蔬菜功能性育苗基质研究综述

2023-02-07张元国杨晓东孙莎莎

园艺与种苗 2023年7期

张元国，杨晓东，孙莎莎

（潍坊市农业科学院，山东潍坊 261071）

1 植物生长调节剂类育苗基质

1.1 调环酸钙

调环酸钙是一种新型环已烷三酮类植物生长调节剂，抑制活性赤霉素合成，影响植物细胞伸长，是一种理想的植物生长延缓剂，促进了生殖生长，达到增产和改善品质的目的，并且具有较好的抗病害能力[1]。在水稻和花生上使用调环酸钙能降低矮化植株高度与抗倒伏，提高作物的抗冷和抗旱性，甚至在增加有效产量方面也具有良好的表现[2]。外源施用在80% 幼苗出土后基质表面喷淋1 次150 mg/L 调环酸钙效果最好，可有效调控黄瓜幼苗株型，提高幼苗素质，利于壮苗培育[3]。

1.2 赤霉素

通过在辣椒育苗基质中添加不同浓度的赤霉素研究育苗基质中适宜的赤霉素添加量，当基质中赤霉素添加量为0.5 g/L 的情况下，辣椒苗的发芽率及壮苗指数、根系生长情况均显著优于其他处理，当赤霉素含量超过1.0 g/L后，对辣椒的根系表现出促进根系纵向发展、抑制横向发展的趋势[4]。

1.3 矮壮素

矮壮素可抑制作物细胞伸长，但不抑制细胞分裂，能使植株变矮，杆茎变粗，叶色变绿，可使作物耐旱耐涝。基质中添加矮壮素（有效成分含量50%）浓度为2.5 mg/kg 的处理能有效地提高甘蓝幼苗的壮苗指数，有效抑制在温室穴盘育苗的条件下高温高湿环境造成的幼苗徒长，达到培育壮苗的目的，从而大大满足工厂化育苗培育壮苗的需要[45]。

1.4 多效唑

多效唑可使节间缩短，植株矮壮，目前在果树、蔬菜、花卉及大田粮食作物上已得到广泛应用。基质中添加1.0 g/L多效唑（粉剂有效成分15%）能有效降低甘蓝幼苗株高、缩短下胚轴长[46]；在辣椒幼苗2 叶1 心时叶面喷施多效唑发现，100 mg/L 多效唑处理辣椒幼苗的株高降低了14.8%，茎粗增加10.6%，叶片的叶绿素含量增加了27.5%，壮苗指数提高了50.0%[47]。

1.5 萘乙酸

萘乙酸是植物生长发育过程中一类重要的调节激素，对植物生长起着至关重要的作用。萘乙酸不仅可促进花卉生长、控制株型、有效抑制节间伸长、防脱落，还能显著提高种植效益，抑制花芽发育。

1.6 吲哚丁酸

吲哚丁酸是植物体内天然存在的生长素，具有促进植物主根生长，提高发芽率、成活率的作用，能加速根的生长，促进细胞分裂与细胞生长，促进不定根的形成，吲哚丁酸钾具有促根作用。

2 营养元素

2.1 大量元素

蔬菜作物合理的氮、磷、钾吸收比例应为1∶0.5∶1.25。蔬菜作物对钾的吸收量明显高于对氮、磷的吸收，其中果菜和根茎菜类对钾的吸收又大于叶菜类。在N、P、K 三元素中，蔬菜作物对磷吸收量最少，磷在植物体中的含量远低于氮和钾，对养分的需要量是钾>氮>钙>镁>磷[5]。

2.2 控释肥料

控释肥料的养分释放速率及释放时间具有可调控性，是农业生产中高效利用养分的重要途径。控释肥料用量在3.42~6.84 kg/m3范围内，育苗期内释放的养分可为黄瓜幼苗提供充足的氮素供应，并可以满足其磷、钾需求，植株地上部和根系干物质的累积量、根长及根系表面积较大，黄瓜幼苗生长健壮[6]。

2.3 硫酸铜

烤烟播种后20 d，营养池中施用浓度为50~100 mg/L的硫酸铜对促进烤烟出苗和生根、控制蓝绿藻的发生和蔓延、促进根系健壮生长和苗期烟株生长发育都具有重要的作用[7]。

