鮮開梅

摘 要：為確定適宜辣椒無土穴盤育苗基質(zhì)配方，以玉米芯為發(fā)酵原料，EM酵素菌、有機(jī)物料腐熟劑、金寶貝菌劑為發(fā)酵菌劑，以篩選出最佳的發(fā)酵菌劑，后將用最佳菌劑發(fā)酵好的玉米芯與蛭石、珍珠巖按不同比例復(fù)配，進(jìn)行育苗配比優(yōu)化試驗。結(jié)果表明，EM酵素菌為最佳發(fā)酵菌劑；玉米芯固持作用差，適合與其他基質(zhì)復(fù)配，可形成理化性質(zhì)良好的有機(jī)型基質(zhì)，以復(fù)配基質(zhì)處理A1（玉米芯∶蛭石=1∶1）和A4（玉米芯∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1）辣椒幼苗干質(zhì)量、鮮質(zhì)量、壯苗指數(shù)較高，與對照水平相似，且出苗率較高，出苗期較集中。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵菌劑；玉米芯；復(fù)配基質(zhì)；理化性質(zhì)；辣椒；生長發(fā)育

中圖分類號：S641.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-3547（2014）18-0060-05

育苗基質(zhì)是無土育苗的重要組成部分。大量的被拋棄或燃燒的廢棄物經(jīng)過一定的加工處理后可作為良好的環(huán)保型無土栽培有機(jī)基質(zhì)。近年來，科研工作者利用各種農(nóng)業(yè)有機(jī)物及某些廢棄物研制合成了成本低、資源豐富、可再生的環(huán)保無土栽培有機(jī)基質(zhì)，在各種園藝作物上栽培應(yīng)用效果良好。

目前主要通過高溫好氧堆肥化處理，使有機(jī)廢棄物中不穩(wěn)定的有機(jī)物經(jīng)生物氧化和腐熟后形成性質(zhì)穩(wěn)定、對農(nóng)作物無害的堆肥產(chǎn)品。但堆肥速度與質(zhì)量依基質(zhì)種類、發(fā)酵條件（發(fā)酵微生物、基質(zhì)

C/N比、含水、氧量等）而不同。

傳統(tǒng)秸稈堆肥采用改善環(huán)境條件或增加營養(yǎng)、利用土著微生物來降解作物秸稈。但由于有益微生物量少，因此往往存在發(fā)酵時間長、產(chǎn)生臭味且肥效低等問題[1，2]。作物秸稈含大量木質(zhì)纖維素，難以被充分利用或被大多數(shù)微生物直接作為碳源轉(zhuǎn)化利用[3]。在發(fā)酵過程中，粗脂肪和碳水化合物容易降解，纖維素和半纖維素較難降解，木質(zhì)素基本不降解，木質(zhì)纖維素的生物降解成為生物技術(shù)處理作物秸稈的關(guān)鍵，也是近年來的研究重點(diǎn)。

研究表明[4～6]，接種微生物菌劑或有效的菌種進(jìn)行秸稈堆肥，反應(yīng)進(jìn)程將得到明顯促進(jìn)。陳華癸[7]曾指出，在堆肥過程中，人為接種微生物，可加速腐熟，且形成高溫利于消滅某些病原體、蟲卵和雜草種子等。目前有采用單一菌株作為發(fā)酵劑的，也有采用高效復(fù)合菌劑作為發(fā)酵劑的。此外，在堆肥發(fā)酵過程中加入木質(zhì)素分解菌，以促進(jìn)木質(zhì)素這類難降解有機(jī)物質(zhì)的分解，可有效縮短發(fā)酵時間，提高堆肥處理效果。

玉米芯是玉米的副產(chǎn)品，新疆地區(qū)玉米資源豐富，每年經(jīng)過脫粒后的玉米芯，倘若經(jīng)過腐熟堆肥化作用后作為無土栽培基質(zhì)，將利于資源的綜合利用和地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前利用玉米芯開發(fā)基質(zhì)的研究很少，因此，本試驗旨在通過將我區(qū)來源廣泛、成本較低的玉米芯作為原料，研制開發(fā)本土化無土栽培有機(jī)基質(zhì)，為玉米芯發(fā)酵基質(zhì)的工廠化生產(chǎn)和應(yīng)用提供理論和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2013年3月5日至12月10日在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗站設(shè)施溫室內(nèi)進(jìn)行。以玉米芯為材料。試驗采用的3種市售微生物菌劑分別是EM酵素菌（購于河南磐龍酵素菌生物工程有限公司）、有機(jī)物料腐熟劑（購于北京世紀(jì)阿姆斯生物技術(shù)有限公司）、金寶貝菌劑（購于北京華夏康源科技有限公司）。供試基質(zhì)為發(fā)酵好的玉米芯與蛭石、珍珠巖的不同復(fù)配基質(zhì)。所用穴盤為國產(chǎn)72孔穴盤。所用制干辣椒供試品種為里格爾87-5（購于石河子）。

