椰糠和蛭石混配基质对生菜幼苗生长的影响

张天天，赵远方，韩莹琰，郝敬虹，刘超杰，范双喜

(农业应用新技术北京市重点实验室，植物生产国家级实验教学示范中心，北京农学院，北京102206)

草炭是蔬菜育苗实践中采用最为广泛的基质，形成需要较长时间。随着环保意识的增强，其开发受到了全社会的关注, 大量新型园艺基质的研制也成为了焦点。利用菇渣废料、蔗渣、小麦秸秆、茶叶渣和木薯渣等废弃物用于作物栽培基质有很好的利用效果和推广前景,亦能很好的解决废弃物对环境造成的影响[1]。

椰糠是从椰子外壳纤维加工过程中脱落下的有机质介质，经加工处理后的椰糠适于培植植物，目前已被广泛应用于园艺基质[2]。在番茄、甜椒、西兰花等蔬菜育苗中已有前人做了大量研究，椰糠可以有效减少栽培成本,改善基质总孔隙度,但存在单一椰糠基质容重小,氮素低等问题。通过前人研究,椰糠与泡沫、牛粪、蛭石、珍珠岩等可以改善容重小问题,而利用营养液喷施的管理方法可以解决氮素低的问题[3，4，5]。相较传统蔬菜种植,蔬菜无土栽培的研究仍然存在不够广泛和深入的问题。

生菜(LactucasativaL.)是菊科莴苣属，种子较小，出芽对外界环境要求苛刻，椰糠混配基质用于生菜穴盘育苗鲜有研究。

利用椰糠的代替草炭在生菜育苗中的应用，能大量节约成本，减少对环境的破坏，亦能满足生菜出芽对环境的要求。试验通过研究椰糠混配基质对生菜幼苗生长的影响,以期筛选出椰糠混配基质在生菜穴盘育苗中的合理配比。

1 材料与方法

1.1 试验材料

生菜品种为北京农学院选育的‘北散生1号’,椰糠基质由青岛冉美商贸有限公司提供的‘Remmy冉美椰糠’。椰砖浸泡72 h,淋洗3次 ,放在通风避光处,风干后使用。

试验于2018年4月22日在北京农学院科技园连栋温室内进行,试验共设5个处理，每处理72株生菜幼苗，并以草炭∶蛭石∶珍珠岩=7∶2∶1(体积比)为对照，处理见表1。每处理重复3次,单因素随即排列。

生菜采用浸种催芽的方法，在30 ℃温水中浸种8 h,捞出后于20 ℃恒温箱中催芽,以80%种子出芽开始播种，采用72穴塑料育苗盘。连栋温室内白天温度20～25 ℃,夜间温度不低于18 ℃,各个处理统一管理,不遮阳,光照度一致。在播种30 d后,每处理随即采样5株，重复3次进行各项指标测定。

表1 混配基质的体积配比Tab.1 The mixed substrates in different volume ratio

1.2 测定方法

基质理化性状测定方法参照蒲胜海等[6]测定容重、孔隙度的方法、pH值、电导率(EC)值测定采用1∶5(基质比水，质量比)浸提液的方法[7]。全氮采用凯氏定氮法，全磷采用磷钼酸比色法，全钾采用原子吸收分光光度计，参照鲍士旦[8]的方法测定。

取样后用去离子水洗净,用滤纸吸干水分,分别测根鲜重、地上部分鲜重，在烘干箱内105 ℃下杀青15 min,调至80 ℃烘干24 h，分别测根鲜重、地上部分干重。叶绿素采用丙酮浸提比色法[9]，根系活力采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法测定[10]，G值=植株鲜质量/苗龄[11],壮苗指数=茎粗/株高×全株干质量[12]。

1.3 数据处理

使用IBM SPSS Statistics20软件进行单因素方差分析，并对平均数用Duncan`s新复极差法进行多重比较(P<0. 05)。采用Excel 2016绘制图表。

2 结果与分析

2.1 混配基质物理性状分析

各处理容重范围为0.17～0.36 g·cm-3,容重逐渐减少，均低于对照(表2)。通气孔隙度、持水孔隙度、大小空隙比逐渐增大，均高于对照。处理A5的持水孔隙度显著低于其他处理,处理A1、A2、A3、A4持水孔隙度无明显差异。总之，混配基质的总孔隙度和通气孔隙度随着椰糠含量的增加而增加,容重和持水孔隙则随着椰糠含量的增加而减小。综合两者的变化特点，处理A2和A3的容重、通气孔隙度、持水孔隙度最适合生菜的育苗。

表2 混配基质物理性状Tab.2 Physical properties of different mixed substrates

注：同列中不同字母表示差异显著(P<0.05)，表3-5同。

Note：Values within each column followed by the different letters show significant difference (P<0.05). The same tables 3-5.

2.2 混配基质化学性状分析

各处理混配基质的pH值范围6.27～6.63，EC值范围0.37～0.61 mS·cm-1(表3)。EC值、全氮、全磷含量呈上升趋势，但均低于对照。全钾含量，呈下降趋势，其中处理A1的全钾含量显著高于其他处理，而处理A3的全钾含量与对照水平处理的全钾含量相近。可知，各处理的EC值随着椰糠的增加而增大。全氮、全磷含量随着各处理中椰糠的增加而增大，各个处理的全钾含量则截然相反。因此，单独考虑氮、磷对生菜幼苗的影响，对照优于其他处理。