2.4 磷酸二氢钾

磷酸二氢钾（KH2PO4）对番茄幼苗生长发育的生理学效应，土壤施用，以浓度2%~4%为宜[8]。叶面喷施0.5%及以上浓度的KH2PO4溶液即对草莓植株地上部营养生长产生了抑制效果，喷施适宜浓度为0.5%~1%。KH2PO4抑制了植株营养生长，0.75%浓度、6 d/次喷施频率处理效果最佳。温室番茄控旺可以使用9 g/L KH2PO4或0.3 g/L 矮壮素叶面喷施，对产量影响不显著[9]。在黄瓜基质穴盘育苗生产中喷施KH2PO4叶面肥1 g/L，1 叶期喷施2 次，每次间隔7 d 可解决黄瓜幼苗徒长问题，喷施KH2PO4处理黄瓜幼苗株高较对照低51.51%，差异达显著水平。喷施KH2PO4可有效控制黄瓜幼苗株高和茎粗的增加[10]。

3 生物肥类育苗基质

3.1 有机水溶肥

有机水溶肥作为一种新型肥料，能提高养分活性，便于作物吸收，已在生产中逐渐推广应用。穴盘苗3 叶期叶面喷施50 mg/L 的甲壳素可提高番茄叶片的总叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和根系活力，有效控制番茄穴盘苗的徒长，植物生长调节剂均可抑制番茄幼苗茎的伸长，其中甲壳素的抑制幅度最大，多效唑次之，甲壳素和多效唑还可促进幼苗茎的增粗，因此从植物学性状看，甲壳素和多效唑在抑制番茄幼苗徒长、培育壮苗上具有明显作用[11]。

3.2 生物菌剂类

3.2.1 淡紫拟青霉。淡紫拟青霉对根结线虫具有良好的防治效果，是目前世界范围内最受欢迎的番茄生防菌制剂。但淡紫拟青霉在田间的防治效果不稳定，且具有中等毒力，对人类具有致病作用，感染严重者将会导致角膜发炎。淡紫拟青霉代谢产物还有良好的促进植株生长及抑杀根结线虫的作用[12]。

3.2.2 木霉。目前已发现木霉菌约30 余种，其中许多种具有生防潜力。木霉的代谢产物中含有多种激素，如生长素（IAA）、赤霉素（GA3）、脱落酸（ABA）等，它们可以诱导植株的某些代谢过程。哈茨木霉浓度为0.1 mg/kg 的代谢产物中含有IAA，能有效促进温室番茄幼苗根系的生长，番茄产量也得到相应的提高。木霉可以分泌活性很强的纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶及一些其他的水解酶. 哈茨木霉还是多种植物病原菌的寄生菌和拮抗菌，是国内外研究最多的真菌杀菌剂。经木霉菌处理的植株幼苗健康强壮、叶色浓绿、叶绿素含量高、根系发达、活力增强，植株鲜重、干重及产量均显著增加[13]。

3.2.3 放线菌剂。张忠良等[14]研究放线菌剂与腐植酸钾对魔芋抗病促生效果，结果表明，生防菌剂与腐植酸钾配施，对作物有较强的抗病促生作用，降低了魔芋的发病率并提高了产量。

3.2.4 “VL-10”型甲基营养型芽孢杆菌。在夏季高温期黄瓜穴盘育苗生产中，基质按0.5 g/株用量添加甲基营养型芽孢杆菌菌剂效果最优[15]。枯草芽孢杆菌可促进黄瓜生长，提高其壮苗指数和生长函数[16]。辣椒苗期根际接种芽孢杆菌后，显著提高了幼苗净光合速率和根系活力，多粘芽孢杆菌的接种效果明显优于地衣芽孢杆菌[17]。

3.2.5 丛枝菌根真菌。郑舜怡等[18]在基质添加AMF 后促使辣椒根际微生物区系从低肥力的“真菌型”向高肥力的“细菌型”转化，提高了根际微生物多样性和酶活性，有助于维持辣椒根际生态系统的稳定性与和谐性，从而促进了辣椒幼苗生长，并提高产量。

3.2.6 复合型。复合使用不同类型的微生物比使用单一微生物对植物的促生和控制植物病害的效果更好，呈现增效作用。木霉和芽孢杆菌是目前广泛用来生产微生物菌肥的菌种。单一菌种普遍存在功能多样性缺乏和抵抗负荷差等缺点。由于作物的生产需要多种营养元素，单一菌株的产品已很难完全满足作物的需求，复合菌群菌种多样性的特点使其能够适应各种生境[19]，相互协调[20]。

