农业废弃物不同配比的基质对黄瓜幼苗生长和基质特性的影响.pdf

陕西农业科学 农业废弃物不同配比的基质对黄瓜幼苗生长和 基质特性的影响 张婷婷 赵健翔 薛婉钰 陈书霞 西北农林科技大学园艺学院 陕西省蔬菜工程技术研究中心 陕西杨凌 摘 要 陕西省农业畜牧业生产规模较大 每年大量农业废弃物焚烧造成了环境污染 同 时随着设施种植面积的不断扩大以及蔬菜的生产方式的转变 有机基质的需求量也在不 断增加 为了更好的节本增效 实验以 津优 黄瓜为实验对象 利用发酵完全的菇渣 牛粪 蛭石和珍珠岩为材料 按照不同体积比设置 个不同的处理 进行不同配比的有机 基质对黄瓜幼苗生长影响和基质理化性质影响的研究 结果表明 基质配方为 菇渣 牛粪 蛭石 珍珠岩 时 幼苗地上部和地下部干鲜重显著高于对 照 可形成壮苗 说明适宜配比的复合基质可作为培养黄瓜壮苗的育苗基质 为农业废弃 物的合理利用奠定了基础 关键词 黄瓜 农业废弃物 基质配比 壮苗 中图分类号 文献标识码 文章编号 收稿日期 修回日期 基金项目 陕西省重点研发计划 西北农林科技大学试验示范站 基地 科技 创新与成果转化项目 年度省农业科技创新驱动资金项目 第一作者简介 张婷婷 女 河南周口人 硕士研究生 现主要从事蔬菜栽培生理及生物技术等研究工等研究 工作 通信作者 陈书霞 近年来 随着设施园艺产业的快速发展 穴盘 育苗技术的大规模应用为设施蔬菜的反季节生产 提供了有力保障 设施栽培面积的扩大使得蔬菜行 业对于育苗基质的需求量陡增 目前生产上广泛 运用以草炭 蛭石和珍珠岩混配而成的商品育苗基 质 草炭有机质含量较高 成本高 且不可再生 阻 碍了设施农业的进一步发展 农业废弃物的种类丰富 很多都可以作为栽培 基质使用 据了解 在加拿大 英国 以色列等发达 国家 有人使用锯末 牛粪 葡萄渣 椰子壳纤维等 农业废弃物替代草炭商品基质 同样取得了优良的 育苗成果 在栽培柞树时 椰糠基质可作为草 炭的替代材料 河道底部积存的淤泥在经过消 毒去污后也可以作为一种育苗基质 有研究表 明 以农业废弃物作为草炭替代品进行育苗 能够 有效降低植物的发病率 如棉花的各种副产物 都可用于作物的栽培 能取得近似草炭的使用效 果 稻壳作为一种典型的农业废弃物 可作为 玫瑰等观赏植物的栽培基质 能够在一定程度上代 替草炭进行使用 如果开发农业废弃物作为育 苗基质 则能够有效减少蔬菜育苗行业对于草炭这 一物质的需求量 从而开发出新品类的育苗 基质 不仅可以降低育苗成本 提高蔬菜产业利润 还能解决农业废弃物不合理排放导致的资源浪费 现象和环境污染问题 在蔬菜的育苗过程中 基质作为根系与外界进 行物质交换的介质 其本身的性质决定了植株吸收 水肥的效果 基质的优劣左右着植株的生长状况 直接影响到育苗的成果 笔者实验以本地丰富 的农业废弃物牛粪和菇渣作为材料按一定比例混 合配成基质培育黄瓜幼苗 通过分析不同处理对黄 瓜幼苗的生长的影响 并与商品基质相比较 探究 不同配比的基质对黄瓜幼苗生长的影响 以期筛选 出能够用于实际生产的农业废弃物配比的基质 为 设施蔬菜生产奠定技术基础 材料与方法 试验材料 供试黄瓜品种为当地主栽品种 津优 供 试基质材料为商品育苗基质 莘县鲁源育苗基质 有限公司 牛粪购买于杨陵秦宝牛业有限公司 菇渣 蛭石 珍珠岩购买于陕西杨陵霖科生态工程 有限公司 在进行试验前 牛粪和菇渣均进行了充 分腐熟 试验方法 试验以农业废弃物牛粪和菇渣添加不同比例的 蛭石 珍珠岩配制成 种不同配比的复合基质 以 下均为体积比 试验共设 个处理 各处理中蛭石 和珍珠岩各占体积比的 菇渣和牛粪共占 其中 菇渣和牛粪的体积比分别为 以商品育苗基质为对照 挑选饱满无病虫害的黄瓜种子 温汤浸种后室 温下浸泡 待种子充分吸水后放入垫有滤纸的 培养皿中 于恒温箱 下催芽 露白后 播种至穴盘中进行育苗 育苗采用 孔穴盘 