蔬菜功能性育苗基質(zhì)研究綜述

張元國，楊曉東，孫莎莎

（濰坊市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 濰坊 261071）

1 植物生長調(diào)節(jié)劑類育苗基質(zhì)

1.1 調(diào)環(huán)酸鈣

調(diào)環(huán)酸鈣是一種新型環(huán)已烷三酮類植物生長調(diào)節(jié)劑，抑制活性赤霉素合成，影響植物細胞伸長，是一種理想的植物生長延緩劑，促進了生殖生長，達到增產(chǎn)和改善品質(zhì)的目的，并且具有較好的抗病害能力[1]。在水稻和花生上使用調(diào)環(huán)酸鈣能降低矮化植株高度與抗倒伏，提高作物的抗冷和抗旱性，甚至在增加有效產(chǎn)量方面也具有良好的表現(xiàn)[2]。外源施用在80% 幼苗出土后基質(zhì)表面噴淋1 次150 mg/L 調(diào)環(huán)酸鈣效果最好，可有效調(diào)控黃瓜幼苗株型，提高幼苗素質(zhì)，利于壯苗培育[3]。

1.2 赤霉素

通過在辣椒育苗基質(zhì)中添加不同濃度的赤霉素研究育苗基質(zhì)中適宜的赤霉素添加量，當基質(zhì)中赤霉素添加量為0.5 g/L 的情況下，辣椒苗的發(fā)芽率及壯苗指數(shù)、根系生長情況均顯著優(yōu)于其他處理，當赤霉素含量超過1.0 g/L后，對辣椒的根系表現(xiàn)出促進根系縱向發(fā)展、抑制橫向發(fā)展的趨勢[4]。

1.3 矮壯素

矮壯素可抑制作物細胞伸長，但不抑制細胞分裂，能使植株變矮，桿莖變粗，葉色變綠，可使作物耐旱耐澇?；|(zhì)中添加矮壯素（有效成分含量50%）濃度為2.5 mg/kg 的處理能有效地提高甘藍幼苗的壯苗指數(shù)，有效抑制在溫室穴盤育苗的條件下高溫高濕環(huán)境造成的幼苗徒長，達到培育壯苗的目的，從而大大滿足工廠化育苗培育壯苗的需要[45]。

1.4 多效唑

多效唑可使節(jié)間縮短，植株矮壯，目前在果樹、蔬菜、花卉及大田糧食作物上已得到廣泛應(yīng)用?；|(zhì)中添加1.0 g/L多效唑（粉劑有效成分15%）能有效降低甘藍幼苗株高、縮短下胚軸長[46]；在辣椒幼苗2 葉1 心時葉面噴施多效唑發(fā)現(xiàn)，100 mg/L 多效唑處理辣椒幼苗的株高降低了14.8%，莖粗增加10.6%，葉片的葉綠素含量增加了27.5%，壯苗指數(shù)提高了50.0%[47]。

1.5 萘乙酸

萘乙酸是植物生長發(fā)育過程中一類重要的調(diào)節(jié)激素，對植物生長起著至關(guān)重要的作用。萘乙酸不僅可促進花卉生長、控制株型、有效抑制節(jié)間伸長、防脫落，還能顯著提高種植效益，抑制花芽發(fā)育。

1.6 吲哚丁酸

吲哚丁酸是植物體內(nèi)天然存在的生長素，具有促進植物主根生長，提高發(fā)芽率、成活率的作用，能加速根的生長，促進細胞分裂與細胞生長，促進不定根的形成，吲哚丁酸鉀具有促根作用。

2 營養(yǎng)元素

2.1 大量元素

蔬菜作物合理的氮、磷、鉀吸收比例應(yīng)為1∶0.5∶1.25。蔬菜作物對鉀的吸收量明顯高于對氮、磷的吸收，其中果菜和根莖菜類對鉀的吸收又大于葉菜類。在N、P、K 三元素中，蔬菜作物對磷吸收量最少，磷在植物體中的含量遠低于氮和鉀，對養(yǎng)分的需要量是鉀>氮>鈣>鎂>磷[5]。

