生物炭對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響.pdf

生物炭對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響 夏亞真 1，2田利英 1李勝利 1*畢明明 1 （ 1 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河南鄭州 450002； 2 平頂山市種子技術(shù)推廣站，河南平頂山 467000） 摘 要：在番茄育苗基質(zhì)中添加不同比例的生物炭（小麥秸稈和花生殼1 V1 V混合物經(jīng)高溫炭化形成的炭粉） ，研究生物 炭對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響。結(jié)果表明：添加10%30%的生物炭有助于改善育苗基質(zhì)的通氣性，降低育苗基質(zhì) 的容重，提高基質(zhì)pH值和EC值；與對(duì)照相比，在育苗基質(zhì)中添加20%的生物炭能夠顯著提高番茄幼苗的莖粗、壯苗指數(shù)、 根冠比、葉綠素含量和根系活力，增幅分別為24.29%、62.87%、31.29%、54.87%和26.86%；且顯著增加了番茄幼苗對(duì)氮、 磷、鉀養(yǎng)分的吸收和積累，有利于番茄幼苗生長(zhǎng)。 關(guān)鍵詞：生物炭；番茄；幼苗；生長(zhǎng)；養(yǎng)分吸收 廢棄物改良的育苗基質(zhì)成為研究熱點(diǎn)。 生物炭是將大量的農(nóng)業(yè)固體有機(jī)廢棄物在缺 氧和相對(duì)“較低”的溫度（700 ）條件下裂 解形成的固態(tài)物質(zhì)（何緒生 等，2011；韋思業(yè)， 2017） 。生物炭自身富含有機(jī)炭和一定量的礦物質(zhì) 養(yǎng)分，具有微孔結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)以及較大的比表面積 和孔隙度，不僅可以吸持有機(jī)質(zhì)吸持的養(yǎng)分，還可 以吸持土壤中有機(jī)質(zhì)不能吸持的養(yǎng)分（蘇倩 等， 2014） ，提高土壤吸附和保持水分的能力（Glaser et al.，2002），增強(qiáng)土壤水分滲透性（Lehmann et al.，2003），減少土壤養(yǎng)分淋溶，提高養(yǎng)分利用率， 改善微生物環(huán)境（Nguyen & Lehmann，2009；劉卉 等，2016）等。研究發(fā)現(xiàn)，在水稻育苗基質(zhì)中添加 生物炭可以改善基質(zhì)水分存留時(shí)間和養(yǎng)分淋失速 夏亞真，女，碩士，助理農(nóng)藝師，專(zhuān)業(yè)方向：蔬菜集約化育苗，E-mail： xiayazhen1987126.com *通訊作者（Corresponding author）：李勝利，男，教授，碩士生導(dǎo)師， 專(zhuān)業(yè)方向：蔬菜集約化育苗，E-mail：lslhcyeah.net 收稿日期：2018-01-22；接受日期：2018-03-15 基金項(xiàng)目：河南省大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專(zhuān)項(xiàng)（S2010-03-03） 培育健壯的秧苗是蔬菜生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，秧苗 的質(zhì)量直接關(guān)系到蔬菜的品質(zhì)和產(chǎn)量（張軼婷 等， 2011；郝金魁 等，2012） 。隨著工廠(chǎng)化育苗的不斷 發(fā)展，育苗基質(zhì)的市場(chǎng)需求量迅速增加。草炭是國(guó) 內(nèi)外公認(rèn)的良好育苗基質(zhì)，但草炭是一種不可再生 資源，過(guò)量開(kāi)采會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，加劇全球的溫室 效應(yīng)（Ostos et al.，2008；馮海萍 等，2017；浩折 霞 等，2017） 。因此，近年來(lái)有利于農(nóng)業(yè)固體有機(jī) Creation Method and Identification Technology for Sweet-waxy Maize of Double Recessive Genotype SONG Qiao-heng，KONG Liang-liang，LIU Jun-feng，ZHANG Yao，YANG Yue-hua （Rice and Sorghum Research Institute，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Deyang 618000，Sichuan，China） Abstract：Sweet-waxy maize is a new type of fresh maize. The double recessive sweet-waxy maize inbred line is an essential material for the preparation of sweet-waxy fresh maize. This paper summarized the creation background and research status of double recessive sweet-waxy maize；and introduced the common method for creating and identifying technology of double recessive sweet-waxy maize. It also discussed the