不同配比基质对黄瓜、番茄幼苗生长及品质的影响

2020-02-14时振宇陈健贾凯程云霞刘迁杰崔拥民吴慧

天津农业科学 2020年1期

时振宇陈健贾凯程云霞刘迁杰崔拥民吴慧

摘要：為了筛选出适宜黄瓜和番茄幼苗生长的最佳复合基质配比，本研究将充分腐熟的番茄秸秆与椰糠、有机肥、沙子按照不同体积比配成复合基质，采用随机区组的方法，设置7个处理和一个对照，以黄瓜‘中蔬128和番茄‘欧官为试验材料进行育苗试验。结果表明，不同配比基质对黄瓜和番茄幼苗的生长影响显著，其中，T2（番茄秸秆∶椰糠∶有机肥∶沙子=4∶13∶1∶1）处理条件下黄瓜幼苗的地下鲜质量、地下干质量、根冠比、壮苗指数、可溶性糖、可溶性蛋白含量较其他处理有显著的提高且均优于对照;处理T6（番茄秸秆∶椰糠∶有机肥∶沙子=12∶5∶1∶1）的番茄幼苗在株高、茎粗、壮苗指数、可溶性蛋白、可溶性糖方面均优于对照。综合幼苗生长指标及品质可得出，最适宜黄瓜苗生长的复合基质是处理T2（番茄秸秆∶椰糠∶有机肥∶沙子=4∶13∶1∶1）。最适宜番茄幼苗生长的复合基质是处理T6（番茄秸秆∶椰糠∶有机肥∶沙子=12∶5∶1∶1）。

关键词：复配基质;番茄秸秆;黄瓜;番茄;幼苗生长

中图分类号：S642.2;S641.2 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.01.016

Effects of Different Proportioning Substrates on the Growth and Quality of Cucumber and Tomato Seedlings

SHI Zhenyu1， CHEN Jian2， JIA Kai1， CHENG Yunxia1， LIU Qianjie1， CUI Yongmin3， WU Hui1

（1.College of Forestry and Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi， Xinjiang 830052， China; 2.Agricultural Science & Technology Extension Center of Hetian Prefecure， Hetian， Xinjiang 848000， China; 3.Xinjiang Shatian Agricultrtal Comprehensive Development Company Limited， Hetian， Xinjiang 848000， China）

Abstract： In order to screen out the best composite matrix ratio suitable for cucumber and tomato seedling growth， the fully decomposed tomato straw was mixed with coconut bran， organic fertilizer and sand according to different proportions. The experiment was carried out by randomized block method. Seven treatments and one control check were used to test the seedlings with 'Zhongshu 128' cucumber and 'Ouguan' tomato as test materials. Different proportions of substrate had a great influence on the growth of cucumber and tomato seedlings. The fresh root weight， dry root weight， seedling index， soluble sugar and soluble protein of T2 （tomato straw∶coconut bran∶organic fertilizer∶ sand=4∶13∶1∶1） were significantly improved， which were better than the control. Treatment of T6 （tomato straw∶coconut bran∶organic fertilizer∶sand=12∶5∶1∶1） had a great influence on tomato growth. It was superior to the control in plant height， stem diameter， seedling index， soluble protein and soluble sugar. Through the analysis of growth index and quality of cucumber seedlings， it was concluded that the best composite matrix ratio for cucumber seedling growth was treatment T2（tomato straw∶coconut bran∶organic fertilizer∶sand=4∶13∶1∶1）. The best composite matrix ratio for tomato seedling growth was T6（tomato straw∶coconut bran∶ organic fertilizer： sand=12∶5∶1∶1）.

