蛭石基栽培育苗基质构建的研究

尤厚美 罗 勇 杜 佳 田维亮,2*

（1塔里木大学生命科学学院，新疆 阿拉尔 843300）

（2新疆兵团南疆化工资源利用工程实验室，新疆 阿拉尔 843300）

蔬菜产业在我国占有很高地位，对人们的生产生活起着重要的影响［1］。随着蔬菜产业的蓬勃发展，农民的收入结构随之改变［2］，蔬菜收成好坏直接影响农民收入高低。蔬菜前期的育苗会直接影响蔬菜的收成，传统的土壤育苗方式无法解决蔬菜高质量和高产量的需求［3］，为提高工厂化育苗的产量和质量，需研究适宜根系环境的培养基质去培育优质幼苗［4］。无土栽培是指将作物栽培在基质或者营养液中代替土壤栽培作物［5-6］，这种栽培技术能够满足作物整个生命周期对水分、氧气、温度的需求。无土栽培用人工制造的根系环境取代传统的土壤环境，使传统土壤栽培中水分氧气养分的供应不足得以解决，制造出作物生长最适宜的环境条件，让作物充分生长。

育苗基质配方的配置方法有很多，除了以生物炭，椰糠等作为无土栽培材料外，还有以蛭石为无土栽培材料培养植物的研究。无土栽培技术因其材料易得、成本较低且能循环使用在栽培植物上被广泛应用。现已有很多学者对其进行了大量研究，如杨立荣等［7］对剑阳蝶引种海南省适宜栽培基质的筛选的研究，选用粗树皮、细树皮、花生壳、陶粒、珍珠岩、绿沸石6种常用的栽培基质进行复配实验研究出了剑阳蝶的最佳无土栽培基质配方。黄军华等［8］通过不同基质对盆栽杜鹃花生长的影响，用有机基质枯枝落叶发酵产品、草炭、松树皮、椰糠和无机基质珍珠岩、黄沙、黄土等材料复配实验研究出了培养杜鹃花最佳的无土栽培基质配方。孙军利等［9］以草莓为试材，利用草炭、棉花秸秆、菇渣、蛭石和细沙为原料，复配出了种植草莓的最佳无土栽培基质配方。谢翔等［10］以红颜草莓组培苗为实验材料，采用体积配比为草炭∶蛭石∶珍珠岩=1∶1∶1的培养基质对幼苗育苗效果的影响，复配出草莓组培苗移栽成活率达100%的最佳培养基质。蛭石的多孔和缓释作用对基质的物理性质改善大有裨益［11］，蛭石是无土栽培基质的常用材料［12］，而且新疆蛭石储量为世界第二，价格低廉易得，很适合新疆地区地理环境［13-14］。

本研究通过对市场无土栽培基质进行分析并利用秸秆、蘑菇渣、甘草渣、蛭石、珍珠岩等为原料经过一定的比例混合，以番茄幼苗为实验样本复配出能超越市场无土栽培基质的全新培养基质配方，旨在为建立完善高效的番茄幼苗育苗体系奠定基础，为工厂化利用不同配方的培养基质栽培育苗提供新的选择。

1 材料与方法

1.1 实验原料

本实验原料蘑菇渣、甘草渣、秸秆、无土栽培基质1、无土栽培基质2、市场混合物料均来自山东和阿克苏无土栽培基质有限公司，牛粪来自塔里木大学动物科学学院动物饲养实验基地。

1.2 仪器设备

马弗炉（SX-5-12T）：北京市永光明医疗仪器有限公司；数显鼓风干燥箱（GZX-9140MBE）：上海博讯实验有限公司；电子天平（FA1104B）：上海越平科学仪器有限公司；分样筛（40、60、80、120、160、180目）：浙江上虞市仪器设备厂；湿度计（HHS）：上海博讯实验有限公司；粉碎机：北京市永光明医疗仪器有限公司。

