腐熟小麦秸秆复合育苗基质对辣椒穴盘育苗的影响

任兰天 刘庆 唐飞 梅艳艳 宋长刚 张从军

摘要[目的]探索小麦秸秆资源化利用效果。[方法]将腐熟的小麦秸秆、珍珠岩和蛭石按不同比例混配成小麦秸秆育苗基质，研究其在辣椒穴盘育苗上的效果。[结果]将60%～90%的小麦秸秆和珍珠岩、蛭石进行复配，基质的容重、总孔隙度、持水孔隙度、电导率及pH均满足基质行业要求。70%小麦秸秆+15%蛭石+15%珍珠岩处理容重为0.227 g/cm3，总孔隙度为93.7%，显著优于其他处理，壮苗指数为0.132，根冠比为0.493，叶绿素含量为2.85 mg/g，效果显著优于商业基质，根系活力分别較纯秸秆和对照高28.87%和4.16%。[结论]70%小麦秸秆复合育苗基质更适合于辣椒幼苗生长发育，育苗可以达到壮苗标准，其可作为辣椒育苗基质使用。

关键词小麦秸秆；育苗基质；辣椒；苗期

中图分类号S641.3文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）23-0037-03

Effect of Fermented Wheat Straw Matrix on Growth of Pepper Seedling

REN Lantian1，2，LIU Qing2，TANG Fei2 et al

（1.College of Agronomy，Anhui Science and Technology University，Fengyang，Anhui 233100；2.Anhui Laimujia Biological Technology Co.，Ltd./Key Laboratory of Bioorganic Fertilizer Creation，Ministry of Agriculture，Bengbu， Anhui 233000）

Abstract[Objective]To explore the effect of resourceful utilization of wheat straw.[Method]To study the effects of the wheat straw matrix which was composed by different proportions of decayed wheat straw，perlite and vermiculite on pepper plug seedling.[Result] With the complex of 60%～90% wheat straw，perlite and vermiculite，the matrix density，total porosity，waterholding porosity，conductivity and pH satisfied the requirements of the matrix industry.Bulk density and total porosity of 70% wheat straw + 15% vermiculite + 15% perlite were 0.227 g/cm3 and 93.7%，the treatment was significantly better than other treatments.Under the treatment，the strong seedling index was 0.132，the rootcanopy ratio was 0.493，the chlorophyll content was 2.85 mg/g，which were significantly higher than the commercial substrate.The root vigor was 28.87% and 4.16% higher than pure straw and control，respectively.[Conclusion] 70% wheat straw seedling substrate is more suitable for the growth and development of pepper seedlings，nursery seedlings can meet the standard， which can be used as pepper seedling substrate.

Key wordsWheat straw；Nursery substrate；Pepper；Seedling stage

基金項目安徽省科技重大专项“农作物秸秆快速堆腐肥料化及还田综合利用技术集成研究与应用”（15czz0312）。

作者简介任兰天（1981—），男，山东郓城人，副教授，博士（后），从事有机废弃物资源化利用研究。

收稿日期2017-06-14

穴盘育苗由于种苗质量高、生产效率高、操作简单，可一次性成苗，迎合工厂化和规模化生产的需求，已经成为目前常用的育苗方式之一，该类育苗基质多采用草炭、蛭石、珍珠岩等混合配制而成[1-2]。随着草炭等育苗资源需求量的不断加大，草炭等资源的开采严重破坏了生态环境[3-4]，甚至一些国家已经开始限制草炭的开采，进而引起草炭价格不断上涨[5-6]。寻找可再生、来源广泛、价格低廉且便于规模化生产的草炭替代物一直是该领域的研究热点之一。研究表明，醋糟、稻壳、椰糠、菇渣、秸秆等均可通过微生物发酵处理后用于基质育苗并且有较好的育苗效果[7-12]。

我国是秸秆产出大国，每年产出秸秆7亿多t，占全球秸秆产出量的20%～30%，其中，小麦、水稻、玉米、大豆、薯类等粮食作物秸秆约5.8亿t[13]。但目前我国的秸秆利用效率依然较低，每年产出的大部分秸秆被弃置农田或肆意焚烧，造成严重的资源浪费与环境污染[14]。因此，如何对作物秸秆进行有效的资源化利用是我国发展生态农业与可持续农业的关键。辣椒穴盘育苗是安徽省蔬菜工厂化育苗的一个典型代表，该试验以腐熟的小麦秸秆、珍珠岩和蛭石为主要原料，按不同比例进行混配，研究小麦秸秆基质对辣椒幼苗生长质量的影响，旨在为小麦秸秆基质应用于辣椒工厂化育苗提供理论支撑。