黄瓜 种子催芽后直播 每穴一粒 每处理 盘 播后均 匀覆盖蛭石 然后浇透水 黄瓜幼苗在光周期 温度 的光照培养箱中培养 基质的相对 持水量为 空气相对湿度 为宜 测定指标及方法 基质理化性质 对基质的理化特性进行测 定 主要包括容重 总孔隙度 通气孔隙 持水孔隙 气水比 和电导率 值 及基质的矿质元素 含量 取一烧杯 称量其质量和容积 将混配好的 基质彻底风干 加满烧杯称其质量 用双层纱布给 装满基质的烧杯封口 于水中浸泡 后取出 去 除封口的纱布后称总质量 然后再次用双层纱布封 口 将烧杯倒置 使基质内的水分自由沥干 再 称总质量 每个处理三次重复 容重和孔隙度计 算公式如下 容重 总孔隙度 通气孔隙 持水孔隙 总孔隙度 通气孔隙 气水比 通气孔隙 持水孔隙 式中 是加满风干基质的烧杯总质量 是空烧杯的质量 是浸泡后烧杯和基质的总质 量 是自由沥干后烧杯和基质的总质量 测定基质的化学性质 包括 值 电导率 称取 风干基质加入烧杯中 按照 的土水 比再向烧杯中加入 水 用玻璃棒搅拌 然后静置 过滤得到土壤浸出液 使用 计和电导率仪进行测定 黄瓜幼苗生长及生理指标的测定 在黄瓜 播种后第 起 每天统计各个处理的出苗率 以 黄瓜子叶露出基质作为出苗标准 统计到播种后第 为止 在日历苗龄 时 从每个处理 内取 株生长一致的黄瓜幼苗 测定幼苗的各项生 张婷婷 等 农业废弃物不同配比的基质对黄瓜幼苗生长和基质特性的影响 长指标 包括株高 茎粗 根长 地上部与地下部的 干鲜重 在测定的基础上 计算根冠比和壮苗指 数 计算公式为 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 根冠比 平均单株地下部干质量 平均单株地 上部干质量 日历苗龄 时选择 株黄瓜幼苗取其第一 片真叶 日历苗龄 时另选 株黄瓜幼苗取其 第三片真叶 将叶片在桌面上平铺展开 用相机拍 照 利用软件 设定好照片的比例尺 对叶面 积进行测量 叶绿素含量的测定采用乙醇丙酮混合浸提 法 在日历苗龄 时 对各处理黄瓜叶片的 叶绿素含量进行测定 每株取 片充分展开的真 叶 每处理取 片 将其剪碎后充分混合均匀 进行 测定 数据分析 数据采用 和 和 进行数据处理和统计分析 试验数据为 次 重复的平均值 标准差 采用邓肯氏新复极差法检 测显著性差异 结果与分析 牛粪和菇渣不同配比对基质理化特性分析 由表 知 随着牛粪添加量的减少和菇渣添加 量的增加 基质 和透气性增加 容重和电导率 有所下降 到 处理 基质的 值均显著高 于 且逐渐升高 比 高 比 高 基质的电导率逐渐下降 但都明显 高于 比 高 比 高 基质的容重也呈下降趋势 高于 组 高于 组 到 处理 的总孔隙度差异不明显 则有明显提高 比 高 通气孔隙方面 比 高 的持水孔隙在各处理中为最高 比 高 相较于 则有显著提高 比 高 分析表 发现 处理基质拥有较低的通 气孔隙和持水孔隙 说明两处理基质的供水供气条 件较差 影响了幼苗的生长势 另外两处理较高的 电导率和容重也有可能造成高盐胁迫与紧实胁迫 最终使幼苗地上部的生长缓慢 表 不同基质配比理化性质比较 处理 容重 总孔隙度 通气孔隙 持水孔隙 气水比 注 同列不同小写字母不同表示在 水平差异显著 不同牛粪和菇渣配比对黄瓜幼苗形态指标的影响 不同基质配比对黄瓜出苗率的影响 在黄 瓜播种后第 天起统计出苗数 以子叶露出基质 为准 共记录 如图 在播种后第 天 和 的出苗率超过了 在播种后第 天时 的出苗率超过了 处理 的出苗率超过了 只有 处理的出苗率在 以下 陕西农业科学 年第 卷第 期 图 各处理的黄瓜出苗率对比 不同基质配比对黄瓜幼苗生长指标的影响 不同的牛粪和菇渣配比对培育壮苗有显著的影 响 由表 可知 播后 与 相比 处理 的株高差异不显著 其余处理的株高显著低于 其中 处理最低 