Key words： compound matrix; tomato straw; cucumber; tomato; seedling growth

黄瓜（Cucumis sativus L.），属葫芦科（Cucurbitaceae）甜瓜属（Cucumis）植物，是我国四季主要蔬菜。番茄（Lycopersicon esculentum M.），别称为西红柿，茄科（Solanaceae）番茄属（Lycopersicon）一年生或多年生草本植物，果实营养丰富，深受广大消费者的喜爱。在黄瓜、番茄生产过程中大多采用育苗移栽的方式进行，而育苗基质理化性质的优劣关系到能否培育出健壮的黄瓜、番茄幼苗。草炭及椰糠等作为主要的育苗基质材料虽然理化性质优秀，但对于路途较远的新疆来说，存在运输不便、价格昂贵等问题。新疆番茄种植面积较大[1]，每年均会产生大量番茄秸秆废弃物[2]，如果利用腐熟发酵的番茄秸秆及当地方便易得的沙作为育苗基质材料，不仅是对农业废弃秸秆的合理利用，也是对当地较高成本椰糠基质的替换，从而有效降低基质育苗的生产成本，提高经济效益。耿凤展等[3]研究结果表明，当番茄秸秆堆肥与蛭石为1∶4时，番茄幼苗的株高、茎粗、壮苗指数均高于对照。巩芳娥等[4]研究得出以草炭∶玉米秸秆∶牛粪∶蛭石=2∶2∶4∶2配比基质的黄瓜幼苗在生物量、生理特性等方面均优于对照及其他处理。任志雨等[5]研究表明50%秸秆与50%草炭基质配比的黄瓜的生长势、叶片叶绿素含量和光合参数、产量、品质均高于对照。目前，有关在新疆和田地区特殊自然条件下，研究不同配比番茄秸秆基质对黄瓜、番茄幼苗的生长影响报道很少。本试验将番茄秸秆、椰糠、沙子、有机肥按照不同比例配制成不同育苗基质，通过对不同配比基质下黄瓜及番茄幼苗的生长、品质的测定，筛选出最佳适合番茄和黄瓜幼苗生长的复合基质配比，从而为和田及新疆地区番茄秸秆的合理开发利用提供一定理论依据和技术支持。

1 材料和方法

1.1 材料

本试验于2019年4—6月，在和田市吉亚乡金叶村日光温室与新疆农业大学林学与园艺学院综合实验室内进行。供试黄瓜（Cucumis sativus L.）品种为‘中蔬128，番茄（Lycopersicum esculentum M.）品种为‘欧官。基质材料为椰糠、腐熟的番茄秸秆、沙子。1.2 试验设计

将处理好的腐熟番茄秸秆与椰糠、沙子、有机肥按不同体积比进行复配，各基质配比见表1。

1.3 试验方法

1.3.1 秸秆堆沤发酵及育苗基质的配制 2018年7月，将充分晒干的番茄秸秆粉碎，将其放到室外垫有塑料薄膜的沟中，按質量比加入0.5% 的尿素和0.5% 的枯草芽孢杆菌原粉，在发酵过程中番茄秸秆含水量保持在60% 左右，每隔15 d翻堆1次，堆体温度65 ℃以上持续10 d后逐渐趋于环境温度。

1.3.2 育苗管理选择大粒饱满的黄瓜、番茄种子进行温汤浸种，持续8 h，将充分吸水的种子装入干净纱布中在30 ℃的恒温箱中进行催芽，当75%的种子露白时，按“一穴一粒”方式将种子播种到已浇透水的50孔穴盘内，覆盖塑料薄膜。出苗前将基质加热线的温度控制在30 ℃左右，出苗后白天室内温度控制在22～26 ℃，夜晚温度控制在15～18 ℃。每天早晨9点喷洒清水20 L，每隔3天喷施1次300倍营养液，每次施用营养液2 L（营养液：Ca + Mg ≥ 30 g·L-1;N + P2O5 + K2O ≥ 20 g·L-1;山东寿禾种业有限公司）。

1.4 项目测定

1.4.1 育苗基质理化性质的测定育苗基质的理化性质分别在育苗前、黄瓜育苗后36 d、番茄育苗后36 d测定。取部分配好风干基质，采取郭世荣[6]的方法测定基质容重、总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙度、气水比，并将自然风干的基质与去离子水（体积）以1∶5比例混合，快速搅拌10 min，静置30 min后，过滤，用DDS-307型电导仪测定EC值;用PHC-3C型笔式pH计测定pH值。

1.4.2 幼苗生长指标和生理指标的测定当黄瓜、番茄幼苗出土后于每天10：00开始统计出苗数，并计算出每天的出苗率。黄瓜第一片真叶和番茄第二片真叶展平时，在每个重复中随机选取6株，每隔5 d用钢卷尺测量幼苗株高，游标卡尺测量茎粗，最大叶长和最大叶宽，根据以下公式计算出叶面积，黄瓜叶面积=14.61-5 L + 0.94 L + 0.47 W + 0.63 W - 0.62 LW[7]，番茄叶面积=0.228 LW + 8.152[8]，以上指标共测5次;黄瓜、番茄分别在出苗后32 d和36 d后，用电子天平称量地上部与地下部干、鲜质量，根长和根体积（排水法），壮苗指数 =茎粗 / 株高 + 地下部干质量 / 地上部干质量 × 全株干质量[9]。同时，采用乙醇浸提法测定叶片叶绿素的含量[10];可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法[11];可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[12]。

