寒地玉米秸秆腐熟物复配基质在蔬菜育苗中的应用

DOI：10.16861/j.cnki.zggc.202423.0325

摘    要：为探索寒地玉米秸秆腐熟物替代传统草炭土基质的可行性，以草炭土、蛭石和珍珠岩混合而成的传统基质作为对照，以A（V腐熟物∶V蛭石∶V珍珠岩=2∶1∶1）、B（V腐熟物∶V蛭石∶V珍珠岩=1∶1∶1）两种复配基质为处理，研究复配基质对黄瓜和辣椒幼苗生长的影响，以及育苗前后营养物质和相关酶活性的变化。结果表明，两种复配基质的容重、水气比和电导率与传统基质呈显著差异；在幼苗定植28 d时，A、B 两种基质的黄瓜幼苗株高分别比对照显著提高67.25%和44.95%，茎粗分别显著提高29.30%和17.83%，叶绿素含量分别显著提高7.42%和3.13%；A、B 两种基质的辣椒幼苗株高分别比对照显著提高8.55%和15.36%，茎粗分别显著提高2.38%和6.21%，叶绿素含量分别显著提高4.74%和12.44%；育苗后基质铵态氮和有效钾含量均降低，速效磷含量升高，黄瓜育苗后A、B 两种基质速效磷含量分别升高71.27%和76.36%；辣椒育苗后A、B 两种基质速效磷含量分别升高249.22%和115.81%。A、B 两种基质中脲酶和酸性磷酸酶活性在育苗结束后升高，蔗糖酶活性降低。综上，A基质更适于黄瓜幼苗的生长，B基质更适于辣椒幼苗的生长，可分别代替传统草炭土基质用于黄瓜和辣椒育苗。

关键词：秸秆腐熟物；复配基质；蔬菜育苗；生长指标

中图分类号：S14+S604+.3         文献标志码：A            文章编号：1673-2871（2024）04-087-07

Application of corn straw compost compound substrate for vegetable seedling in cold region

HE Fumeng1， YANG Yan1， WANG Xue2， ZHANG Ying3， XU Yongqing1， LI Fenglan1， 2

（1. College of Life Sciences， Northeast Agricultural University， Harbin 150030， Heilongjiang， China; 2. Heilongjiang Green Food Science Research Institute， Harbin 150030， Heilongjiang， China; 3. College of Resources and Environment， Northeast Agricultural University， Harbin 150030， Heilongjiang， China）

Abstract： In order to explore the feasibility of replacing traditional peat soil matrix with corn straw compost in cold region， the traditional matrix composed of peat soil， vermiculite and perlite was used as a control， and two kinds of compound substrates， A（V compost ： V vermiculite ： V perlite = 2 ： 1 ： 1） and B（V compost ： V vermiculite ： V perlite = 1 ： 1 ： 1）， were used to determine the effect of the compound substrate on the growth of cucumber and pepper seedlings， as well as the nutrients and related enzyme activity before and after seedling raising. The results showed that the bulk density， water air ratio and conductivity of the two composite substrates were significantly different from those of the traditional substrates. In terms of the effect on seedling growth， at 28 days of seedling planting， the plant height of cucumber seedlings on A and B substrates were significantly increased by 67.25% and 44.95%， the stem diameter was significantly increased by 29.30% and 17.83%， and the chlorophyll content was significantly increased by 7.42% and 3.13%， respectively， compared with the control. The plant height， stem diameter and chlorophyll content of pepper seedlings on A and B substrates were significantly increased by 8.55% and 15.36%， 2.38% and 6.21%， 4.74% and 12.44%， respectively， compared with the control. After seedling raising， the content of ammonium nitrogen and available potassium in the substrate decreased， while the content of available phosphorus increased. The content of available phosphorus in A and B substrates increased by 71.27% and 76.36%， respectively， after cucumber seedling cultivation; the content of available phosphorus in A and B substrates increased by 249.22% and 115.81% after pepper seedling， respectively. The activity of urease and acid phosphatase in A and B substrates increased and sucrase activity decreased at the end of seedling raising. In conclusion， substrate A is more suitable for the growth of cucumber seedlings and substrate B is more suitable for the growth of pepper seedlings， which can replace the traditional peat soil substrate for cucumber and pepper seedlings， respectively.