比对照显著降低了 在 茎粗 地上部鲜重 地上部干重方面也呈现了相同 的趋势 比对照显著降低了 和 从 处理生长势来看 其不适宜作为黄瓜幼 苗培育的基质 到 处理在根长 地下部鲜 重 地下部干重方面对比 均有显著增加 增加 最明显的为 处理 其根长比 增加 地下部鲜重增加 地下部干重增加 在叶面积方面 展开面积最大的为 处 理 比 增大了 表 不同基质对播后 黄瓜幼苗的生长指标的影响 处理株高 茎粗 地上部鲜重 地下部鲜重 地上部干重 地下部干重 叶面积 根冠比壮苗指数 张婷婷 等 农业废弃物不同配比的基质对黄瓜幼苗生长和基质特性的影响 在日历苗龄 时第二次取样 测定黄瓜幼 苗的生长指标 由表 可知 日历苗龄 时 的株高与对照组 差异不明显 仅增加 了 和 处理的根长 地下部鲜 重 地下部干重显著大于 分别增大了 处理的叶面积与 无明显差异 其余处理则有显著降低 在地上 部干鲜重方面 到 处理与对照组 的差 异均不显著 到 处理则显著低于 最低的 处理地上部鲜重比 降低了 地上部 干重降低了 处理的各项生理指 标均显著低于其他处理 说明二者不适宜用于黄瓜 幼苗培育 壮苗指数是反映秧苗素质的一个重要指标 如 表 所示 日历苗龄 时 的壮苗指数都显著高于对照组 可认为适当的 牛粪和菇渣配比对培育黄瓜壮苗有良好的促进作 用 如表 在日历苗龄 时 仅有 处理 的壮苗指数显著低于对照组 而 处理的壮苗 指数则显著高于 说明该处理幼苗的综合表现 比较理想 其基质适合用于黄瓜的壮苗培育 表 同基质对播后 黄瓜幼苗的生长指标的影响 处理株高 茎粗 地上部鲜重 地下部鲜重 地上部干重 地下部干重 叶面积 根冠比壮苗指数 注 同列不同小写字母不同表示在 水平差异显著 不同基质配比对黄瓜幼苗叶绿素含量的影 响 叶绿素含量的多少与植物新陈代谢能力水平密 切相关 同时也会影响到幼苗的生长发育 在日历 苗龄 时 取叶片测量叶绿素含量 由表 可 知 日历苗龄 时 对照组 的叶绿素 及叶绿 素 含量均显著高于其余处理 在使用混合基质的 处理之间 叶绿素含量存在显著差异 叶绿素 含量 最高的为 处理 叶绿素 含量最高的为 处理 但对照组 的叶绿素含量明显高于其余处理 的叶绿素 含量比 高 叶绿素 含量比 高 说明本试验所用的混合基质在促进 幼苗叶绿素合成方面效果不够理想 陕西农业科学 年第 卷第 期 表 不同基质配比对黄瓜幼苗叶片叶绿素含量的影响 处理吸光度 吸光度 叶绿素 含量 叶绿素 含量 注 同列不同小写字母不同表示在 水平差异显著 讨论 农业废弃物不同配比对黄瓜出苗率的影响 黄瓜种子的发芽状况与其播种环境的好坏有 着很大关系 外部环境的温度 水分 氧气 光照条 件都会影响到黄瓜的出苗率 其中 充足的水分供 给能使种子正常进行各项生理活动 并软化种皮 有利于出苗 良好的通气条件能够保证黄瓜种子的 有氧呼吸 促进萌发并避免烂种 菇渣的通气 性和持水性要优于牛粪 随着菇渣比例的增大 混 合基质的总孔隙度不断上升 为黄瓜种子的萌发提 供了良好的水气环境 促进了萌发 农业废弃物对基质理化特性的影响 基质的理化性质包括容重 孔隙度 值 值等 基质的理化性质关系到幼苗根系对水分 营 养物质的吸收 从而影响苗子的生长状况 单 位体积内完全风干的基质的质量被称作容重 它反 映了基质的紧实度 容重越大 表示其紧实度越高 基质的紧实度会影响幼苗根系的生长 因为基质的 紧实度决定了其空气 水分状况 反映到数值上就 是基质的通气孔隙与持水孔隙 通气孔隙与持水孔 隙之和即为基质的总孔隙度 因此基质的孔隙度 能够较为直观地反映出基质的通气性能和保水性 能 而容重过高会对幼苗产生紧实胁迫 根系难以 向下生长 损害对水肥的吸收能力 进而影响到 地上部的生长势 具体表现就是较低的株高 茎粗 地上部干鲜重等 各种植物有着适宜自身生长的 值 黄瓜幼 苗适宜 范围在 到 之间 