牛糞草炭蛭石混配基質(zhì)對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)的影響

楊爽　陸秀琴　劉偉

摘要 目的：探究腐熟牛糞制作辣椒育苗基質(zhì)的可行性，為高效利用牛糞資源的和替代商品基質(zhì)提供參考。方法：本試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理，以商品基質(zhì)為參照（CK），處理T₁～T₅腐熟牛糞（V）∶草炭（V）分別為0∶8，2∶6，4∶4，6∶2，8∶0，蛭石占基質(zhì)總體積的20%不變，研究不同基質(zhì)配比的理化性質(zhì)及其對(duì)辣椒幼苗的影響。結(jié)果：隨著牛糞占比的增加，各處理基質(zhì)容重和電導(dǎo)率逐漸增大，pH值變小，總孔隙度、通氣孔隙度、持水度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，全氮、全磷、全鉀含量則反之；不同基質(zhì)對(duì)辣椒出苗率的影響不大；與對(duì)照CK相比，T₃植株長(zhǎng)勢(shì)最好，其株高、莖粗、根鮮重、根干重、全株鮮重、全株干重、葉面積分別提高了5.62%、11.96%、12.3%、16.12%、27.60%、24.13%、6.06%；根系活力提高了3.03%；葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量分別提高15.38%、12.0%、23.15%。結(jié)論：腐熟牛糞可用于制作辣椒育苗的專用基質(zhì)，V（牛糞）∶V（草炭）∶V（蛭石）=4∶4∶2為最佳配比，可以替代商品基質(zhì)肥。

關(guān)鍵詞 腐熟牛糞；復(fù)混基質(zhì)；辣椒；育苗

中圖分類號(hào) S642.2? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-7731（2023）10-0091-06

Effects of cattle manure， grass， carbon vermiculite mixture

on the growth of pepper seedlings

YANG Shuang? ?LU Xiuqin? ?LIU Wei

（Yuqing County Agricultural and Rural Bureau， Yuqing Guizhou 564400）

Abstract Objective： To explore the feasibility of making pepper seedling matrix from decomposed cow manure， and to provide reference for efficient utilization of cow manure resources and replacement of commercial matrix. Methods： In this experiment， 6 treatments were set， using commercial matrix as reference （CK）， T₁-T₅decomposed cow manure （V）∶grass carbon （V） was 0∶8， 2∶6， 4∶4， 6∶2， 8∶0， respectively， vermiculite accounted for 20% of the total matrix volume remained unchanged， to study the physicochemical properties of different matrix ratios and their effects on pepper seedlings. Results： With the increase of the proportion of cow manure， the bulk density and conductivity of each treatment matrix increased gradually， while pH value decreased. The total porosity， ventilation porosity and water holding capacity all showed a downward trend， while the contents of total nitrogen， total phosphorus and total potassium were on the contrary. Different substrates had little effect on the emergence rate of pepper. Compared with CK， T₃had the best plant growth， and its plant height， stem diameter， root fresh weight， root dry weight， whole plant fresh weight， whole plant dry weight and leaf area increased by 5.62%， 11.96%， 12.3%， 16.12%， 27.60%， 24.13% and 6.06%， respectively. Root activity increased 3.03%; The total amount of chlorophyll a， chlorophyll b and chlorophyll were 15.38%， 12.0% and 23.15%， respectively. Conclusion： Decomposed cow manure can be used to make special substrate for pepper seedling. V （cow manure）∶V （grass charcoal）∶V （vermiculite）=4∶4∶2 is the best ratio， which can replace commercial matrix fertilizer.

