发酵花生壳和牛粪替代草炭基质的番茄育苗效果分析.pdf

中国农业科技导报 2023 25 4 205 214 Journal of Agricultural Science and Technology 发酵花生壳和牛粪替代草炭基质的番茄育苗效果分析 陈春林 王琳洋 单梦伟 裴甜甜 王吉庆 肖怀娟 李娟起 李猛 杜清洁 河南农业大学园艺学院 郑州 450046 摘 要 为明确发酵花生壳和牛粪替代草炭基质用于番茄育苗的可行性 筛选出其最佳配比 以发酵花生壳和 牛粪为主要原料 按花生壳 牛粪 珍珠岩 体积比 为0 6 3 T1 2 4 3 T2 4 2 3 T3 和6 0 3 T4 复配形 成基质 以草炭 珍珠岩为6 3的基质作为对照 CK 测定不同基质的理化特性 植株形态指标和营养元素含 量 分析影响番茄植株性状的关键基质理化特性 并对育苗效果进行综合评价 结果表明 与CK相比 T1 T4 基质中总磷 总钾 有效磷 镁和过氧化氢酶活性均显著增加 而总氮 碱解氮和钙含量均显著下降 在不同的 发酵花生壳和牛粪复配基质中 随花生壳比例增大 脲酶和磷酸酶活性增大 而电导率 容重和速效钾含量下 降 植株各形态指标均在T3处理下具有最高值 且显著高于CK 各处理基质中植株钾含量均显著高于CK 但氮 钙和镁含量均显著低于CK 植株中磷含量在T4处理下最高 而在T2处理下最低 番茄植株综合性状 与基质中pH 总钾 有效磷 镁 过氧化氢酶和脲酶呈显著正相关 而与电导率 有机质 总氮 碱解氮和速效钾 呈负相关 通过综合评价可知 T3处理下番茄植株综合性状表现最优 因此 在番茄育苗中发酵花生壳和牛 粪复配基质可替代草炭基质 且以花生壳 牛粪 珍珠岩为4 2 3效果最好 以上结果为农业废弃物基质化利 用提供了理论依据和指导 关键词 番茄 花生壳 牛粪 育苗基质 doi 10 13304 j nykjdb 2022 0965 中图分类号 S641 2 文献标志码 A 文章编号 1008 0864 2023 04 0205 10 Effects of Fermented Peanut Shell and Cow Dung Instead of Peat Substrate on Tomato Seedling CHEN Chunlin WANG Linyang SHAN Mengwei PEI Tiantian WANG Jiqing XIAO Huaijuan LI Juanqi LI Meng DU Qingjie College of Horticulture Henan Agricultural University Zhengzhou 450046 China Abstract To investigate the feasibility of fermented peanut shell and cow dung instead of peat substrate for tomato seedling and determine the optimal ratio of peanut shell cow dung and perlite for tomato seedlings The changes of physicochemical properties of substrate and the nutrient content and morphology of seedlings were studied under peanut shell cow dung perlite volume ratio of 0 6 3 T1 2 4 3 T2 4 2 3 T3 and 6 0 3 T4 compared with peat perlite 6 3 The key physicochemical properties of substrates affecting seedlings were identified and the seedling rearing effect was evaluated comprehensively The results showed that the contents of total P total K olsen P Mg and catalase activity under T1 T4 were significantly increased while the contents of total N alkali N and Ca were significantly decreased compared with CK In different fermented peanut shells and cow dung substrates the activities of urease and phosphatase increased but EC bulk density and available K declined with increasing peanut