中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 2023 25 4 205 214 Journal of Agricultural Science and Technology 發(fā)酵花生殼和牛糞替代草炭基質(zhì)的番茄育苗效果分析 陳春林 王琳洋 單夢(mèng)偉 裴甜甜 王吉慶 肖懷娟 李娟起 李猛 杜清潔 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 鄭州 450046 摘 要 為明確發(fā)酵花生殼和牛糞替代草炭基質(zhì)用于番茄育苗的可行性 篩選出其最佳配比 以發(fā)酵花生殼和 牛糞為主要原料 按花生殼 牛糞 珍珠巖 體積比 為0 6 3 T1 2 4 3 T2 4 2 3 T3 和6 0 3 T4 復(fù)配形 成基質(zhì) 以草炭 珍珠巖為6 3的基質(zhì)作為對(duì)照 CK 測(cè)定不同基質(zhì)的理化特性 植株形態(tài)指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)元素含 量 分析影響番茄植株性狀的關(guān)鍵基質(zhì)理化特性 并對(duì)育苗效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià) 結(jié)果表明 與CK相比 T1 T4 基質(zhì)中總磷 總鉀 有效磷 鎂和過(guò)氧化氫酶活性均顯著增加 而總氮 堿解氮和鈣含量均顯著下降 在不同的 發(fā)酵花生殼和牛糞復(fù)配基質(zhì)中 隨花生殼比例增大 脲酶和磷酸酶活性增大 而電導(dǎo)率 容重和速效鉀含量下 降 植株各形態(tài)指標(biāo)均在T3處理下具有最高值 且顯著高于CK 各處理基質(zhì)中植株鉀含量均顯著高于CK 但氮 鈣和鎂含量均顯著低于CK 植株中磷含量在T4處理下最高 而在T2處理下最低 番茄植株綜合性狀 與基質(zhì)中pH 總鉀 有效磷 鎂 過(guò)氧化氫酶和脲酶呈顯著正相關(guān) 而與電導(dǎo)率 有機(jī)質(zhì) 總氮 堿解氮和速效鉀 呈負(fù)相關(guān) 通過(guò)綜合評(píng)價(jià)可知 T3處理下番茄植株綜合性狀表現(xiàn)最優(yōu) 因此 在番茄育苗中發(fā)酵花生殼和牛 糞復(fù)配基質(zhì)可替代草炭基質(zhì) 且以花生殼 牛糞 珍珠巖為4 2 3效果最好 以上結(jié)果為農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)化利 用提供了理論依據(jù)和指導(dǎo) 關(guān)鍵詞 番茄 花生殼 牛糞 育苗基質(zhì) doi 10 13304 j nykjdb 2022 0965 中圖分類號(hào) S641 2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1008 0864 2023 04 0205 10 Effects of Fermented Peanut Shell and Cow Dung Instead of Peat Substrate on Tomato Seedling CHEN Chunlin WANG Linyang SHAN Mengwei PEI Tiantian WANG Jiqing XIAO Huaijuan LI Juanqi LI Meng DU Qingjie College of Horticulture Henan Agricultural University Zhengzhou 450046 China Abstract To investigate the feasibility of fermented peanut shell and cow dung instead of peat substrate for tomato seedling and determine the optimal ratio of peanut shell cow dung and perlite for tomato seedlings The changes of physicochemical properties of substrate and the nutrient content and morphology of seedlings were studied under peanut shell cow dung perlite volume ratio of 0 6 3 T1 2 4 3 T2 4 2 3 T3 and 6 0 3 T4 compared with peat perlite 6 3 The key physicochemical properties of substrates affecting seedlings were identified and the seedling rearing effect was evaluated comprehensively The results showed that the contents of total P total K olsen P Mg and catalase activity under T1 T4 were significantly increased while the contents of total N alkali N and Ca were significantly decreased compared with CK In different fermented