椰糠珍珠岩基质的体积对黄瓜幼苗生长和质量的影响

任志雨， 郜永博

(天津农学院园艺园林学院，天津 300384)

育苗是蔬菜生产过程中极为重要的一环，与传统方式相比，无土育苗苗壮、成苗率高、周期短、病虫害少、便于远距离运输和机械化操作[1-2]。我国常用的草炭资源分布不均匀，优质的草炭价格较为昂贵，这无疑会增加育苗成本，加上草炭为不可再生的自然资源，长期使用会造成资源枯竭[3-4]。因此，寻找理化性质良好且价格低廉的农业有机废弃物如作物秸秆、锯末、园林枝叶、菌渣、椰糠等作为无土栽培基质潜力巨大[5-6]。我国椰子产地包括海南、广东、广西、云南、台湾等地，其中海南的产量占90%以上[7]。椰糠是在椰子外壳纤维加工过程中脱落下的粉末，椰糠经过日晒和雨淋等处理后，降低了含盐量和传导性，其容重和孔隙度较合理，具有良好的吸水性和保水性，且含有一定的养分，其EC值和pH值也较适宜[8-9]。椰糠资源丰富，价格低廉，可压缩成砖状，质轻且不易腐败，易存储与运输。椰糠在许多热带和亚热带国家都有生产，如印度、斯里兰卡、马来西亚、菲律宾等。椰糠在许多园艺植物如观赏凤梨[10]、草莓[11]、非洲菊[12]、黄瓜[13]等的无土栽培中应用效果良好。育苗体积决定了幼苗根系的环境状况，会显著影响根际水、肥、气等环境条件和根系生长空间，对幼苗的生长发育影响巨大。同时育苗体积也决定了育苗基质、育苗容器和水肥的成本，在可能的情况下，育苗体积越小越好。王秀琴等用不同规格的穴盘进行番茄育苗，结果表明，50穴的穴盘番茄苗生长和壮苗指数最好[14]。张继卯的研究表明，育苗体积对油杉苗生长影响显著，其中容器规格为 7 cm×15 cm处理的幼苗株高、地径和单株生物量等指标最佳，且节约育苗成本[15]。

有关椰糠混合基质体积对蔬菜幼苗生长影响的研究未见报道，本研究通过分析椰糠和珍珠岩混合基质体积对黄瓜幼苗生长和质量的影响，以期为确定椰糠基质用于黄瓜无土育苗的适宜体积提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

以黄瓜(CucumissativusL.)品种津优307为试验材料。椰糠和珍珠岩基质购置于天津市花园生态农业有限公司，椰糠基质小于2 mm的纤维粉末和废渣约占75%(体积比)，2～30 mm的短纤维约占25%，pH值为6.93，EC值为 5.06 mS/cm，容重为0.271 g/cm3，大小孔隙比为0.121。珍珠岩的直径为2～3 mm，pH值为6.95，EC值为 0.060 2 mS/cm，容重为0.112 g/cm3，大小孔隙比为1.127。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验于2015年在天津农学院日光温室进行，由于40%椰糠+60%珍珠岩(体积比)混合基质的主要理化性状(pH值为6.89，EC值为3.012 mS/cm，容重为 0.155 g/cm3，大小孔隙比为0.653)较适合于黄瓜幼苗的生长，所以确定为本试验的育苗基质。试验设定的育苗体积处理分别为130、210、290、370、450 mL。育苗采用不同体积规格的黑色塑料营养钵，每个处理播种50株，单因素随机区组设计，3次重复。3月22日种子催芽后播种，当子叶完全展开时施用1/2浓度的山崎黄瓜大量元素配方营养液，营养液中的微量元素采用通用配方[16]，营养液pH值为5.5～5.6。4月25日，当幼苗真叶为3叶1心时，每处理随机取20株幼苗进行相关指标测定。