1.5 数据统计分析

图表数据在WPS 2019中进行，数据分析采用DPS v7.05软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 育苗前及育苗后各基质理化性质的分析

基质理化性状是决定植株正常生长的重要指标。育苗前后基质的理化性质变化较大，由表2可知，黄瓜育苗基质理化性质与育苗前相比，容重变大，总孔隙度变小，可能由于育苗中喷施过多的营养液对基质的影响或者基质在采集、风干的过程中的影响导致容重发生变化，容重与孔隙度又是相互制约的关系，容重过大，孔隙度相应减少[13]，通气孔隙整体上变大，变大幅度最大的是处理T7，增大10.05个百分点，持水孔隙整体变小，变小幅度最大的是T6，减小12.55个百分点;气水比是衡量基质气水平衡的重要指标[14]，气水比大的基质有利于植株根系的生长，黄瓜基质的气水比与育苗前相比均增大。番茄育苗基质理化性质与育苗前相比，容重变大，总孔隙度变小，通气孔隙变小，持水孔隙变小，这可能与番茄根系生长占满基质的孔隙有关[13]，气水比只有处理T4变小，减小0.16，其它处理气水比均增大。pH值和EC值是检测基质能否种植园艺作物的重要指标，育苗后，黄瓜、番茄育苗基质的pH值与育苗前相比均变大，EC值是基质中溶液的离子总浓度的指标，EC值过小，植株所需矿质营养不足，EC值过大，会导致盐害和烧根，植株无法生长[13]。黄瓜、番茄育苗基质的EC值与育苗前相比均变大，番茄育苗基质的EC值整体上大于黄瓜育苗基质EC值，由于黄瓜和番茄属于不同科植物，对基质中营养元素吸收量不同，黄瓜幼苗对基质营养元素吸收量大于番茄幼苗，基质中营养元素相应减少，致使基质EC比番茄育苗基质的EC值小。

2.2 不同配比基质对黄瓜、番茄出苗状况及发芽率的影响

不同基质的秸秆比例对黄瓜、番茄的出苗数影响较大，由图1可知，在黄瓜播种后第4天、第5天的出苗数最大的均是CK，出苗数分别为17±1.00、16±0.30，随着秸秆比例的增大，黄瓜出苗率呈现降低趋势，处理T7的出苗数最小，播种后第6天，处理T4、T5、T6的出苗数与第5天相比显著增大。从图2可以看出，在番茄播种后第5天、第6天，出苗数最大的是CK，分别为15±0.20、19±0.10，第6天处理T5、T6、T7出苗数较低，分别为5，5，4，第7 天、第8天出苗数最高的分别是T5和T6，各处理的出苗数随着秸秆比例的升高整体呈现上升的趋势。番茄和黄瓜的出苗数均会随着基质秸秆比例的升高而出现下降的趋势。

由表3可知，黄瓜、番茄的出苗率随着基质秸秆比例的增加呈现下降的趋势，黄瓜出苗率最大的是CK和T1，出苗率均为（100±0.00）%，最小是T7，为（80±3.89）%;番茄出苗率最大是T1，为（100±0.00）%，出苗率最低的是处理T7，为（77.33±2.11）%，对番茄来说，少量的秸秆有助于出苗率的提高。

2.3 不同配比基质对幼苗生长的影响

由表4可知，在黄瓜的生长指标方面，黄瓜幼苗株高最高是处理T5，数值为（12.19±0.28） cm，处理T5、T6显著高于处理T3（P<0.05），处理T1、T2、T4、T7、CK之间差异不显著（P>0.05）;茎粗方面，处理T1显著高于CK、T2、T5、T6（P<0.05），其他各处理间差异不显著;黄瓜叶面积方面，处理T5、T6、T7显著高于T3（P<0.05），处理T5、T6、T7与对照之间差异不显著;黄瓜根长最小的是处理T7，其他各处理差异不显著;根体积最小的是T1，为（1.66±0.01） cm3，显著低于其他处理。

在番茄的生长指标方面，T6的株高最大，为11.49 cm，T4、T6的株高显著大于T1、T2、T3、T5、T7、CK（P<0.05）;处理T4的茎粗最大，为（3.54±0.04） cm，显著高于其他处理（P<0.05）; T2、T5的叶面积较小，显著低于其他处理（P<0.05）;处理T2根长最大，为（9.23±0.35） cm，显著高于其他处理（P<0.05）;各处理番茄幼苗的根体积差异不显著（P>0.05）。