shell All plant morphological parameters were the highest under T3 which were significantly different with CK The content of K in plants treated with fermented peanut shells and cow dung substrates was significantly higher than CK but the contents of N Ca and Mg were significantly lower than CK The content of P in 收稿日期 2022 11 08 接受日期 2023 01 08 基金项目 河南省科技攻关项目 212102110404 河南省大宗蔬菜产业技术体系岗位专家项目 HARS 22 07 G4 联系方式 陈春林 E mail ccl980401 通信作者 杜清洁 E mail duqj91 中国农业科技导报 25 卷 plants was the highest in T4 and the lowest in T2 respectively The comprehensive traits of tomato plants were significantly positively correlated with pH total K olsen P Mg catalase and urease in the substrate but negatively correlated with EC organic matter total N alkali N and available K The tomato seedlings grown under T3 presented the optimal comprehensive traits by comprehensive evaluation Therefore the fermented peanut shell and cow dung could replace peat using to tomato seedlings substrate and the suitable peanut shell cow dung perlite was 4 2 3 which provided theoretical basis and guidance for the substrate utilization of agricultural waste Key words Solanum lycopersicum peanut shell cow dung seedlings substrate 在蔬菜育苗生产中 基质不仅起到固定和支 撑植物的作用 还为植物提供水分和矿质营养元 素 理想的育苗基质具有适宜的物理 化学和生 物学特性 可为根系生长提供良好的环境条件 培 育出健壮的植株 1 当前 蔬菜育苗基质多以草 炭为主料 辅以珍珠岩 蛭石等复配而成 2 但草 炭作为一种在短期内不可再生的资源 开采过度 会破坏生态环境且生产成本增高 3 因此 探寻 成本低 资源丰富 可替代草炭的材料用于育苗基 质十分必要 我国农业废弃物资源丰富 年总产量高达 40亿t 4 其中牛粪约8 7亿t 5 发酵后的牛粪具 有养分全面 肥效持久和重金属含量低等特点 被 视为一种可替代草炭的育苗基质材料 6 7 河南作 为我国花生主产地之一 花生产量占全国总产量 的33 年产花生壳约160万t以上 8 9 花生壳富 含纤维素 维生素 黄酮类化合物和钙等矿质营养 成分 10 发酵后也可作为育苗基质材料使用 11 目前 仅有少量研究探讨了发酵花生壳和牛粪复 配替代草炭作为育苗基质的可行性 且结论相差 较大 冯臣飞 12 研究发现 不添加发酵花生壳仅 牛粪与其他物质复配时有利于黄瓜幼苗生长 而 魏代国 13 发现花生壳 牛粪 蛭石 珍珠岩为7 0 3 3时黄瓜综合性状较好 对于生菜 14 番石榴 15 和番茄 16 育苗效果的研究则认为 花生壳 牛粪在 1 1到5 1间较为适宜 这些研究仅以基本的基 质理化特性和简单的植株形态为依据筛选适宜配 比 矿质营养元素是植物维持生长和代谢的基础 也应作为评价基质特性的重要因素 然而 当前 对发酵花生壳和牛粪复配基质中基质和植物矿质 营养元素间关系的研究较少 发酵花生壳和牛粪 复配基质影响植株生长的机制尚不清晰 番茄是种植面积较大的蔬菜作物之一 幼苗 生产普遍采用穴盘基质育苗的方式 17 因此 本 试验选用本地区资源量丰富的花生壳和牛粪为 原料 通过发酵处理 研究发酵花生壳和牛粪不 同配比下基质理化特性及植株形态和营养元素 含量的变化 并分析基质理化特性与植株性状间 关系 以期揭示影响番茄幼苗性状的关键基质理 化特征 筛选出可替代草炭且适宜番茄育苗的基 质配方 为农业废弃物的资源化利用提供指导和 依据 1 材料与方法 1 1 