peanut shells and cow dung substrates the activities of urease and phosphatase increased but EC bulk density and available K declined with increasing peanut shell All plant morphological parameters were the highest under T3 which were significantly different with CK The content of K in plants treated with fermented peanut shells and cow dung substrates was significantly higher than CK but the contents of N Ca and Mg were significantly lower than CK The content of P in 收稿日期 2022 11 08 接受日期 2023 01 08 基金項(xiàng)目 河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目 212102110404 河南省大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位專家項(xiàng)目 HARS 22 07 G4 聯(lián)系方式 陳春林 E mail ccl980401 通信作者 杜清潔 E mail duqj91 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 25 卷 plants was the highest in T4 and the lowest in T2 respectively The comprehensive traits of tomato plants were significantly positively correlated with pH total K olsen P Mg catalase and urease in the substrate but negatively correlated with EC organic matter total N alkali N and available K The tomato seedlings grown under T3 presented the optimal comprehensive traits by comprehensive evaluation Therefore the fermented peanut shell and cow dung could replace peat using to tomato seedlings substrate and the suitable peanut shell cow dung perlite was 4 2 3 which provided theoretical basis and guidance for the substrate utilization of agricultural waste Key words Solanum lycopersicum peanut shell cow dung seedlings substrate 在蔬菜育苗生產(chǎn)中 基質(zhì)不僅起到固定和支 撐植物的作用 還為植物提供水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元 素 理想的育苗基質(zhì)具有適宜的物理 化學(xué)和生 物學(xué)特性 可為根系生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境條件 培 育出健壯的植株 1 當(dāng)前 蔬菜育苗基質(zhì)多以草 炭為主料 輔以珍珠巖 蛭石等復(fù)配而成 2 但草 炭作為一種在短期內(nèi)不可再生的資源 開采過(guò)度 會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境且生產(chǎn)成本增高 3 因此 探尋 成本低 資源豐富 可替代草炭的材料用于育苗基 質(zhì)十分必要 我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物資源豐富 年總產(chǎn)量高達(dá) 40億t 4 其中牛糞約8 7億t 5 發(fā)酵后的牛糞具 有養(yǎng)分全面 肥效持久和重金屬含量低等特點(diǎn) 被 視為一種可替代草炭的育苗基質(zhì)材料 6 7 河南作 為我國(guó)花生主產(chǎn)地之一 花生產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量 的33 年產(chǎn)花生殼約160萬(wàn)t以上 8 9 花生殼富 含纖維素 維生素 黃酮類化合物和鈣等礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng) 成分 10 發(fā)酵后也可作為育苗基質(zhì)材料使用 11 目前 僅有少量研究探討了發(fā)酵花生殼和牛糞復(fù) 配替代草炭作為育苗基質(zhì)的可行性 且結(jié)論相差 較大 馮臣飛 12 研究發(fā)現(xiàn) 不添加發(fā)酵花生殼僅 牛糞與其他物質(zhì)復(fù)配時(shí)有利于黃瓜幼苗生長(zhǎng) 而 