1.2.2 测定的项目和方法 测定幼苗株高(基质表面到生长点)、真叶叶片数。游标卡尺测量茎粗(基质表面以上1 cm处)。用CI-202型手持叶面积仪(美国CID公司生产)测量真叶的叶面积。测定地上部和地下部鲜质量。鼓风干燥箱60～70 ℃下烘48 h后测地上部和地下部干质量。计算根冠比和壮苗指数，根冠比=地下部干质量/地上部干质量，壮苗指数=全株干质量×(茎粗/株高+地下部干质量/地上部干质量)[17]。用SPAD-502型叶绿素仪(日本美能达公司生产)测幼苗叶片相对叶绿素含量，每株测2张叶子。用CI-340型光合仪(美国CID公司生产)测定第3张真叶的净光合速率和蒸腾速率。用TTC法[18]测根系琥珀酸脱氢酶的活性。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2003和The SAS system for windows V8软件包进行方差分析，采用邓肯氏新复极差检验法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 基质体积对黄瓜幼苗生长的影响

植物幼苗的生长状况可以通过其生长指标如株高、茎粗、叶片数、叶面积等反映出来。在一定的生长环境下，植物的地上下部的生理生化活性决定了植物的生长速度，植物通过一定面积的叶片捕获光能进行光合作用及同化物质的积累，最终表现在植物的外观生长上，通过幼苗的株高、茎粗、叶片数等反映其生长状况。由表1可以看出，随着育苗基质体积从130 mL增加到450 mL，黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶片数和叶面积都表现出增加的趋势，其中450 mL处理的幼苗株高显著大于其他处理，而其他处理间的差异不显著。450 mL处理的茎粗显著大于130 mL处理，而其他处理间的差异不显著。450 mL 处理的叶片数显著大于其他处理，370 mL处理的叶片数又显著大于130 mL处理，而其他处理间叶片数的差异不显著。叶面积随着育苗体积改变而变化的幅度较大，除了210 mL处理和290 mL处理间叶面积差异不显著外，其他处理间的差异都达到显著水平。可见，育苗体积对黄瓜幼苗生长指标的影响明显，育苗体积较小时，水肥供应和生长空间制约了幼苗的生长。

2.2 基质体积对黄瓜幼苗光合产物积累及幼苗质量的影响

幼苗植株积累的净光合产物是植物进行结构性生长的基础[19-20]，通过植株的干鲜质量来反映其生长速度。幼苗根冠比反映了植株地下部与地上部间同化物的分配趋势，通常认为根冠比越大越有利于幼苗的缓苗和水肥的吸收，壮苗指数则从幼苗同化物积累总量和分配模式综合反映了幼苗的质量。由表2可见，黄瓜幼苗地上部和地下部的鲜质量和干质量均随着育苗基质体积的增加而增加，其中450 mL处理的幼苗地上部鲜质量著大于其他处理，370、290、210 mL处理间的地上部鲜质量差异不显著，而显著大于130 mL处理；450 mL处理的幼苗地下部鲜质量著大于其他处理，而其他处理间的差异不显著；450 mL处理的幼苗地上部干质量著大于其他处理，370 mL 处理的地上部干质量显著大于130 mL处理，其他处理间差异不显著；450 mL处理的幼苗地下部干质量显著大于 130 mL 处理，其他处理间差异不显著。幼苗的根冠比则随着育苗体积的增加而降低，其中130 mL处理的根冠比显著大于370 mL处理，370 mL处理的根冠比又显著大于450 mL处理，而210 mL和290 mL处理间的根冠比差异不显著；幼苗的壮苗指数随着育苗体积的增加而增加，其中450 mL处理的壮苗指数显著大于130 mL处理，其他处理间差异不显著。可见随着育苗体积的增加，幼苗的干物质积累随之增加，却降低了向地下部分配的比例，但是最终的壮苗指数还是随着育苗体积的增加而增加，在尽量节约成本的原则下，认为 210 mL是本试验中黄瓜适宜的育苗基质体积。

