不同配比基质对番茄幼苗生长和生理指标的影响

郑艳，谭占明，2*，杜佳庚，张展，束胜，马司光

（1.塔里木大学植物科学学院，南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室，新疆生产建设兵团南疆特色果树生产工程实验室，新疆阿拉尔843300；2.新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护与利用重点实验室，新疆阿拉尔843300；3.南京农业大学 园艺学院，江苏 南京210000）

草炭含有丰富的有机质，通透性良好且保水性能优良，是一种无菌、无毒无公害的绿色物质，常用作园艺无土栽培的基质［1］。但随着草炭的过度开发，造成短时间内不可再生，亟需找到可以替代草炭的基质产品。

枸杞枝条经过发酵后含有丰富的有机质，是配置育苗基质时替代草炭的良好选择［2～4］。曲继松等［3］分析得出，枸杞枝条粉、珍珠岩和蛭石体积比为6∶1∶2 或6∶1∶1 时辣椒育苗效果较好。目前新疆地区枸杞种植面积较大［5］，达1.78 万hm2。假如使用枸杞枝条发酵做为栽培基质，不但解决了当前需要解决的草炭资源不足问题［6］，还对环境友好，符合可持续发展战略。

黄沙具有优越的透气性，炉渣具有良好的孔隙，能够起到保水作用［7］。卢玲［8］研究表明，黄沙和炉渣按体积为2∶1 培育番茄，可以有效的减少病虫害。

腐熟枸杞枝条、蛭石、黄沙、炉渣按一定比例配置后，不仅可以代替草炭作为栽培基质在生产中使用，并且在一定程度上将农业废弃物和工业生产废弃物进行有效的再次利用［9］，一举多得。因此，本试验选用腐熟枸杞枝条为主料，通过添加辅料黄沙和炉渣，形成不同配比的复合基质，研究不同基质配比条件下基质理化特性以及对番茄幼苗生长和生理指标的影响，并运用隶属函数法综合分析选出适合番茄育苗的基质配方，以期为枸杞枝条基质化利用奠定基础。

1 材料和方法

1.1 材料

试验于2019 年4 月在塔里木大学园艺试验站智能连栋温室进行。以‘法国硬粉108’品种的番茄种子为试验材料。

1.2 试验设计

试验共设6 个处理，重复3 次。育苗复合基质由腐熟枸杞枝条、蛭石、黄沙及炉渣按照一定体积比复合配置而成，具体育苗配方见表1。育苗选用50 孔穴盘，选取大小一致、形态饱满的番茄种子，然后用温水浸种，挑选萌动种子进行播种，每穴播1 粒，每种基质播种180 粒。苗期根据水分流失情况定期补充水分，播种后30 d 开始测量各项指标，每10 d 测一次，共计测量4 次。

表1 育苗基质的不同体积配比Table 1 Different volume ratio of seedling substrate

1.3 试验方法

1.3.1 基质理化性质的测定

基质容重、总孔 隙 度 等 参 照Byrne P J［10］的测算方法。pH 值和EC 值参照程斐［11］的方法测定。测定pH 值用pHSJ-6L 型号的pH 计，EC 值用DDBJ-351L 型电导仪测定。

1.3.2 番茄幼苗生长指标的测定

培育30 d 后，随机选取10 株生长正常的幼苗，测定其株高和茎粗，每10 d 测一次，每次测量10株，共测4 次。在30 d 时，分别测定地上部鲜重、地下部鲜重，烘干后测量地上部干重、地下部干重等指标，并计算根冠比及壮苗指数［12］。

1.3.3 番茄幼苗生理指标的测定

育苗30 d 后，参 照Byrne P J［10］的方法测定番茄幼苗叶片中叶绿素含量、根系活力、可溶性物质含量。

1.4 数据分析

数据采用Microsoft Excel 2007 和DPS 7.05进行完全随机单因素试验统计分析（Duncan 新复极差法）和统计分析。

使用Microsoft excel 2007 和DPS 7.05 软件对生长生理指标进行分析。利用隶属函数法进行综合评价，当数值越大，则植株在此基质下生长越好，以此筛选最适宜的基质配比。运用模糊数学隶属度公式分别求出6 个配比基质各指标的具体隶属值，公式如下：