3.3 免疫育苗基质

植物免疫诱抗剂即植物疫苗，主要通过增强植物生理功能，增加植物对致病因子的抵抗力，从而提高植物的诱导抗性[21]。植物免疫诱导剂一般分为2 类：植物免疫诱导因子（蛋白、寡糖、生物代谢产物或有机活性小分子）和植物免疫诱导菌（木霉菌、芽胞杆菌）。主要包括蛋白类、寡糖类、脂类、小分子代谢物类、水杨酸及其类似物等。

3.3.1 氨基酸。氨基酸不仅对生物育苗基质中功能微生物有促进繁殖的作用，也能提高基质的pH 和氨基酸含量[22]。生物育苗基质中游离氨基酸可以直接被作物吸收作为养分，对植物的生长有着相当重要的意义[23]。

3.3.2 氨基寡糖素。氨基寡糖素也称为农业专用壳寡糖，是一种新型生物农药。它本身含有丰富的碳、氮，可被微生物分解利用并促进植物生长，被植物吸收后，能增强细胞壁对病原菌的抵抗力，能诱发受害组织发生过敏反应，产生抗菌物质，抑制或直接杀死病原物使病原物脱离，植株免受危害。稀释1 000 倍的0.5%氨基寡糖素水剂处理表现较好，有利于北方设施育苗期间西瓜幼苗生长，有效防止徒长[24]。氨基寡糖素、叶绿体转化素（植倍丰）、矮壮素可以作为防止幼苗徒长、培育壮苗的备选药剂，其中200 mg/L的氨基寡糖素浸泡西瓜种子12 h 的效果最好[25]。5%氨基寡糖素能够促进番茄生长，处理后的苗期株高和叶片数量明显增长，叶色浓绿，生长优势明显，抗低温效果显著，同时该药剂对番茄叶霉病的防效为66.7%[26]。分子量小于5 000 的壳寡糖，浓度为100 mg/L 分4 次喷施黄瓜穴盘，对黄瓜穴盘苗生长促进效果最好[27]。

雷菲等[28]采用叶面喷施的方式，研究了不同浓度壳寡糖对樱桃番茄晚疫病及植株生长的影响，发现壳寡糖在不同浓度处理下均可以显著提高樱桃番茄叶绿素含量、可溶性糖含量、VC含量、产量以及对晚疫病的防控效果，以450 mg/L 浓度处理效果最好。郭卫华等[29]应用不同浓度的壳寡糖处理黄瓜种子和幼苗，发现壳寡糖在低浓度时能够促进黄瓜种子发芽，最适浓度为0.1 mg/L，证明低浓度壳寡糖对黄瓜幼苗生长有促进作用，幼苗株高、叶面积、根长等生长指标与对照相比均显著增加。添加适量壳聚糖可显著促进番茄和甜椒幼苗生长，4.0 g/L 为推荐用量[30]。

3.3.3 壳聚糖。甲壳素经乙酞化可得到一种天然阳离子多糖，称为壳聚糖。壳聚糖可以促进蔬菜地上部的生长，尤其能促进蔬菜苗期生长。适量添加壳聚糖可促进辣椒、番茄幼苗生长发育，以8 g/L 添加量育苗效果最佳[31]。

3.3.4 腐植酸。基质中添加适量腐植酸显著提高了番茄幼苗的株高、茎粗、根冠比、根系活力和壮苗指数，与地上部相比，更利于根系发育，其中腐植酸添加量为20 g/L 时效果最好[32]。

3.3.5 鱼蛋白。鱼蛋白显著提高小型西瓜的可溶性固形物、可溶性蛋白和VC的含量[33]。

4 其他基质

4.1 诱抗剂型育苗基质

诱抗剂的类型可分为物理诱导因子、生物来源的诱导剂、化学来源的诱导剂。化学来源的抗病诱导剂主要包括无机盐类和有机化合物类，有研究表明，NaHCO3、KHCO3能诱导番茄抗白粉病，有机化合物类的抗病诱导剂主要包括寡糖类、水杨酸、茉莉酸及其甲酯类等。