魏代國(guó) 13 發(fā)現(xiàn)花生殼 牛糞 蛭石 珍珠巖為7 0 3 3時(shí)黃瓜綜合性狀較好 對(duì)于生菜 14 番石榴 15 和番茄 16 育苗效果的研究則認(rèn)為 花生殼 牛糞在 1 1到5 1間較為適宜 這些研究?jī)H以基本的基 質(zhì)理化特性和簡(jiǎn)單的植株形態(tài)為依據(jù)篩選適宜配 比 礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素是植物維持生長(zhǎng)和代謝的基礎(chǔ) 也應(yīng)作為評(píng)價(jià)基質(zhì)特性的重要因素 然而 當(dāng)前 對(duì)發(fā)酵花生殼和牛糞復(fù)配基質(zhì)中基質(zhì)和植物礦質(zhì) 營(yíng)養(yǎng)元素間關(guān)系的研究較少 發(fā)酵花生殼和牛糞 復(fù)配基質(zhì)影響植株生長(zhǎng)的機(jī)制尚不清晰 番茄是種植面積較大的蔬菜作物之一 幼苗 生產(chǎn)普遍采用穴盤基質(zhì)育苗的方式 17 因此 本 試驗(yàn)選用本地區(qū)資源量豐富的花生殼和牛糞為 原料 通過(guò)發(fā)酵處理 研究發(fā)酵花生殼和牛糞不 同配比下基質(zhì)理化特性及植株形態(tài)和營(yíng)養(yǎng)元素 含量的變化 并分析基質(zhì)理化特性與植株性狀間 關(guān)系 以期揭示影響番茄幼苗性狀的關(guān)鍵基質(zhì)理 化特征 篩選出可替代草炭且適宜番茄育苗的基 質(zhì)配方 為農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用提供指導(dǎo)和 依據(jù) 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)材料與處理 試驗(yàn)于2022年4月在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科技園區(qū) 日光溫室內(nèi)進(jìn)行 供試番茄品種為 中雜105 所用發(fā)酵花生殼和牛糞 堆肥發(fā)酵過(guò)程均在河南 省田金生物科技有限公司有機(jī)肥生產(chǎn)基地進(jìn)行 堆肥發(fā)酵前調(diào)節(jié)碳氮比為25 1 在高溫發(fā)酵罐中 發(fā)酵12 h 之后移出進(jìn)行條垛式好氧堆肥發(fā)酵 每 7 d翻堆1次 堆體含水量維持在65 左右 60 d 后結(jié)束堆肥發(fā)酵 播種前將發(fā)酵后的花生殼和牛 糞按不同比例混勻 選取飽滿 均勻一致的種子 溫湯浸種后 在 28 C培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行催芽 將露白的種子 分別播 種于裝有不同基質(zhì)的50孔穴盤內(nèi) 試驗(yàn)以草炭 珍珠巖為6 3的基質(zhì)作為對(duì)照 發(fā)酵花生殼和牛糞 基質(zhì)設(shè)4個(gè) T1 T4 不同配比 詳見(jiàn)表1 均為體積 表1 不同處理基質(zhì)中各組分配比 Table 1 Ratio of components in the substrates of different treatments 處理 Treatment CK T1 T2 T3 T4 花生殼 Peanut shells 0 0 2 4 6 牛糞 Cow dung 0 6 4 2 0 草炭 Peat 6 0 0 0 0 珍珠巖 Perlite 3 3 3 3 3 206 4 期 陳春林等 發(fā)酵花生殼和牛糞替代草炭基質(zhì)的番茄育苗效果分析 比 每個(gè)處理3次重復(fù) 植株生長(zhǎng)期間不進(jìn)行施 肥 其他同正常管理 播種45 d后結(jié)束處理 1 2 測(cè)定項(xiàng)目與方法 1 2 1 基質(zhì)基本理化特性測(cè)定 于播種當(dāng)天 將 基質(zhì)充分混勻后 隨機(jī)取樣3份 風(fēng)干 根據(jù)郭 世榮 18 的方法測(cè)定基質(zhì)pH 電導(dǎo)率 electrical conductivity EC 和容重 有機(jī)碳含量采用低溫 外加熱重鉻酸鉀氧化 比色法測(cè)定 19 1 2 2 基質(zhì)酶活性測(cè)定 分別于播種第0 15 30 和45天取穴盤內(nèi)基質(zhì)樣品 風(fēng)干后測(cè)定基質(zhì)酶活 性 基質(zhì)蔗糖轉(zhuǎn)化酶 脲酶 磷酸酶采用比色法測(cè) 定 過(guò)氧化氫酶活性采用容量法測(cè)定 20 每個(gè)測(cè) 定重復(fù)3次 1 2 3 植株形態(tài)指標(biāo)測(cè)定 播種45 d后 隨機(jī)選 取5株番茄幼苗植株 測(cè)定株高 莖粗 葉面積 將 植株清洗干凈后 分為根 莖和葉3部分 120 C 下殺青20 min 80 C烘干后稱重 其中 葉面積 使用WinRHIZO軟件進(jìn)行分析 根據(jù)以下公式計(jì) 算壯苗指數(shù) 壯苗指數(shù) 地下部干重 地上部干重 莖粗 株 高 總干重 1 1 2 4 營(yíng)養(yǎng)元素含量測(cè)定 取播種第0天的風(fēng)干 基質(zhì)和植株根莖葉干樣 H 2 SO 4 H 2 O 2 消煮后 凱氏 定氮法測(cè)定總氮含量 鉬銻抗比色法測(cè)定總磷含 量 HNO 3 消解后 原子吸收法測(cè)定總鉀 鈣和鎂含 量 