试验材料与处理 试验于2022年4月在河南农业大学科技园区 日光温室内进行 供试番茄品种为 中杂105 所用发酵花生壳和牛粪 堆肥发酵过程均在河南 省田金生物科技有限公司有机肥生产基地进行 堆肥发酵前调节碳氮比为25 1 在高温发酵罐中 发酵12 h 之后移出进行条垛式好氧堆肥发酵 每 7 d翻堆1次 堆体含水量维持在65 左右 60 d 后结束堆肥发酵 播种前将发酵后的花生壳和牛 粪按不同比例混匀 选取饱满 均匀一致的种子 温汤浸种后 在 28 C培养箱内进行催芽 将露白的种子 分别播 种于装有不同基质的50孔穴盘内 试验以草炭 珍珠岩为6 3的基质作为对照 发酵花生壳和牛粪 基质设4个 T1 T4 不同配比 详见表1 均为体积 表1 不同处理基质中各组分配比 Table 1 Ratio of components in the substrates of different treatments 处理 Treatment CK T1 T2 T3 T4 花生壳 Peanut shells 0 0 2 4 6 牛粪 Cow dung 0 6 4 2 0 草炭 Peat 6 0 0 0 0 珍珠岩 Perlite 3 3 3 3 3 206 4 期 陈春林等 发酵花生壳和牛粪替代草炭基质的番茄育苗效果分析 比 每个处理3次重复 植株生长期间不进行施 肥 其他同正常管理 播种45 d后结束处理 1 2 测定项目与方法 1 2 1 基质基本理化特性测定 于播种当天 将 基质充分混匀后 随机取样3份 风干 根据郭 世荣 18 的方法测定基质pH 电导率 electrical conductivity EC 和容重 有机碳含量采用低温 外加热重铬酸钾氧化 比色法测定 19 1 2 2 基质酶活性测定 分别于播种第0 15 30 和45天取穴盘内基质样品 风干后测定基质酶活 性 基质蔗糖转化酶 脲酶 磷酸酶采用比色法测 定 过氧化氢酶活性采用容量法测定 20 每个测 定重复3次 1 2 3 植株形态指标测定 播种45 d后 随机选 取5株番茄幼苗植株 测定株高 茎粗 叶面积 将 植株清洗干净后 分为根 茎和叶3部分 120 C 下杀青20 min 80 C烘干后称重 其中 叶面积 使用WinRHIZO软件进行分析 根据以下公式计 算壮苗指数 壮苗指数 地下部干重 地上部干重 茎粗 株 高 总干重 1 1 2 4 营养元素含量测定 取播种第0天的风干 基质和植株根茎叶干样 H 2 SO 4 H 2 O 2 消煮后 凯氏 定氮法测定总氮含量 钼锑抗比色法测定总磷含 量 HNO 3 消解后 原子吸收法测定总钾 钙和镁含 量 基质碱解氮采用碱解扩散法测定 有效磷采 用NaHCO 3 法测定 速效钾采用NH 4 OAc浸提法 21 测定 植株营养元素含量计算公式如下 E E l R l 2 式中 E为植株体内元素含量 E l 为该元素在 根 茎或叶中含量 R l 为该器官干重占植株总干重 的比值 1 3 数据处理 采用Microsoft Excel 2013和SPSS 19 0软件对 数据进行统计分析 单因素多重比较选用LSD法 P 0 05 以植株营养元素含量和生长指标为原 始评定指标 利用主成分分析法和模糊隶属函数 法综合评估不同处理对番茄植株的影响 具体方 法如下 U ij C ij C jmin C jmax C jmin 3 W j P j P j 4 D i U ij W j 5 式中 C ij 是第i个处理第j个主成分值 C jmin 是 第j个主成分值的最小值 C jmax 是第j个主成分值 的最大值 U ij 是第i个处理第j个主成分的隶属 值 P j 是第j个主成分的特征值 W j 是第j个主成分 的权重 D i 是第i个处理的综合评价得分 为进一步探讨基质理化特性对番茄植株的影 响 在以植株营养元素含量和生长指标为原始变 量进行主成分分析的基础上 添加基质理化特性 作为补充变量 利用Canoco 4 5软件分析基质理 化特性与植株性状指标间关系 其中 基质酶活 性为各时间段酶活性的均值 2 结果与分析 2 1 不同基质的理化特性分析 由表2可知 与CK相比 pH在T2 T3和T4处 理下均显著增大 但在T2 T3和T4处理间差异不 显著 EC值在T1处理下最大 然后依次为T2 T3 表2 不同基质的基本理化特性 Table 2 Basic physicochemical properties of different substrates 处理 Treatment CK T1 T2 T3 T4 pH 5 34 0 24 b 5 59 0 14 b 6 02 0 12 a 6 19 0 02 a 6 22 0 09 a 电导率 EC mS cm 1 0 81 0 01 d 3 12 0 01 a 2 76 0 04 b 1 60 0 00 c 0 67 0 00 d 容重 Bulk density g cm 3 0 21 0 01 c 0 37 0 01 a 0 35 0 00 ab 0 34 0 01 b 0 22 0 