不同基质对番茄根际微生物、酶活性及幼苗生长的影响

程立巧，傅庆林，金 怡，吴云峰

(1.浙江省东阳市农业局，浙江 东阳 322100； 2.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)



不同基质对番茄根际微生物、酶活性及幼苗生长的影响

程立巧1，傅庆林2，*，金 怡1，吴云峰1

(1.浙江省东阳市农业局，浙江 东阳 322100； 2.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

以蛭石、炉渣、细沙、珍珠岩和草炭等为原料，按照不同组合与配比组成复合基质，筛选适用于番茄穴盘育苗的基质配方。结果表明，以草炭、炉渣、蛭石为原料，按1∶1∶1的体积比配成基质，其容重和总空隙度均处于适宜育苗的范围，保肥性能强；并且该基质处理的番茄幼苗根际微生物数量和酶活性水平显著高于对照(草炭与蛭石，体积比2∶1)，促进了番茄幼苗的生长，培育的番茄幼苗素质最佳，表现为番茄幼苗生长迅速、干物质积累快、壮苗指数大。因此，建议以草炭、炉渣、蛭石按1∶1∶1的体积比配制成复合基质，适用于番茄工厂化穴盘育苗生产。

番茄；育苗基质；秧苗素质

育苗基质是基质育苗中幼苗健康生长的重要因素。蔬菜育苗大多采用以草炭、蛭石按体积比2∶1配制的基质[1]，育苗过程中草炭的使用量较大，加之草炭资源的分布不均匀性，运输成本较高，导致蔬菜育苗成本居高不下。因此，不少研究人员致力于探寻优质廉价的草炭替代基质[2]。德国于20世纪50年代利用锯末进行工厂化发酵生产替代草炭的基质[3-4]，此后，国外还相继开发出可用于园艺生产的蚯蚓粪基质、椰糠基质和树皮基质等[5-7]。国内学者对此也进行了不懈的探索[8-9]，如采用蔗渣基质进行蔬菜工厂化育苗；以芦苇末基质替代草炭进行穴盘育苗、扦插育苗及蔬菜无土栽培；以食用菌栽培废料(菇渣)为原料，通过添加发酵微生物、尿素、干芝麻渣或鸡粪等进行发酵，将发酵后的菇渣基质与珍珠岩或蛭石按一定体积比配比，进行蔬菜栽培等。但是，大多数现有的育苗基质因材料来源有限、性状稳定性差、生产成本高、产业化程度低等原因未能在生产上大规模使用。因此，开发出特性优良、可进行大批量生产、规模化使用的有机基质产品就显得极为迫切[2]。

研究表明，育苗基质的适宜容重为0.2～0.8 g·cm-3，总孔隙度以65%～96%为宜，理想的大小孔隙比在1∶1.5～1∶4.0范围内，pH值宜在5.4～6.0之间，EC值不应超过1.25 mS·cm-1，这样的条件对种苗生长较好[2，10-11]。土壤微生物(包括细菌、真菌、放线菌)的种类、数量和酶活性等是评价农田土壤质量健康状况等的重要指标[12]。已有不少项目对不同土壤类型[13]和不同管理策略下的农业土壤[14]微生物群落代谢多样性进行研究，但是，对育苗基质微生物数量和酶活性的研究还较少[12]。为此，本研究拟选取根际微生物数量、酶活性和幼苗生长状况作为指标，筛选出适合番茄育苗的基质配方，以期降低基质草炭用量，提高经济效益，为番茄工厂化育苗的可持续发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

供试番茄(LycopersiconesculentumMiller)品种为浙粉3号。基质原材料包括草炭、炉渣、蛭石、细沙和珍珠岩。

试验共设6个基质配方处理(配方比例均为体积比)：CK，草炭∶蛭石=2∶1；T1，草炭∶炉渣∶蛭石=1∶1∶1；T2，草炭∶细沙=1∶1；T3，草炭∶炉渣∶细沙=1∶1∶2；T4，草炭∶蛭石=1∶1；T5，草炭∶蛭石∶珍珠岩=1∶1∶1。