2.2 控釋肥料

控釋肥料的養(yǎng)分釋放速率及釋放時間具有可調(diào)控性，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中高效利用養(yǎng)分的重要途徑?？蒯尫柿嫌昧吭?.42~6.84 kg/m3范圍內(nèi)，育苗期內(nèi)釋放的養(yǎng)分可為黃瓜幼苗提供充足的氮素供應(yīng)，并可以滿足其磷、鉀需求，植株地上部和根系干物質(zhì)的累積量、根長及根系表面積較大，黃瓜幼苗生長健壯[6]。

2.3 硫酸銅

烤煙播種后20 d，營養(yǎng)池中施用濃度為50~100 mg/L的硫酸銅對促進烤煙出苗和生根、控制藍綠藻的發(fā)生和蔓延、促進根系健壯生長和苗期煙株生長發(fā)育都具有重要的作用[7]。

2.4 磷酸二氫鉀

磷酸二氫鉀（KH2PO4）對番茄幼苗生長發(fā)育的生理學(xué)效應(yīng)，土壤施用，以濃度2%~4%為宜[8]。葉面噴施0.5%及以上濃度的KH2PO4溶液即對草莓植株地上部營養(yǎng)生長產(chǎn)生了抑制效果，噴施適宜濃度為0.5%~1%。KH2PO4抑制了植株營養(yǎng)生長，0.75%濃度、6 d/次噴施頻率處理效果最佳。溫室番茄控旺可以使用9 g/L KH2PO4或0.3 g/L 矮壯素葉面噴施，對產(chǎn)量影響不顯著[9]。在黃瓜基質(zhì)穴盤育苗生產(chǎn)中噴施KH2PO4葉面肥1 g/L，1 葉期噴施2 次，每次間隔7 d 可解決黃瓜幼苗徒長問題，噴施KH2PO4處理黃瓜幼苗株高較對照低51.51%，差異達顯著水平。噴施KH2PO4可有效控制黃瓜幼苗株高和莖粗的增加[10]。

3 生物肥類育苗基質(zhì)

3.1 有機水溶肥

有機水溶肥作為一種新型肥料，能提高養(yǎng)分活性，便于作物吸收，已在生產(chǎn)中逐漸推廣應(yīng)用。穴盤苗3 葉期葉面噴施50 mg/L 的甲殼素可提高番茄葉片的總?cè)~綠素含量、凈光合速率、蒸騰速率和根系活力，有效控制番茄穴盤苗的徒長，植物生長調(diào)節(jié)劑均可抑制番茄幼苗莖的伸長，其中甲殼素的抑制幅度最大，多效唑次之，甲殼素和多效唑還可促進幼苗莖的增粗，因此從植物學(xué)性狀看，甲殼素和多效唑在抑制番茄幼苗徒長、培育壯苗上具有明顯作用[11]。

3.2 生物菌劑類

3.2.1 淡紫擬青霉。淡紫擬青霉對根結(jié)線蟲具有良好的防治效果，是目前世界范圍內(nèi)最受歡迎的番茄生防菌制劑。但淡紫擬青霉在田間的防治效果不穩(wěn)定，且具有中等毒力，對人類具有致病作用，感染嚴重者將會導(dǎo)致角膜發(fā)炎。淡紫擬青霉代謝產(chǎn)物還有良好的促進植株生長及抑殺根結(jié)線蟲的作用[12]。

3.2.2 木霉。目前已發(fā)現(xiàn)木霉菌約30 余種，其中許多種具有生防潛力。木霉的代謝產(chǎn)物中含有多種激素，如生長素（IAA）、赤霉素（GA3）、脫落酸（ABA）等，它們可以誘導(dǎo)植株的某些代謝過程。哈茨木霉?jié)舛葹?.1 mg/kg 的代謝產(chǎn)物中含有IAA，能有效促進溫室番茄幼苗根系的生長，番茄產(chǎn)量也得到相應(yīng)的提高。木霉可以分泌活性很強的纖維素酶、半纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶、果膠酶及一些其他的水解酶. 哈茨木霉還是多種植物病原菌的寄生菌和拮抗菌，是國內(nèi)外研究最多的真菌殺菌劑。經(jīng)木霉菌處理的植株幼苗健康強壯、葉色濃綠、葉綠素含量高、根系發(fā)達、活力增強，植株鮮重、干重及產(chǎn)量均顯著增加[13]。

