王 灿，王艳芳，曹绍玉，许俊强，张应华

(云南农业大学 云南省滇台特色农业产业化工程研究中心，云南 昆明 650201)

云南省是农业大省，是甘蔗的主要产地之一，每年均产生大量的有机废弃物甘蔗渣，当地多用作燃料甚至作废弃物处理，造成大量的资源浪费[1]。若将这些“资源丰富、价格低廉”的废弃物开发为有机育苗基质，变废为宝，对资源的高效利用和地方经济的发展具有重要意义。蔬菜工厂化育苗具有成本低、效率高、优质和高产等优势，是现代化农业的重要组成部分。而育苗基质则是其中关键的一环，其为蔬菜的生长发育提供保障。目前，市面上常用的育苗基质多为草炭，但草炭是一种不可再生资源，对其进行大量开采会对生态环境造成不可逆的破坏，因此将农业生产过程中的有机废弃物加以利用，因地制宜地开发价格低廉的大量有机废弃物，通过发酵、碳化和添加外源物等不同处理方式制成复合育苗基质已成为现今研究的热点。魏恒等[2-4]研究表明，农业有机废弃物含丰富的有机质及大量的C、N等元素，且理化性质适宜，是较理想的育苗基质。棉籽壳、玉米秆为主的育苗基质有利于番茄的生长[3,5-6]。张硕等[7]研究发现，玉米芯经发酵后与蛭石及草炭按1∶1∶1复配进行黄瓜育苗的栽培效果与商品育苗基质栽培效果接近。戚琳等[8-10]研究发现，生物炭代替常规基质对水稻、番茄和油菜幼苗的生长发育具有明显的促进作用，可提高出苗率及壮苗指数。董传迁等[11]研究表明，腐熟玉米秸秆、棉籽壳菇渣与草炭和蛭石按不同比例复配基质可促进番茄和甜椒幼苗的生长。韩春梅等[12]报道，腐熟小麦秸秆与菇渣体积比为1∶3是茄子育苗的最佳配比基质，且育苗期间不用施肥。虽然对于农业有机废弃物在蔬菜育苗基质中的应用已有大量的研究，然而，因其甘蔗渣纤维素含量较高，蛋白、淀粉和可溶性糖含量较少[13]，导致甘蔗渣代替草炭作育苗基质的研究相对较少。为此，以甘蔗渣为主要材料，通过添加EM菌、添加壳聚糖和不添加不同处理甘蔗渣与蛭石、珍珠岩和鸡粪按体积比7∶1∶1∶1的比例混匀后的基质作为穴盘育苗基质，研究其对辣椒幼苗生长的影响，以期为甘蔗渣在蔬菜穴盘育苗基质中的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 辣椒品种 辣椒品种为皱皮椒，云南京滇种业有限公司。

1.1.2 仪器 PD-501便携式电导仪，上海硕光电子科技有限公司。

1.1.3 壳聚糖及EM菌 水溶性壳聚糖(脱乙酰度>90%，灰分<1%，粒径为100目)，河南华悦化工产品有限公司生产；EM菌液(由芽孢杆菌、乳酸菌、双歧菌、酵母菌、放线菌、醋酸菌和光合菌七大类微生物中的10属80种有益微生物复合而成)，农富康生物科技公司生产。

1.1.4 其余供试材料 粉碎后的甘蔗渣，颗粒径为3～6 mm的蛭石，颗粒径为5～8 mm的珍珠岩，发酵鸡粪过10～18目筛。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验于2017年9-11月在云南农业大学滇台中心温室大棚进行。将粉碎过的甘蔗渣进行常规发酵腐熟，待发酵完成后取出进行不同处理(发酵好的甘蔗渣以下均简称甘蔗渣)。处理A，甘蔗渣添加EM菌液常温下浸泡10～15 d；处理B，甘蔗渣添加16 g/L壳聚糖并混合均匀；处理C，纯甘蔗渣(即不添加)；CK，草炭与蛭石按体积比2∶1混配均匀[14]。最后将不同处理甘蔗渣与蛭石、珍珠岩和鸡粪按体积比为7∶1∶1∶1的比例混合均匀后装入36孔穴盘并浇透水。辣椒种子温汤浸种后催芽，待露白后，选取出芽一致的种子播种于穴盘中，每穴1粒，每盘为1次重复，每处理3次重复。随后将其摆放于温室大棚内，日常定量浇灌清水，各处理基质湿度保持在60%～70%。