炉渣和细沙分别过筛处理，使用前将炉渣经过清水浸泡处理，使其pH值降低至7左右。将基质按照配方进行混合，1 m3基质加入2.5 kg复合肥(总养分≥48%)后装盘，采用72孔穴盘育苗，将浸种催芽后的番茄种子播于穴盘中，播种后上面覆盖1 cm厚的蛭石， 每个处理设3次重复，每次重复1个穴盘，随机区组设计。分别于番茄幼苗2叶1心、4叶1心和6叶1心等时期取样，每次随机取9株进行分析测定。

1.2 试验方法

基质物理性质测定：容重、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、最大持水量，均采用《土壤农业化学常规分析方法》中提供的方法测定[16]。

根际基质微生物测定：根际基质磷脂脂肪酸的提取与纯化参考Zaady等[17]的方法进行，不同磷脂脂肪酸的种类和含量表示不同微生物的种类和生物量，以12∶0，14∶0，15∶0，16∶0，17∶0，18∶0，20∶0，i15∶0，i17∶0，a15∶0，a17∶0，cy17∶0，cy19∶0表示细菌生物量，以18∶2ω6，18∶3ω6，18∶1ω9表示真菌生物量，以16∶0 10Me，17∶0 10Me，18∶0 10Me表示放线菌生物量[18-20]。

根际基质酶活性测定：根际基质纤维素酶、脲酶、脱氢酶和过氧化氢酶分别采用3， 5-二硝基水杨酸法、靛酚蓝比色法、TTC还原法和高锰酸钾滴定法测定[21]。

幼苗素质考查与测定：植株分别测量番茄幼苗的株高(从根颈到茎生长点之间的距离)、茎粗、地上部和地下部的鲜质量、干质量，计算壮苗指数=[(茎粗÷株高)×全株干质量]，茎粗采用游标卡尺测定。6叶1心时测定叶片中的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白质含量。叶绿素总量采用95%乙醇浸提法测定[22]。可溶性糖采用蒽酮比色法测定，可溶性蛋白质采用考马斯亮蓝G-250染色法测定，根系活力采用α-萘胺氧化法测定[23]。

1.3 数据统计分析

所有试验数据统计检验经SPSS 16.0软件处理分析，单因素方差分析后，采用邓肯式新复极差检验进行多重比较，以P<0.05作为显著性差异水平。

2 结果与分析

2.1 不同配方基质的理化性质

由表1可知，各处理基质的容重都显著高于CK，其中，T1，T4，T5和CK的容重均处于育苗较适宜的范围内，而T2和T3基质因混配了细沙，使得其容重超出了育苗基质的适宜范围。各处理基质的总孔隙度虽然都显著小于CK，但均在适宜的范围之内。由于各处理基质中混配了不同比例的蛭石、炉渣、细沙或珍珠岩，使得各处理基质的通气孔隙相较于CK显著降低。除基质T2和T3外，其余处理基质的持水孔隙均显著大于对照。各处理基质的水气比均显著高于CK，但最大持水量却均显著小于CK。

表1 不同配方基质的物理性质

Table 1 Physical properties of all tested substrates

基质容重/(g·cm-3)总孔隙度/%通气孔隙/%持水孔隙/%水气比最大持水量/(g·100g-1)CK0.383d85.35a23.62a61.73b2.61c266aT10.653b74.41b8.18d66.23a8.10a121cT20.919a63.68d7.92c55.76c7.04b65dT30.908a63.92d7.33c56.59c7.72b71dT40.554c75.90b10.49b65.41a6.24b194bT50.739b69.90c4.88d65.02a13.32a85d

注：同列数据后无相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)。下同。

相同离子各基质间无相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)图1 各基质淋溶液中养分含量Fig.1 Nutrient concentrations in the leaching solution of all tested substrates

2.2 不同配方基质番茄幼苗根际微生物生物量

由图2可知，T1基质处理的番茄幼苗根际微生物生物量和细菌群落生物量均显著高于其他基质处理，真菌群落生物量虽然显著低于CK处理，但仍显著高于T3，T4，T5基质处理。由此观之，T1基质处理相较其他基质能显著提高番茄幼苗根际微生物生物量和细菌群落生物量。

在同一类型微生物生物量上无相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)图2 不同基质番茄幼苗根际微生物生物量Fig.2 Rhizospheric microbial biomass of tomato seedlings under different substrates