1材料与方法

1.1供试材料

供试辣椒品种为“杭椒一号”，由杭州李芳蔬菜种苗有限公司生产；草炭由淮安鸿扬农业科技发展有限公司生产；珍珠岩由信阳市中森珍珠岩应用有限公司生产；蛭石由灵寿县瑞达矿业有限公司生产； 72穴育苗盘由兰溪市恒琨塑料制品厂生产，规格为660 mm×340 mm×50 mm；小麦秸秆由怀远县古城镇水海村农户提供；尿素由山东鲁西化工集团有限责任公司生产，含氮46%；微生物菌剂由安徽飞天农用生物科技有限公司生产（CFU≥108/g，纤维素酶≥30 U/g，淀粉酶 ≥10 U/g）。

1.2试验方法

该试验于2016年9—11月在安徽莱姆佳生物科技股份有限公司智能温室中进行。小麦秸秆自然风干后粉碎至5～7 cm，堆成8 m×3 m×2 m的条垛状，将秸秆堆体水分控制在55%～60%，添加尿素调节C/N至30∶1，添加微生物菌剂后混合均匀进行高温好氧堆腐，堆腐过程中通过机械翻堆补充氧气，腐熟完全后粉碎备用。该试验设5组处理，将小麦秸秆与珍珠岩、蛭石按一定比例进行混配，并以不加秸秆的草炭为主要原料的育苗基质作为CK，详细配比见表1。试验前首先选取籽粒饱满、整齐的种子，浸种、催芽后进行播种。播种后连续统计15 d出苗率，育苗盘采用72孔穴盘，每穴播 2粒种子，定苗1棵，每盘重复 3 次，随机区组排列。整个试验阶段，各处理不增施肥料，仅浇清水。

1.3测定项目及方法

1.3.1基质理化性状。

1.3.1.1容重、孔隙度。取风干后的基质加滿体积为300 mL（8 cm×6 cm）的铝盒（重40 g），称重（W1）；然后浸泡水中24 h，称重（W2）；烧杯中的水分自由沥干后再称重（W3）。按下式计算：容重（g/cm3）=（W1-40）/ 300；总孔隙度（%）=（W2-W1）/300×100%；通气孔隙度（%）=（W2-W3）/300×100%；持水孔隙度（%）=总孔隙度-通气孔隙度。

1.3.1.2EC、pH。按四分法取一定量的基质，以去离子水饱和浸提，减压抽滤得到澄清饱和液，浸提液用便携式电导仪（DDBJ-350）测定EC，pH计（Sartorius，PB-10）测定pH。

1.3.2幼苗生长指标。

待幼苗生长60 d后，从每个处理中随机抽取12株进行测定。首先用直尺测定辣椒幼苗株高（根基部到最上部茎生长点的距离），游标卡尺测定茎粗并记录叶片数，电子天平测定植株地上部分和地下部分鲜重。然后将植株装入信封袋，在105 ℃下杀青15 min，75 ℃烘干至恒重，称量地上部分和地下部分干重，计算全株干重。根冠比=根部干重/地上部分干重；壮苗指数=（茎粗/株高+根干质量/地上部干质量）×全株干质量。采用乙醇、丙酮、水混合液浸提法测叶绿素含量[15]，根系活力采用TTC法测定[16]。

1.4数据处理

数据采用Microsoft Excel 和DPS 7.05 进行处理和统计分析。

2结果与分析

2.1小麦秸秆混配基质理化性状分析

郭世荣[17]、周静等[18]研究认为育苗基质的容重一般在0.1～0.8 g/cm3，总孔隙度应在54%～96%较为理想。由表2可知，5组处理及CK组的容重均满足育苗基质行业标准，符合上述育苗基质的理论适用范围，在添加蛭石、珍珠岩后A1～A5组容重呈下降趋势，除

A2与A3两组差异不显著外，其他各组间均存在显著差异。通

常认为总孔隙度偏高影响根系对水肥的固定，不利于作物生长，各处理组的总孔隙度在92.7%～95.6%，均满足郭世荣等[17]提出的总孔隙度理论范围，其中添加蛭石

和珍珠岩后总孔隙度显著降低。辣椒能正常生长的通气孔隙度为15%～20%，各处理组（除A1组）及对照组均在此范围。A1～A5组的持水孔隙度呈现下降趋势并有显著差异。理论认为EC过高不利于种子萌发与生长，甚至会损伤根和根毛以及灼伤叶片，试验中5组处理及对照组EC大小顺序为A1>CK>A2>A3>A4>A5，均在植物生长适宜的EC范围。