式中，i 表示种类，j 表示指标；Xij 表示测定值；Xjmax表示指标的最大值，Xjmin表示指标的最小值。

2 结果与分析

2.1 各主材料理化性质

由表2 可见，腐熟枸杞枝条、蛭石和炉渣的容重差异显著，黄沙的最大，为1.52 g·cm-3，枸杞枝条的最小，为0.25 g·cm-3。总孔隙度最高的是腐熟枸杞枝条，最低的是黄沙，二者相差51.08%。各基质通气孔隙度为10.37%～30.18% 的范围内，炉渣最低，为10.37%。持水孔隙度中腐熟枸杞枝条为47.31%，与其他材料差异显著。腐熟枸杞枝条、蛭石和炉渣的气水比符合基质理想范围。pH 整体偏碱性。各主材料的EC 值在0.21～2.78 mS·cm-1的范围内，腐熟枸杞枝条最大，为2.78 mS·cm-1，黄沙最小，为0.21 mS·cm-1。

2.2 不同配比基质理化性质

由表3 可见，各不同配比基质下的容重存在差异，其中容重S5 最大，S1 最小，两者之间相差0.14 g·cm-3，其中S5 与S1、S2、S3、S4 和CK 有显著差异。S1 的总孔隙度高达80.14，显著高于其它配比基质下的总孔隙度，比对照高出10.9%。通气孔隙度在15.58%～36.34%之间，S1 通气孔隙度达到36.34%。持水孔隙度以对照最好，与其它配比基质差异显著，分别比S1、S2、S3、S4、S5 高出29.5%、28.6%、23.9%、9.8%、54.7%。S1 气水比最高，为0.83，比对照高出196.4%。各配比基质均处于微碱性，对照显著低于各基质，pH 值最高的为S4，与对照相差0.49。EC 值偏高会导致根尖损伤，进而影响作物吸收水分的能力。对照组EC值最低，S5 次之。

表2 各主材料的理化性质Table 2 Physical and chemical properties of main materials

表3 不同配比基质的理化性质的比较Table 3 Comparison of physicochemical properties of different matrix

2.3 不同配比基质对番茄幼苗生长的影响

由图1 可见，番茄幼苗的株高和茎粗在30～60 d 均呈上升趋势，株高在40～50 d 增长最快，茎粗在40～60 d 迅速增长。S2 和S3 在播种后40～50 d 株高增长最为迅速，分别增长了63.1% 和50%，此时S2、S3 的总孔隙度为75.8%和72.9%；在50～60 d 时株高增长缓慢，但S5 和对照迅速增长，其中S5 基质下的幼苗最终超过其它配比基质下番茄幼苗。幼苗中S2 茎粗增粗最快且一直呈迅速增粗趋势，在60 d 时，比S1、S3、S4、S5 和CK 分别 多 出 26.7%、15.2%、31.0%、11.8% 和15.2%。

2.4 不同配比基质对番茄幼苗干鲜重、根冠比及壮苗指数的影响

由图2 可见，地上部鲜重以S2 最大，S4 最小。地下部鲜重中S5 最大，显著高于其它基质配比和对照，S5 高出对照22.1%。地上部干重、地下部干重均以S5 最大，说明S5 处理干物质积累量较多。S5 全株干重最大，为0.193 g，比对照高出63.3%。全株鲜重S2 最大，S5 次之，二者之间无显著差异。根冠比达到平衡的状态时，植株能够得到较好生长。幼苗中对照根冠比最大，其次是S4，S4 基质下EC 为2.28 mS·cm-1，根系吸收能力强，其中S5相比对照低43.2%。CK 壮苗指数最高，为0.32，S5 次之，两者之间相差0.01，无显著性差异。

图1 不同配比基质对番茄幼苗株高（A）和茎粗（B）的影响Fig.1 Effects of different substrate on plant height（A）and stem diameter（B）of Tomato Seedlings

2.5 不同配比基质对番茄幼苗可溶性物质和叶绿素含量的影响

由表4 可见，在番茄幼苗中，对照的根系活力最 好，为778.92 mg·g-1·h-1，S5 次 之，为699.73 mg·g-1·h-1。对照的叶绿素含量最高，与其它处理存在显著差异，叶绿素含量排序为CK＞S5＞S1＞S2＞S3＞S4。S5 和CK 的类胡萝卜素含量相近，与其它基质差异显著，S4 与CK 分别为最小值和最大值，相差0.037 mg·g-1。可溶性蛋白含量以S5最高，为2.75 mg·g-1，以S1 最低，为2.36 mg·g-1。对照的可溶性糖含量最好，显著高于其它基质配比，S1、S2、S3、S4 和S5 分别比对照降低了19.73 mg·g-1、17.79 mg·g-1、14.59 mg·g-1、12.29 mg·g-1和3.41 mg·g-1。

