有机基质对番茄穴盘苗生长及根系形态的影响

2012-06-06赵康纪文磊徐丽丽杨延杰

长江蔬菜 2012年20期

赵康，纪文磊，徐丽丽，杨延杰

2011年中国蔬菜播种面积达1 867万hm2，蔬菜商品苗供应量大约为4 000亿株，工厂化育苗展现了广阔的市场前景[1]。草炭是目前国内外应用最广泛的育苗基质材料，但其是一种不可再生资源，并且大量开采草炭会导致大气CO2浓度升高，使地球变暖，所以其应用受到限制，因此，寻找和开发替代草炭基质的材料受到世界各国的普遍重视[2~4]。我国是食用菌生产大国，年产食用菌近1 000万t，每年产生大量食用菌废料，这些废料相当一部分被弃置或焚烧，造成严重的资源浪费和环境污染[3]，对其进行合理开发利用意义重大。

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）作为一种广泛栽培的蔬菜，在蔬菜周年均衡供应中发挥了相当重要的作用，成为工厂化育苗的主要种类之一。番茄苗期，根系除了起固定作用外，更主要的是吸收幼苗生育所需要的矿质养分、水分，根系的生长发育状况会直接影响到幼苗的质量[5]，而幼苗质量是番茄丰产性的基础，对番茄植株的生长、花芽分化以及果实发育都会产生重要影响[6]，因此，培育具有强壮根系的番茄穴盘苗对实现番茄早熟丰产至关重要。近年来，关于利用菇渣作为基质进行番茄育苗的研究报道已有许多[7~12]，也取得了一定成果，但前人的研究主要集中于菇渣理化性状及其对番茄幼苗地上部形态指标和生理指标的影响，涉及根系指标的研究较少，而关于有机基质对番茄幼苗根系形态指标的影响如何，鲜有报道。因此，本试验以菇渣替代草炭作为基质，旨在研究有机复合基质对番茄幼苗生长及根系发育状况的影响，为培育番茄穴盘壮苗提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验于2012年3~4月在青岛普瑞有机农业发展有限公司育苗棚内进行，供试番茄品种为紫玫瑰320。试验共设2个处理，分别为草炭∶蛭石∶珍珠岩=2∶1∶1（CK）、牛粪∶菇渣=1∶1（T）。播种前测定各复合基质理化性状，3月10日将番茄播种于72孔穴盘中，每个处理1盘，3次重复，完全随机排列。在番茄幼苗4叶1心时，每个处理选取4株幼苗进行各指标测定。育苗期间控制棚内白天温度在25℃左右，夜间温度在15℃左右。

1.2 测定指标及方法

不同复合基质理化性质主要包括容重、总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙、pH值、EC值、速效氮、速效磷，参照郭世荣[13]的方法测定。番茄幼苗形态指标包括株高（茎基部至生长点）、茎粗（子叶处）、全株鲜质量、全株干质量，并计算幼苗根冠比、壮苗指数。其中根冠比=植株地下部鲜质量/植株地上部鲜质量、壮苗指数=[（茎粗/株高）+（根干质量/冠干质量）]×全株干质量。将随机挑选的幼苗自茎部切断，采用根系扫描仪进行扫描，Win RHIZO根系分析仪器分析根系各指标。

1.3 数据处理

试验数据采用DPS软件进行统计分析，不同处理间的多重比较采用LSD法，Microsoft Excel作图分析。

2 结果与分析

2.1 不同复合基质的基本理化性质

由表1可知，有机基质处理的基质容重显著高于对照处理，而总孔隙度和通气孔隙则显著低于对照处理，较对照分别降低了15.1%和45.3%。基质的pH值在5.0~7.0，适于作物生长，pH值过高或过低都不利于幼苗的生长和发育，因此基质的pH值是一个重要参数[14]，本试验中，有机基质的pH值达到7.25，略超出理想范围上限。另外，有机基质的EC值较对照高出32.4%，达到显著水平，其速效氮含量、速效磷含量均显著高于对照，分别达到885.2，63.4 mg/kg，超出或达到基质推荐标准范围[15]。

2.2 不同复合基质对番茄穴盘苗生长状况的影响

从表2可以看出，有机基质显著促进了番茄幼苗茎的伸长，该处理下番茄株高比对照处理的增加了10.6%；番茄幼苗茎粗较对照也有所增大，但差异不显著。另外，有机基质处理还使番茄幼苗全株鲜质量及全株干质量显著增加，根冠比升高，且与对照相比，有机基质培育的番茄穴盘苗壮苗指数比对照高85.4%，达到显著性差异。

2.3 不同复合基质对番茄穴盘苗叶绿素含量的影响

如图1所示，与对照相比，有机基质处理下，番茄穴盘苗叶片叶绿素a的含量显著增加，比对照高27.2%，而叶绿素b含量也有所增加，但2个处理间无差异显著性。这表明，有机复合基质有利于叶片叶绿素的合成。

2.4 不同复合基质对番茄穴盘苗根系形态的影响

由表3可得，有机基质培育的番茄幼苗根系总长度显著长于对照处理，达到351.9 cm，较对照高53.5%；幼苗总表面积、总投影面积、总体积与对照处理培育的番茄幼苗相比，分别增大55.5%、51.6%、58.6%，且均达到显著水平；另外，有机基质还显著促进了番茄幼苗根尖数目的增加。这表明，有机基质有利于番茄幼苗根系建成，进而有利于番茄根系对养分和水分的利用。