advantages and disadvantages of different methods，aiming at providing theoretical basis for preparation，selection and utilization of sweet-waxy maize material. Key words：Sweet-waxy maize；Double recessive genotypes；Create；Identification；Review 32 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場(chǎng) 病蟲(chóng)防控 32 研究論文 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2018（5）：32 - 35 率，促進(jìn)水稻根系代謝速率，使秧苗更健壯（高繼 平 等，2014） 。將枳砧幼苗移植到添加生物炭的基 質(zhì)中，對(duì)枳砧株高有一定的促進(jìn)作用，能有效提高 基質(zhì)的持水量、pH值、礦質(zhì)元素含量，降低基質(zhì) 的容重，增加非毛管孔隙度（謝玉明 等，2017） 。 與不施生物炭處理相比，施用生物炭可明顯提高烤 煙的株高、有效葉數(shù)、最大葉面積及干物質(zhì)量，改 善煙葉品質(zhì)（高明博 等，2016）。 河南是糧食生產(chǎn)大省，農(nóng)作物秸稈資源豐富， 蔬菜育苗生產(chǎn)中需要大量的基質(zhì)。在蔬菜育苗基質(zhì) 中添加生物炭，不僅可以提高基質(zhì)吸附和保持水分 的能力，降低養(yǎng)分淋溶，還可以解決育苗基質(zhì)資源 不足的難題，廢物利用、變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源的再 利用。本試驗(yàn)以小麥秸稈和花生殼為原料，按1 V 1 V混合后經(jīng)高溫炭化形成炭粉，研究不同比例生 物炭替代草炭對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收利用的影 響，以期為生物炭在蔬菜育苗中的合理利用提供理 論依據(jù)。 1 材料與方法 1.1 試驗(yàn)材料 供試番茄品種豫藝金星由河南豫藝種業(yè)公司提 供。試驗(yàn)用基質(zhì)（40%草炭，30%花生殼，10%珍 珠巖，20%蛭石）由河南省洛陽(yáng)市展翼農(nóng)業(yè)科技有 限公司提供；生物炭（小麥秸稈和花生殼1 V1 V 混合物經(jīng)高溫炭化形成的炭粉）購(gòu)于商丘市三利新 能源有限公司。 1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2015年39月在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)毛莊科 教園區(qū)日光溫室（34°16N，112°42E）和蔬菜栽 培試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。共設(shè)3個(gè)處理，在基質(zhì)中添加不 同體積比的生物炭混合基質(zhì)，T1，添加10%生物炭， 基質(zhì)中草炭含量為36%；T2，添加20%生物炭， 基質(zhì)中草炭含量為32%；T3，添加30%生物炭， 基質(zhì)中草炭含量為28%；以不添加生物炭的基質(zhì)為 對(duì)照（CK），基質(zhì)中草炭含量為40%。 番茄種子經(jīng)浸種消毒催芽后，播于72孔黑 色穴盤(pán)（54 cm×28 cm）中，每處理6盤(pán)，3次重 復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列，所有處理在育苗過(guò)程中只 澆灌清水，其他管理措施均按照常規(guī)的工廠(chǎng)化育苗 進(jìn)行。 1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法 1.3.1 育苗基質(zhì)理化性質(zhì)的測(cè)定 基質(zhì)容重、總孔 隙度的測(cè)定采用郭世榮（2003）的方法；pH值、 EC值的測(cè)定：將風(fēng)干基質(zhì)與蒸餾水按 1 V5 V混 合均勻，振蕩2 h，pH值采用上海儀電科學(xué)儀器股 份有限公司生產(chǎn)的PHB-4便攜式 pH計(jì)測(cè)定，電導(dǎo) 率（EC）采用上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司生 產(chǎn)的DB-303A型電導(dǎo)率儀測(cè)定。 1.3.2 形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定 幼苗四葉一心時(shí)，每處理 隨機(jī)取10株測(cè)定株高、莖粗、幼苗地上部干質(zhì)量 和地下部干質(zhì)量。株高采用直尺測(cè)量，莖粗采用游 標(biāo)卡尺測(cè)量，幼苗干質(zhì)量采用烘干質(zhì)量法測(cè)定，壯 苗指數(shù)和根冠比參照張振賢等 （1993） 的方法計(jì)算。 1.3.3 生理指標(biāo)的測(cè)定 番茄幼苗四葉一心時(shí)，每 處理隨機(jī)取15株，將根系清洗干凈，采用TTC染 色法測(cè)定根系活力；取番茄幼苗的第3片真葉， 采用80%丙酮浸提法測(cè)定葉綠素含量（王學(xué)奎， 2006） ；植株干樣采用H 2 SO 4 -H 2 O 2 消煮法消煮，全 氮含量測(cè)定采用靛酚藍(lán)比色法，全磷含量測(cè)定采用 釩鉬銅比色法，全鉀含量測(cè)定采用火焰光度計(jì)法（鮑 士旦，2000）。 