Keywords decomposed cow dung; compound matrix; pepper; grow seedlings

育苗基質(zhì)是種苗培育的基礎(chǔ)物料，直接影響幼苗的生長(zhǎng)及后期產(chǎn)出[1]，能夠?yàn)橹参锏纳L(zhǎng)提供養(yǎng)分、水分、機(jī)械固著力、根際氣體交換等。育苗基質(zhì)一般具備透氣排水、容重小、質(zhì)地松散、無毒無菌、易于運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)。基質(zhì)按來源不同，可以分為天然基質(zhì)和人工基質(zhì)2種。天然基質(zhì)一般有草炭、泥沙、枯枝敗葉等，人工基質(zhì)有爐渣、煤灰、巖棉等；按成分不同可以分為有機(jī)基質(zhì)和無機(jī)基質(zhì)，常見的有機(jī)基質(zhì)有菌渣、沼液、畜禽糞便等，無機(jī)基質(zhì)有砂石、蛭石、珍珠巖等；按質(zhì)地和重量不同，可以分為輕型基質(zhì)、較重型基質(zhì)和重型基質(zhì)3種[2]。市場(chǎng)上運(yùn)用最廣泛的是復(fù)混基質(zhì)，可以具體根據(jù)培育植物的需要來調(diào)配材料的比例[3]。草炭是運(yùn)用較早且廣泛的一種優(yōu)質(zhì)基質(zhì)材料，它是沼澤環(huán)境的重要組成部分，屬于不可再生資源[4]。隨著草炭資源的減少，其開采成本越來越高，供求矛盾也十分突出。目前，各國(guó)都在對(duì)草炭的開發(fā)實(shí)施嚴(yán)格的管控[5]，草炭類基質(zhì)不利于國(guó)內(nèi)推廣利用[6]。從經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，尋找替代草炭基質(zhì)的材料必要且迫切。

隨著我國(guó)各大地區(qū)大規(guī)模集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的建設(shè)，畜禽糞污排量變大[7]，必將會(huì)造成土壤質(zhì)量下降、滲水性變差[8]及水體富營(yíng)養(yǎng)化等問題[9]。此外，養(yǎng)殖所用的飼料中普遍添加了許多金屬元素和抗生素，這將使得畜禽糞便對(duì)環(huán)境的危害變得更大[8]，堆積的糞便經(jīng)過微生物的分解、酵解等作用下會(huì)產(chǎn)生大量有害的臭氣，降低空氣質(zhì)量，甚至?xí)饻厥倚?yīng)。研究表明，畜禽糞污是近年來城郊與農(nóng)村環(huán)境污染的主要來源之一[10]。

辣椒是茄科辣椒屬的一年或有限多年生草本植物，其果實(shí)含有豐富的維生素、類胡蘿卜素、纖維素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是人們最喜愛的蔬菜之一。在無土栽培領(lǐng)域，辣椒也是栽培面積最為廣泛的一種蔬菜[11]。貴州是辣椒種植大省，年種植面積約23.3 萬hm2，近幾年已成為貴州農(nóng)民增收致富的支柱產(chǎn)業(yè)之一[12]。綜上，減少草炭資源的開發(fā)利用，合理利用好畜禽糞便資源，配制成適宜辣椒育苗的低成本環(huán)?；|(zhì)，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展及特色新型農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然選擇[13]。當(dāng)前，關(guān)于替代草炭材料的研究報(bào)道甚多，主要集中在菌渣、蚯蚓糞、葉康、秸稈、生物炭、羊糞等方面，關(guān)于牛糞的養(yǎng)分與結(jié)構(gòu)、替代化肥、配施化肥、配肥改土等方面的研究也較多，而用于配制辣椒育苗基質(zhì)方面的報(bào)道甚少，比如腐熟牛糞能夠有效的疏松土壤和提高土壤自身的保水性能[14]，其中含有很多利于植物生長(zhǎng)的中微量元素[15]。研究表明，用60%的牛糞替代泥炭可以促進(jìn)萬壽菊的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量[16]，用牛糞制作育苗基質(zhì)可以提高幼苗的抗逆性[17]，用牛糞配制育苗基質(zhì)能夠促進(jìn)黃瓜幼苗的生長(zhǎng)，降低育苗的成本。腐熟牛糞能否用于制作辣椒育苗基質(zhì)，若與草炭、蛭石復(fù)混配制基質(zhì)，牛糞體積占比多少最適宜辣椒的生長(zhǎng)，最佳配比基質(zhì)能否替代商品基質(zhì)，目前尚無相關(guān)研究報(bào)道。為此，本試驗(yàn)以腐熟牛糞為主料，與草炭和蛭石按不同比例配制成專供辣椒育苗的基質(zhì)，研究不同基質(zhì)對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為替代草炭和畜禽糞污處理以及辣椒育苗等方面提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