由表 和 可知 笔者研究所用的商品基质以及各个处理的农 业废弃物基质在 值方面基本能够满足黄瓜幼 苗的生长需要 基质的 值 电导率 能够反映基质的盐分 状况 关系到基质对黄瓜幼苗养分供应量的多少 在适宜的范围内 电导率升高能够促进黄瓜的生 长 腐熟牛粪中含有以氮元素为主的丰富营养 元素 过量施用会让基质的 值偏高 从而损 伤植物根系 妨害正常的水肥吸收 导致地上部生 长缓慢 叶缘扭曲 叶片僵硬等 在使用农业废弃物配制育苗基质时 需要注意 原料的优点和劣势 通过粉碎过筛 淋洗降盐等手 段改善各组分的理化性质 以取得更好的育苗 效果 基质理化性质特性对幼苗生长的影响 叶绿素与光合作用息息相关 测定黄瓜叶片的 叶绿素含量能够在一定程度上反映幼苗的光合作 用强度和生长状况 影响叶绿素含量的因素很多 有研究表明 土壤环境中较高的氧气含量会促进根 系吸收水肥 有利于植株的地上部生成更多的叶绿 素 高湿度的土壤环境也能够使幼苗保持较高 水平的叶绿素含量 但高盐环境会阻碍叶绿素 的合成 因此施用牛粪等富营养物质时要注意 用量 避免盐害 结论 研究利用菇渣和牛粪两种农业废弃物配制育 苗基质 在陕西杨凌进行了黄瓜育苗试验 探究了不 同基质配比对黄瓜幼苗生长的影响 得出如下结论 不同比例的菇渣和牛粪会对基质的理化性质产生 明显影响 而适宜配比的混合基质能为黄瓜幼苗创 造出合适的生长环境 有效促进生长 有利于壮苗 培育 筛选出了适合黄瓜壮苗培育的基质配比 张婷婷 等 农业废弃物不同配比的基质对黄瓜幼苗生长和基质特性的影响 处理 菇渣 牛粪 蛭石 珍珠岩 的壮苗指数显著高于使用商品基质的 组 该配 比有替代商品基质的使用潜力 为当地农业废弃物 的基质化利用提供了理论依据和技术支持 参考文献 刘聪 基于农业有机物料生态利用的蔬菜育苗基质 配方研究 哈尔滨 东北农业大学 陈世昌 常介田 张变莉 菌糠复合基质在番茄育 苗上的效果 中国土壤与肥料 代惠洁 纪祥龙 杜迎刚 椰糠替代草炭作番茄穴 盘育苗基质的研究 北方园艺 李冬霞 农业废弃物由 废 变 宝 助力农业绿 色 可持续发展 蔬菜 王方浩 马文奇 窦争霞 等 中国畜禽粪便产生 量估算及环境效应 中国环境科学 张润花 段增强 不同配比菇渣和牛粪基质的性状 及其对幼苗生长的影响 安徽农业科学 常晓晓 白永娟 徐炜南 等 农业废弃物基质对 黄瓜育苗的效果 西北农业学报 任杰 崔世茂 刘杰才 等 不同基质配比对黄瓜 穴盘育苗质量的影响 华北农学报 马建华 影响种子萌发出苗的几个因素 种子 科技 刘士哲 现代实用无土栽培技术 北京 中国 农业出版社 郭士荣 无土栽培学 北京 中国农业出版社 李锡香 朱德蔚 黄瓜种子资源描述规范和数据标 准 北京 中国农业科学技术出版社 陈金平 刘祖贵 段爱旺 等 温室黄瓜叶面积扩 展与光合特性对土壤水分的响应研究 中国生态农 业学报 沈伟其 测定水稻叶片叶绿素含量的混合液提取法 植物生理学通讯 胡德勇 增氧灌溉改善秋黄瓜生长及土壤环境的机 理研究 长沙 湖南农业大学 任杰 不同配比基质及微生物菌剂对黄瓜穴盘育苗 及生长发育的影响 呼和浩特 内蒙古农业大 学 郑俊鶱 孙艳 韩寿坤 等 土壤紧实胁迫对黄瓜 根系呼吸代谢的影响 应用生态学报 诸葛祥谦 程斐 李群 等 不同硫磺粉用量对菇 渣基质培黄瓜生长的影响 中国瓜菜 马万征 赵芦 戴珊珊 等 不同电导率对温室黄瓜 生长发育的研究 兰州文理学院学报 自然科 学版 杨龙元 牛粪堆肥制备成型基质及其育苗试验研 究 长沙 华中农业大学 张博 北方滨海盐土高效改良技术研究 北 京 北京林业大学 沈维 土壤耕作层氧气含量调控对黄瓜生长的影 响 长沙 湖南农业大学 冯嘉玥 陈修斌 土壤水分对温室春黄瓜苗期生长 与生理特性的影响 西北植物学报 吕慧娟 盐胁迫对黄瓜生理及营养的影响 北 京 中央民族大学 陕西农业科学 年第 卷第 期