基質(zhì)堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定 有效磷采 用NaHCO 3 法測(cè)定 速效鉀采用NH 4 OAc浸提法 21 測(cè)定 植株?duì)I養(yǎng)元素含量計(jì)算公式如下 E E l R l 2 式中 E為植株體內(nèi)元素含量 E l 為該元素在 根 莖或葉中含量 R l 為該器官干重占植株總干重 的比值 1 3 數(shù)據(jù)處理 采用Microsoft Excel 2013和SPSS 19 0軟件對(duì) 數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 單因素多重比較選用LSD法 P 0 05 以植株?duì)I養(yǎng)元素含量和生長(zhǎng)指標(biāo)為原 始評(píng)定指標(biāo) 利用主成分分析法和模糊隸屬函數(shù) 法綜合評(píng)估不同處理對(duì)番茄植株的影響 具體方 法如下 U ij C ij C jmin C jmax C jmin 3 W j P j P j 4 D i U ij W j 5 式中 C ij 是第i個(gè)處理第j個(gè)主成分值 C jmin 是 第j個(gè)主成分值的最小值 C jmax 是第j個(gè)主成分值 的最大值 U ij 是第i個(gè)處理第j個(gè)主成分的隸屬 值 P j 是第j個(gè)主成分的特征值 W j 是第j個(gè)主成分 的權(quán)重 D i 是第i個(gè)處理的綜合評(píng)價(jià)得分 為進(jìn)一步探討基質(zhì)理化特性對(duì)番茄植株的影 響 在以植株?duì)I養(yǎng)元素含量和生長(zhǎng)指標(biāo)為原始變 量進(jìn)行主成分分析的基礎(chǔ)上 添加基質(zhì)理化特性 作為補(bǔ)充變量 利用Canoco 4 5軟件分析基質(zhì)理 化特性與植株性狀指標(biāo)間關(guān)系 其中 基質(zhì)酶活 性為各時(shí)間段酶活性的均值 2 結(jié)果與分析 2 1 不同基質(zhì)的理化特性分析 由表2可知 與CK相比 pH在T2 T3和T4處 理下均顯著增大 但在T2 T3和T4處理間差異不 顯著 EC值在T1處理下最大 然后依次為T2 T3 表2 不同基質(zhì)的基本理化特性 Table 2 Basic physicochemical properties of different substrates 處理 Treatment CK T1 T2 T3 T4 pH 5 34 0 24 b 5 59 0 14 b 6 02 0 12 a 6 19 0 02 a 6 22 0 09 a 電導(dǎo)率 EC mS cm 1 0 81 0 01 d 3 12 0 01 a 2 76 0 04 b 1 60 0 00 c 0 67 0 00 d 容重 Bulk density g cm 3 0 21 0 01 c 0 37 0 01 a 0 35 0 00 ab 0 34 0 01 b 0 22 0 00 c 有機(jī)質(zhì) Organic matter 21 91 1 4 ab 22 01 2 23 ab 23 86 1 20 a 20 10 2 61 bc 18 13 0 44 c 注 同列不同小寫字母表示處理間差異在P 0 05水平顯著 Note Different lowercase letters in same column indicate significant differences among treatments at P 0 05 level 207 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 25 卷 處理 CK和T4處理下最小 基質(zhì)容重在T1 T2 和T3處理下均顯著高于T4和CK處理 有機(jī)質(zhì) 含量在T4處理下較CK顯著降低17 其他各處 理均同CK差異不顯著 T2處理有機(jī)質(zhì)含量最高 分別較T3和T4處理顯著提高19 和32 由表3可知 總氮 堿解氮和鈣含量在CK下 最高 而總磷 總鉀 有效磷和鎂含量在CK下最 低 且CK與其他各處理的差異均達(dá)顯著水平 總氮含量在T3和T4處理下顯著低于其他處理 總磷含量在T2處理下顯著高于T3處理 但均與 T1和T4處理無(wú)顯著差異 總鉀含量在T1處理下 顯著高于其他處理 分別為T2 T3 T4處理和CK 的1 20 1 19 1 93和3 87倍 堿解氮含量在T1 T2和T3處理間無(wú)差異 但均顯著高于T4處理 有效磷含量在T2和T3處理下最大 鎂含量在T3 處理下最大 且均顯著高于T4處理 有效磷含量 在T1處理中介于T3和T4處理中間 而鎂含量在 T1和T2處理中分別較T4處理低24 和20 基 質(zhì)中鈣含量在T1 T4處理間無(wú)差異 速效鉀含量 在T1 T2 T3和T4處理間均有顯著差異 且隨發(fā) 酵花生殼含量的增加逐漸減少 其中T2處理與 CK的速效鉀含量水平一致 由圖1可知 播種后第45天 CK T1 T2 T3 和T4處理基質(zhì)中蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性分別較第0天 降低85 75 83 89 和51 蔗糖轉(zhuǎn)化酶活 性在第0和第15天 均為T2處理下最高 T4處理 下最低 在第30天 CK處理顯著高于其他各處 理 其次為T4和T2處理 T1處理下最小 而在第 45天 T2和T1處理最高 其次為CK和T4處理 T3 處理下最小 T4處理下脲酶活性始終保持最高 水平 且T3處理下在第0和第30天 T2處理下在 第0天與T4無(wú)顯著差異 而CK和T1處理基質(zhì)中 的脲酶活性在播種后均顯著低于T4處理 其中 在第30和第45天CK處理下脲酶活性為各處理 中最低值 在第0 第30和第45天 CK處理下磷 酸酶活性均為各處理中最高值 在第15天T4處 理下磷酸酶活性為各處理中最高 而T1處理下磷 酸酶活性在整個(gè)期間均為各處理中最低 在播種 后整個(gè)期間 過(guò)氧化氫酶活性在T3和T4處理下 最高 T4處理的第0天除外 而在CK處理下始終 為最低值 2 2 不同基質(zhì)處理對(duì)番茄植株形態(tài)的影響 由表4可知 與CK相比 T3處理使番茄的株 高 莖粗 葉面積 總干重和壯苗指數(shù)均顯著增大 分別提高了57 17 88 63 和27 T1處理 使番茄的莖粗和葉面積較CK顯著增大 但株高和 總干重較T3處理顯著降低33 和22 T2處理 下番茄的株高 莖粗和葉面積較CK分別顯著提高 23 14 和52 而較T3處理的株高和總干重則 顯著下降 T4處理下番茄的株高 葉面積和總干 重分別為CK的1 40 1 42和1 35倍 差異顯著 而 株高 莖粗和葉面積則顯著低于T3處理 2 3 不同基質(zhì)處理對(duì)番茄營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響 由圖2可知 番茄植株中氮 鈣和鎂含量在 T1 T2 T3和T4處理下均顯著低于CK 與CK相 比 T1和T2處理下氮含量分別下降15 和17 T3和T4處理均下降36 鈣含量在T2處理下較 CK下降最多 其次為T3和T1處理 在T4處理下 降幅最小 鎂含量在T2處理下最低 僅為CK的 67 且顯著低于T3處理 但與T1和T4處理差異 不顯著 同CK相比 植株磷含量在T4處理下顯 表3 不同基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)元素含量 Table 3 Nutrient element content of different substrates mg g 1 處理 Treatment CK T1 T2 T3 T4 總氮 Total N 24 73 1 46 a 13 77 1 46 b 13 30 1 40 b 10 27 0 81 c 9 33 1 07 c 總磷 Total P 9 56 0 59 c 12 28 0 36 ab 12 68 0 80 a 11 32 0 72 b 11 96 0 21 ab 總鉀 Total K 2 45 0 27 d 9 48 0 25 a 7 88 0 41 b 7 97 0 11 b 4 92 0 25 c 堿解氮 Alkali N 0 817 0 027 a 0 520 0 011 b 0 511 0 019 b 0 506 0 029 b 0 455 0 007 c 有效磷 Olsen P 0 14 0 01 d 1 68 0 04 b 1 72 0 03 ab 1 74 0 03 a 1 54 0 02 c 速效鉀 Available K 0 108 0 002 b 0 135 0 003 a 0 112 0 003 b 0 079 0 001 c 0 029 0 002 d 鈣 Ca 22 16 2 76 a 15 62 0 14 b 15 01 1 71 b 17 24 1 85 b 14 79 1 09 b 鎂 Mg 0 08 0 00 d 6 54 0 34 c 6 85 0 36 c 9 34 0 67 a 8 57 0 33 b 注 同列不同小寫字母表示處理間差異在P 0 05水平顯著 Note Different lowercase letters in same column indicate significant differences among treatments at P 0 05 level 208 4 期 陳春林等 發(fā)酵花生殼和牛糞替代草炭基質(zhì)的番茄育苗效果分析 著提高84 在T3處理下差異不顯著 在T1和T2 處理下分別顯著下降39 和64 但T1和T2處 理間無(wú)顯著差異 植株鉀含量在T1 T2 T3和T4 處理下分別為CK的2 97 2 57 2 26和1 53倍 且 4個(gè)處理間差異均達(dá)顯著水平 2 4 不同基質(zhì)處理對(duì)番茄植株影響的綜合評(píng)價(jià) 由于植株各性狀指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)植物響應(yīng)環(huán)境變 化均有重要意義 且各性狀指標(biāo)間可能存在信息 重疊 若采用單一指標(biāo)不能準(zhǔn)確評(píng)估不同基質(zhì)處 理對(duì)植物的影響 因此 本研究利用主成分分析 法提取出相互獨(dú)立的綜合指標(biāo) 結(jié)合模糊隸屬函 數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)估 通過(guò)主成分分析 提取出的前2個(gè)主成分累 積反映了全部原始變量87 96 的信息 表5 表 明其可以作為評(píng)估不同基質(zhì)處理下番茄植株性狀 變化的綜合指標(biāo) 各指標(biāo)在坐標(biāo)軸上的投影可反 映其相關(guān)性大小 投影在正坐標(biāo)軸為正相關(guān) 反之 為負(fù)相關(guān) 圖3 主成分1與葉面積 植株鈣含量 總干重 莖粗和壯苗指數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0 99 圖1 