蛭石基栽培育苗基質(zhì)構(gòu)建的研究

尤厚美 羅 勇 杜 佳 田維亮,2*

（1塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300）

（2新疆兵團(tuán)南疆化工資源利用工程實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

蔬菜產(chǎn)業(yè)在我國占有很高地位，對人們的生產(chǎn)生活起著重要的影響［1］。隨著蔬菜產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，農(nóng)民的收入結(jié)構(gòu)隨之改變［2］，蔬菜收成好壞直接影響農(nóng)民收入高低。蔬菜前期的育苗會直接影響蔬菜的收成，傳統(tǒng)的土壤育苗方式無法解決蔬菜高質(zhì)量和高產(chǎn)量的需求［3］，為提高工廠化育苗的產(chǎn)量和質(zhì)量，需研究適宜根系環(huán)境的培養(yǎng)基質(zhì)去培育優(yōu)質(zhì)幼苗［4］。無土栽培是指將作物栽培在基質(zhì)或者營養(yǎng)液中代替土壤栽培作物［5-6］，這種栽培技術(shù)能夠滿足作物整個生命周期對水分、氧氣、溫度的需求。無土栽培用人工制造的根系環(huán)境取代傳統(tǒng)的土壤環(huán)境，使傳統(tǒng)土壤栽培中水分氧氣養(yǎng)分的供應(yīng)不足得以解決，制造出作物生長最適宜的環(huán)境條件，讓作物充分生長。

育苗基質(zhì)配方的配置方法有很多，除了以生物炭，椰糠等作為無土栽培材料外，還有以蛭石為無土栽培材料培養(yǎng)植物的研究。無土栽培技術(shù)因其材料易得、成本較低且能循環(huán)使用在栽培植物上被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)已有很多學(xué)者對其進(jìn)行了大量研究，如楊立榮等［7］對劍陽蝶引種海南省適宜栽培基質(zhì)的篩選的研究，選用粗樹皮、細(xì)樹皮、花生殼、陶粒、珍珠巖、綠沸石6種常用的栽培基質(zhì)進(jìn)行復(fù)配實驗研究出了劍陽蝶的最佳無土栽培基質(zhì)配方。黃軍華等［8］通過不同基質(zhì)對盆栽杜鵑花生長的影響，用有機(jī)基質(zhì)枯枝落葉發(fā)酵產(chǎn)品、草炭、松樹皮、椰糠和無機(jī)基質(zhì)珍珠巖、黃沙、黃土等材料復(fù)配實驗研究出了培養(yǎng)杜鵑花最佳的無土栽培基質(zhì)配方。孫軍利等［9］以草莓為試材，利用草炭、棉花秸稈、菇渣、蛭石和細(xì)沙為原料，復(fù)配出了種植草莓的最佳無土栽培基質(zhì)配方。謝翔等［10］以紅顏草莓組培苗為實驗材料，采用體積配比為草炭∶蛭石∶珍珠巖=1∶1∶1的培養(yǎng)基質(zhì)對幼苗育苗效果的影響，復(fù)配出草莓組培苗移栽成活率達(dá)100%的最佳培養(yǎng)基質(zhì)。蛭石的多孔和緩釋作用對基質(zhì)的物理性質(zhì)改善大有裨益［11］，蛭石是無土栽培基質(zhì)的常用材料［12］，而且新疆蛭石儲量為世界第二，價格低廉易得，很適合新疆地區(qū)地理環(huán)境［13-14］。

本研究通過對市場無土栽培基質(zhì)進(jìn)行分析并利用秸稈、蘑菇渣、甘草渣、蛭石、珍珠巖等為原料經(jīng)過一定的比例混合，以番茄幼苗為實驗樣本復(fù)配出能超越市場無土栽培基質(zhì)的全新培養(yǎng)基質(zhì)配方，旨在為建立完善高效的番茄幼苗育苗體系奠定基礎(chǔ)，為工廠化利用不同配方的培養(yǎng)基質(zhì)栽培育苗提供新的選擇。

1 材料與方法

1.1 實驗原料

本實驗原料蘑菇渣、甘草渣、秸稈、無土栽培基質(zhì)1、無土栽培基質(zhì)2、市場混合物料均來自山東和阿克蘇無土栽培基質(zhì)有限公司，牛糞來自塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院動物飼養(yǎng)實驗基地。