00 c 有机质 Organic matter 21 91 1 4 ab 22 01 2 23 ab 23 86 1 20 a 20 10 2 61 bc 18 13 0 44 c 注 同列不同小写字母表示处理间差异在P 0 05水平显著 Note Different lowercase letters in same column indicate significant differences among treatments at P 0 05 level 207 中国农业科技导报 25 卷 处理 CK和T4处理下最小 基质容重在T1 T2 和T3处理下均显著高于T4和CK处理 有机质 含量在T4处理下较CK显著降低17 其他各处 理均同CK差异不显著 T2处理有机质含量最高 分别较T3和T4处理显著提高19 和32 由表3可知 总氮 碱解氮和钙含量在CK下 最高 而总磷 总钾 有效磷和镁含量在CK下最 低 且CK与其他各处理的差异均达显著水平 总氮含量在T3和T4处理下显著低于其他处理 总磷含量在T2处理下显著高于T3处理 但均与 T1和T4处理无显著差异 总钾含量在T1处理下 显著高于其他处理 分别为T2 T3 T4处理和CK 的1 20 1 19 1 93和3 87倍 碱解氮含量在T1 T2和T3处理间无差异 但均显著高于T4处理 有效磷含量在T2和T3处理下最大 镁含量在T3 处理下最大 且均显著高于T4处理 有效磷含量 在T1处理中介于T3和T4处理中间 而镁含量在 T1和T2处理中分别较T4处理低24 和20 基 质中钙含量在T1 T4处理间无差异 速效钾含量 在T1 T2 T3和T4处理间均有显著差异 且随发 酵花生壳含量的增加逐渐减少 其中T2处理与 CK的速效钾含量水平一致 由图1可知 播种后第45天 CK T1 T2 T3 和T4处理基质中蔗糖转化酶活性分别较第0天 降低85 75 83 89 和51 蔗糖转化酶活 性在第0和第15天 均为T2处理下最高 T4处理 下最低 在第30天 CK处理显著高于其他各处 理 其次为T4和T2处理 T1处理下最小 而在第 45天 T2和T1处理最高 其次为CK和T4处理 T3 处理下最小 T4处理下脲酶活性始终保持最高 水平 且T3处理下在第0和第30天 T2处理下在 第0天与T4无显著差异 而CK和T1处理基质中 的脲酶活性在播种后均显著低于T4处理 其中 在第30和第45天CK处理下脲酶活性为各处理 中最低值 在第0 第30和第45天 CK处理下磷 酸酶活性均为各处理中最高值 在第15天T4处 理下磷酸酶活性为各处理中最高 而T1处理下磷 酸酶活性在整个期间均为各处理中最低 在播种 后整个期间 过氧化氢酶活性在T3和T4处理下 最高 T4处理的第0天除外 而在CK处理下始终 为最低值 2 2 不同基质处理对番茄植株形态的影响 由表4可知 与CK相比 T3处理使番茄的株 高 茎粗 叶面积 总干重和壮苗指数均显著增大 分别提高了57 17 88 63 和27 T1处理 使番茄的茎粗和叶面积较CK显著增大 但株高和 总干重较T3处理显著降低33 和22 T2处理 下番茄的株高 茎粗和叶面积较CK分别显著提高 23 14 和52 而较T3处理的株高和总干重则 显著下降 T4处理下番茄的株高 叶面积和总干 重分别为CK的1 40 1 42和1 35倍 差异显著 而 株高 茎粗和叶面积则显著低于T3处理 2 3 不同基质处理对番茄营养元素含量的影响 由图2可知 番茄植株中氮 钙和镁含量在 T1 T2 T3和T4处理下均显著低于CK 与CK相 比 T1和T2处理下氮含量分别下降15 和17 T3和T4处理均下降36 钙含量在T2处理下较 CK下降最多 其次为T3和T1处理 在T4处理下 降幅最小 镁含量在T2处理下最低 仅为CK的 67 且显著低于T3处理 但与T1和T4处理差异 不显著 同CK相比 植株磷含量在T4处理下显 表3 不同基质的营养元素含量 Table 3 Nutrient element content of different substrates mg g 1 处理 Treatment CK T1 T2 T3 T4 总氮 Total N 24 73 1 46 a 13 77 1 46 b 13 30 1 40 b 10 27 0 81 c 9 33 1 07 c 总磷 Total P 9 56 0 59 c 12 28 0 36 ab 12 68 0 80 a 11 32 0 72 b 11 96 0 21 ab 总钾 Total K 2 45 0 27 d 9 48 0 25 a 7 88 0 41 b 7 97 0 11 b 4 92 0 25 c 碱解氮 Alkali N 0 817 0 027 a 0 520 0 011 b 0 511 0 019 b 0 506 0 029 b 0 455 0 007 c 有效磷 Olsen P 0 14 0 01 d 1 68 0 04 b 1 72 0 03 ab 1 74 0 03 a 1 54 0 02 c 速效钾 Available K 0 108 0 002 b 0 135 0 003 a 0 112 0 003 b 0 079 0 001 c 0 029 0 002 d 钙 Ca 22 16 2 76 a 15 62 0 14 b 15 01 1 71 b 17 24 1 85 b 14 79 1 09 b 镁 Mg 0 08 0 00 d 6 54 0 34 c 6 85 0 36 c 9 34 0 67 a 8 57 0 33 b 注 同列不同小写字母表示处理间差异在P 0 05水平显著 Note Different lowercase letters in same column indicate significant differences among treatments at P 0 05 level 208 4 期 陈春林等 发酵花生壳和牛粪替代草炭基质的番茄育苗效果分析 著提高84 在T3处理下差异不显著 在T1和T2 处理下分别显著下降39 和64 但T1和T2处 理间无显著差异 植株钾含量在T1 T2 T3和T4 处理下分别为CK的2 97 2 57 2 26和1 53倍 且 4个处理间差异均达显著水平 2 4 不同基质处理对番茄植株影响的综合评价 由于植株各性状指标对评价植物响应环境变 化均有重要意义 且各性状指标间可能存在信息 重叠 若采用单一指标不能准确评估不同基质处 理对植物的影响 因此 本研究利用主成分分析 法提取出相互独立的综合指标 结合模糊隶属函 数法进行综合评估 通过主成分分析 提取出的前2个主成分累 积反映了全部原始变量87 96 的信息 表5 表 明其可以作为评估不同基质处理下番茄植株性状 变化的综合指标 各指标在坐标轴上的投影可反 映其相关性大小 投影在正坐标轴为正相关 反之 为负相关 图3 主成分1与叶面积 植株钙含量 总干重 茎粗和壮苗指数的相关系数分别为0 99 图1 播种后不同时期基质的酶活性 Fig 1 Enzyme activity of substrates at different times after sowing 表4 不同基质处理下的番茄植株形态指标 Table 4 Index of tomato plant morphology under different substrate treatments 处理 Treatment CK T1 T2 T3 T4 株高 Plant height cm 8 52 0 31 d 9 02 0 61 d 10 48 1 76 c 13 38 0 78 a 11 90 0 72 b 茎粗 Stem diameter mm 2 96 0 13 b 3 41 0 21 a 3 38 0 25 a 3 44 0 22 a 3 06 0 31 b 叶面积 Leaf area cm 2 33 85 3 25 c 52 31 12 33 ab 51 70 8 48 ab 63 65 8 56 a 48 20 14 41 b 总干重 Total dry weight g 0 34 0 03 c 0 43 0 05 bc 0 40 0 06 bc 0 55 0 12 a 0 46 0 11 ab 壮苗指数 Seedling index 0 084 0 018 b 0 098 0 014 ab 0 087 0 017 ab 0 107 0 016 a 0 094 0 020 ab 注 同列不同小写字母表示处理间差异在P 0 05水平显著 Note Different lowercase letters in same column indicate significant differences among treatments at P 0 05 level 209 中国农业科技导报 25 卷 0 91 0 88 0 84和0 81 且均达显著水平 主成分 2与植株磷含量显著相关 因此 主成分1主要由 叶面积 植株钙含量 总干重 茎粗和壮苗指数决 定 主成分2主要由植株磷含量决定 根据主成分分析结果分别计算各处理下2个 主成分的主成分值 C 1 C 2 和隶属函数值 U 1 U 2 并由2个主成分特征值得到其权重 W 1 W 2 分别 为0 72和0 28 最后 依据隶属函数值和权重计 算得到不同处理下的番茄植株综合评价得分 表6 综合评价得分由高到低依次为T3 T4 T2 T1 CK 表明T3处理即发酵花生壳 牛粪和珍 珠岩体积比4 2 3为本研究中适合番茄育苗的最 优基质配方 2 5 基质理化特性与植株性状指标间关系分析 在对植株性状进行主成分分析的基础上 添 加基质理化特性为补充变量 通过分析可知 图3 基质总氮 基质总钾 碱解氮 有效磷 镁 和过氧化氢酶与主成分1呈显著相关 相关系数 分别为 0 89 0 83 0 87 0 93 0 94和0 91 而EC 有机质和速效钾与主成分2呈显著负相关 对基 质理化特性与植株综合评价得分相关分析表明 表5 植株性状指标主成分分析 Table 5 Principal