3.2.3 放線菌劑。張忠良等[14]研究放線菌劑與腐植酸鉀對魔芋抗病促生效果，結(jié)果表明，生防菌劑與腐植酸鉀配施，對作物有較強的抗病促生作用，降低了魔芋的發(fā)病率并提高了產(chǎn)量。

3.2.4 “VL-10”型甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌。在夏季高溫期黃瓜穴盤育苗生產(chǎn)中，基質(zhì)按0.5 g/株用量添加甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌菌劑效果最優(yōu)[15]。枯草芽孢桿菌可促進黃瓜生長，提高其壯苗指數(shù)和生長函數(shù)[16]。辣椒苗期根際接種芽孢桿菌后，顯著提高了幼苗凈光合速率和根系活力，多粘芽孢桿菌的接種效果明顯優(yōu)于地衣芽孢桿菌[17]。

3.2.5 叢枝菌根真菌。鄭舜怡等[18]在基質(zhì)添加AMF 后促使辣椒根際微生物區(qū)系從低肥力的“真菌型”向高肥力的“細菌型”轉(zhuǎn)化，提高了根際微生物多樣性和酶活性，有助于維持辣椒根際生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與和諧性，從而促進了辣椒幼苗生長，并提高產(chǎn)量。

3.2.6 復(fù)合型。復(fù)合使用不同類型的微生物比使用單一微生物對植物的促生和控制植物病害的效果更好，呈現(xiàn)增效作用。木霉和芽孢桿菌是目前廣泛用來生產(chǎn)微生物菌肥的菌種。單一菌種普遍存在功能多樣性缺乏和抵抗負荷差等缺點。由于作物的生產(chǎn)需要多種營養(yǎng)元素，單一菌株的產(chǎn)品已很難完全滿足作物的需求，復(fù)合菌群菌種多樣性的特點使其能夠適應(yīng)各種生境[19]，相互協(xié)調(diào)[20]。

3.3 免疫育苗基質(zhì)

植物免疫誘抗劑即植物疫苗，主要通過增強植物生理功能，增加植物對致病因子的抵抗力，從而提高植物的誘導(dǎo)抗性[21]。植物免疫誘導(dǎo)劑一般分為2 類：植物免疫誘導(dǎo)因子（蛋白、寡糖、生物代謝產(chǎn)物或有機活性小分子）和植物免疫誘導(dǎo)菌（木霉菌、芽胞桿菌）。主要包括蛋白類、寡糖類、脂類、小分子代謝物類、水楊酸及其類似物等。

3.3.1 氨基酸。氨基酸不僅對生物育苗基質(zhì)中功能微生物有促進繁殖的作用，也能提高基質(zhì)的pH 和氨基酸含量[22]。生物育苗基質(zhì)中游離氨基酸可以直接被作物吸收作為養(yǎng)分，對植物的生長有著相當重要的意義[23]。

3.3.2 氨基寡糖素。氨基寡糖素也稱為農(nóng)業(yè)專用殼寡糖，是一種新型生物農(nóng)藥。它本身含有豐富的碳、氮，可被微生物分解利用并促進植物生長，被植物吸收后，能增強細胞壁對病原菌的抵抗力，能誘發(fā)受害組織發(fā)生過敏反應(yīng)，產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，抑制或直接殺死病原物使病原物脫離，植株免受危害。稀釋1 000 倍的0.5%氨基寡糖素水劑處理表現(xiàn)較好，有利于北方設(shè)施育苗期間西瓜幼苗生長，有效防止徒長[24]。氨基寡糖素、葉綠體轉(zhuǎn)化素（植倍豐）、矮壯素可以作為防止幼苗徒長、培育壯苗的備選藥劑，其中200 mg/L的氨基寡糖素浸泡西瓜種子12 h 的效果最好[25]。5%氨基寡糖素能夠促進番茄生長，處理后的苗期株高和葉片數(shù)量明顯增長，葉色濃綠，生長優(yōu)勢明顯，抗低溫效果顯著，同時該藥劑對番茄葉霉病的防效為66.7%[26]。分子量小于5 000 的殼寡糖，濃度為100 mg/L 分4 次噴施黃瓜穴盤，對黃瓜穴盤苗生長促進效果最好[27]。