2.4 不同配比基质对黄瓜、番茄干鲜质量及壮苗指数的影响

由表5可以看出，在黄瓜幼苗干鲜质量方面，黄瓜全株鲜质量最大的是T5，为（18.02±0.01） g，处理T5、T6、T2显著大于对照（P<0.05），;地上鲜质量最大的是T5，为（15.01±0.34） g，与对照的差异不显著（P>0.05）;地下鲜质量最大的是T6，T6和T2显著大于其他各个处理（P<0.05）;全株干质量最大的是T2，为（2.04±0.01） g，显著大于对照（P<0.05）;地上干质量数值最大的是T5，为（1.77±0.01） g，与对照差异不显著（P>0.05）;地下干质量最大的是T2，为（0.31±0.02） g，与对照差异不显著。壮苗指数是衡量秧苗质量的重要指标[15]。黄瓜幼苗壮苗指数最大的是T2，为（1.23±0.03）g，显著大于其他处理（P<0.05），说明T2的幼苗质量在各处理中表现较好。

在番茄幼苗干鲜质量方面，番茄全株鲜质量最大的是T1，为（8.22±0.02）g;全株干质量最大的是T6，为（1.2±0.03）g，显著大于T5、T7（P<0.05）;地上鲜质量最大的是T1，为（6.83±0.43）g;地下鲜质量最大的是CK，与T4、T6差异不显著（P>0.05）;地上干质量最大的是T1，为（1.05±0.01）g;地下干质量最大的是T6，为（0.17±0.01）g，与对照差异不显著（P>0.05）;壮苗指数最大的是T6，为（0.58±0.03） g和显著大于对照（P<0.05），说明处理T6的幼苗质量较好。

2.5 不同配比基质对黄瓜、番茄幼苗生理指标的影响

从表6可以看出，在黄瓜生理指标方面，黄瓜叶片叶绿素a含量最高的是T6，为（1.992±0.00） mg·g-1;处理T2、T4、T5、T6的叶绿素b含量显著大于处理T1、T3、T7、CK（P<0.05）;处理T6叶绿素总含量为（2.468±0.03） mg·g-1，显著大于其他处理（P<0.05）;可溶性蛋白含量最大的是处理T2，为（2.81±0.04） mg·g-1，显著大于T3、T5、T7、CK（P<0.05）;可溶性糖最大的是处理T2，为（6.174±0.04） mg·g-1，显著大于其他各处理（P<0.05）。

在番茄生理指标方面，处理T3、T4、T6的叶绿素a含量与对照差异不显著（P>0.05），其他处理均显著低于对照（P<0.05）;处理T6的叶绿素b含量与对照差异不显著（P>0.05），其他处理叶绿素b含量均显著低于对照（P<0.05）;處理T6、CK的叶绿素总量显著大于其它处理（P<0.05）;处理T3、T6可溶性蛋白含量显著大于其他处理（P<0.05）; 可溶性糖含量最大的是处理T6，为（3.044±0.03） mg·g-1，显著大于对照和其他处理（P<0.05）。

3 结论与讨论

理想基质的容重为0.2～0.8 g·cm-3[6]，总孔隙度为54%～96%，大小孔隙比为1∶1.5～1∶4[16]，pH值的范围在6～7.5[17]，EC值以大于1 mS·cm-1，小于3.5 mS·cm-1为宜[18]。本试验中，育苗前除了pH值较高外，各复合基质的容重、总孔隙度、气水比、EC值均接近理想值，从理论上说明各复合基质能够为植株根系生长提供良好的水、气环境，随着番茄秸秆比例的增加，基质的pH值逐渐升高，这可能是由于番茄秸秆呈碱性状态造成的，且育苗后基质的pH值、EC值与育苗前相比均变大，这可能是由于微生物在分解基质的有机质过程中产生铵态氮较多[19]，加之和田地区水质普遍偏碱及施肥后盐分在基质中蓄集，使得试验结果数值高于其他地区，但不同配比基质对黄瓜、番茄生长有不同程度的提高，幼苗生长良好。