图2 不同配比基质对番茄幼苗地上部分鲜重（A）、地上部分干重（B）、地下部分鲜重（C）、地下部分干重（D）、全株干重（E）、全株鲜重（F）、根冠比（G）、壮苗指数（H）的影响Fig.2 Effects of different substrate ratios on Fresh weight of aboveground part（A），dry weight of aboveground part（B），fresh weight of underground part（C），dry weight of underground part（D），dry weight of whole plant（E），fresh weight of whole plant（F），root shoot ratio（G）and seedling index（H）of tomato seedlings

表4 不同配比基质对番茄幼苗叶绿素含量和可溶性物质的影响Table 4 Effects of different substrate ratios on chlorophyll content and soluble matter of tomato seedlings

2.6 不同配比基质番茄幼苗生理指标综合评价

如表5 所示，对不同配比基质下番茄植株的株高、茎粗、干鲜重等指标进行综合评价，S5 的结果最高，为0.89，其次是对照，为0.65，两者之间相差0.24，S5 有较大的优势，综合评价最低的是S4。根据综合评价结果进行分析，这6 种配比基质的排序为：S5＞CK＞S2＞S3＞S1＞S4。

3 讨论

3.1 基质理化性质对番茄幼苗的影响

基质的理化性质是决定育苗好坏的影响因素之一［12，13］。田吉林等［14］认为适宜的基质总孔隙度应在60%～90%，其中通气孔隙度应大于15%、持水孔隙度大于45%。李谦盛［15］认为总孔隙度在70%～90%，通气孔隙度应在15%～30% 范围之内。前人研究表明，容重应在0.1～0.8 g·cm-3的范围之内。张秀丽［16］提出pH 值在6.0～7.5 基本符合理想基质的pH 值。通常EC 值在0.75～3.49 mS·cm-1范围之内更优［17］。

本试验中，S4、S5 符合田吉林认为的总孔隙度标准范围，其余4 种基质与李谦盛提出的标准范围相符，说明发酵枸杞枝条做为基质，有良好的孔隙度；6 种基质下的容重和pH 均在前人提出的范围内，在此基质下可以保障植株由良好的生长环境。处理中，S4、S5 和对照的EC 值符合标准范围，而S1、S2、S3 的EC 值偏高。EC 值偏高会导致根尖损伤，进而影响作物根系吸收水分的能力，应对S1、S2、S3 进行淋洗处理，以此来降低EC 值。本试验各处理下的理化性质大致在前人研究的范围内，说明腐熟枸杞枝条、蛭石、黄沙、炉渣混合配置可以作为育苗的基质，且物理性状属S5 最适宜。

3.2 不同配比基质对番茄幼苗生长和生理影响

以往采用株高、茎粗和干鲜重指标来判断幼苗质量的好坏，但这些指标只能作为基础指标，而壮苗指数能够较全面衡量幼苗质量的优劣［18～20］。根系活力的强弱可以反映幼苗对矿质元素的吸收能力。其活力越高，幼苗越健壮［21］。叶绿素含量反映出幼苗的代谢水平和生长潜力，当植物体叶绿素含量较高时，幼苗的代谢水平会相应提高，有利于有机物质的合成和干物质积累［22］。本试验中，CK 的壮苗指数、根系活力和总叶绿素含量最高，S5 次之。利用隶属函数法对不同基质处理下番茄幼苗生理指标进行综合分析，S5 综合评价最高，同比对照显著提高番茄幼苗生长。这与冯海萍等［13］的研究类似，即枸杞枝条粉配加草炭和蛭石，可使黄瓜苗代谢旺盛，促进幼苗的生长。这说明枸杞枝条复配可以作为育苗基质，提高番茄苗代谢水平，促进幼苗生长发育，与前人研究一致。

4 结论

本试验中，S5（腐熟枸杞枝条∶蛭石∶黄沙∶炉渣=4.5∶0.5∶2.5∶2.5）在生长和生理方面表现突出，可以考虑代替草炭进行番茄育苗。但本试验只研究了在此基质下幼苗的生长和生理指标，对成熟期果实品质和产量等方面的影响还有待进一步研究。