2.5 不同复合基质对番茄穴盘苗不同根系范围内根系生长状况的影响

图1 不同复合基质对番茄幼苗叶绿素含量的影响

表1 不同复合基质的基本理化性质

表2 不同复合基质对番茄穴盘苗生长状况的影响

表3 不同复合基质对番茄穴盘苗根系形态的影响

图2 不同复合基质对番茄穴盘苗不同直径范围内根系生长状况的影响

不同直径分级下，番茄幼苗根系数量可以客观反映出根系生长发育状况。从图2可以看出，有机基质处理的番茄幼苗根系总长度在0~0.6 mm，显著高于对照处理；与对照比，有机基质促使0~1 mm直径范围内的根系总体积显著增大，在其他直径范围内，处理间根系体积无显著差异；在0~0.8 mm范围内，有机基质显著增加了番茄幼苗根系总表面积及总投影面积。另外，如图2所示，随着直径范围的增加，各处理培育的番茄幼苗根系总长度及总体积均呈现出逐渐减小的趋势；总表面积及总投影面积均呈现出先增大后减小的趋势，在0.2~0.4 mm直径范围内达到峰值。

3 结论与讨论

具有较好理化特性的基质，才能促进根系生长发育，培育壮苗[16]。基质适宜的容重为0.1~0.8 g/m3，总孔隙度为54%~96%[17]，由表1可知，各复配基质的容重、总孔隙度均处于理想范围。李谦盛等[18]研究认为，一般适合于育苗的基质EC值为0.13~0.34 mS/cm，但本试验结果表明，EC值为0.49 mS/cm的菇渣牛粪混合基质也可培育出较高质量的幼苗。尚庆茂[15]提出，蔬菜穴盘育苗基质中以水解性氮含量50~500 mg/kg、速效磷含量10~100 mg/kg为宜，由表1可知，各复合基质中速效养分含量均达到推荐含量或超过上限。

已有研究表明，茎粗不仅能较稳定地反映幼苗的健壮程度，且与幼苗的花芽分化、发育进程及质量有一定的相关性，壮苗指数对产量具有较强的预测性，而根冠比能够反映植株生长协调性，是衡量植株生长发育平衡的一项重要因素[16，19，20]。本试验结果表明，有机基质处理显著促进了番茄幼苗茎的伸长及增粗，显著增加了番茄幼苗全株鲜质量及全株干质量，促使幼苗根冠比升高，显著增大了幼苗壮苗指数。光合作用能够为植物生长发育提供物质和能量，是植物生长发育的基础，光合速率的变化趋势又与叶绿素含量呈一定的相关性[21，22]。如图1所示，有机基质培育的番茄幼苗叶片叶绿素a含量显著高于对照处理，说明有机基质可能具有增强幼苗光合作用的趋势。

植物根系是植株从土壤吸收水分、养分最直接的器官，其发育的好坏决定着植物利用土壤养分和水分能力的高低，并且影响着地上部的生长、营养状况及产量水平[20，23]，而番茄穴盘苗根系中不同直径的根，形态特点、生理作用均不相同，且细根的吸收能力强于粗根[24]，本研究结果发现，随着根系直径范围的增加，各处理培育的番茄幼苗根长及体积呈现出逐渐减小的趋势，而根系表面积及投影面积则呈现出先增大后减小的趋势，且在0.2~0.4 mm直径范围内达到峰值。与对照相比，有机基质显著促进了幼苗根系的伸长，根系总表面积、总投影面积及根系总体积均显著增大，根尖数目显著增多。综合各因素可认为，本试验条件下的有机基质配方适宜于番茄幼苗的生长，可培育出性状优良的番茄幼苗。

[1]黄丹枫.创新应用信息技术促进蔬菜种苗产业发展[J].长江蔬菜，2012（4）：1-7.

[2]刘永河.泥炭栽培基质是欧洲可持续园艺业的前提[J].腐殖酸，2002（4）：38-42.

[3]马海林，马丙尧，刘方春，等.菇渣用作育苗基质基础材料的研究进展[J].山东林业科技，2010（3）：110-113.

[4]郭世荣.固体栽培基质研究、开发现状及发展趋势[J].农业工程学报，2005，21（增刊）：1-4.

[5]别之龙，黄丹枫.工厂化育苗原理与技术[M].北京：中国农业出版社，2008：118-121.

[6]张凤光，贾利元.蔬菜穴盘育苗技术[J].现代农业科技，2011（17）：127-129.

[7]李晓强.有机基质菇渣在现代化农业大型温室蔬菜无土栽培中的应用研究[D].南京：南京农业大学，2006.

[8]李谦盛，卜崇兴，张艳苓.菇渣发酵园艺基质的理化性状和应用效果[J].中国土壤与肥料，2006（5）：56-58.

[9]时连辉，张志国，刘登民，等.菇渣和草炭基质理化特性比较及其调节[J].农业工程学报，2008，24（4）：199-203.

[10]王子崇，相红丽.菇渣复合基质在番茄穴盘育苗中的应用[J].北方园艺，2008（3）：39-41.

[11]张云舒，张殿宇，徐万里，等.蘑菇渣复合基质特性及对番茄幼苗生长的影响 [J].西北农业学报，2008，17（3）：248-251.

[12]李海燕，李絮花，王克安，等.蘑菇渣替代草炭的栽培基质对番茄幼苗氮素状况的影响 [J].中国农学通报，2011，27（31）：244-247.