1.3 原料基质预处理

把各类原料晒干，取样测灰分后，经粉碎机搅碎后用分样筛分离成不同目数，分袋储存并编号。

1.4 实验方法

该实验利用单一变量法进行实验，共进行五个阶段的筛选，其具体流程如下。

1.4.1 不添加蛭石培养基质筛选

为探究不同基质配方的种植效果，对原料种类的筛选实验共设置7个处理，实验育苗时长11天，具体处理如表1所示。

表1 不添加蛭石培养基质

1.4.2 添加不同目数蛭石培养基质筛选

经实验数据结果分析T4（经粉碎的晒干蘑菇渣：秸秆：甘草渣=1:1:1混合料），此基质在番茄的栽培中表现良好，但保水性不佳，并且与T6（市场无土栽培基质1）和T7（市场无土栽培基质2）效果相差甚远，为此在混合料（蘑菇渣：秸秆：甘草渣=1:1:1）的基础上，分别添加不同目数的蛭石来进行番茄育苗实验，育苗时长11天，其具体处理如表2所示。

表2 添加不同目数蛭石培养基质

1.4.3 添加不同百分比蛭石培养基质筛选

经实验数据分析A1配方（混合料60目+50%60目蛭石）在番茄育苗中表现优秀，为确定基质中最适宜蛭石百分比，在A1的基础上设置了不同百分比的蛭石含量并对其进行实验，其具体处理如表3所示，育苗时长11天，混合料为（蘑菇渣：秸秆：甘草渣=1:1:1）。

表3 添加不同百分比蛭石培养基质

1.4.4 自主复配培养基质筛选

由前三个阶段的筛选可知，蛭石含量为45%左右，且混合物料种植效果佳，通过对市场无土栽培基质的分析和对比自主研制配方B1（45%混合料+40%蛭石+15%珍珠岩）和B2（40%混合料+50%蛭石+10%珍珠岩），并与市场无土栽培基质的培养效果进行对比，育苗时长11天，具体处理如表4所示。

表4 自主复配培养基质

1.4.5 添加牛粪沼液后自主复配培养基质筛选

经分析自主研制基质配方B1和B2在育苗栽培中表现良好，其育苗效果优于CK1和CK2，为更好地提高育苗基质的育苗效果，在两种基质中添加牛粪沼液进行番茄育苗实验，育苗时长11天，具体实验设计如表5所示。

表5 添加牛粪沼液后自主复配培养基质

1.5 番茄幼苗株高的测定

每个处理随机选择长势相同的3株番茄幼苗，用直尺来测定幼苗株高（标准为根的茎部到茎的生长点之间的距离）。

1.6 数据处理

所有数据Excel 2016进行处理，用origin软件作图，利用T-Test和ANOVA进行显著性分析，处理数值用“平均值±标准误差”来表示。

2 结果分析与讨论

2.1 不添加蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间和生长态势的影响

本实验通过记录每组样本的出苗时间和生长态势对番茄幼苗的生长情况进行分析，进而得出最优的配方基质，如图1是不添加蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间的影响，图2为不添加蛭石培养基质对番茄幼苗生长态势的影响。

图1 不添加蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间的影响

图2 不添加蛭石培养基质对番茄生长态势的影响

由图1可知，使用不同配方培养基质对番茄幼苗发芽时间的影响有所差异，T4和T5比T1、T2、T3出苗时间短。由图2可知培养基质T4与CK1（市场无土栽培基质1）和CK2（市场无土栽培基质2）差距最小，若处理T1、T2、T3、T5均呈现弱势生长，与CK1和CK2相比差距大，经对比T4为本组实验最优基质，即混合物料的育苗效果要优于单一物料，该结果与文献［9-10］结果一致，加入蛭石后的培养基质有益于幼苗的生长。