component analysis of plant trait indicators 指标 Indicator 植株氮含量Plant N content 植株磷含量Plant P content 植株钾含量Plant K content 植株钙含量Plant Ca content 植株镁含量Plant Mg content 株高Plant height 茎粗Stem diameter 叶面积Leaf area 总干重Total dry weight 壮苗指数Seedling index 特征值Eigenvalues 贡献率Contribution rate 累计贡献率Cumulative contribution rate 主成分 Principal component 1 0 31 0 10 0 29 0 36 0 31 0 30 0 34 0 39 0 35 0 32 6 33 63 28 63 28 2 0 37 0 55 0 41 0 18 0 10 0 37 0 33 0 01 0 26 0 19 2 47 24 68 87 96 注 同一指标内不同小写字母表示处理间差异在P 0 05水平显著 Note Different lowercase letters in same indicator mean significant differences among treatments at P 0 05 level 图2 不同基质处理下的番茄植株营养元素含量 Fig 2 Content of nutrients in tomato plants under different substrate treatments 210 4 期 陈春林等 发酵花生壳和牛粪替代草炭基质的番茄育苗效果分析 基质pH 总氮 碱解氮 有效磷 镁 脲酶和过氧化 氢酶与植株综合评价得分相关系数达显著水平 相关系数分别为0 90 0 95 0 88 0 86 0 98 0 83和0 96 图4 因此 基质中总氮 碱解氮 有 效磷 镁和过氧化氢酶是影响植株性状的关键变 量 pH 有机质 总钾 速效钾和脲酶为次要变量 EC 容重 基质总磷 钙 蔗糖转化酶和磷酸酶对 植株性状影响较小 注 P N 植株氮含量 P P 植株磷含量 P K 植株钾含量 P Ca 植株钙含量 P Mg 植株镁含量 PH 株高 SD 茎粗 LA 叶面 积 DW 总干重 SI 壮苗指数 BD 基质容重 OM 基质有机质 TN 基质总氮 TP 基质总磷 TK 基质总钾 AN 碱解氮 OP 有效磷 AK 速效钾 INV 蔗糖转化酶 URE 脲酶 PHO 磷酸酶 CAT 过氧化氢酶 实线代表主成分分析原始变量 虚线代表主 成分分析补充变量 1 表示该指标与主成分1显著相关 2 表示该指标与主成分2显著相关 Note P N Plant N content P P Plant P content P K Plant K content P Ca Plant Ca content P Mg Plant Mg content PH Plant height SD Stem diameter LA Leaf area DW Total dry weight SI Seedling index BD Bulk density OM Organic matter TN Substrate total N TP Substrate total P TK Substrate total K AN Alkali N OP Olsen P AK Available K INV Invertase URE Urease PHO Phosphatase CAT Catalase The solid line represents the original variables for principal component analysis the dashed line represents the supplementary variables for principal component analysis 1 represents that the index is significantly correlated with principal component 1 PC1 2 represents that the index is significantly correlated with principal component 2 PC2 图3 各基质理化特性与植株性状指标间关系 Fig 3 Relationship between the physicochemical properties of substrate and the indicators of plant traits 表6 综合评价 Table 6 Comprehensive evaluation 处理 Treatment CK T1 T2 T3 T4 C 1 2 88 16 46 16 39 