粪的添加比例，之后进行高温静态堆制，发酵期间进行翻堆补充水分和氧气，30 d后风干备用。

1.2 试验设计

试验于2010年6～7月在本所无土栽培温室进行。试验设6个基质配方（表1），对照为草炭∶蛭石=2V∶1V，完全随机区组设计，72孔穴盘播种，每个处理1盘，3次重复。在配制基质过程中，每立方米基质加无土栽培专用肥5 kg。6月20日温汤浸种催芽，6月22日选取整齐度一致的种子播于盛有相应混配基质的穴盘中，每穴1粒，播种后覆盖0.5 cm厚蛭石，播种后浇透水。播种后10 d测定株高、茎粗、叶片数、鲜质量、干质量等指标，每个处理随机取10株，每5 d测定1次，共4次。播种后25 d时，测定叶绿素含量、根系活力，计算壮苗指数、根冠比、G值。

表1 基质配方

1.3 测定项目及方法

1.3.1 基质理化性质的测定 容重、总孔隙度、通气孔隙度和持水孔隙度的测定参照郭世荣（2003）的方法。用风干基质与蒸馏水按1V∶5V混合搅拌，静止30 min，pH采用METTLER TOLEDO公司生产的FiveEasy pH酸度计测定，电导率（EC）采用METTLER TOLED公司生产的FiveEasy电导率仪测定。碱解氮含量采用碱解扩散法测定，速效磷含量采用0.5 mol·L-1碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用醋酸铵-火焰光度计法测定（鲍士旦，2000）。

1.3.2 番茄的生长指标和生理指标测定 株高用直尺测定根茎部到生长点的长度（cm）；茎粗用游标卡尺测量茎与基质接触面上方1 cm处的粗度（mm）；叶片数是测定展开的叶片数；地上部、地下部鲜质量用电子天平测定；地上部干质量和地下部干质量是将植株鲜样置于烘箱105 ℃杀青15 min，80 ℃恒温24 h，然后用电子天平称量；根系活力采用TTC法（李合生，2000）测定；叶绿素含量使用SPAD-502叶绿素仪（Minolta公司）测定相对叶绿素含量（SPAD）。

1.4 统计分析

数据采用Microsoft Excel 2013和DPS7.05进行处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同基质配方的理化性质

从表2可以看出，各个处理中，T1、T2、T3、T4、T6的容重在育苗基质适宜容重（0.1～0.8 g·cm-3）范围内，仅有T5的容重不在育苗基质的适宜容重范围内，由基质配比可以看出，随着沙子体积比的增加，基质容重不断增大。所有处理的总孔隙度均在理想基质的总孔隙度（54%～96%）范围内（郭世荣，2005）。番茄生长的适宜pH值范围是5.5～6.5（孙婧 等，2011），CK的pH在合理范围之内，其他处理基质配方的pH均显著大于CK，为中性偏碱性。EC值是反映基质水溶液所含盐离子总浓度的一个指标，基质的EC值不应大于3.5 mS·cm-1（Chong et al.，1991），各个处理的EC值均在合理范围之内。T1、T2、T6的有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的含量均显著高于CK。基质配比中有机基质所占的比例越大，其养分含量就越高，T1、T2、T6 3个处理的构成均为有机基质，其有机质含量都显著高于其他处理，碱解氮、速效磷、速效钾的含量均显著高于其他处理及CK。

表2 不同基质配方的理化性质

2.2 不同基质配方对番茄幼苗株高、茎粗的影响

图1 不同基质配方对番茄幼苗株高的影响

由图1可以看出，播种后10 d开始，各个处理生长量开始增大，并保持较快速度增长，但CK增长速度较慢，且增幅低于其他处理。播种后25 d时，T1、T2、T3、T4、T5、T6、CK的番茄幼苗株高分别为 22.37、23.53、21.53、19.60、20.20、18.93、14.38 cm。T1、T2、T3、T4、T5、T6的株高分别比CK高55.5%、63.6%、49.7%、36.3%、40.4%、31.6%。在播种后10、15、20 d时，6个处理之间的株高没有显著性差异，播种后25 d时，T2处理的幼苗最高，其次为T1，这可能是因为两个基质配比中含有较多的营养成分造成的。T6基质配比虽然也含有较多的养分，但株高在6个处理中最低，可能是因为基质中稻壳占有比例较多，其通气孔隙度较大而不利于番茄幼苗根的固定和营养物质的吸收。

由图2可以看出，播种后10 d各处理的茎粗差异不显著，且与CK无显著差异。随着植株的生长，茎粗差异明显，播种后15、20、25 d各处理的茎粗均显著高于CK，其中播种后25 d时T1、T2、T3、T4、T5、T6的茎粗较CK分别高 55.5%、63.6%、49.7%、36.3%、40.4%、31.6%。在播种后25 d时，T1处理的幼苗茎粗最大，这可能是因为该基质配比中含有较多的营养成分造成的。T6基质配比虽然也含有较多的养分，但茎粗在6个处理中最低，这可能与该基质的通气孔隙度较大有关。

图2 不同基质配方对番茄幼苗茎粗的影响

2.3 不同基质配方对番茄幼苗叶片数的影响

由表3可知，播种后10 d时，各个处理的叶片数之间没有显著性差异，且与CK间无显著差异。到播种后25 d时，T2的叶片数最多，平均为4.7，各处理间差异不显著，均显著高于CK。