通过不添加蛭石培养基质对番茄生长态势进行显著性分析，T1在0.05水平下，总体均值与检验均值（2.34）不存在显著差异；T2在0.05水平下，总体均值与检验均值（2.56）不存在显著差异；T3在0.05水平下，总体均值与检验均值（2.74）不存在显著差异；T4在0.05水平下，总体均值与检验均值（3.20）不存在显著差异；T5在0.05水平下，总体均值与检验均值（3.00）不存在显著差异；CK1在0.05水平下，总体均值与检验均值（4.38）不存在显著差异；CK2在0.05水平下，总体均值与检验均值（4.28）不存在显著差异。

2.2 添加不同目数蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间和生长态势的影响

本实验通过记录添加不同目数蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间和生长态势生长情况，进而选出最佳蛭石目数的配方基质，图3为添加不同目数蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间的影响，图4为添加不同目数蛭石培养基质对番茄幼苗生长态势的影响。

图3 添加不同目数蛭石培养基质对番茄幼苗的出苗时间的影响

由图3可知，使用不同目数蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间有一定影响，培养基质A1对番茄幼苗出苗时间的影响与CK1（市场无土栽培基质1）和CK2（市场无土栽培基质2）差距最小，A2、A3、A4和A5均显示出弱势生长，随目数的增大育苗效果变差，与CK1和CK2相比差距大。由图4可知A1番茄幼苗的生长态势明显优于A2、A3、A4和A5，但和CK1（市场无土栽培基质1）与CK2（市场无土栽培基质2）比起来还略显不足。经比较A1为本组实验最优基质，即60目混合物料和60目蛭石育苗效果要优于其他目数育苗效果。

图4 添加不同目数蛭石培养基质对番茄幼苗生长态势的影响

通过添加不同目数蛭石培养基质对番茄幼苗生长态势的显著性分析，A1在0.05水平下，总体均值与检验均值（3.84）不存在显著差异；A2在0.05水平下，总体均值与检验均值（3.22）不存在显著差异；A3在0.05水平下，总体均值与检验均值（2.92）不存在显著差异；A4在0.05水平下，总体均值与检验均值（2.60）不存在显著差异；A5在0.05水平下，总体均值与检验均值（2.12）不存在显著差异；CK1在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.10）不存在显著差异；CK2在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.26）不存在显著差异。

2.3 添加不同百分比蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间和生长态势的影响

本实验通过记录添加不同百分比蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间和生长态势生长情况，通过对比筛选出最适宜百分比蛭石的配方基质，如图5是添加不同百分比蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间的影响，图6为添加不同百分比蛭石培养基质对番茄幼苗生长态势的影响。

图5 添加不同百分比蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间的影响

图6 添加不同百分比蛭石培养基质对番茄幼苗生长态势的影响

通过不同百分比蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间的影响，由图5可知，培养基质Z3（混合料60目+45%蛭石60目）和Z4（混合料60目+60%蛭石60目）与CK1（市场无土栽培基质1）和CK2（市场无土栽培基质2）育苗效果接近，随着蛭石的百分比增加，Z1、Z2的育苗效果呈上升趋势，Z3以后随蛭石的百分比增加育苗效果呈下降趋势。由图6可知，Z3培养基质生长态势优秀，与样本接近，故可选取Z3为本组实验最优基质，即混合物料60目+45%蛭石60目配方培养基质的育苗效果要优于其他百分比蛭石的育苗效果。

通过不同百分比蛭石培养基质对番茄幼苗出苗时间的显著性分析，Z1在0.05水平下，总体均值与检验均值（4.10）不存在显著差异；Z2在0.05水平下，总体均值与检验均值（4.22）不存在显著差异；Z3在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.54）不存在显著差异；Z4在0.05水平下，总体均值与检验均值（5）不存在显著差异；Z5在0.05水平下，总体均值与检验均值（4.48）不存在显著差异；Z5在0.05水平下，总体均值与检验均值（4.06）不存在显著差异；CK1在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.34）不存在显著差异；CK2在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.20）不存在显著差异。

2.4 自主复配培养基质对番茄幼苗出苗时间和生长态势的影响

样品的目数测定：测定样品质量为100.000 0 g，含：60目66.135 7 g，100目13.660 0 g，120目3.576 0 g，160目4.900 0 g，180目2.520 0 g，200目9.208 3 g。具体结果如表6所示：