1.4 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 19.0軟件和Excel 2003軟件對(duì)試驗(yàn) 數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并運(yùn)用LSD檢驗(yàn)法對(duì)顯著性差 異（P0.05）進(jìn)行多重比較，利用Microsoft Excel 2003軟件繪圖。 2 結(jié)果與分析 2.1 添加生物炭對(duì)育苗基質(zhì)理化性質(zhì)的影響 由表1可以看出，除基質(zhì)容重隨著生物炭添加 量的升高而降低外，基質(zhì)的總孔隙度、pH值和EC 值均隨生物炭添加量的升高而升高。當(dāng)育苗基質(zhì)的 總孔隙度為54%96%，pH在5.56.5 之間，EC 值不高于2.5 mS·cm -1 時(shí)番茄幼苗能夠正常生長(zhǎng)（宋 表 1 添加生物炭對(duì)基質(zhì)基本理化性質(zhì)的影響 處理 容重/g·cm -3 總孔隙度/% pH EC/mS·cm -1 T1 0.38±0.01 b 59.98±0.85 ab 6.30±0.01 b 0.83±0.01 c T2 0.35±0.00 c 60.72±0.58 a 6.40±0.10 ab0.88±0.01 b T3 0.32±0.01 d 62.11±0.74 a 6.50±0.03 a 0.92±0.01 a CK 0.42±0.01 a 58.23±0.30 b 5.80±0.06 c 0.81±0.01 c 注：表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示差異顯著（P0.05）， 下表同。 33 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場(chǎng) 病蟲(chóng)防控 33 研究論文 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 志剛，2013），因此在基質(zhì)中添加10%30%的生 物炭均符合番茄幼苗生長(zhǎng)要求。 2.2 添加生物炭對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)和葉綠素含量的 影響 由表2可以看出，在基質(zhì)中添加生物炭對(duì)番茄 幼苗的形態(tài)指標(biāo)有較大影響，番茄幼苗的株高隨著 生物炭添加量的增加而降低，所有處理的株高均顯 著低于對(duì)照。適宜的生物炭添加量有利于番茄幼苗 干物質(zhì)的積累與壯苗指數(shù)的提高，T2處理（添加 20%的生物炭）的莖粗和地下部干質(zhì)量為3.94 mm 和29.12 mg·株 -1 ，比對(duì)照分別顯著提高了24.29% 和35.88%，反映幼苗綜合素質(zhì)的壯苗指數(shù)和根冠 比分別達(dá)到了9.87和0.218 6，顯著高于對(duì)照和其 他處理。 隨著生物炭含量的提高，番茄幼苗根系活力呈 現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，T2處理的根系活力最高， 達(dá)到301.20 mg ·g -1· h -1 ，顯著高于對(duì)照（表2） 。 番茄幼苗葉片的葉綠素含量則隨著生物炭含量的增 加呈上升趨勢(shì)，T3和T2處理的葉綠素含量分別比 對(duì)照顯著提高了75.22%和54.87%（表2）。 表 3 添加生物炭對(duì)番茄幼苗氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收的影響 處理 氮 磷 鉀 含量/mg·g -1 積累量/mg·株 -1 含量/mg·g -1 積累量/mg·株 -1 含量/mg·g -1 積累量/mg·株 -1 T1 1.53±0.08 b 0.52±0.01 b 0.637±0.012 b 0.217±0.004 b 3.22±0.08 ab 1.10±0.13 b T2 3.02±0.05 a 1.19±0.13 a 0.697±0.013 a 0.275±0.011 a 3.76±0.14 a 1.48±0.11 a T3 1.43±0.18 b 0.30±0.04 c 0.609±0.014 b 0.154±0.026 c 2.51±0.11 c 0.52±0.08 c CK 1.00±0.09 c 0.16±0.01 d 0.423±0.015 c 0.175±0.007 bc 2.31±0.08 c 0.49±0.12 c 2.3 添加生物炭對(duì)番茄幼苗氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收的 影響 由表3可以看出，隨著基質(zhì)中生物炭添加量 的升高，番茄幼苗的氮、磷、鉀含量和積累量整體 呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)?；|(zhì)中添加生物炭處理的番 茄幼苗氮含量和氮積累量均顯著高于對(duì)照，其中 T2處理的氮含量和氮積累量最高，分別達(dá)到3.02 mg·g -1 和1.19 mg·株 -1 ；基質(zhì)中添加生物炭處理 的番茄幼苗磷含量均顯著高于對(duì)照，T2處理的磷 積累量顯著高于對(duì)照，磷含量和磷積累量分別達(dá)到 0.697 mg·g -1 和0.275 mg·株 -1 ，分別比對(duì)照顯著 增加了64.79%和57.27%；T1和T2處理番茄幼苗 的鉀含量和鉀積累量均顯著高于T3處理和對(duì)照， 其中T2處理的鉀含量和鉀積累量最高。 