1.2 儀器設(shè)備

馬弗爐（SX-5-12T）：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱（GZX-9140MBE）：上海博訊實驗有限公司；電子天平（FA1104B）：上海越平科學(xué)儀器有限公司；分樣篩（40、60、80、120、160、180目）：浙江上虞市儀器設(shè)備廠；濕度計（HHS）：上海博訊實驗有限公司；粉碎機(jī)：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

1.3 原料基質(zhì)預(yù)處理

把各類原料曬干，取樣測灰分后，經(jīng)粉碎機(jī)攪碎后用分樣篩分離成不同目數(shù)，分袋儲存并編號。

1.4 實驗方法

該實驗利用單一變量法進(jìn)行實驗，共進(jìn)行五個階段的篩選，其具體流程如下。

1.4.1 不添加蛭石培養(yǎng)基質(zhì)篩選

為探究不同基質(zhì)配方的種植效果，對原料種類的篩選實驗共設(shè)置7個處理，實驗育苗時長11天，具體處理如表1所示。

表1 不添加蛭石培養(yǎng)基質(zhì)

1.4.2 添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質(zhì)篩選

經(jīng)實驗數(shù)據(jù)結(jié)果分析T4（經(jīng)粉碎的曬干蘑菇渣：秸稈：甘草渣=1:1:1混合料），此基質(zhì)在番茄的栽培中表現(xiàn)良好，但保水性不佳，并且與T6（市場無土栽培基質(zhì)1）和T7（市場無土栽培基質(zhì)2）效果相差甚遠(yuǎn)，為此在混合料（蘑菇渣：秸稈：甘草渣=1:1:1）的基礎(chǔ)上，分別添加不同目數(shù)的蛭石來進(jìn)行番茄育苗實驗，育苗時長11天，其具體處理如表2所示。

表2 添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質(zhì)

1.4.3 添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質(zhì)篩選

經(jīng)實驗數(shù)據(jù)分析A1配方（混合料60目+50%60目蛭石）在番茄育苗中表現(xiàn)優(yōu)秀，為確定基質(zhì)中最適宜蛭石百分比，在A1的基礎(chǔ)上設(shè)置了不同百分比的蛭石含量并對其進(jìn)行實驗，其具體處理如表3所示，育苗時長11天，混合料為（蘑菇渣：秸稈：甘草渣=1:1:1）。

表3 添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質(zhì)

1.4.4 自主復(fù)配培養(yǎng)基質(zhì)篩選

由前三個階段的篩選可知，蛭石含量為45%左右，且混合物料種植效果佳，通過對市場無土栽培基質(zhì)的分析和對比自主研制配方B1（45%混合料+40%蛭石+15%珍珠巖）和B2（40%混合料+50%蛭石+10%珍珠巖），并與市場無土栽培基質(zhì)的培養(yǎng)效果進(jìn)行對比，育苗時長11天，具體處理如表4所示。

表4 自主復(fù)配培養(yǎng)基質(zhì)

1.4.5 添加牛糞沼液后自主復(fù)配培養(yǎng)基質(zhì)篩選

經(jīng)分析自主研制基質(zhì)配方B1和B2在育苗栽培中表現(xiàn)良好，其育苗效果優(yōu)于CK1和CK2，為更好地提高育苗基質(zhì)的育苗效果，在兩種基質(zhì)中添加牛糞沼液進(jìn)行番茄育苗實驗，育苗時長11天，具體實驗設(shè)計如表5所示。

表5 添加牛糞沼液后自主復(fù)配培養(yǎng)基質(zhì)

1.5 番茄幼苗株高的測定

每個處理隨機(jī)選擇長勢相同的3株番茄幼苗，用直尺來測定幼苗株高（標(biāo)準(zhǔn)為根的莖部到莖的生長點之間的距離）。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)Excel 2016進(jìn)行處理，用origin軟件作圖，利用T-Test和ANOVA進(jìn)行顯著性分析，處理數(shù)值用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差”來表示。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 不添加蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響

本實驗通過記錄每組樣本的出苗時間和生長態(tài)勢對番茄幼苗的生長情況進(jìn)行分析，進(jìn)而得出最優(yōu)的配方基質(zhì)，如圖1是不添加蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間的影響，圖2為不添加蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響。