Key words： Straw compost; Compound matrix; Vegetable seedling raising; Growth indexes

收稿日期：2023-05-22；修回日期：2024-01-24

基金项目：黑龙江省省属科研院所科研业务费项目（CZKYF2023-1-B020）；黑土地保护与利用科技创新工程专项（XDA28030302）；黑龙江省重点研发计划项目（GY2023ZB0021）

作者简介：贺付蒙，男，实验师，主要从事废弃物资源化利用研究工作。E-mail：hefumeng@neau.edu.cn

通信作者：李凤兰，女，教授，主要从事废弃物资源化利用及黑土地保护研究工作。E-mail：lifenglan@neau.edu.cn

徐永清，女，副教授，主要从事废弃物资源化利用研究工作。E-mail：yuti8221@163.com

随着现代化农业的发展，人们对农产品需求量增多，我国蔬菜业得到快速发展，种植面积也在不断扩大，并向现代化、工厂化、规模化和商品化转变[1]。育苗基质的选择是蔬菜育苗的一项重要内容，关系到育苗的成本和种苗质量的高低[2]。草炭土是目前世界上应用最广泛、效果较理想的栽培基质，是传统育苗基质中必不可少的原料，然而草炭土是不可再生资源，长期开采必会使其资源枯竭，生态环境遭到破坏[3]。因此，对于草炭土替代物的开发和研究，已成为目前研究的热点[4]。

东北作为中国最大的玉米生产区，每年都有大量的秸秆产生[5]。秸秆中富含木质素、纤维素、半纤维素和粗蛋白等[6]，在微生物降解下，分解为腐殖酸、无机物和小分子有机物等[7]，这些物质易于作物在生长中吸收利用[8-9]。将玉米秸秆腐熟还田可显著提高土壤中的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量，同时可提高土壤的总孔隙度和非毛管孔隙度，还可显著提高作物产量及地上干物质量[10]。玉米秸秆通过腐熟堆肥后，可在农业生产中用于改善设施蔬菜育苗中苗床土壤板结、透气性差、土壤肥力较低等状况[11]。在育苗栽培基质方面，秸秆腐熟物主要和草炭、炉渣、菌渣等物质混合作为基质进行利用，从而推进有机型育苗栽培基质的发展，秸秆腐熟物的添加使得该方法具有本土化、可再生、成本低和保护环境等优势[12]。于秀针等[13]对两种香料植物废弃秸秆进行粉碎和发酵，发现发酵物中含有丰富的易降解有机物，分别对发酵后两种植物秸秆进行复配，其中复配后的薄荷秸秆基质培育的番茄出苗率、株高、壮苗指数和根冠比都高于CK。因此，秸秆腐熟物代替草炭土作为育苗栽培基质具有一定的可行性。

农作物秸秆基质化已有成熟的研究体系，并且秸秆腐熟物在育苗基质中的应用也得到广泛推广，但我国东北地区冬季漫长且温度低，使寒地玉米秸秆的基质化利用还未得到广泛实施。笔者利用课题组前期研究成果，获得寒地玉米秸秆腐熟物[14]，将秸秆腐熟物进行基质复配，并进行蔬菜育苗应用评估，为寒地玉米秸秆腐熟后的综合利用和在蔬菜育苗产业中的应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

寒地玉米秸秆腐熟物由东北农业大学菌剂研发中心提供；黄瓜品种为农学盛育九，购自哈尔滨市兴农种子有限公司；辣椒品种为辣妹子，购自哈尔滨市农信种子有限公司，草炭土、蛭石、珍珠岩均购于哈尔滨花卉市场。

1.2 试验设计

利用寒地玉米秸秆腐熟物、珍珠岩和蛭石按照体积比进行复配，得到两种不同的育苗基质A、B，用草炭土、蛭石和珍珠岩混合而成的传统基质作为对照（CK），配比详见表1。将混合后的复配基质取样并保存于干燥遮光环境下，用于理化性质及营养成分测定。

育苗试验于2021年5—10月在东北农业大学寒地药用植物资源平台进行。播种前2 d进行催芽，将催芽后的黄瓜、辣椒种子播于穴盘育苗基质中，采用32孔穴盘育苗，每穴播种2粒，于出苗5 d后进行定植，定植后保持每穴1株幼苗，每组处理3盘，播后覆盖1层相同配方基质，自然光照，在蔬菜幼苗生长期间，每7 d随机取样15株幼苗，用于测定幼苗生长状况及叶绿素含量。育苗结束后，将复配基质进行自然风干保存，用于基质理化性质、营养成分、酶活性的测定。

1.3 方法

1.3.1 理化性质的测定 参照郭世荣[15]的方法进行容重、孔隙度测定。取自然风干的复配基质，加入已知体积（V）和已知质量（W）的塑料烧杯中，称质量（W1）；烧杯口用2层纱布封住，然后浸泡水中24 h后，称质量（W2）；随后倒置湿润纱布包住的烧杯12 h，沥干后称质量（W3），按下列公式计算容重与孔隙度。

容重/（g·cm-3）=（W1-W2）/V；                     （1）

总孔隙度/%=（W2-W1）/V×100；               （2）

通气孔隙度/%=（W2-W3）/V×100；           （3）

持水孔隙度/%=总孔隙度-通气孔隙度。 （4）

pH和电导率测定：取10 g复配基质，用100 mL去离子水浸泡24 h后过滤，得到的浸提液用电导仪测定EC值，用pH计测定pH。

营养成分的测定：采用碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法测定全钾含量；采用碱熔-钼锑抗分光光度法测定总磷含量；采用半微量凯氏法测定全氮含量[16]；采用托普云农公司的试剂盒测定铵态氮、速效磷、有效钾、有机质含量。