1 試材與方法

1.1 材料

供試?yán)苯菲贩N為鼎盛606。供試商品育苗基質(zhì)由貴州科泰金福農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)。牛糞購(gòu)買于當(dāng)?shù)厝馀ｐB(yǎng)殖場(chǎng)，蛭石購(gòu)買于當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場(chǎng)，試驗(yàn)前，牛糞已充分腐熟。

1.2 方法

試驗(yàn)于2022年4—10月在貴州省余慶縣關(guān)興鎮(zhèn)獅山村辣椒育苗大棚內(nèi)進(jìn)行。本試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，蛭石占體積的20%不變，處理T₁～T₅，V（牛糞）∶V（草炭）∶V（蛭石）體積比分別為0∶8∶2、2∶6∶2、4∶4∶2、6∶2∶2、8∶0∶2，以商品基質(zhì)為參照（CK）。先將基質(zhì)按不同的比例配制好，然后均勻的分裝到50孔的穴盤中，一次性澆透水備用。催完芽的辣椒種子按每穴1粒播種，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，隨即區(qū)組排列。播種7 d測(cè)定種子的發(fā)芽率，30 d測(cè)定基質(zhì)的容重、總孔隙度、通氣孔隙度、電導(dǎo)率（EC）、養(yǎng)分含量等指標(biāo)；測(cè)定苗的株高、莖粗、葉面積、葉綠素含量等指標(biāo)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 測(cè)定基質(zhì)的理化性質(zhì)。容重和孔隙度按如下公式測(cè)定計(jì)算：

容重[18]（g/cm³）=（W₂-W₁）/V；

總孔隙度[18]（%）=（W₃-W₂）/V×100；

通氣孔隙[18]（%）=（W₃-W₄）/V×100

持水孔隙為總孔隙度與通氣孔隙的差值[18]，pH和電導(dǎo)率采用飽和浸提法測(cè)定[19]，基質(zhì)全氮、全磷、全鉀含量測(cè)定分別采用[19]凱氏定氮法、氫氧化鈉熔融，鉬銻抗比色法、原子吸收光譜法[19]。

1.3.2 測(cè)定辣椒生長(zhǎng)指標(biāo)。播后30 d，每重復(fù)隨機(jī)選取10株生長(zhǎng)一致的辣椒苗，分別用直尺和游標(biāo)卡尺進(jìn)行株高和莖粗的測(cè)量。測(cè)量完畢后，將根系的基質(zhì)清洗干凈，用濾紙吸干表面水分，用電子天平測(cè)定地上部和地下部鮮質(zhì)量。然后將幼苗放入烘箱105 ℃殺青15 min，75 ℃烘干至恒重，用電子天平分別測(cè)定地上部和地下部干重。每處理重復(fù)3次。

1.3.3 辣椒葉綠素測(cè)定方法。葉綠素含量測(cè)定參照吳慧的方法[20]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2010及SPSS 20.0進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理基質(zhì)的理化特性

由表1可知，各處理容重在0.30～0.48 g/cm³，處理T₅容重最大，與CK相比其容重高出60.0%；總孔隙度值在64.23～51.56，CK總孔隙度最大，T₅最小，兩者相較，CK高出25.1%；通氣孔隙度和持水孔隙分別為17.32～9.27、47.88～45.40；2項(xiàng)指標(biāo)均是CK最高，處理T₅最低，兩者相較，CK分別高出55.89%、5.32%。綜合對(duì)比各項(xiàng)指標(biāo)可以看出，隨著牛糞體積占比的增加，容重逐漸變大，總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙則逐漸降低。

2.2 不同處理的化學(xué)特性

從表2可以看出，各處理pH呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，pH值在6.22～7.12，符合無土栽培基質(zhì)最適宜pH值呈中性或弱酸性的要求；EC值在1.81～2.76 mS/cm、全氮含量在213.27～412.76 mg/kg、全磷含量在107.19～390.50 mg/kg、全鉀含量在124.32～213.53 mg/kg。對(duì)比各項(xiàng)指標(biāo)可知，EC值、全氮含量、全磷含量、全鉀含量均隨牛糞添加占比的增加而呈現(xiàn)增高趨勢(shì)。其中，T₅的各項(xiàng)指標(biāo)最高，EC值、全氮含量、全磷含量、全鉀含量較CK分別高出52.4%、93.5%、166.4%、71.7%。