圖1 不添加蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間的影響

圖2 不添加蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄生長態(tài)勢的影響

由圖1可知，使用不同配方培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗發(fā)芽時間的影響有所差異，T4和T5比T1、T2、T3出苗時間短。由圖2可知培養(yǎng)基質(zhì)T4與CK1（市場無土栽培基質(zhì)1）和CK2（市場無土栽培基質(zhì)2）差距最小，若處理T1、T2、T3、T5均呈現(xiàn)弱勢生長，與CK1和CK2相比差距大，經(jīng)對比T4為本組實驗最優(yōu)基質(zhì)，即混合物料的育苗效果要優(yōu)于單一物料，該結(jié)果與文獻(xiàn)［9-10］結(jié)果一致，加入蛭石后的培養(yǎng)基質(zhì)有益于幼苗的生長。

通過不添加蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄生長態(tài)勢進(jìn)行顯著性分析，T1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.34）不存在顯著差異；T2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.56）不存在顯著差異；T3在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.74）不存在顯著差異；T4在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（3.20）不存在顯著差異；T5在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（3.00）不存在顯著差異；CK1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.38）不存在顯著差異；CK2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.28）不存在顯著差異。

2.2 添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響

本實驗通過記錄添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢生長情況，進(jìn)而選出最佳蛭石目數(shù)的配方基質(zhì)，圖3為添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間的影響，圖4為添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響。

圖3 添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗的出苗時間的影響

由圖3可知，使用不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間有一定影響，培養(yǎng)基質(zhì)A1對番茄幼苗出苗時間的影響與CK1（市場無土栽培基質(zhì)1）和CK2（市場無土栽培基質(zhì)2）差距最小，A2、A3、A4和A5均顯示出弱勢生長，隨目數(shù)的增大育苗效果變差，與CK1和CK2相比差距大。由圖4可知A1番茄幼苗的生長態(tài)勢明顯優(yōu)于A2、A3、A4和A5，但和CK1（市場無土栽培基質(zhì)1）與CK2（市場無土栽培基質(zhì)2）比起來還略顯不足。經(jīng)比較A1為本組實驗最優(yōu)基質(zhì)，即60目混合物料和60目蛭石育苗效果要優(yōu)于其他目數(shù)育苗效果。

圖4 添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響

通過添加不同目數(shù)蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗生長態(tài)勢的顯著性分析，A1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（3.84）不存在顯著差異；A2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（3.22）不存在顯著差異；A3在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.92）不存在顯著差異；A4在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.60）不存在顯著差異；A5在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（2.12）不存在顯著差異；CK1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.10）不存在顯著差異；CK2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.26）不存在顯著差異。

2.3 添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響

本實驗通過記錄添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢生長情況，通過對比篩選出最適宜百分比蛭石的配方基質(zhì)，如圖5是添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間的影響，圖6為添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響。

圖5 添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間的影響

圖6 添加不同百分比蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響

通過不同百分比蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間的影響，由圖5可知，培養(yǎng)基質(zhì)Z3（混合料60目+45%蛭石60目）和Z4（混合料60目+60%蛭石60目）與CK1（市場無土栽培基質(zhì)1）和CK2（市場無土栽培基質(zhì)2）育苗效果接近，隨著蛭石的百分比增加，Z1、Z2的育苗效果呈上升趨勢，Z3以后隨蛭石的百分比增加育苗效果呈下降趨勢。由圖6可知，Z3培養(yǎng)基質(zhì)生長態(tài)勢優(yōu)秀，與樣本接近，故可選取Z3為本組實驗最優(yōu)基質(zhì)，即混合物料60目+45%蛭石60目配方培養(yǎng)基質(zhì)的育苗效果要優(yōu)于其他百分比蛭石的育苗效果。

通過不同百分比蛭石培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間的顯著性分析，Z1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.10）不存在顯著差異；Z2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.22）不存在顯著差異；Z3在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.54）不存在顯著差異；Z4在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5）不存在顯著差異；Z5在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.48）不存在顯著差異；Z5在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（4.06）不存在顯著差異；CK1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.34）不存在顯著差異；CK2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.20）不存在顯著差異。

2.4 自主復(fù)配培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響

樣品的目數(shù)測定：測定樣品質(zhì)量為100.000 0 g，含：60目66.135 7 g，100目13.660 0 g，120目3.576 0 g，160目4.900 0 g，180目2.520 0 g，200目9.208 3 g。具體結(jié)果如表6所示：

表6 市場無土栽培基質(zhì)各目數(shù)質(zhì)量和所占總質(zhì)量的百分比

由表6可知，為得到最佳育苗效果可將目數(shù)選為60目等大顆粒為主加部分小目數(shù)調(diào)節(jié)其培養(yǎng)基質(zhì)的理化性質(zhì)。材料的灰分和PH測定結(jié)果如表7所示：