表3 混配基质化学性状Tab.3 Chemical properties ofdifferent mixed substrates

2.3 混配基质对生菜幼苗生长的影响

处理A3的生菜幼苗生长状况最为理想,干物质积累在各个处理中最高，且与对照差异不显著(表4)。各处理中的壮苗指数,处理A3最高,与对照差异不显著，其次为处理A2,而处理A1、A4、A5显著低于对照。根鲜重、根干重从大到小排序依次为CK>A3>A2>A4>A1>A5处理，而根冠比从大到小依次为A5>A2>A1>A3>A4>CK处理。地上鲜重、地上干重CK>A3>A2>A4>A1>A5处理。除此之外，根鲜重、根干重、地上鲜重、地上干重、壮苗指数、G值随着椰糠配比的增加呈增长状态，处理A3达到峰值后，呈下降状态。总之，处理A3的生菜幼苗地上、根干重、总干重与对照差异不显著，并显著高于其他处理。

表4 混配基质对生菜幼苗生长的影响Tab.4 Effect ofdifferent mixed substrates on growth of lettuce seedlings

2.4 混配基质对生菜幼苗色素含量的影响

处理A3的总叶绿素含量在各个处理中最高，且与对照差异不显著(表5)。处理A1到处理A3的叶绿素a和b随着椰糠配比的增加呈增长状态,而处理A3到处理A5的各项指标成负增长状态。类胡萝卜素则不同,呈持续上升状态。可知，处理A3的叶绿素含量显著高于其他处理，并与对照差异不显著。

表5 混配基质对生菜幼苗色素含量的影响Tab.5 Effect of different mixed substrates on chlorophyll of lettuce seedlings

2.5 混配基质对生菜幼苗根系活力的影响

各处理生菜幼苗的根系活力大小为A3>CK>A2>A4>A1>A5处理,其中处理A3的根系活力最高，且显著高于对照,处理A2与对照的根系活力相差并不显著。图1显示根系活力随着各个处理中椰糠的增加而呈上升状态,而处理A3到A5呈下降状态。可知，处理A3椰糠混配基质对生菜幼苗根系活力的作用最大。

图1 混配基质对生菜幼苗根系活力的影响Fig.1 Effect of different mixed substrates on root activity of lettuce seedlings

3 讨 论

容重与育苗基质的总孔隙度有关,总孔隙度越小比重就越大,其容重就大。容重过重,影响出苗率,幼苗生长及运输等等,容重过轻,易导致倒苗,浇水时基质漂浮飞溅[13]。单一椰糠基质有容重小的问题,此次试验,将椰糠与蛭石、珍珠岩基质混合形成混配基质来解决这一问题。栽培基质中空气氧的浓度在低于9%时,根系发育受到明显受阻[14],李谦盛等认为适合大部分作物生长的栽培基质,容重应在0.1～0.8 g·cm-3，总孔隙度范围应在 70%～90%之间，通气孔隙应在 15%～30%之间[15]，而刘伟等则提出适宜混合基质的容重应该在0.30～0.65 g·cm-3,孔隙度大于85%[16],试验结果表明所有处理完全符合李谦盛提出的基质质量标准,但低于刘伟提出的基质质量标准。在生菜穴盘育苗中,前人并未明确提出基质质量标准,在下一步试验中应建立适宜叶菜穴盘育苗基质物理性质的基质标准。

试验中除A5的持水孔隙度,其他处理并无明显差异,而处理A5中不含蛭石,这可能是各处理中蛭石的含量不同,而蛭石的吸水、保水性较好[17],从处理A1到A5椰糠逐步增加而蛭石含量逐步减少,使得其持水孔隙度得到均衡，这说明椰糠提高了基质的持水孔隙度。随着各处理中椰糠的增加,明显提高了栽培基质的通气孔隙度。这与前人菇渣、牛粪[18], 小麦秸秆、蛭石[19], 木薯废渣、蔗渣[20]改善栽培基质总孔隙度研究结果一致。

椰糠EC值、全氮、全磷整体偏低,可能是由于椰糠淋洗过程中造成细粉末状物质流失导致,同时保留了长纤维状物质,这也是各个处理大小孔隙比随着椰糠增加而增大的原因[21]。处理A3与对照的蛭石含量是一样的,而全钾含量也相近,同时试验显示各个处理的全钾含量随着蛭石的减少而减少,这说明蛭石影响了各个处理的全钾含量。李谦盛对各种EC值不同测定方法进行了整理比较,并提出1∶5浸提法,电导率(EC)值含量应在0.36～0.65 mS·cm-1之间适宜大多数作物生长[22]。试验EC值,符合李谦盛建议的基质EC值范围。

从植物整体分析,各个器官之间有着功能平衡的说法, 对照根冠比最小但地上、地下物质积累却是最高的；恰恰相反,处理A5根冠比最大,但是其地上、地下物质积累却是最低的,这说明根、冠之间的生长关系存在着一个互相反馈调控的合理模型[23],试验中处理A3与对照相较于其他处理,根、冠之间的生长关系较为合理。壮苗指数是显示育苗优劣的重要指标,而干物质积累与壮苗指数有最大的影响[24],结合生菜幼苗壮苗指数,对照优于其他处理, 处理A3的根干物质积累与其基本相同但根系活力明显高于对照, 根系活力能说明植物的适应能力、生长状况、活力水平和产量有直接影响[25]。说明添加椰糠后的混配基质理化性质得到改良,对生菜幼苗根系生长有促进作用。而未添加椰糠的对照因此受限,但得益于其含有较高的N、P含量,因为基质中营养物质与作物生长有着直接或间接地影响[26]。

综上所述，生菜育苗的椰糠蛭石混配基质的最佳配比是处理A3,椰糠∶蛭石∶珍珠岩=7∶2∶1 (体积比)。在下一步试验中应注意调整对椰糠的淋洗方法及适当利用营养液来提高育苗基质的营养含量，在此基础上寻求最佳生菜育苗配方。