表 2 添加生物炭對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)和葉綠素含量的影響 處理 株高/cm 莖粗/mm 地上部干質(zhì)量 mg·株 -1 地下部干質(zhì)量 mg·株 -1 壯苗指數(shù) 根冠比 根系活力 mg·g -1 ·h -1 葉綠素含量 mg·g -1 T1 6.59±0.13 b 3.21±0.01 b 131.83±8.91 a 21.56±1.21 c 7.47±0.23 c0.163 5± 0.001 3 b 212.49±3.11 c 1.39±0.16 c T2 6.48±0.21 b 3.94±0.07 a 133.21±10.17 a 29.12±1.56 a 9.87±0.27 a0.218 6± 0.001 7 a 301.20±8.35 a 1.75±0.08 b T3 6.15±0.15 b 3.34±0.07 ab130.26±12.45 a 24.73±1.79 bc8.42±0.36 b0.189 9± 0.001 3 b 273.33±10.23 ab 1.98±0.14 a CK 7.86±0.24 a 3.17±0.04 b 128.74±11.78 a 21.43±1.03 c 6.06±0.21 d0.166 5± 0.001 4 b 237.42±11.20 bc 1.13±0.09 c 3 結(jié)論與討論 育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)及養(yǎng)分特征與幼苗生長(zhǎng)密 切相關(guān)，在育苗基質(zhì)中適量添加生物炭，有助于提 升基質(zhì)通氣性，提高基質(zhì)的養(yǎng)分含量（徐奕 等， 2016） 。在本試驗(yàn)中，尤以添加20%生物炭（T2處 理）的番茄幼苗長(zhǎng)勢(shì)最好。與常規(guī)育苗基質(zhì)相比， 添加20%生物炭有助于提高基質(zhì)通氣性，顯著提 高番茄幼苗的莖粗、壯苗指數(shù)、根冠比、根系活力， 增幅分別為24.29%、62.87%、31.29%和26.86%， 有利于培育壯苗。因此，將生物炭用于育苗基質(zhì)的 組配是可行的，既有利于培育壯苗，又有助于促進(jìn) 農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用。 光合速率與葉片中的葉綠素含量成正比。在本 試驗(yàn)中，生物炭添加有利于番茄幼苗葉片葉綠素的 積累，這與趙倩雯等（2015）的研究結(jié)果一致，但 從番茄幼苗的氮、磷、鉀含量和積累量變化來(lái)看， 番茄幼苗的氮、磷、鉀含量和積累隨生物炭添加量 的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。生物炭對(duì)番茄幼 苗促進(jìn)作用的差異可能還要從生物炭本身養(yǎng)分持留 能力、有益微生物繁殖、提升酶活性和養(yǎng)分利用率 等途徑進(jìn)行研究（廖娜，2016）。 34 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場(chǎng) 病蟲(chóng)防控 34 研究論文 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 參考文獻(xiàn) 鮑士旦2000土壤農(nóng)化分析北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 馮海萍，楊冬艷，謝華，裴紅霞2017農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源木質(zhì) 纖維素及基質(zhì)化利用研究進(jìn)展貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，45（5） ： 144-147 高繼平，隋陽(yáng)輝，霍軼瓊，唐亮，孟軍，張文忠，陳溫福2014 生物炭用作水稻育苗基質(zhì)的研究進(jìn)展作物雜志， （2） ： 16-21 高明博，梁其濤，趙殿峰，杜興華，黃金輝，朱峰2016生物 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The result indicated that adding biochar （10%-30%） could improve vent ability，reduce unit weight，increase pH value and EC value of nursery substrate. Compared with the contrast，adding 20% biochar could significantly improve the stem thickness，healthy seedling index，root-shoot ratio，chlorophyll content and root system activity of tomato seedlings by 24.29%，62.87%，31.29%，54.87% and 26.86%，respectivelyBesides，biochar addition in nursery substrate could also increase the absorption and accumulation of N，P and K nutrients by tomato seedlings，which was very helpful for tomato seedling growth. Key words： Biochar；Tomato；Seedling；Growth；Nutrient absorption 35 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場(chǎng) 病蟲(chóng)防控 35 研究論文 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES