基于基质配比的潮汐式育苗水肥吸持规律研究

摘    要：为探究不同基质在潮汐式育苗中的水肥吸持规律，以草炭、珍珠岩、蛭石为原材料，设计6种基质配比进行试验。结果表明，灌水高度是影响基质最大水分吸收量和水分吸收速率的重要因素，灌水高度为2 cm可保证基质充足的含水量及可控的水分吸收速率；蛭石是影响水分吸收的关键要素，增加蛭石含量可提高基质的最大水分吸收量以及水分吸收速率。同时，基质对养分的吸持量与基质的孔隙度成正比。基质配比为V草炭∶V珍珠岩∶V蛭石=1∶1∶1的基质在水分吸收速率、最大水分吸收量及番茄种苗生长指标综合评价方面表现最优。当灌水高度为2 cm时，该配比基质单位时间内最大水分吸收速率为6.27 g·s-1，最大水分吸收量可达629.26 g，采用该配比种植番茄种苗，生长指标综合评价相似接近度为0.961，远高于其他处理。综上，在番茄潮汐式灌溉育苗中基质配比为V草炭：V珍珠岩：V蛭石=1∶1∶1，灌水高度为2 cm有利于种苗品质的提升。

关键词：番茄；潮汐育苗；基质；灌水高度；水分吸收速率

中图分类号：S604+.7+S606             文献标志码：A           文章编号：1673-2871（2023）03-085-07

Study on water and fertilizer absorption law of tidal seedling raising based on matrix formula

KANG Yifan， GAO Xinna， HUANG Yuan， WU Meng， DU Yaru， YANG Yingru

（Shijiazhuang Key Laboratory of Agricultural Information Sensing and Intelligent Control/Shijiazhuang Agricultural Information Engineering Technology Research Cente/Hebei Urban Agricultural Technology Innovation Center/Shijiazhuang Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Shijiazhuang 050041， Hebei， China）

Abstract： The study aimed to investigate how various substrates affect the absorption of water and fertilizer in tidal seedling cultivation. To accomplish this， the experiment employed six different substrate formulations， utilizing peat， perlite， and vermiculite crops as experimental materials. The experimental results show that the height of irrigation is an important factor affecting the maximum water absorption and water absorption rate of the substrate， and the height of irrigation of 2 cm can ensure the sufficient water content and controllable water absorption rate of the substrate; Vermiculite is the key factor affecting water absorption. Increasing the content of vermiculite can improve the maximum water holding capacity and water absorption rate of matrix; At the same time， the nutrient absorption of the substrate is directly proportional to the porosity of the substrate. In this experiment， the matrix formula of Vpeat∶Vperlite∶Vvermiculite=1∶1∶1 is good in the comprehensive evaluation of water absorption rate， maximum water holding capacity and growth index of tomato seedlings. The irrigation height is 2 cm， the maximum water absorption rate per unit time of the matrix of the above formula is 6.27 g·s-1， and the maximum water holding capacity can reach 629.26 g. The matrix formula of Vpeat∶Vperlite∶Vvermiculite=1∶1∶1 is used to plant tomato seedlings， and the similarity of comprehensive evaluation of growth indicators is 0.961， which is much higher than other treatments. To sum up， in tomato tidal irrigation seedling raising， the matrix formula is Vpeat∶Vperlite∶Vvermiculite=1∶1∶1， and the irrigation height is 2 cm， which is conducive to the improvement of seedling quality.

Key words： Tomato; Tidal seedling raising; Stroma; Irrigation height; Water absorption rate

潮汐灌溉是一种由栽培床底部供水、借助栽培基质的毛细管作用将水肥供给植物吸收的灌溉方式，与顶部喷淋灌溉相比，具有提高水肥利用率、降低病害发生率、加快作物生长等优点[1]。

在蔬菜育苗过程中，水肥管理是影响幼苗生长发育的重要因素。前人研究表明，在保证种苗需水量条件下，适宜的浸泡时间、较低的基质含水量能保证较为充足的氧气含量，有助于提高根系的代谢活力[2-3]。李倩等[4-5]研究表明，1、2 cm供液高度可实现适度的亏缺灌溉，穴盘地上部生长受到抑制，不易发生徒长，且可提供良好的基质透气环境，较3 cm的供液高度能有效地保障根系活力。王正[6]研究表明，黄瓜最适供液方案为供液维持13～18 min，间隔时间319～401 min；番茄最适供液方案为供液维持13～16 min，间隔319～371 min。因此，基于潮汐式灌溉条件，对灌溉高度、灌水时间等蔬菜潮汐式育苗关键因素开展研究具有必要性。

基质的理化性质是影响潮汐式灌溉水分吸收速率、养分吸持量、养分分布和移动的重要因素。大量学者对育苗基质进行研究表明，不同的蔬菜作物的最适基质配比受作物生长习性、外界环境等多种因素影响[6-9]。育苗基质一般由亲水物质和疏水物质组成，且基质组成物质的吸水性与保水性成反比，因此现行的育苗基质一般为多种材料复合而成[10]。Huyen研究表明，用于辣椒和番茄潮汐式育苗的基质配比为V草炭∶V珍珠岩∶V蛭石=1∶1∶1，用于西瓜、甜瓜等蔬菜作物潮汐式育苗的基质配比为V草炭∶V珍珠岩=4∶1[11]。

前人对潮汐式灌溉技术的研究多以单一基质配比为研究对象，忽略了基质本身对水肥吸持规律的影响，为此，笔者结合实际生产条件，探究了几种常用基质配比在潮汐式灌溉育苗过程中的水分和养分吸持规律，对精准施肥和精准灌溉决策，进而培育健壮种苗具有重要科学意义，同时为蔬菜潮汐灌溉育苗技术的推广应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料选择大果型番茄普罗旺斯[圣尼斯种子（北京）有限公司]，该品种为无限生长型，产量高、品质好、抗逆性强。育苗基质由草炭、珍珠岩、蛭石混合而成，基质原料均购自河北高泽（农林）科技有限公司，营养液采用海法宝利丰复合肥（N、P2O5、K2O质量比为19∶19∶19+ME）600倍液，可溶性盐浓度（EC值）为2 mS·cm-1，育苗穴盘采用72孔穴盘（长×宽×高为53 cm×27 cm×5 cm，40 cm3/穴），购自河北欣欣塑业。

试验在简易苗床进行，苗床设置5个营养液槽，每个营养液槽长、宽、高分别是100、80、10 cm，灌溉高度设1、2、3 cm共3个处理。

1.2 方法

试验于2021年10月至2022年1月在石家庄市农林科学研究院智慧农业研究中心实验室及院内日光温室进行。种苗生长试验依据基质配比设置6个处理，每个处理设置3次重复，每个穴盘为1个重复，共计18盘，随机区组设计。在每个试验穴盘中随机取样20株进行生长指标测定。

1.2.1 基质配比 通过对石家庄地区育苗场常用基质配比调研及查阅文献[12-14]，确定6种试验基质配比（表1）。

1.2.2 基质理化性质 基质容重、孔隙度、EC值、氢离子浓度指数（pH）按NY/T 2118－2012《蔬菜育苗基质》[15]规定的方法测定。依据行业标准，蔬菜育苗基质的理化指标应符合容重0.20～0.60 g·cm-3，pH5.5～7.5，EC值0.10～0.20 mS·cm-1，总孔隙度＞60%。基质理化性质测定结果显示，试验所用基质配比pH为6.42～7.24。EC值为0.10～0.17 mS·cm-1，总孔隙度为64.17%～74.37%。试验设计6种基质理化性质均在蔬菜育苗基质标准范围内，符合筛选最优育苗基质的标准[15]（表2）。

1.2.3 种苗生长指标测定及评价 种苗生长至4叶1心时，用直尺测量幼苗基部到生长点的距离作为株高；用游标卡尺测量子叶节下方1 cm处直径作为茎粗；用称质量法测量幼苗地上部、地下部的干物质质量；用排水法测量根系体积；根冠比及壮苗指数计算方法如下。

根冠比=地下部干质量/地上部干质量；    （1）

壮苗指数=（茎粗/株高+地下部干质量/地上部干质量）；                                                             （2）

出苗率/%=出苗数/播种数×100。             （3）

于种苗生长至4叶1心时采用植物营养测定仪（YSN-4N）测定第二片真叶的叶绿素值及氮值；取测试苗自60 cm高度自然下落，收集散坨后称质量，散坨质量与原坨质量比为散坨率，小于80%为不合格，大于等于80%为合格；

基于熵值法[16-17]进行TOPSIS评价：为消除数据之间的量纲差异，将数据进行归一化处理，用熵权法计算权重值。首先计算第j个指标中，第i个样本标志值得比重：

[    ；j=1，2，…，n；      （4）    ]