表7 材料的灰分和PH測定結(jié)果

通過研究自主復(fù)配的基質(zhì)配方B1（40%混合料+50%蛭石+10%珍珠巖）和B2（45%混合料+40%蛭石+15%珍珠巖），并與市場無土栽培基質(zhì)的育苗效果進(jìn)行對比，圖7為自主復(fù)配的培養(yǎng)基質(zhì)配方對番茄幼苗出苗時間的影響，圖8為自主復(fù)配的培養(yǎng)基質(zhì)配方對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響。

由圖7可知，使用自主復(fù)配的培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間有影響。B1和B2出苗時間均比CK1（市場無土栽培基質(zhì)1）和CK2（市場無土栽培基質(zhì)2）短，B1的育苗效果要弱于B2。由圖8可知，在無營養(yǎng)液情況下，B2的育苗效果和生長態(tài)勢良好，故B2為本組實驗最優(yōu)培養(yǎng)基質(zhì)。

B1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.50）不存在顯著差異；B2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.82）不存在顯著差異；CK1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.98）不存在顯著差異；CK2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.90）不存在顯著差異。

2.5 自主復(fù)配培養(yǎng)基質(zhì)添加牛糞沼液后對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響

在自主復(fù)配的培養(yǎng)基質(zhì)中添加牛糞沼液后，研究其對番茄幼苗出苗時間和生長態(tài)勢的影響，圖9為添加牛糞沼液后的培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間的影響，圖10為添加牛糞沼液的培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響。

圖7 自主復(fù)配培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗出苗時間的影響

圖8 自主復(fù)配培養(yǎng)基質(zhì)對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響

圖9 自主復(fù)配培養(yǎng)基質(zhì)添加牛糞沼液后對番茄幼苗出苗時間的影響

圖10 自主復(fù)配培養(yǎng)基質(zhì)添加牛糞沼液后對番茄幼苗生長態(tài)勢的影響

由圖9可知，在自主復(fù)配的培養(yǎng)基質(zhì)中添加牛糞沼液后對番茄幼苗出苗時間影響明顯，培養(yǎng)基質(zhì)B1和B2育苗效果均優(yōu)于CK1（市場無土栽培基質(zhì)1）和CK2（市場無土栽培基質(zhì)2），培養(yǎng)基質(zhì)B2育苗效果要強(qiáng)于B1。由圖10可知，添加牛糞沼液的培養(yǎng)基質(zhì)B1和B2能更好地的促進(jìn)番茄幼苗對營養(yǎng)液的吸收，生長態(tài)勢良好，相比于B1，B2的育苗效果要優(yōu)于B1，故B2為最優(yōu)培養(yǎng)基質(zhì)。

B1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.94）不存在顯著差異；B2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（6.12）不存在顯著差異；CK1在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.82）不存在顯著差異；CK2在0.05水平下，總體均值與檢驗均值（5.58）不存在顯著差異。

3 結(jié)論

不同材料的空隙和保水性等性能對蔬菜的育苗效果有差異性互補(bǔ)。材料經(jīng)過混合比單一材料更適宜作物幼苗的培育生長，材料的目數(shù)大小對基質(zhì)的栽培效果也會產(chǎn)生很大的影響，市場培養(yǎng)基質(zhì)目數(shù)大部分為60目，約占70%，其他目數(shù)約占30%，自主研制配方B2（40%混合料+50%蛭石+10%珍珠巖）是以60目的材料為主并添加其他的輔料，實驗證明自主研發(fā)的培養(yǎng)基質(zhì)育苗效果良好，該基質(zhì)有效提高了幼苗的栽培性能。蛭石具有多孔和緩釋作用，能有效改變基質(zhì)的理化性質(zhì)，蛭石的添加明顯改善了基質(zhì)的培育效果，蛭石含量在45%以下，隨著蛭石含量的增加，基質(zhì)的栽培效果呈上升趨勢；蛭石含量在45%以上，隨著蛭石含量的增加基質(zhì)的栽培效果呈下降趨勢。不同基質(zhì)配方下的番茄幼苗對營養(yǎng)液的吸收情況不同，在不添加營養(yǎng)液的前提下B1、B2種植效果弱于 CK1、CK2，在添加營養(yǎng)液后 B1、B2優(yōu)于CK1、CK2，復(fù)配的培養(yǎng)基質(zhì)添加營養(yǎng)液后能有效提高番茄幼苗的育苗效果。