雷菲等[28]采用葉面噴施的方式，研究了不同濃度殼寡糖對櫻桃番茄晚疫病及植株生長的影響，發(fā)現(xiàn)殼寡糖在不同濃度處理下均可以顯著提高櫻桃番茄葉綠素含量、可溶性糖含量、VC含量、產(chǎn)量以及對晚疫病的防控效果，以450 mg/L 濃度處理效果最好。郭衛(wèi)華等[29]應(yīng)用不同濃度的殼寡糖處理黃瓜種子和幼苗，發(fā)現(xiàn)殼寡糖在低濃度時能夠促進黃瓜種子發(fā)芽，最適濃度為0.1 mg/L，證明低濃度殼寡糖對黃瓜幼苗生長有促進作用，幼苗株高、葉面積、根長等生長指標與對照相比均顯著增加。添加適量殼聚糖可顯著促進番茄和甜椒幼苗生長，4.0 g/L 為推薦用量[30]。

3.3.3 殼聚糖。甲殼素經(jīng)乙酞化可得到一種天然陽離子多糖，稱為殼聚糖。殼聚糖可以促進蔬菜地上部的生長，尤其能促進蔬菜苗期生長。適量添加殼聚糖可促進辣椒、番茄幼苗生長發(fā)育，以8 g/L 添加量育苗效果最佳[31]。

3.3.4 腐植酸?；|(zhì)中添加適量腐植酸顯著提高了番茄幼苗的株高、莖粗、根冠比、根系活力和壯苗指數(shù)，與地上部相比，更利于根系發(fā)育，其中腐植酸添加量為20 g/L 時效果最好[32]。

3.3.5 魚蛋白。魚蛋白顯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 其他基質(zhì)

4.1 誘抗劑型育苗基質(zhì)

誘抗劑的類型可分為物理誘導(dǎo)因子、生物來源的誘導(dǎo)劑、化學(xué)來源的誘導(dǎo)劑。化學(xué)來源的抗病誘導(dǎo)劑主要包括無機鹽類和有機化合物類，有研究表明，NaHCO3、KHCO3能誘導(dǎo)番茄抗白粉病，有機化合物類的抗病誘導(dǎo)劑主要包括寡糖類、水楊酸、茉莉酸及其甲酯類等。

4.2 谷胱甘肽型育苗基質(zhì)

谷胱甘肽（GSH）是植物細胞內(nèi)的主要抗氧化劑和信號分子之一，在植物的生長發(fā)育和抗逆過程中有重要的調(diào)節(jié)作用。研究表明，其可以促進番茄再生根的形成，但是會抑制其伸長生長。有研究表明，在根系形成過程中，生長素和GSH 之間存在一定聯(lián)系，適量的GSH 有利于根系的生長，而含量過高或過低都會抑制根的生長。5 mmol/L谷胱甘肽培養(yǎng)基5~9 d 后GSH 促進了水稻根系，特別是側(cè)根的形成和生長[34]。

4.3 保水劑型育苗基質(zhì)

保水劑的應(yīng)用為促進秧苗質(zhì)量的提高提供了良好的生理條件，前人的試驗曾認為，保水劑的種類和濃度應(yīng)用得當，不僅可提高水分管理效率和節(jié)約成本，而且可在一定程度上提高秧苗質(zhì)量[48]。育苗基質(zhì)中保水劑濃度越高，育苗基質(zhì)的保肥能力越強，但保水劑濃度過高時，會抑制蔬菜幼苗的生長，低濃度保水劑促進蔬菜幼苗生長效果明顯，且小粒徑（直徑為0.1 mm）保水劑壯苗效果優(yōu)于大粒徑（直徑為1 mm）保水劑，小粒徑保水劑的濃度為1%時，育苗效果最佳，茄子、節(jié)瓜、有棱絲瓜幼苗的株高、莖粗、最大葉片面積均達到最大值，與對照相比差異達極顯著水平[35]。適宜的保水劑用量可以提高番茄出苗率和秧苗質(zhì)量，1%處理效果最好[36]。

4.4 生物炭型育苗基質(zhì)