1.2.2 项目测定

1)基质的理化性质。将风干后的基质装入已知体积为V、质量为W1的玻璃瓶内，称得总质量为W2。随后将瓶口用纱网封住，放入水桶中浸泡，吸水达到饱和状态后称重为W3，将玻璃瓶倒置(瓶口朝下)，让瓶里的水自然流出，24 h后称其质量为W4。参照文献[15-16]的方法，计算容重、总孔隙度、持水孔隙度、通气孔隙度和水气比。一般将容重为0.1～0.8 g/cm3、总孔隙度为70%～90%、持水孔隙度40%～75%、通气孔隙度为20%～30%、水气比2～4、电导率<2.6 mS/cm、pH 6～8的基质即为理想基质[17-20]。

容重=(W2-W1)/V

总孔隙度=(W3-W2)/V×100%

持水孔隙度=(W4-W2)/V×100%

通气孔隙度=(W3-W4)/V×100%

水气比=持水孔隙度/通气孔隙度

2)pH和电导率(EC)。取风干基质40 mL加入纯水200 mL振荡8 min取上清液，参照文献[17]的方法用便携式电导仪测定pH和EC。

3)辣椒幼苗生长指标。播种后的第20天、第30天和第40天分别用刻度尺、游标卡尺测量每个处理辣椒幼苗的株高和茎粗。第40天时用分析天平测定鲜重、根体积(排水法)和叶绿素含量(采用紫外分光光度法)，并参照文献[21]的方法计算壮苗指数和生长函数。

壮苗指数=(地下部分干重/地上部分干重+茎粗/株高)×全株干重

生长函数=全株幼苗干重/苗龄

1.3 数据处理

采用Excel 2003和DPS 7.05对数据进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理基质的理化性质

从表1看出，不同处理容重、总孔隙度和持水孔隙度等的变化。容重：CK最大，为0.408 g/cm3，显著高于其余各处理；处理B其次，为0.191 g/cm3；处理C最低，为0.161 g/cm3，且与处理A差异不显著。总孔隙度：处理A最高，为0.813%，与其余各处里间差异显著；CK最低，为0.532%，显著低于其余处理。持水孔隙度：处理B最大，为0.509%，显著高于其余各处理；CK最低，为0.335%，与其余各处里间差异显著；处理A与处理C差异不显著。通气孔隙度：处理A最高，为0.341%，与其余各处理间差异显著；CK最低，为0.197%，显著低于其余各处理。水气比：处理B最高，为2.028，显著高于其余各处理；CK其次，为1.701；处理A最低，为1.387；不同处理间差异均显著。电导率：CK最高，为2.310 mS/cm，显著高于其余各处理；处理B其次，为1.322 mS/cm；处理C最低，为0.976 mS/cm，其与处理A差异不显著。pH：处理A最高，为7.69，显著高于其除处理C外的其余处理；CK最低，为6.93，与其余处理差异显著。综合看，处理B的基质各项指标均在理想范围内，但属于轻型基质。

表1 不同处理基质的理化性质差异Table 1 Physicochemical properties of different treatment substrates

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。
Note:Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level.The same below.

2.2 不同处理基质对辣椒幼苗生长的影响

2.2.1 株高与茎粗 从图1看出，随着辣椒幼苗苗龄的增大，不同处理基质辣椒幼苗的株高与茎粗的变化趋势存在差异。株高：各处理基质幼苗均随时间的延长均呈增高趋势，但随着时间的推移，处理B与CK的株高增加大于处理A与处理C，其中处理B株高的增加显著高于其余各处理。苗龄20 d时，处理B最高，为5.6 cm；CK其次，为4.9 cm；处理C最低，为3.9 cm。苗龄30 d时，处理B最高，为7.9 cm；CK其次，为6.3 cm；处理C最低，为4.7 cm。苗龄40 d时，处理B最高，为10.3 cm；CK其次，为8.9 cm，处理C最低，为5.6 cm。茎粗：各处理基质幼苗也随时间的延长呈增大趋势，且苗龄30 d前各处里基质幼苗增大趋势均无显著差异，苗龄30 d后处理A与处理C的上升趋势趋于平缓。苗龄20 d时，处理B最粗，为0.15 cm；CK其次，为0.14 cm；处理C最细，为0.09 cm。苗龄30 d时，处理B最粗，为0.24 cm；CK其次，为0.21 cm，处理C最细，为0.16 cm。苗龄40 d时，处理B最粗，为0.33 cm；CK其次，为0.29 cm；处理C最细，为0.19 cm。表明，处理B基质可促进辣椒幼苗的生长，且随时间的延长，其生长趋势优于其余处理基质。

图1 不同处理基质辣椒幼苗的株高及茎粗Fig.1 Plant height and stem diameter of pepper seedlings on different substrates

2.2.2 鲜重、根体积、壮苗指数与生长函数 从表2可知，不同处理基质辣椒幼苗的鲜重、根体积和壮苗指数等的变化趋势。鲜重：CK最大，为2.41 g；处理B其次，为2.35 g；处理C最小，为1.26 g；处理B与CK差异不显著，与处理A和处理C差异显著；处理A和处理C差异不显著。根体积：处理B最大，为1.95 cm3；处理A其次，为1.71 cm3；CK最小，为1.26 cm3；处理B显著高于其余各处理，处理A与处理C差异不显著，但均显著高于CK。壮苗指数：处理B最大，为0.031 1；CK其次，为0.029 5；处理A最小，为0.012 3；处理B与CK差异不显著，与处理A和处理C差异显著；处理A和处理C差异不显著。生长函数：CK最大，为3.88 mg/d；处理B其次，为3.49 mg/d；处理A最小，为1.65 mg/d；CK与其余各差异均显著，处理B与处理A、处理C差异显著，处理A与处理C差异不显著。壮苗指数和生长函数是秧苗质量评价的主要指标之一，处理B幼苗的壮苗指数和生长函数均显著高于其余处理且与CK最接近，表明处理B可显著促进辣椒幼苗的生长。

表2 不同处理基质辣椒幼苗的生长状况Table 2 Growth status of pepper seedlings on different substrates

2.2.3 叶绿素含量 从图2看出，辣椒幼苗的叶绿素含量CK最高，为2.01 mg/g；处理B其次，为1.95 mg/g；处理C最低，为0.84 mg/g；处理B与CK差异不显著，与处理A和处理C差异显著；处理A与处理C差异显著。表明，甘蔗渣里添加16 g/L壳聚糖，即处理B对辣椒幼苗叶绿素含量具有促进作用。

图2 不同处理基质辣椒幼苗的叶绿素含量Fig.2 Chlorophyll content in pepper seedlings on different substrates

3 结论与讨论

试验结果表明，不同处理基质的理化性质均无太大差异，但对辣椒幼苗生长的影响存在显著差异。随着辣椒幼苗苗龄的增大，甘蔗渣添加16 g/L壳聚糖辣椒幼苗的长势优于甘蔗渣添加EM菌和纯甘蔗渣，且在苗龄40 d时，甘蔗渣添加16 g/L壳聚糖的壮苗指数和生长函数均显著高于甘蔗渣添加EM菌和纯甘蔗渣。综合比较辣椒幼苗的干重、壮苗指数、生长函数和叶绿素含量等生长指标，甘蔗渣添加16 g/L壳聚糖的效果最好，甘蔗渣添加EM菌其次，纯甘蔗渣最差。表明，在试验条件下，添加16 g/L壳聚糖的基质可促进辣椒幼苗的生长，其更适合作为辣椒育苗基质，与游莹卓等[22-24]的研究结果相近，均说明壳聚糖对幼苗株高、茎粗、壮苗指数等具有促进作用，不同之处在于对壳聚糖的用量(4 g/L)不同，而该试验经过前期壳聚糖用量的筛选后，其用量以16 g/L效果最好，这可能是所选用的基质不同而导致壳聚糖用量的不同。另外，甘蔗渣添加EM与纯甘蔗渣的辣椒幼苗的长势差异不大，蔗渣添加EM略高于纯甘蔗渣。一方面，说明经EM菌液处理过的甘蔗渣对育苗效果的影响不大，其原因是基质营养成分偏低，导致幼苗持续生长的效果较差，与甘蔗渣纤维素含量较高，而蛋白、淀粉和可溶性糖含量较少，发酵不彻底有关[25]。另一方面，将单一甘蔗渣发酵作育苗基质不可行，其应与草炭[26]、家畜粪便[27]和有机复合肥[28]等其他有机物混合使用方可。

利用农业有机废弃物部分或全部替代草炭是今后育苗基质研发的热点，其生态意义和现实意义显著[29]。如何有效利用甘蔗渣降低其育苗的成本，开发及优化相关配方用于生产实践还有待进一步深入研究。