播種后不同時(shí)期基質(zhì)的酶活性 Fig 1 Enzyme activity of substrates at different times after sowing 表4 不同基質(zhì)處理下的番茄植株形態(tài)指標(biāo) Table 4 Index of tomato plant morphology under different substrate treatments 處理 Treatment CK T1 T2 T3 T4 株高 Plant height cm 8 52 0 31 d 9 02 0 61 d 10 48 1 76 c 13 38 0 78 a 11 90 0 72 b 莖粗 Stem diameter mm 2 96 0 13 b 3 41 0 21 a 3 38 0 25 a 3 44 0 22 a 3 06 0 31 b 葉面積 Leaf area cm 2 33 85 3 25 c 52 31 12 33 ab 51 70 8 48 ab 63 65 8 56 a 48 20 14 41 b 總干重 Total dry weight g 0 34 0 03 c 0 43 0 05 bc 0 40 0 06 bc 0 55 0 12 a 0 46 0 11 ab 壯苗指數(shù) Seedling index 0 084 0 018 b 0 098 0 014 ab 0 087 0 017 ab 0 107 0 016 a 0 094 0 020 ab 注 同列不同小寫字母表示處理間差異在P 0 05水平顯著 Note Different lowercase letters in same column indicate significant differences among treatments at P 0 05 level 209 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 25 卷 0 91 0 88 0 84和0 81 且均達(dá)顯著水平 主成分 2與植株磷含量顯著相關(guān) 因此 主成分1主要由 葉面積 植株鈣含量 總干重 莖粗和壯苗指數(shù)決 定 主成分2主要由植株磷含量決定 根據(jù)主成分分析結(jié)果分別計(jì)算各處理下2個(gè) 主成分的主成分值 C 1 C 2 和隸屬函數(shù)值 U 1 U 2 并由2個(gè)主成分特征值得到其權(quán)重 W 1 W 2 分別 為0 72和0 28 最后 依據(jù)隸屬函數(shù)值和權(quán)重計(jì) 算得到不同處理下的番茄植株綜合評(píng)價(jià)得分 表6 綜合評(píng)價(jià)得分由高到低依次為T3 T4 T2 T1 CK 表明T3處理即發(fā)酵花生殼 牛糞和珍 珠巖體積比4 2 3為本研究中適合番茄育苗的最 優(yōu)基質(zhì)配方 2 5 基質(zhì)理化特性與植株性狀指標(biāo)間關(guān)系分析 在對(duì)植株性狀進(jìn)行主成分分析的基礎(chǔ)上 添 加基質(zhì)理化特性為補(bǔ)充變量 通過(guò)分析可知 圖3 基質(zhì)總氮 基質(zhì)總鉀 堿解氮 有效磷 鎂 和過(guò)氧化氫酶與主成分1呈顯著相關(guān) 相關(guān)系數(shù) 分別為 0 89 0 83 0 87 0 93 0 94和0 91 而EC 有機(jī)質(zhì)和速效鉀與主成分2呈顯著負(fù)相關(guān) 對(duì)基 質(zhì)理化特性與植株綜合評(píng)價(jià)得分相關(guān)分析表明 表5 植株性狀指標(biāo)主成分分析 Table 5 Principal component analysis of plant trait indicators 指標(biāo) Indicator 植株氮含量Plant N content 植株磷含量Plant P content 植株鉀含量Plant K content 植株鈣含量Plant Ca content 植株鎂含量Plant Mg content 株高Plant height 莖粗Stem diameter 葉面積Leaf area 總干重Total dry weight 壯苗指數(shù)Seedling index 特征值Eigenvalues 貢獻(xiàn)率Contribution rate 累計(jì)貢獻(xiàn)率Cumulative contribution rate 主成分 Principal component 1 0 31 0 10 0 29 0 36 0 31 0 30 0 34 0 39 0 35 0 32 6 33 63 28 63 28 2 0 37 0 55 0 41 0 18 0 10 0 37 0 33 0 01 0 26 0 19 2 47 24 68 87 96 注 同一指標(biāo)內(nèi)不同小寫字母表示處理間差異在P 0 05水平顯著 Note Different lowercase letters in same indicator mean significant differences among treatments at P 0 05 level 圖2 不同基質(zhì)處理下的番茄植株?duì)I養(yǎng)元素含量 Fig 2 Content of nutrients in tomato plants under different substrate treatments 210 4 期 陳春林等 發(fā)酵花生殼和牛糞替代草炭基質(zhì)的番茄育苗效果分析 基質(zhì)pH 總氮 堿解氮 有效磷 鎂 脲酶和過(guò)氧化 