2.3 不同配方基质番茄幼苗根际酶活性

从番茄幼苗根际酶活性来看(图3)，磷酸酶活性只有T5基质处理的显著低于其他基质处理，其余各处理间番茄幼苗根际磷酸酶活性均无显著差异。脲酶活性在CK，T1，T2和T3基质处理之间无显著差异，且均显著高于T4和T5基质处理。T1基质处理的番茄幼苗根际脱氢酶活性显著高于其他基质处理，而T5基质处理的番茄幼苗根际脱氢酶活性最低。综上，T1基质处理能够显著提高番茄幼苗根际脱氢酶的活性，且与CK相比，并不会降低番茄幼苗根际磷酸酶和脲酶的活性。

相同酶不同基质间无相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)图3 不同基质番茄幼苗根际酶活性Fig.3 Rhizospheric enzyme activities of tomato seedlings under all tested substrates

2.4 不同配方基质对番茄幼苗生长的影响

如图4所示，在2叶1心期，T1基质处理下番茄幼苗的株高、茎粗、全株干物质质量和壮苗指数均显著高于其他基质处理，T2，T3，T4和T5基质处理下番茄幼苗的株高显著低于CK，T4和T5基质处理下番茄幼苗的茎粗、全株干物质质量、壮苗指数则显著低于对照。在4叶1心期，T1基质处理下番茄幼苗的株高、茎粗、全株干物质质量、壮苗指数仍最大，而以T5基质处理下番茄幼苗的株高、茎粗、壮苗指数最低。在6叶1心期，与4叶1心期相似，T1基质处理的番茄幼苗的株高、茎粗、全株干物质质量、壮苗指数仍最大，而T5基质处理的番茄幼苗的株高、茎粗、壮苗指数仍最小。

同一生长期内各基质无相同小写字母的表示差异显著(P<0.05)图4 不同基质对番茄幼苗生长的影响Fig.4 Effects of different substrates on tomato seedling growth

2.5 不同配方基质对番茄幼苗生理指标的影响

如表2所示，在6叶1心期，不同基质对番茄幼苗的叶绿素含量均无显著影响；T1基质处理的番茄幼苗的可溶性糖含量和根系活力最高，T2基质处理下番茄幼苗的可溶性蛋白质含量最高，CK处理下番茄幼苗的可溶性糖含量和根系活力均最低。

表2 不同配方基质对番茄幼苗生理指标的影响

Table 2 Effects of the substrates on physiological indices of tomato seedling

基质叶绿素含量/(mg·g-1)可溶性蛋白质含量/(mg·g-1)可溶性糖含量/(mg·g-1)根系活力/(μg·g-1·h-1)CK6.37a1.406b3.310b24.78cT16.46a1.478b4.794a89.38aT26.60a1.546a4.420a54.56bT36.07a1.346b3.957ab51.81bT46.81a1.366b4.353a53.25bT56.26a1.533ab4.406a53.79b

3 讨论

不同基质因基质材料的理化性状不同而对番茄生长产生较大影响。在本试验中，以炉渣替代部分草炭的基质T1(草炭、炉渣、蛭石体积比1∶1∶1)，因具有较适宜的容重、孔隙度和较强的养分保持能力，不仅显著促进了番茄幼苗的生长发育，而且还能降低草炭的用量，可作为番茄育苗的适宜基质。这与前人的研究结果相似[8，24]。如以蛭石、有机肥、炉渣灰为原材料，按照7∶2∶1的体积比配比制成基质用于培育番茄苗，所育幼苗的生长量和壮苗指数均显著大于以草炭、蛭石按2∶1的体积比配制的基质所育幼苗[8]；利用花生糠、牛粪、炉渣按6∶2∶2体积比配制的基质用于番茄穴盘育苗，幼苗的茎粗、株高、茎叶鲜质量及干质量、根干质量和壮苗指数均显著高于以草炭、蛭石按2∶1体积比配制基质所育幼苗[24]。但是，基质在选用炉渣时，应加入适量的肥料，使炉渣达到较大的交换吸附量，以满足幼苗生长发育过程中所需N，P，K的供应。但若炉渣过多，虽然其具有一定的保肥性，却易造成土壤板结，影响出苗，因此在基质中也不能加入过量肥料而抑制出苗[25]。

