基于姬菇菌糠為主的番茄育苗基質(zhì)配方研究

王勤禮，閆 芳，韓玉琦，單華佳，宋利茹，馮月琴，王志偉，魏生龍

（1河西學(xué)院甘肅省食用菌菌糠資源化利用工程研究中心，甘肅張掖734000；2河西學(xué)院河西走廊設(shè)施蔬菜工程技術(shù)研究中心，甘肅張掖734000；3河西學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，甘肅張掖734000；4河西學(xué)院甘肅省應(yīng)用真菌工程實(shí)驗(yàn)室，甘肅張掖734000；5甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，蘭州730000）

0 引言

育苗基質(zhì)是工廠化育苗的重要部分，是由有機(jī)、無機(jī)及微生物材料配制而成的適合植物萌發(fā)成苗的人工土壤。目前國(guó)內(nèi)外蔬菜工廠化穴盤育苗多采用草炭類復(fù)合基質(zhì)，但草炭屬不可再生資源，資源分布不均，不能滿足可持續(xù)發(fā)展需要。研究證明，只要物理特性、化學(xué)特性達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，很多地方性輕基質(zhì)資源配成的復(fù)合基質(zhì)，完全可以代替草炭用于蔬菜穴盤育苗，可以降低育苗成本，加快工廠化育苗技術(shù)推廣[1]。

有關(guān)番茄育苗基質(zhì)配方研究前人多有報(bào)道[2-4]，但不同地區(qū)生態(tài)條件不同，農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物不同，育苗基質(zhì)配方也應(yīng)不同。廖競(jìng)金等[5]以不同比例的食用菌菇渣代替草炭進(jìn)行育苗試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，以30%左右的菇渣代替草炭作為番茄育苗的基質(zhì)效果最佳。劉新紅等[6]以中藥渣為主要材料，開展番茄育苗基質(zhì)篩選研究，結(jié)果表明，不使用無機(jī)或有機(jī)肥料，使用高比例中藥渣進(jìn)行配方的情況下，大部分配方處理基質(zhì)養(yǎng)分含量能夠?qū)崿F(xiàn)番茄育苗，并顯著優(yōu)于市售基質(zhì)。車艷麗等[7]對(duì)醬香型白酒酒糟沼渣的理化性狀及其作為番茄育苗基質(zhì)的應(yīng)用進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，酒糟沼渣是良好的育苗基質(zhì)材料，經(jīng)過好氧發(fā)酵與復(fù)配可以應(yīng)用于番茄育苗。姬菇菌糠作為基質(zhì)方面的研究，目前大多數(shù)研究集中在栽培食用菌基質(zhì)方面[8-10]，關(guān)于姬菇菌糠作為蔬菜育苗基質(zhì)方面的研究報(bào)道，目前還比較少。

中國(guó)是世界上食用菌產(chǎn)量最大的國(guó)家，伴隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生的菌糠數(shù)量越來越多。菌糠性能穩(wěn)定，殘留著大量的菌絲體，富含蛋白質(zhì)、粗纖維、脂肪、氨基酸、酶類、多種維生素以及鈣、鐵等豐富的微量元素[11]。然而如何對(duì)菌糠進(jìn)行環(huán)保有效處理，卻一直沒有得到很好的解決。

為此，本研究以姬菇菌糠為主要物料，在前人研究的基礎(chǔ)上[12]，研究適合甘肅省張掖市生態(tài)條件、性價(jià)比較高的番茄育苗基質(zhì)，以期為番茄工廠化育苗提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試品種 供試品種為‘6629’，由張掖市綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供。

1.1.2 供試基質(zhì)物料 姬菇菌糠由甘肅占鑫生物科技有限公司提供，草炭、珍珠巖、蛭石由張掖市綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

用姬菇菌糠、草炭、珍珠巖、蛭石按不同比例混合配成4種育苗基質(zhì)配方（見表1），以張掖市綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供的荷蘭瑞克斯旺基質(zhì)為對(duì)照(CK)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，每個(gè)穴盤為1個(gè)處理，共5個(gè)處理。