表6 市场无土栽培基质各目数质量和所占总质量的百分比

由表6可知，为得到最佳育苗效果可将目数选为60目等大颗粒为主加部分小目数调节其培养基质的理化性质。材料的灰分和PH测定结果如表7所示：

表7 材料的灰分和PH测定结果

通过研究自主复配的基质配方B1（40%混合料+50%蛭石+10%珍珠岩）和B2（45%混合料+40%蛭石+15%珍珠岩），并与市场无土栽培基质的育苗效果进行对比，图7为自主复配的培养基质配方对番茄幼苗出苗时间的影响，图8为自主复配的培养基质配方对番茄幼苗生长态势的影响。

由图7可知，使用自主复配的培养基质对番茄幼苗出苗时间有影响。B1和B2出苗时间均比CK1（市场无土栽培基质1）和CK2（市场无土栽培基质2）短，B1的育苗效果要弱于B2。由图8可知，在无营养液情况下，B2的育苗效果和生长态势良好，故B2为本组实验最优培养基质。

B1在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.50）不存在显著差异；B2在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.82）不存在显著差异；CK1在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.98）不存在显著差异；CK2在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.90）不存在显著差异。

2.5 自主复配培养基质添加牛粪沼液后对番茄幼苗出苗时间和生长态势的影响

在自主复配的培养基质中添加牛粪沼液后，研究其对番茄幼苗出苗时间和生长态势的影响，图9为添加牛粪沼液后的培养基质对番茄幼苗出苗时间的影响，图10为添加牛粪沼液的培养基质对番茄幼苗生长态势的影响。

图7 自主复配培养基质对番茄幼苗出苗时间的影响

图8 自主复配培养基质对番茄幼苗生长态势的影响

图9 自主复配培养基质添加牛粪沼液后对番茄幼苗出苗时间的影响

图10 自主复配培养基质添加牛粪沼液后对番茄幼苗生长态势的影响

由图9可知，在自主复配的培养基质中添加牛粪沼液后对番茄幼苗出苗时间影响明显，培养基质B1和B2育苗效果均优于CK1（市场无土栽培基质1）和CK2（市场无土栽培基质2），培养基质B2育苗效果要强于B1。由图10可知，添加牛粪沼液的培养基质B1和B2能更好地的促进番茄幼苗对营养液的吸收，生长态势良好，相比于B1，B2的育苗效果要优于B1，故B2为最优培养基质。

B1在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.94）不存在显著差异；B2在0.05水平下，总体均值与检验均值（6.12）不存在显著差异；CK1在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.82）不存在显著差异；CK2在0.05水平下，总体均值与检验均值（5.58）不存在显著差异。

3 结论

不同材料的空隙和保水性等性能对蔬菜的育苗效果有差异性互补。材料经过混合比单一材料更适宜作物幼苗的培育生长，材料的目数大小对基质的栽培效果也会产生很大的影响，市场培养基质目数大部分为60目，约占70%，其他目数约占30%，自主研制配方B2（40%混合料+50%蛭石+10%珍珠岩）是以60目的材料为主并添加其他的辅料，实验证明自主研发的培养基质育苗效果良好，该基质有效提高了幼苗的栽培性能。蛭石具有多孔和缓释作用，能有效改变基质的理化性质，蛭石的添加明显改善了基质的培育效果，蛭石含量在45%以下，随着蛭石含量的增加，基质的栽培效果呈上升趋势；蛭石含量在45%以上，随着蛭石含量的增加基质的栽培效果呈下降趋势。不同基质配方下的番茄幼苗对营养液的吸收情况不同，在不添加营养液的前提下B1、B2种植效果弱于 CK1、CK2，在添加营养液后 B1、B2优于CK1、CK2，复配的培养基质添加营养液后能有效提高番茄幼苗的育苗效果。