表1 基质体积对黄瓜幼苗生长的影响

注：同列数据后不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。下表同。

表2 基质体积对黄瓜幼苗光合产物积累及幼苗质量的影响

2.3 基质体积对黄瓜幼苗光合特征和根系吸收活力的影响

植株叶片叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率是上述幼苗生长指标和同化物积累的生理生化基础，育苗体积会影响根系水分和养分的供应强度、缓冲性及通气性，如果体积太小则造成营养和水分供应不足，同时供应的波动性加大，从而影响叶绿素的合成和光合活性。琥珀酸脱氢酶是植物根系主动吸收过程中有氧呼吸链中的关键酶之一，酶的活性在一定程度上反映了根系的吸收活力。由表3可见，随着育苗体积的增加，黄瓜幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率以及根系琥珀酸脱氢酶活性先增加，到290 mL处理时达到最大值，而后开始下降，其中210、290 mL处理的叶片叶绿素含量较高，且显著大于130 mL处理，但与370、450 mL处理间的差异不显著。130 mL处理的幼苗净光合速率、蒸腾速率和琥珀酸脱氢酶活性显著小于其他处理，而其他处理间的差异不显著。可见，太小或太大的育苗体积对幼苗的生长均不利，体积太大时基质的含水量较高且根系高湿度持续时间较长，可能造成根系氧气交换不良，反而不利于水分和养分的吸收，降低了光合能力、蒸腾能力及根系的吸收活力。

表3 基质体积对黄瓜幼苗光合特征和根系吸收活力的影响

3 结论与讨论

采用40%椰糠+60%珍珠岩(体积比)混合基质进行黄瓜育苗时，不同的育苗体积对幼苗的株高、茎粗、叶片数、叶面积、地上部干鲜质量、地下部干鲜质量、叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和根系琥珀酸脱氢酶活性均有明显的影响。黄瓜幼苗的生长指标和光合产物积累随着育苗体积的增加而增加，而叶片光合指标和根系吸收活力则随着育苗体积的增加先增加而后下降。在综合考虑壮苗指数和节约育苗成本的基础上，认为210 mL是本试验适宜的黄瓜育苗体积。本研究中黄瓜幼苗叶片叶绿素含量在370、450 mL处理时较290 mL处理有所下降，这可能与其生长速度较大而导致的叶绿素在细胞中的稀释效应有关。虽然370、450 mL处理的净光合速率和蒸腾速率较290 mL处理反而有所降低，但是其叶面积显著大于290 mL处理，最终370、450 mL处理的光合产物积累量仍然大于290 mL处理。

蔬菜育苗体积的确定，不仅要考虑不同种类蔬菜的营养需求特征和对基质湿度的要求，同时还要考虑苗期的大小，通常苗期越短，需要的育苗体积相对也越小。刘敏等的研究表明，在集约化育苗条件下，72孔穴盘35 d苗龄的番茄幼苗表现最好[21]。司亚平等的研究表明，不同育苗体积对番茄幼苗的影响与苗龄有关[22]，育苗体积应根据苗龄的长短来相应调整，体积越小，苗龄应越短。

椰糠是椰子深加工过程中的副产品，是有机废弃物，优质的椰糠基质具有良好的孔隙结构(≥80%)和较强的保水能力(>70%)，是具有复杂而优良的物理化学吸收能力和较强的缓冲作用的活性基质[7]，具有保湿、疏松、透气的特点，是良好的无土栽培基质。椰糠经过压缩，储存空间小，大大降低储运成本，在世界范围内广泛应用[23]，但是椰糠基质在我国应用还不普遍，其应用前景很大。椰糠基质由于椰子品种、产地环境、后期腐熟处理等不同，其理化性状差异较大，作为栽培基质的效果也不同[7]。购买和使用时应注意其盐碱度、通气度和持水能力等指标，而劣质廉价的椰糠基质往往在这些方面存在问题。