生物炭可提高蔬菜對磷的吸收，添加量為0.9%時辣椒長勢最好[37]。由于多數(shù)生物炭為堿性，添加生物炭后會影響育苗基質(zhì)的pH，導(dǎo)致pH 升高，因此，使用生物炭配制基質(zhì)時，要嚴格控制pH，必要時可以添加一些酸化劑（磷酸或硼酸等）降低基質(zhì)的堿性[38]。

4.5 濕潤劑型育苗基質(zhì)

濕潤劑常為表面活性劑。國外的商品育苗基質(zhì)，如克萊斯曼（Klasmann）、陽光（Sunshine）、品氏（Pindstrub）等著名品牌產(chǎn)品，普遍加入一種化學(xué)物質(zhì)，即濕潤劑，而國產(chǎn)基質(zhì)鮮有標示添加濕潤劑。蔬菜穴盤育苗基質(zhì)添加濕潤劑，主要目的是促進基質(zhì)填裝穴盤后初次吸水能力和育苗期間基質(zhì)干后回濕能力。

4.6 維生素類型育苗基質(zhì)

外施維生素可以提高種子活力，刺激植物生長發(fā)育，提高其產(chǎn)量和品質(zhì)，增強抗逆性。

在橄欖和龍眼實生苗上施VB可提高葉綠素含量，增加光合速率，加快莖粗增長[39]。

4.7 褪黑素

褪黑素是存在于眾多生物中的一種吲哚類物質(zhì)，具有類似IAA 的作用，可以促進種子萌發(fā)、植物生長以及不定根的形成。100 μmol/L 濃度的外源褪黑素處理黃瓜幼苗時，不僅可促進黃瓜幼苗的生長，還提高了黃瓜幼苗在鹽漬環(huán)境下的抗逆性[40]。

4.8 防病育苗基質(zhì)

新型含藥育苗基質(zhì)比常規(guī)育苗栽培可降低秧苗高度、增加莖粗、促進根部生長、提高秧苗素質(zhì)，發(fā)病率降低18%以上。對辣椒疫病、根腐病、青枯病有較好的防治效果[41]。

5 復(fù)合功能性基質(zhì)

宮彬彬等以甜瓜品種西州蜜25 號為試材，以草炭、蛭石、珍珠巖（體積比2∶1∶1）為基礎(chǔ)基質(zhì)，將2 倍或4 倍Hoagland 營養(yǎng)液、保水劑、枯草芽孢桿菌等混配成不同復(fù)合功能性基質(zhì)，探究營養(yǎng)液濃度、保水劑和枯草芽孢桿菌混配對甜瓜生長發(fā)育及果實品質(zhì)的影響。得出，在甜瓜基質(zhì)栽培生產(chǎn)中，宜選用以草炭、蛭石、珍珠巖（體積比2∶1∶1）為基質(zhì)，混配含有4 倍營養(yǎng)液、保水劑（8 mL/L）和枯草芽孢桿菌（2 g/L）的復(fù)合功能性基質(zhì)[42]。董傳遷等為探明控釋肥、保水劑和殼聚糖的交互效應(yīng)，以腐熟棉籽殼菇渣+ 草炭+ 蛭石（1∶1∶1，V/V）為基質(zhì)，研究了控釋肥、保水劑和殼聚糖對甜椒穴盤育苗效果的影響。經(jīng)計算機模擬模型解析，得出該基質(zhì)條件下甜椒育苗的最佳用量組合為保水劑4.73~5.22 g/L，控釋肥5.02~5.52 g/L，殼聚糖3.05~3.70 g/L[43]。

6 功能性育苗基質(zhì)重點研究方向

菌劑基質(zhì)效果明顯，建議進一步篩選功能性菌種，加大復(fù)合菌劑基質(zhì)開發(fā)[44]；建議探討研制矮化型育苗基質(zhì)，如調(diào)環(huán)酸鈣可有效調(diào)控幼苗株型，KH2PO4和硫酸銅等肥料型安全可靠、方便實用，研究甲殼素和氨基寡糖素的適宜添加量，進一步篩選出適宜的種類和添加量。同時應(yīng)注重幼苗移裁大田的后效應(yīng)研究。