表1 基質(zhì)配方

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2019年9月13日—10月28日在張掖市綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司蔬菜育苗中心日光溫室和河西學(xué)院河西走廊設(shè)施蔬菜工程技術(shù)研究中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。采用72孔穴盤，每孔播1粒種子，每個(gè)處理播1盤，幼苗長(zhǎng)至4葉1心時(shí)取樣測(cè)定試驗(yàn)指標(biāo)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 基質(zhì)容重、孔隙度、pH測(cè)定 容重、孔隙度、pH按NY/T 2118—2012[13]規(guī)定的方法測(cè)定。

1.4.2 基質(zhì)全氮、速效氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定 全氮、速效氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量，按NY/T 2118—2012[13]規(guī)定的方法測(cè)定。

1.4.3 番茄幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 株高：莖基部到植株生長(zhǎng)點(diǎn)的高度，直尺測(cè)量，精度為0.01 cm；

莖粗：在子葉下部2/3處用游標(biāo)卡尺測(cè)量，精度為0.001 cm；

地上部和地下部干、鮮重：在電子天平（感量0.0001 g）上測(cè)得，干重用烘干法，105℃殺青15 min，75℃烘干至恒重；

根系長(zhǎng)度：用直尺測(cè)量，精度為0.01 cm。

壯苗指數(shù)見公式(1)。

根冠比見公式(2)。

散坨率：苗坨從1 m高處自由落下后散坨數(shù)占試驗(yàn)苗坨的總數(shù)。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用DPS.12.3軟件進(jìn)行方差分析，差異顯著性測(cè)驗(yàn)采用Duncan法。采用Excel軟件繪圖。

參照陳平等[14]方法計(jì)算隸屬函數(shù)值，見公式(3)。

Uij為第i個(gè)處理第j個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)隸屬函數(shù)值，xij為第i個(gè)處理第j個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定值，xjmin為第i個(gè)處理第j個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定值的最小值，xjmax為第i個(gè)處理第j個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定值最大值。

若某一指標(biāo)與綜合指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，可通過反隸屬函數(shù)計(jì)算其脅迫隸屬函數(shù)值，見公式(4)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配方育苗基質(zhì)物理性質(zhì)

由表2可知，各處理的容重均高于CK，其中T1最高，為0.2741 g/cm3，與T3、T4、CK之間達(dá)到了極顯著差異；CK最低，為0.163 g/cm3，與其他處理間達(dá)到了極顯著差異。總孔隙度T4最高，為68.17%，與其他各處理間差異顯著；T2最低，為54.39%，與T3、T4之間達(dá)到了顯著差異。T1的通氣孔隙度最高，為18.01%，與T3、T4、CK之間達(dá)到了顯著差異，與T2差異不顯著；T3最低，為6.37%，與T1之間達(dá)到了顯著差異，與其他各處理之間差異不顯著。持水孔隙度T4最高，為61.51%，與T1、T2、CK之間達(dá)到了顯著差異，與T3之間差異不顯著；T2持水孔隙度最低，為39.42%，與T3之間達(dá)到了顯著差異，與T4之間達(dá)到了極顯著差異，與T1、CK之間差異不顯著。氣水比T1最高為0.3897，從大到小依次為T1＞T2＞T3＞CK＞T4。

表2 不同育苗基質(zhì)的物理性質(zhì)

2.2 不同配方育苗基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)

2.2.1 不同配方育苗基質(zhì)pH由表3可知，各處理的pH顯著高于CK，其中T2的最高，為7.94，T4的最低，為7.61。表明姬菇菌糠育苗基質(zhì)pH偏高，高于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7.5上限。

2.2.2 不同配方育苗基質(zhì)速效氮、速效磷、速效鉀、全氮、有機(jī)質(zhì)含量 由表3可知，各處理有機(jī)質(zhì)含量均低于CK。CK有機(jī)質(zhì)含量最高為559.64 g/kg，T4次之，T1有機(jī)質(zhì)含量最低為394.02 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量從大到小依次為CK＞T4＞T3＞T2＞T1。

表3表明，4個(gè)處理的全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量均高于CK。T1全氮含量最高為19.34 g/kg，T2次之，CK最小為6.17 g/kg，全氮從大到小依次為TI＞T2＞T3＞T4＞CK。T4速效氮含量最高為821.80mg/kg，T3次之，CK速效氮含量最低為215.60 mg/kg，速效氮含量從大到小依次為T4＞T3＞T1＞T2＞CK；T3的速效磷含量最高為359.00 mg/kg，T1次之，CK速效磷含量最低為87.00 mg/kg，T2和T4的速效磷含量相同均為353 mg/kg；T1速效鉀含量最高為18.53 g/kg，T2次之，CK最小為0.816 g/kg，速效鉀含量從大到小依次為T1＞T2＞T3＞T4＞CK。由此表明，4種姬菇菌糠育苗基質(zhì)的總養(yǎng)分含量均高于CK。

表3 不同育苗基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

2.3 不同配方育苗基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響

2.3.1 不同配方育苗基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生育期的影響 由表4可知，不同配方育苗基質(zhì)的出苗期、真葉期、4葉期沒有差異，不同育苗基質(zhì)的番茄幼苗生長(zhǎng)速度基本一致，幼苗生育期沒有差異。由此說明，參試的不同配方育苗基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生育期的影響沒有差異。

表4 不同育苗基質(zhì)番茄幼苗生育期的比較

2.3.2 不同育苗基質(zhì)對(duì)番茄幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響 由圖1可知，各處理根長(zhǎng)均高于CK，其中T2最高，為15.51cm，T4次之，為14.61 cm，但不同育苗基質(zhì)間差異不顯著。

圖1 不同育苗基質(zhì)番茄幼苗根長(zhǎng)的比較

由圖2表明，T3莖粗最高，為2.143 cm，T4次之，為2.044 cm，各育苗基質(zhì)間均無顯著差異。

圖2 不同育苗基質(zhì)番茄幼苗莖粗的比較

由圖3可知，CK的株高最高，為3.28 cm，與T1間達(dá)到了顯著差異，與其他處理間差異不顯著。由此表明，4個(gè)配方對(duì)番茄幼苗的形態(tài)指標(biāo)影響不大。

圖3 不同育苗基質(zhì)番茄幼苗株高的比較

2.3.3 不同育苗基質(zhì)對(duì)番茄幼苗地上、地下部干鮮重的影響 由表5可知，地上鮮重T1最小，與其他處理間達(dá)到了顯著差異，其他處理間差異不顯著，地上鮮重從大到小依次為T3＞CK＞T4＞T2＞T1。地下鮮重CK最高為4.083 g/株，除與T4差異不顯著外，與其他處理間均達(dá)到了顯著差異，地下鮮重從大到小依次為CK＞T4＞T1＞T3＞T2。地上干重從大到小依次表現(xiàn)為CK＞T4＞T3=T2＞T1，其中T1、T2、T3與CK之間差異顯著，T4與CK之間無顯著差異；地下干重表現(xiàn)為CK＞T4＞T2＞T3＞T1，其中T1與CK之間差異顯著，其他處理與CK之間均無顯著差異。根冠比T1、T2、T3均高于CK。各處理的壯苗指數(shù)均低于CK，但T4與CK的壯苗指數(shù)相接近。

表5 不同育苗基質(zhì)番茄幼苗干鮮重的比較

2.3.4 不同育苗基質(zhì)對(duì)番茄幼苗散坨率的影響 散坨率是衡量幼苗根系發(fā)育的一個(gè)理想形態(tài)指標(biāo)。由表6可知，T1的散坨率最高，和其他處理間均達(dá)到了極顯著差異，其他處理間差異不顯著。

表6 不同育苗基質(zhì)番茄幼苗散坨率的比較

2.4 不同育苗基質(zhì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)

番茄幼苗不同生長(zhǎng)指標(biāo)在不同配方的育苗基質(zhì)中表現(xiàn)不同，這給評(píng)價(jià)不同育苗基質(zhì)優(yōu)劣帶來了一定困難。采用隸屬函數(shù)法可對(duì)不同育苗基質(zhì)番茄幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。某一育苗基質(zhì)番茄生長(zhǎng)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值越大，其綜合品質(zhì)越好。根長(zhǎng)、莖粗、株高、地上鮮重、地下鮮重、地上干重、地下干重、根冠比、壯苗指數(shù)均為番茄幼苗生長(zhǎng)的優(yōu)良指標(biāo)，散坨率與幼苗生長(zhǎng)品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)。采用隸屬方法，對(duì)5種育苗基質(zhì)番茄生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其結(jié)果見表7。表7表明，平均隸屬函數(shù)值最大的是CK，達(dá)0.8881，綜合品質(zhì)最好。其次為T4、T3、T2、T1，平均隸屬函數(shù)值分別為0.5961、0.5473、0.4460、0.2172。T1平均隸屬函數(shù)值最小，表明綜合品質(zhì)最差。

表7 不同育苗基質(zhì)番茄幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)隸屬函數(shù)值

3 結(jié)論與討論

優(yōu)質(zhì)無土育苗基質(zhì)能為植物生長(zhǎng)提供穩(wěn)定、協(xié)調(diào)的水、氣、肥及根際環(huán)境條件，具有支持固定植物、保持水分和透氣的作用[12]。宋志剛[15]認(rèn)為適宜番茄栽培基質(zhì)的容重為0.1～0.8 g/cm3、總孔隙度為64%～96%、氣水比為0.25～0.5。育苗基質(zhì)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[8]規(guī)定，容重為0.2～0.6 g/cm3，總孔隙度大于60%，通氣孔隙度大于15%，持水孔隙度45%，氣水比為1:(2～4)。本研究結(jié)果表明，參試的5種育苗基質(zhì)容重全部在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)；T1總孔隙度小于標(biāo)準(zhǔn)值，其他指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求；CK的3項(xiàng)指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)，T2、T3、T4各有2項(xiàng)指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)。但試驗(yàn)結(jié)果表明，T1表現(xiàn)最差，CK和T4表現(xiàn)較優(yōu)，其原因還有待于進(jìn)一步研究。

蔬菜育苗基質(zhì)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[13]規(guī)定，蔬菜育苗基質(zhì)的pH 5.5～7.5、有機(jī)質(zhì)≥35%、速效氮5～100 mg/kg、速效磷10～100 mg/kg、速效鉀50～600 mg/kg。本試驗(yàn)中參試的4種姬菇菌糠育苗基質(zhì)，其速效氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量高于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)照的速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量高于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，效氮、速效磷、速效鉀在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。除CK外，其他處理pH略偏高于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。主要是由于姬菇菌糠經(jīng)發(fā)酵后，pH有所升高，造成育苗基質(zhì)pH偏高。

李宇等[16]研究表明，菌糠配比基質(zhì)的物理性狀在理想基質(zhì)范圍內(nèi)，香菇菌糠發(fā)酵基質(zhì)出苗率前期不如對(duì)照，但是后期逐漸與草炭基質(zhì)持平且超過對(duì)照。王闖等[17]研究認(rèn)為菌糠配比的番茄育苗基質(zhì)與對(duì)照組無顯著差異。大量的試驗(yàn)還表明[18-20]，以菌糠為主的育苗基質(zhì)育苗效果優(yōu)于草炭育苗基質(zhì)，但不同研究者所得最佳配方不同。本研究結(jié)果表明，不同的試驗(yàn)指標(biāo)，在不同的育苗基質(zhì)中表現(xiàn)優(yōu)劣趨勢(shì)不一樣，通過隸屬函數(shù)法數(shù)綜合評(píng)價(jià)，以草炭為主的CK育苗基質(zhì)表現(xiàn)最好，其次為含草炭相對(duì)較多的T4接近CK，這和以上研究結(jié)果有一定的差異，可能是由于不同種類的食用菌菌糠理化性質(zhì)各異，不同研究者所得結(jié)果不同。因此，如何確定菌糠與其他物料的混配比例，以達(dá)到滿足幼苗正常生長(zhǎng)所需，有待進(jìn)一步研究，不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件和資源狀況，選擇不同配方的育苗基質(zhì)。

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果可得出如下結(jié)論，菌糠:草炭:珍珠巖:蛭石＝5:3:1:1(T4)各項(xiàng)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)接近CK，可以作為番茄育苗的基質(zhì)。