22 79 12 54 C 2 9 98 19 51 18 40 11 13 3 13 U 1 0 00 0 75 0 75 1 00 0 60 U 2 0 58 0 00 0 07 0 51 1 00 W 1 0 72 0 72 0 72 0 72 0 72 W 2 0 28 0 28 0 28 0 28 0 28 综合评价得分 Comprehensive evaluation score 0 16 0 54 0 56 0 86 0 71 211 中国农业科技导报 25 卷 3 讨论 不同环境条件下生长的植物 其性状指标差 异很大 可用植物的性状表现来评价环境条件的 优劣程度 22 在评价过程中 由于采用单一指标 存在片面性的问题 23 故本研究以植株营养元素 含量和形态指标为原始变量 利用主成分分析和 隶属函数法 综合评估不同复配基质用于番茄育 苗时的适宜程度 本试验所用复配基质中最适合 番茄育苗的为T3处理 其次为T4处理 然后依次 为T2 T1 CK处理 表明发酵花生壳和牛粪复配 可替代草炭作为番茄的育苗基质 且基质中发酵 花生壳含量比牛粪含量高时效果更好 研究结果 与前人在生菜 14 和番石榴 15 上的结论相似 但冯 雪峰等 16 研究认为 发酵花生壳与牛粪比例相同 时有利于番茄的生长 这可能是由于其基质中添 加了竹削 部分替代了发酵花生壳的作用 基质理化性质决定了植物的性状表现 但不 同理化特性对植物生理和生长发育所起的决定作 用不同 24 本研究发现 所用基质中影响植株性 状的关键理化特性是基质总氮 碱解氮 有效磷 镁和过氧化氢酶活性 其次是pH EC 有机质含 量 基质总钾 速效钾和脲酶活性 郝丹等 25 以园 林废弃物堆肥和牛粪作为基质 发现影响金盏菊 形态指标的栽培基质解释量中 有机质 pH 有效 磷 速效钾和总氮占比达60 0 以上 是主要决定 因子 与本研究结果相似 本研究中 基质容重 总磷含量 钙含量 蔗糖转化酶活性和磷酸酶活性 等对番茄植株性状影响较小 这可能是试验所 用基质容重均在理想容重 0 1 0 8 g cm 1 范围 内 26 而花生壳等原料中富含的磷 钙和糖类物质 可充分满足植株生长需求 且为酶促反应提供了 充足的底物 27 使得容重 总磷含量 钙含量 蔗糖 转化酶和磷酸酶活性不再成为影响番茄植株性状 的主要因素 本研究发现 相比于发酵花生壳和牛粪复配 的基质 CK基质的理化特性不均衡 在影响植株 性状的关键变量和次要变量中 CK基质的总氮含 量和碱解氮含量最高 而pH 总钾含量 有效磷含 量 镁含量 过氧化氢酶活性最低 此外 相关性 分析表明总氮含量和碱解氮含量与植株性状呈负 相关 已有研究结果也表明 草炭基质虽然通气 透水性好 有机质含量丰富 但也存在有效养分含 量极低的问题 不利于植株的生长和发育 25 28 相反 发酵的牛粪中养分含量较高 通过与透气性 好的发酵花生壳复配 所形成的基质综合理化特 性较均衡 发酵花生壳和牛粪复配基质良好的理 化特性使其能够替代草炭作为育苗基质 本研究中总氮 碱解氮 有机质和速效钾含量 在CK和T1处理中较高 而在T3和T4处理下较 低 且总氮 碱解氮 有机质和速效钾含量与植株 性状呈负相关 说明草炭和发酵牛粪中总氮 速效 钾 有机质含量可能较高 导致CK和T1处理植株 的综合性状较差 CK处理植株中氮含量最高 T1 处理下植株中钾含量最高 证明植物吸收了较多 的氮和钾 植物吸收氮过多会造成体内碳氮比失 调 根系变弱呈现细 短 轻的特点 29 30 此外 基 质氮含量过高 硝化作用强烈 会释放大量H 抑 注 和 分别表示相关在P 0 05和P 0 01水平显著 字母代号同图3 Note and indicate significant correlations at P 0 05 and P 0 01 levels respectively letter code is same to Figure 3 图4 各基质理化特性与植株综合评价得分相关系数 Fig 4 Coefficient of correlation between physicochemical properties of substrate and comprehensive evaluation score of plants 212 4 期 陈春林等 发酵花生壳和牛粪替代草炭基质的番茄育苗效果分析 制植物的生长 31 本研究发现 植株钾含量与钙 和镁含量均呈负相关 表明速效钾过多 由于离子 间拮抗作用抑制了植物对钙和镁的吸收 造成植 株长势变弱 这与已有研究结论一致 32 33 适量 的有机质对植物的生长有促进作用 但有机质是 一种天然螯合剂 可以与铁 锰等金属微量元素 离子螯合 34 在CK和T1处理基质中有机质 含量达22 可能会使部分微量元素的有效性降 低 进而影响植物的生长 另外 T1和T2处理中 EC值均高于理想育苗基质标准要求的上限 2 0 mS cm 1 35 而高EC会使植株根系吸水困 难 最终抑制植株的生长 与之相反 T3和T4处 理中较低的总氮