2.3 不同處理對(duì)辣椒出苗率的影響

由圖1可知，除T₅外，各處理辣椒種子的出苗率無顯著差異，T₃出芽率為98.0%，T₅出芽率為64.1%，這說明辣椒種子萌發(fā)期能適應(yīng)基質(zhì)的環(huán)境，各處理對(duì)辣椒的出芽率影響不大。T₅受影響較大的原因可能是基質(zhì)中的EC值較高，穴盤中可溶性鹽含量偏高，部分種子萌發(fā)受到了抑制或毒害。相關(guān)研究表明，EC值過高會(huì)對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)起到抑制作用[21]。

2.4 不同處理對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

由表3可知，株高、莖粗、植株干鮮重等指標(biāo)最能直觀地反映辣椒苗的生長(zhǎng)性狀，綜合對(duì)比各組數(shù)據(jù)，處理T₃植株長(zhǎng)勢(shì)最好，其株高、莖粗、根鮮重、根干重、全株鮮重、全株干重、葉面積指標(biāo)均高于其他處理。處理T₃與照組相比，各項(xiàng)指標(biāo)分別提高了5.62%、11.96%、12.3%、16.12%、27.60%、24.13%、6.06%；處理T₄辣椒植株的各項(xiàng)指標(biāo)與對(duì)照組無顯著性差異；T₅辣椒植株各項(xiàng)指標(biāo)最低。

2.5 不同處理對(duì)辣椒幼苗根系活力的影響

由圖2可知，不同配比基質(zhì)對(duì)辣椒幼苗根系活力的影響較大，各處理之間差異顯著，根系活力為70.2～91.9 mg/（g·h），處理T₁～T₅其根系活力呈先升高后降低趨勢(shì)。處理T₄根系活力值最大，與CK相比，活力值提升了3.03%，處理T₅活力值最低，相較對(duì)照CK，活力值降低了30.04%。

2.6 不同處理對(duì)辣椒幼苗葉綠素含量的影響

由表4可知，不同處理葉綠素含量不同且存在顯著性差異，處理T₃各指標(biāo)含量最高，較對(duì)照CK的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量分別高15.38%、12.00%、23.15%；處理T₅各項(xiàng)指標(biāo)最低，相較對(duì)照其含量分別降低了9.85%、38.88%、10.46%。

3 討論

3.1 腐熟牛糞添加量對(duì)基質(zhì)物理特性的影響

基質(zhì)的物理特性，尤其是基質(zhì)的容重、孔隙度等物理因素嚴(yán)重影響辣椒幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育[22]，容重指標(biāo)用以檢驗(yàn)穴盤中基質(zhì)的松散程度，容重太大不利于植物根系的健康生長(zhǎng)，容重太小不利于植物根系的固定和莖稈的支撐，容易發(fā)生倒伏和枯苗?？偪紫抖仁欠磻?yīng)穴盤中基質(zhì)內(nèi)部容納空氣和水分的空間指標(biāo)，總空隙度值過大雖益于植物根系的生長(zhǎng)，但對(duì)植物根系的固著力和地上部分的支撐力較差，反之則對(duì)植物根系的生長(zhǎng)和延展有阻礙。通氣空隙度和持水孔表示水分和空氣在基質(zhì)中各自所占的空間大小，二者比例過大會(huì)導(dǎo)致基質(zhì)松散，保水力弱，反之透氣性差，對(duì)植物根系生長(zhǎng)不利。在本試驗(yàn)中，隨著不同牛糞體積占比的增加，各處理的容重增加、透氣性降低、持水性增強(qiáng)，這與焦光月等[23]的研究結(jié)果一致。