4.2 谷胱甘肽型育苗基质

谷胱甘肽（GSH）是植物细胞内的主要抗氧化剂和信号分子之一，在植物的生长发育和抗逆过程中有重要的调节作用。研究表明，其可以促进番茄再生根的形成，但是会抑制其伸长生长。有研究表明，在根系形成过程中，生长素和GSH 之间存在一定联系，适量的GSH 有利于根系的生长，而含量过高或过低都会抑制根的生长。5 mmol/L谷胱甘肽培养基5~9 d 后GSH 促进了水稻根系，特别是侧根的形成和生长[34]。

4.3 保水剂型育苗基质

保水剂的应用为促进秧苗质量的提高提供了良好的生理条件，前人的试验曾认为，保水剂的种类和浓度应用得当，不仅可提高水分管理效率和节约成本，而且可在一定程度上提高秧苗质量[48]。育苗基质中保水剂浓度越高，育苗基质的保肥能力越强，但保水剂浓度过高时，会抑制蔬菜幼苗的生长，低浓度保水剂促进蔬菜幼苗生长效果明显，且小粒径（直径为0.1 mm）保水剂壮苗效果优于大粒径（直径为1 mm）保水剂，小粒径保水剂的浓度为1%时，育苗效果最佳，茄子、节瓜、有棱丝瓜幼苗的株高、茎粗、最大叶片面积均达到最大值，与对照相比差异达极显著水平[35]。适宜的保水剂用量可以提高番茄出苗率和秧苗质量，1%处理效果最好[36]。

4.4 生物炭型育苗基质

生物炭可提高蔬菜对磷的吸收，添加量为0.9%时辣椒长势最好[37]。由于多数生物炭为碱性，添加生物炭后会影响育苗基质的pH，导致pH 升高，因此，使用生物炭配制基质时，要严格控制pH，必要时可以添加一些酸化剂（磷酸或硼酸等）降低基质的碱性[38]。

4.5 湿润剂型育苗基质

湿润剂常为表面活性剂。国外的商品育苗基质，如克莱斯曼（Klasmann）、阳光（Sunshine）、品氏（Pindstrub）等著名品牌产品，普遍加入一种化学物质，即湿润剂，而国产基质鲜有标示添加湿润剂。蔬菜穴盘育苗基质添加湿润剂，主要目的是促进基质填装穴盘后初次吸水能力和育苗期间基质干后回湿能力。

4.6 维生素类型育苗基质

外施维生素可以提高种子活力，刺激植物生长发育，提高其产量和品质，增强抗逆性。

在橄榄和龙眼实生苗上施VB可提高叶绿素含量，增加光合速率，加快茎粗增长[39]。

4.7 褪黑素

褪黑素是存在于众多生物中的一种吲哚类物质，具有类似IAA 的作用，可以促进种子萌发、植物生长以及不定根的形成。100 μmol/L 浓度的外源褪黑素处理黄瓜幼苗时，不仅可促进黄瓜幼苗的生长，还提高了黄瓜幼苗在盐渍环境下的抗逆性[40]。

4.8 防病育苗基质

新型含药育苗基质比常规育苗栽培可降低秧苗高度、增加茎粗、促进根部生长、提高秧苗素质，发病率降低18%以上。对辣椒疫病、根腐病、青枯病有较好的防治效果[41]。

5 复合功能性基质

宫彬彬等以甜瓜品种西州蜜25 号为试材，以草炭、蛭石、珍珠岩（体积比2∶1∶1）为基础基质，将2 倍或4 倍Hoagland 营养液、保水剂、枯草芽孢杆菌等混配成不同复合功能性基质，探究营养液浓度、保水剂和枯草芽孢杆菌混配对甜瓜生长发育及果实品质的影响。得出，在甜瓜基质栽培生产中，宜选用以草炭、蛭石、珍珠岩（体积比2∶1∶1）为基质，混配含有4 倍营养液、保水剂（8 mL/L）和枯草芽孢杆菌（2 g/L）的复合功能性基质[42]。董传迁等为探明控释肥、保水剂和壳聚糖的交互效应，以腐熟棉籽壳菇渣+ 草炭+ 蛭石（1∶1∶1，V/V）为基质，研究了控释肥、保水剂和壳聚糖对甜椒穴盘育苗效果的影响。经计算机模拟模型解析，得出该基质条件下甜椒育苗的最佳用量组合为保水剂4.73~5.22 g/L，控释肥5.02~5.52 g/L，壳聚糖3.05~3.70 g/L[43]。