一般认为适宜植物生长的 pH在5.5～6.5，

各处理组的pH均呈偏弱碱性，表现为CK>A1>A2>A3>A4>A5。总的来说，随着秸秆量的减少，基质的容重、总孔隙度、持水孔隙度、EC及pH均呈下降趋势，而通气孔隙度呈上升趋势。EC反映了基质含盐浓度，可溶性盐含量（EC）过高，可能会形成反渗透压，将根系中的水分置换出来，使根尖变褐或者干枯。

2.2小麦秸秆混配基质对辣椒出苗的影响

由图1 可知，各处理组及对照组的辣椒在播种后第6～8天开始出苗，其中A5与A3组在第6天开始出苗，A1组在第8天开始出苗，其他组均在播种的第7天开始出苗；在整个出苗过程中A4组与其他组有显著差异并且出苗数一直保持各组中的最高位，而其他各组与A1组比较均存在显著差异，可见腐熟后的麦秸在不添加珍珠岩、蛭石等原料的情况下不利于辣椒种子的萌发。

由图2可知，在播种后的第15天A4组的出苗率基本达100%，显著高于其他各组，而A1组出苗率不到70%。各组出苗率大小顺序依次为A4>A5>A3>CK>A2>A1。在出苗率方面， A3、A4、A5組均大于市售育苗基质CK，而A2组与CK基本持平。

2.3小麦秸秆混配基质对辣椒幼苗生长的影响由表3可知，随着秸秆添加量的减少辣椒长势呈现逐渐上升的趋势。A4组的株高和根冠比较CK高 9.93%和11.04%，在地上部鲜质量及壮苗指数等方面，A4组均显著优于其他处理。株高表现为A4>A5>A3>CK>A2>A1，A1与A2组株高较矮，与其他各组呈现显著差异，而 A1与A2及A3与A5间无显著差异。茎粗方面A4与A5组差异较小，但A4组与CK有显著差异，而A3、A5、CK间无显著差异。根冠比各组表现为A4>CK>A5>A3>A2>A1，各组均有显著差异，且随着秸秆配比的减少而增大。A1～A5组在地下/上鲜质量和地下/上干质量方面总的趋势是随着秸秆配比的减少而先增加后减少，且部分组间有显著差异。壮苗指数在A3、A5、CK间及A1、A2组间无显著差异。

2.4小麦秸秆混配基质对辣椒幼苗叶绿素含量及根系活力的影响

叶绿素是最重要的光合色素，是叶绿体内光能传递转化的主要物质，作物通过叶绿素进行光合作用合成碳水化合物，叶绿素含量高低在一定程度上反映着植物光合作用的潜力并直接影响着作物能量的积累。试验中对辣椒叶片中叶绿素进行测定，结果如表4所示，A4组的叶绿素总量与其他各组相比均存在显著差异，叶绿素总量顺序为A4>CK>A5>A3>A2>A1。另一方面，根系活力是根系吸收水肥活跃程度的重要指标，其可在一定程度上反映植物的生长能力，A4根系活力最大，达1.25 mg/（g·h），分别比CK和A1组高4.16%和28.87%，与其他各组均呈现显著差异。这说明小麦秸秆腐熟后在没有草炭添加的情况下依旧适于辣椒幼苗生长。

3讨论与结论

当前，我国作物秸秆资源化利用率过低，每年大量的秸秆作为废弃物被烧掉，既污染环境又浪费资源。将麦秸进行堆腐处理后作为育苗基质进行蔬菜育苗，不仅可有效降低环境污染、减少草炭开发对环境的破坏，同时也可为蔬菜育苗提供可再生、廉价的育苗基质。

该试验利用堆腐完全的小麦秸秆复配珍珠岩与蛭石进行辣椒育苗，试验目的在于最大化利用小麦秸秆资源并替代草炭，通过试验数据统计分析，结果表明A4组配比下辣椒苗期的株高、茎粗、地上/下部质量、根冠比、壮苗指数、叶绿素、根系活力等方面均最为突出，与其他各处理组均存在显著差异，这也表明小麦秸秆在完全腐熟后是可以取代草炭进行辣椒育苗的。试验表明，和商业基质比例一样的60%腐熟小麦秸秆+20%珍珠岩+20%蛭石表现不如70%腐熟小麦秸秆+15%珍珠岩+15%蛭石，究其原因可能是腐熟的小麦秸秆和草炭在孔隙度、pH、电导率等方面还存在较大差异。虽然该研究表明腐熟的小麦秸秆可以替代草炭进行育苗，但是该试验中的育苗基质只是散装基质，今后应进一步改进秸秆基质的制备方法，以达到更好的育苗效果。

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