氫酶與植株綜合評(píng)價(jià)得分相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著水平 相關(guān)系數(shù)分別為0 90 0 95 0 88 0 86 0 98 0 83和0 96 圖4 因此 基質(zhì)中總氮 堿解氮 有 效磷 鎂和過(guò)氧化氫酶是影響植株性狀的關(guān)鍵變 量 pH 有機(jī)質(zhì) 總鉀 速效鉀和脲酶為次要變量 EC 容重 基質(zhì)總磷 鈣 蔗糖轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶對(duì) 植株性狀影響較小 注 P N 植株氮含量 P P 植株磷含量 P K 植株鉀含量 P Ca 植株鈣含量 P Mg 植株鎂含量 PH 株高 SD 莖粗 LA 葉面 積 DW 總干重 SI 壯苗指數(shù) BD 基質(zhì)容重 OM 基質(zhì)有機(jī)質(zhì) TN 基質(zhì)總氮 TP 基質(zhì)總磷 TK 基質(zhì)總鉀 AN 堿解氮 OP 有效磷 AK 速效鉀 INV 蔗糖轉(zhuǎn)化酶 URE 脲酶 PHO 磷酸酶 CAT 過(guò)氧化氫酶 實(shí)線代表主成分分析原始變量 虛線代表主 成分分析補(bǔ)充變量 1 表示該指標(biāo)與主成分1顯著相關(guān) 2 表示該指標(biāo)與主成分2顯著相關(guān) Note P N Plant N content P P Plant P content P K Plant K content P Ca Plant Ca content P Mg Plant Mg content PH Plant height SD Stem diameter LA Leaf area DW Total dry weight SI Seedling index BD Bulk density OM Organic matter TN Substrate total N TP Substrate total P TK Substrate total K AN Alkali N OP Olsen P AK Available K INV Invertase URE Urease PHO Phosphatase CAT Catalase The solid line represents the original variables for principal component analysis the dashed line represents the supplementary variables for principal component analysis 1 represents that the index is significantly correlated with principal component 1 PC1 2 represents that the index is significantly correlated with principal component 2 PC2 圖3 各基質(zhì)理化特性與植株性狀指標(biāo)間關(guān)系 Fig 3 Relationship between the physicochemical properties of substrate and the indicators of plant traits 表6 綜合評(píng)價(jià) Table 6 Comprehensive evaluation 處理 Treatment CK T1 T2 T3 T4 C 1 2 88 16 46 16 39 22 79 12 54 C 2 9 98 19 51 18 40 11 13 3 13 U 1 0 00 0 75 0 75 1 00 0 60 U 2 0 58 0 00 0 07 0 51 1 00 W 1 0 72 0 72 0 72 0 72 0 72 W 2 0 28 0 28 0 28 0 28 0 28 綜合評(píng)價(jià)得分 Comprehensive evaluation score 0 16 0 54 0 56 0 86 0 71 211 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 25 卷 3 討論 不同環(huán)境條件下生長(zhǎng)的植物 其性狀指標(biāo)差 異很大 可用植物的性狀表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)環(huán)境條件的 優(yōu)劣程度 22 在評(píng)價(jià)過(guò)程中 由于采用單一指標(biāo) 存在片面性的問(wèn)題 23 故本研究以植株?duì)I養(yǎng)元素 含量和形態(tài)指標(biāo)為原始變量 利用主成分分析和 隸屬函數(shù)法 綜合評(píng)估不同復(fù)配基質(zhì)用于番茄育 苗時(shí)的適宜程度 本試驗(yàn)所用復(fù)配基質(zhì)中最適合 番茄育苗的為T3處理 其次為T4處理 然后依次 為T2 T1 CK處理 表明發(fā)酵花生殼和牛糞復(fù)配 可替代草炭作為番茄的育苗基質(zhì) 且基質(zhì)中發(fā)酵 花生殼含量比牛糞含量高時(shí)效果更好 研究結(jié)果 與前人在生菜 14 和番石榴 15 上的結(jié)論相似 但馮 雪峰等 16 研究認(rèn)為 發(fā)酵花生殼與牛糞比例相同 時(shí)有利于番茄的生長(zhǎng) 這可能是由于其基質(zhì)中添 加了竹削 部分替代了發(fā)酵花生殼的作用 基質(zhì)理化性質(zhì)決定了植物的性狀表現(xiàn) 但不 同理化特性對(duì)植物生理和生長(zhǎng)發(fā)育所起的決定作 用不同 24 本研究發(fā)現(xiàn) 所用基質(zhì)中影響植株性 狀的關(guān)鍵理化特性是基質(zhì)總氮 堿解氮 有效磷 鎂和過(guò)氧化氫酶活性 其次是pH EC 有機(jī)質(zhì)含 量 基質(zhì)總鉀 速效鉀和脲酶活性 郝丹等 25 以園 林廢棄物堆肥和牛糞作為基質(zhì) 發(fā)現(xiàn)影響金盞菊 形態(tài)指標(biāo)的栽培基質(zhì)解釋量中 有機(jī)質(zhì) pH 有效 磷 速效鉀和總氮占比達(dá)60 0 以上 是主要決定 因子 與本研究結(jié)果相似 本研究中 基質(zhì)容重 總磷含量 鈣含量 蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性和磷酸酶活性 等對(duì)番茄植株性狀影響較小 這可能是試驗(yàn)所 用基質(zhì)容重均在理想容重 0 1 0 8 g cm 1 范圍 內(nèi) 26 而花生殼等原料中富含的磷 鈣和糖類物質(zhì) 可充分滿足植株生長(zhǎng)需求 且為酶促反應(yīng)提供了 充足的底物 27 使得容重 總磷含量 鈣含量 蔗糖 轉(zhuǎn)化酶和磷酸酶活性不再成為影響番茄植株性狀 的主要因素 本研究發(fā)現(xiàn) 相比于發(fā)酵花生殼和牛糞復(fù)配 的基質(zhì) CK基質(zhì)的理化特性不均衡 在影響植株 性狀的關(guān)鍵變量和次要變量中 CK基質(zhì)的總氮含 量和堿解氮含量最高 而pH 總鉀含量 有效磷含 量 鎂含量 過(guò)氧化氫酶活性最低 此外 相關(guān)性 分析表明總氮含量和堿解氮含量與植株性狀呈負(fù) 相關(guān) 已有研究結(jié)果也表明 草炭基質(zhì)雖然通氣 透水性好 有機(jī)質(zhì)含量豐富 但也存在有效養(yǎng)分含 量極低的問(wèn)題 不利于植株的生長(zhǎng)和發(fā)育 25 28 相反 發(fā)酵的牛糞中養(yǎng)分含量較高 通過(guò)與透氣性 好的發(fā)酵花生殼復(fù)配 所形成的基質(zhì)綜合理化特 性較均衡 發(fā)酵花生殼和牛糞復(fù)配基質(zhì)良好的理 化特性使其能夠替代草炭作為育苗基質(zhì) 本研究中總氮 堿解氮 有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量 在CK和T1處理中較高 而在T3和T4處理下較 低 且總氮 堿解氮 有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量與植株 性狀呈負(fù)相關(guān) 說(shuō)明草炭和發(fā)酵牛糞中總氮 速效 鉀 有機(jī)質(zhì)含量可能較高 導(dǎo)致CK和T1處理植株 的綜合性狀較差 CK處理植株中氮含量最高 T1 處理下植株中鉀含量最高 證明植物吸收了較多 的氮和鉀 植物吸收氮過(guò)多會(huì)造成體內(nèi)碳氮比失 調(diào) 根系變?nèi)醭尸F(xiàn)細(xì) 短 輕的特點(diǎn) 29 30 此外 基 質(zhì)氮含量過(guò)高 硝化作用強(qiáng)烈 會(huì)釋放大量H 抑 注 和 分別表示相關(guān)在P 0 05和P 0 01水平顯著 字母代號(hào)同圖3 Note and indicate significant correlations at P 0 05 and P 0 01 levels respectively letter code is same to Figure 3 圖4 各基質(zhì)理化特性與植株綜合評(píng)價(jià)得分相關(guān)系數(shù) Fig 4 Coefficient of correlation between physicochemical properties of substrate and comprehensive evaluation score of plants 212 4 期 陳春林等 發(fā)酵花生殼和牛糞替代草炭基質(zhì)的番茄育苗效果分析 制植物的生長(zhǎng) 31 本研究發(fā)現(xiàn) 植株鉀含量與鈣 和鎂含量均呈負(fù)相關(guān) 表明速效鉀過(guò)多 由于離子 間拮抗作用抑制了植物對(duì)鈣和鎂的吸收 造成植 株長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?這與已有研究結(jié)論一致 32 33 適量 的有機(jī)質(zhì)對(duì)植物的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用 但有機(jī)質(zhì)是 一種天然螯合劑 可以與鐵 錳等金屬微量元素 離子螯合 34 在CK和T1處理基質(zhì)中有機(jī)質(zhì) 含量達(dá)22 可能會(huì)使部分微量元素的有效性降 低 進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng) 另外 T1和T2處理中 EC值均高于理想育苗基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的上限 2 0 mS cm 1 35 而高EC會(huì)使植株根系吸水困 難 最終抑制植株的生長(zhǎng) 與之相反 T3和T4處 理中較低的總氮