李志宏等[20]发现番茄秸秆存在自毒作用，但本试验研究的处理T2的黄瓜幼苗在壮苗指数、地下鲜质量、地下干质量、可溶性糖、可溶性蛋白方面均优于对照，幼苗根系发达，植株生长状况好，该试验结果与胡晓婷等[21]的研究番茄堆肥结果相符合，处理T6的番茄幼苗在株高、茎粗、壮苗指数、可溶性糖、可溶性蛋白方面优于对照，幼苗生长健壮，这与耿凤展等[3]研究的番茄堆肥可以提高幼苗的株高、茎粗、壮苗指数相符合。本研究结果表明经过腐熟发酵的番茄秸秆已经把化感作用降低到危害值以下[3]，与番茄秸秆复配基质可以促进黄瓜、番茄幼苗生长，改善幼苗品质。综上所述，黄瓜的育苗基质配方最好的是处理T2（番茄秸秆∶椰糠∶有机肥∶沙子=4∶13∶1∶1）;番茄的育苗基质配方最好的是处理T6（番茄秸秆∶椰糠∶有机肥∶沙子=12∶5∶1∶1）。将腐熟的番茄秸秆替代部分椰糠用作黄瓜、番茄育苗基质，不仅节约成本，还能解决废弃番茄秸秆处理问题，经济环保。

参考文献：

[1]唐世辉，霍彬，朱平，等. 新疆番茄产业发展现状分析[J]. 合作经济与科技， 2014（11）： 8-10.

[2]中国农业年鉴编辑委员会. 中国农业年鉴[M]. 北京：中国农业出版社， 2012.

[3]耿凤展，李荣华，高波，等. 番茄秸秆高温堆肥作为番茄育苗基质的循环利用研究[J]. 中国土壤与肥料， 2016（1）： 102-106.

[4]巩芳娥，张国斌，李雯琳，等. 不同配比基质对黄瓜穴盘幼苗生长的影响[J]. 甘肃农业大学学报， 2011（5）： 59-64.

[5]任志雨，沈絮. 秸秆基质对黄瓜生长、品质和产量的影响[J]. 天津农业科学， 2007， 13（2）： 23-25.

[6]郭世荣. 无土栽培学[M]. 北京：中国农业出版社， 2012： 202-214， 423-425.

[7]韩会会，王秀锋，杨凤娟，等. 日光温室温光条件对黄瓜叶片及瓜条生长的影响[J]. 山东农业科学， 2017， 49（10）： 31-35.

[8]薛义霞，栗东霞，李亚灵. 番茄叶面积测量方法的研究[J]. 西北农林科技大学学报（自然科学版）， 2006， 34（8）： 116-120.

[9]SUZANNE N R， DAVID M P. Leaf area prediction model for cucumber from linear measurements[J]. Journal of horticulture science， 1987， 22（6）： 1264-1266.

[10]番金娟，阮燕曄. 植物生理学实验教程[M]. 北京：中国农业大学出版社， 2015.

[11]聂书明，郁继华，颉建明，等. 有机生态型无土栽培对茄子幼苗生长及光合特性的影响[J]. 甘肃农业大学学报， 2008，43（5）： 76-79.

[12]李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京：高等教育出版社， 1999： 134-137， 174-189， 195-197.

[13]刘振国.玉米秸秆不同配比基质对黄瓜生长发育的影响[D]. 郑州：河南农业大学， 2009.

[14]王玉，易丹丹，王健，等. 沼渣混配基质对黄瓜和番茄生长、产量及品质的影响[J]. 长江蔬菜， 2019（10）： 47-53.

[15]别之龙，黄丹枫，高丽红，等. 工厂化育苗原理与技术[M]. 北京：中国农业出版社， 2008.

[16]焦永刚，石琳琪，董灵迪，等. 蔬菜无土栽培基质初步筛选研究[J]. 河北农业科学， 2010， 14 （9）： 26-28.

[17]张秀丽. 秸秆型育苗基质理化性质的研究[J]. 安徽农业科学， 2009， 37（19）： 8967-8968.

[18]田锁霞，陈清，龚建英，等. 蘑菇渣和园林废物堆肥复配基质在黄瓜育苗上的应用效果[J]. 中国蔬菜， 2011， 1（12）： 37-41.

[19]李霞，严永路，尹崧，等. 鸭粪与芦苇皮、水草高温好氧堆肥试验研究[J]. 农业环境科学学报， 2012， 31（3）： 620-625.

[20]李志宏，秦勇，彭思健，等. 加工番茄植株残体腐解物化感作用的研究[J]. 中国农学通报， 2008， 24（6）： 306-309.

[21]胡晓婷，陈丹艳，牛博宇，等. 番茄秸秆堆肥对番茄生长发育、产量及品质的影响[J]. 江苏农业科学， 2019， 47（1）：