3.2 腐熟牛糞添加量對(duì)基質(zhì)化學(xué)特性的影響

pH、礦質(zhì)養(yǎng)分、EC值等是檢測(cè)基質(zhì)最常用的化學(xué)指標(biāo)。pH會(huì)影響基質(zhì)中養(yǎng)分的有效性、穩(wěn)定性及微生物活性，過高或過低都不利于植物生長(zhǎng)[24]。EC值是反映穴盤中基質(zhì)可溶性鹽含量高低的指標(biāo)，EC值越大，植物受到的鹽害可能越大，反之基質(zhì)中可能養(yǎng)分含量不足。基質(zhì)中氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素是維持穴盤中植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)，其含量與EC值密切相關(guān)。在本試驗(yàn)中，隨著腐熟牛糞體積占比的增加，各處理的pH降低、EC值，全氮、全磷、全鉀的含量逐漸升高。這說明在基質(zhì)中添加腐熟牛糞可以提高各處理養(yǎng)分的含量，同時(shí)也加大了基質(zhì)中EC的值；添加適量的草炭和蛭石能有效地降低基質(zhì)的容重、pH和EC值，更利于辣椒幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育。這與混配基質(zhì)pH控制在6～7，辣椒幼苗才能正常生長(zhǎng)，EC值高于2.5 mS/cm，會(huì)對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)起到抑制作用[25]等研究結(jié)果一致。

3.3 不同配比基質(zhì)對(duì)種子出苗、幼苗生長(zhǎng)、根系活力及葉綠素含量的影響

出苗率能反映辣椒種子的生命力及適應(yīng)基質(zhì)環(huán)境的能力，本試驗(yàn)除T₅外，各處理種子的出芽率均無顯著差異。這說明處理CK及T₁～T₄在出芽期能夠適應(yīng)基質(zhì)的環(huán)境，基質(zhì)對(duì)辣椒苗出芽率的影響不大，導(dǎo)致T₅出芽率低的主要因素可能是基質(zhì)的EC值太高，抑制了種子的萌發(fā)。株高、莖粗、干鮮重等是最能直觀反映辣椒植株生長(zhǎng)及發(fā)育狀況的生長(zhǎng)指標(biāo)；葉面積的大小能反映辣椒吸收光能的效率；辣椒的根系活力可以間接評(píng)估辣椒根系的代謝水平以及辣椒的生長(zhǎng)情況；葉綠素的含量是檢測(cè)植物營(yíng)養(yǎng)性狀和受逆情況的一項(xiàng)重要指標(biāo)[26]。對(duì)比各處理，T₃的生長(zhǎng)指標(biāo)，葉面積、根系活力、葉綠素含量均優(yōu)于其他處理。這說明該基質(zhì)配比最適宜辣椒幼苗的生長(zhǎng)。

綜合對(duì)比各組數(shù)據(jù)可得，腐熟牛糞添加量在60%以內(nèi)均能促進(jìn)辣椒幼苗的生長(zhǎng)，能顯著提高辣椒的株高、莖粗、干鮮種等生長(zhǎng)指標(biāo)，能顯著提高辣椒葉片的葉面積及葉綠素的含量。當(dāng)牛糞添加量超過60%時(shí)，辣椒苗出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢、矮小、纖細(xì)、葉緣扭曲，葉片僵化等現(xiàn)象。這可能是基質(zhì)配比中牛糞比太大，基質(zhì)的通氣性逐漸減弱，持水力增強(qiáng)，EC值偏高從而導(dǎo)致根系受損，呼吸不順，無法正常吸收水肥。這與鞏芳娥等[26]的研究成果一致，與馮錫鴻等[27]在番茄和甜瓜育苗生產(chǎn)中，腐熟牛糞配加草炭和蛭石，幼苗代謝旺盛，促進(jìn)秧苗的生長(zhǎng)發(fā)育的研究結(jié)果相似。

4 結(jié)論

腐熟牛糞可用于制作辣椒育苗的專用基質(zhì)，V（牛糞）∶V（草炭）∶V（蛭石）=4∶4∶2為最佳配比，可以替代商品基質(zhì)肥。該研究可為畜禽糞污處理與高效利用及尋找替代草炭的基質(zhì)材料、辣椒育苗基質(zhì)的制作與配比等方面提供一些數(shù)據(jù)和技術(shù)參考。

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（責(zé)編：張宏民）