2.4 不同基质配方对番茄幼苗综合指标的影响

由表4可以看出，播种后25 d，T2的地上部的干、鲜质量和地下部的干、鲜质量最高，其次为T1，T1与T2之间没有显著性差异，T1、T2地上部干质量和地下部干质量与CK存在显著性差异，而且与其他处理之间也存在显著性差异。T1、T2之间的壮苗指数差异不显著，但显著大于CK。根冠比T1、T2、T4、T6、CK之间差异不显著。干物质的积累速率反映了植物生长的速率，T2的G值最高，T1次之，CK最低，T1、T2之间没有显著性差异，但与CK存在显著性差异。叶绿素含量可以作为衡量叶片光合能力的一个指标，而根系活力可以反映根系吸收代谢的功能。各个处理之间的叶绿素含量没有显著差异，但是T2的根系活力最高，T2与T1、T4、T5之间没有显著性差异，与CK存在显著性差异。综合来看，T1和T2的综合指标均优于其他处理和对照，这可能是基质理化性质较好的原因，T1、T2均为有机基质，容重为0.28～0.29 g·cm-3，总孔隙度在79%～82%之间，气水比在0.25～0.28之间，基质性质中性偏碱，EC在合理范围之内，同时基质的速效养分含量高于对照。

表3 不同基质配方对番茄幼苗叶片数的影响

表4 不同基质配方对番茄幼苗综合指标的影响

3 结论与讨论

通过对稻草为主料，与稻壳、沙子组成的复合基质的理化性质进行分析，可以看出在稻草粉碎程度一定的前提下，按照稻草含量为50%、75%和 100%的比例同稻壳、沙子进行混合，结果发现，随着稻草比例的增加，基质的容重并没有增加，这充分说明稻草作为原料其比重较小，质地较疏松，因此稻草含量越高的混合基质整体的容重不会有太大的增加，这为基质的运输和操作提供了极大的便利。同时，稻草复合基质的保水性能较强，基质性质中性偏碱，可溶性盐含量适中，育苗效果较好。

在试验中不同基质配方的番茄育苗效果不同，稻草复合基质培育的番茄幼苗的生长指标较好，T1、T2、T3、T4、T5、T6处理的番茄的株高、茎粗、叶片数、干鲜质量、壮苗指数，干物质积累速率均好于对照，其中T1（100%稻草）和T2（稻草∶稻壳=75V∶25V）培育的番茄幼苗的生长情况表现最好，显著高于对照。金伊洙和赵立新（2005）研究了45%、60%、75%稻草与炉渣和鸡粪的基质配比对番茄育苗的影响，发现60%、75%稻草与炉渣和鸡粪的基质配比可以替代草炭进行番茄育苗，本试验也有类似的结果。

综上所述，通过合理配比的稻草复合基质在容重、孔隙度、pH值、EC值等理化性质方面符合育苗基质要求。从育苗效果来看，T1（100%稻草）和T2（稻草∶稻壳=75V∶25V）处理的番茄幼苗的生理指标显著优于其他处理及对照，可以代替草炭作为育苗基质。腐熟的稻草、腐熟的稻壳不仅充分利用了农业有机废弃物作为基质材料，保护了生态环境，而且是一种优质的有机生态型无土栽培基质，能够代替草炭降低成本，具有显著的生态和经济效益。

鲍士旦．2000．土壤农化分析．北京：中国农业出版社.

毕于运，高春雨，王亚静，李宝玉．2009．中国秸秆资源数量估算．农业工程学报，12（5）：211-217.

陈世昌，常介田，张变莉．2011．菌糠复合基质在番茄育苗上的效果．中国土壤与肥料，（1）：73-75.

崔秀敏，王秀峰，魏珉．2002．几种复合育苗基质特性及其在生菜上的育苗效果．中国蔬菜，（3）：17-19.

郭世荣．2003．无土栽培学．北京：中国农业出版社：202-214，423-425.

郭世荣．2005．固体栽培基质研究、开发现状及发展趋势．农业工程学报，21（s2）：1-4.

金伊洙，赵立新．2005．稻草秸秆穴盘育苗基质对番茄秧苗质量影响的研究．北方园艺，（3）：61-63.

李合生．2000.植物生理生化试验原理与技术．北京：高等教育出版社.

孙婧，买买提吐逊·肉孜，曲梅，高丽红．2011．柠条基质理化性质和育苗效果研究，中国蔬菜，（22/24）：68-71.

谢嘉霖，徐秋华．2010．波丝菊、万寿菊的稻壳复合基质栽培试验．江苏农业科学，（4）：188-190.

原硕，田永强，曲梅，陈乔，王一然，姚凯骞，高丽红．2012．柠条与蘑菇渣堆肥复配基质改善黄瓜育苗效果研究．中国蔬菜，（18）：154-159.

Altieri R，Esposito A，Baruzzi G．2010．Use of olive mill waste mix as peat surrogate in substrate for strawberry soilless cultivation．International Biodeterioration & Biodegradation，64：670-675.

Altland J E，Krause C．2009．Use of switchgrass as a nursery container substrate．HortScience，44：1861-1865.

Bilderback T E，Warren S L，Owen Jr J S，Albano J P．2005．Healthy substrates need physicals too! HortTechnology，15：747-751.

Carmona E，Moreno M T，Avilés M，Ordovás J．2012．Use of grape marc compost as substrate for vegetable seedlings．Scientia Horticulturae，137：69-74．

Chong C，Cline R A，Rinker D L．1991．Growth and mineral nutrition status of containerized woody species in media amended with spent mushroom compost．J Am Soc Horticult Sci，116：242-247．

Jayasinghe G Y，Tokashiki Y，Liyana A I D，Arakaki M．2010．Sewage sludge sugarcane trash based compost and synthetic aggregates as peat substitutes in containerized media for crop production．Journal of Hazardous Materials，174：700-706.