良好的基质应能保水保肥。基质的物理性质对作物水分和营养的供给有着明显作用，并进而影响作物生长发育。本试验表明，基质T1(草炭、炉渣、蛭石体积比1∶1∶1)作为番茄育苗基质，其孔隙度高，通气性能、排水性能和持水性能好，因具有良好的结构性和较大的比表面积，保水保肥性能强，可促进番茄幼苗的生长。这与在红叶石楠基质育苗中发现株高与基质最大持水量显著相关的结果一致[15]。基质的持水性是幼苗生长的重要因素，但也有研究证实，通气孔隙对番茄幼苗壮苗指数的直接影响比较大，容重、总孔隙度以及持水性是通过通气孔隙而对壮苗指数产生极显著作用的[26]。

良好的育苗基质还应为番茄生长发育提供良好的根际微生物环境。基质不仅因为原料与配方不同而呈现出各异的理化性状，而且还会影响基质的微环境，如微生物类群、数量和土壤酶活性等，使微生物分解释放的养分量不同，从而影响番茄幼苗对养分的利用情况[27-28]。本试验中，T1基质(草炭、炉渣、蛭石体积比1∶1∶1)根际微生物数量和土壤酶活性水平显著高于对照基质处理(CK，草炭与蛭石体积比2∶1)，并且T1基质根际微生物中以细菌最多，因而，T1基质下其根际微环境中分解释放的养分可能会高于其他基质。有研究认为，土壤细菌化是土质改善的重要标志之一[27]。在番茄生长期间，根际细菌数量多的基质处理，其番茄产量也高，这可能与基质的水分、孔隙度等有关。基质总孔隙度大，细菌和放线菌数量较多，有利于番茄的生长。

综上，本试验表明，所设计的T1基质(草炭、炉渣、蛭石体积比1∶1∶1)不仅能够保水保肥，而且可为番茄幼苗生长提供良好的根际微生物环境，有益于番茄的幼苗。因此，建议以草炭、炉渣、蛭石为原材料，按1∶1∶1的体积比配比制成基质，可降低基质中草炭的用量，且育苗效果较好，适合于番茄工厂化育苗的可持续发展。

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(责任编辑 高 峻)

Influences of different substrates on tomato rhizospheric microbial communities， enzyme activities and seedling growth

CHENG Li-qiao1， FU Qing-lin2，*， JIN Yi1， WU Yun-feng1

(1.DongyangAgricultureBureauofZhejiangProvince，Dongyang322100，China; 2.InstituteofEnvironment，Resource，SoilandFertilizer，ZhejiangAcademyofAgriculturalSciences，Hangzhou310021，China)

In the present study， several compound nursery substrates composed of vermiculite， slag， fine sand， perlite and peat in different combinations and ratios were selected for raising tomato seedlings in 72-hole seed-pans. It was shown that the substrate composed of peat， slag and vermiculite at the volume ratio 1∶1∶1 was suitable for tomato seedling growth. The rhizospheric microbial biomass and enzyme activity in tomato seedlings cultured in this substrate was increased compared to those seedlings cultured in control substrate， which was composed of peat and vermiculite at the volume ratio 2∶1. The increase of rhizospheric microorganisms and enzyme activities could promote tomato seedling growth. Consequently， the stem diameter， plant height， dry matter accumulation of seedlings in the above substrate were the biggest among all the tested substrates. In conclusion， the substrate composed of peat， slag and vermiculite at the volume ratio of 1∶1∶1 was beneficial for industrial seedling of tomato.

tomato; nursery substrates; seedling quality

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.06.11

2016-02-14

科技部科技重大专项(2012ZX07101)；农业部公益性行业(农业)科研专项(201503118-12)

程立巧(1963—)，男，浙江东阳人，学士，高级农艺师，从事蔬菜栽培学研究。E-mail：1315069748@qq.com

*通信作者，傅庆林，E-mail：fuql161@aliyun.com

S604+.7

A

1004-1524(2016)06-0973-06

程立巧，傅庆林，金怡，等. 不同基质对番茄根限微生物、酶活性及幼苗生长的影响[J]. 浙江农业学报，2016，28(6)： 973-978.