1.2 試驗處理

①發(fā)酵菌劑篩選 試驗采用堆肥化腐熟處理，堆置前將玉米芯粉碎至0.3～0.5 cm，玉米芯添加羊糞、尿素以及水等配料，調(diào)配至適宜的C/N比（30∶1）及控制總物料含水量為50%～60%，將預(yù)培養(yǎng)的菌劑均勻地與玉米芯基質(zhì)充分混合。試驗共設(shè)置4個處理（見表1），以不添加發(fā)酵菌劑的處理為對照（CK1）。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次。堆體直徑約1.5 m，高0.8 m，堆體上覆蓋塑料薄膜進(jìn)行發(fā)酵。堆肥發(fā)酵期間每天14：00時觀察堆體溫度，待堆體溫度達(dá)到65℃左右時，及時翻堆并調(diào)整水分含量在50%～60%。在試驗期間共取樣4次，依次為發(fā)酵后0、10、20、30 d，取各處理堆體中心部位處基質(zhì)100 g作為樣品，帶回實驗室使其自行風(fēng)干后進(jìn)行理化性質(zhì)的測定。待堆體溫度與環(huán)境溫度基本一致，發(fā)酵物料變成深褐色，無惡臭味時結(jié)束。

②玉米芯發(fā)酵基質(zhì)育苗 用篩選出的發(fā)酵菌劑進(jìn)行玉米芯發(fā)酵，將發(fā)酵好的玉米芯基質(zhì)與珍珠巖和蛭石分別按照不同體積比進(jìn)行復(fù)配，具體試驗處理方案見表2，以草炭∶蛭石=1∶1基質(zhì)作為對照。播種前催芽，當(dāng)發(fā)芽率在90%左右的時候選擇出芽一致的種子播在72穴盤內(nèi)。每個處理播3盤，隨機(jī)排列。全部處理在育苗后期澆灌營養(yǎng)液。待6葉1心的時候測其生理和生長指標(biāo)。

1.3 測定內(nèi)容及方法

①基質(zhì)基本物理性質(zhì) 將玉米芯裝入容積（V）已知的容器中，向內(nèi)加水至飽和狀態(tài)，而后稱飽和水狀態(tài)下玉米芯質(zhì)量W1，稱取24 h后玉米芯質(zhì)量W2、風(fēng)干后玉米芯質(zhì)量W3、烘干玉米芯質(zhì)量W4。計算方法，容重=W4/V；吸濕水（%）=（W3-W4）/W4×100%；總孔隙度（%）=（W1-W4）/V×100%；持水孔隙度（%）=（W2-W4）/V×100%；通氣孔隙度=總孔隙度-持水孔隙度；大小孔隙比=通氣空隙/持水空隙[8]。

②基質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 將干基質(zhì)與蒸餾水以1∶5

（W/V）的比例混合，充分振蕩，經(jīng)24 h后取濾液，測定pH值和電導(dǎo)率（EC值）。

③幼苗形態(tài)指標(biāo) a.株高與莖粗。每處理隨機(jī)抽取3株苗，測取平均值，用直尺測量株高，用游標(biāo)卡尺測量靠子葉上方平行子葉方向的莖粗。

b.干質(zhì)量。分別取植株地上部、地下部置于烘箱105℃殺青15 min，80℃恒溫24 h，然后稱其質(zhì)量。

c.壯苗指數(shù)的計算。壯苗指標(biāo)=（地下部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量+莖粗/株高）×全株干質(zhì)量。

d.根冠比。地下部分的干質(zhì)量或鮮質(zhì)量比地上部分的干質(zhì)量或鮮質(zhì)量。endprint

④生理指標(biāo) 用葉綠素儀測定功能葉片的葉綠素含量；根系活力的測定采用TTC比色法[9]；可溶性糖的測定采用蒽酮比色法[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)取平均值，采用 Microsoft Excel 2003和DPS 7.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并對差異顯著的指標(biāo)進(jìn)行Duncan's多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米芯發(fā)酵菌劑的篩選

通過對不同處理玉米芯基質(zhì)發(fā)酵過程中溫度、理化性質(zhì)及養(yǎng)分含量的變化分析，研究結(jié)果表明，添加3種不同微生物菌劑可以有效迅速使玉米芯發(fā)酵腐熟，縮短發(fā)酵時間，其中添加酵素菌的玉米芯發(fā)酵效果最佳。

2.2 玉米芯發(fā)酵基質(zhì)復(fù)配后的主要理化性狀

一般認(rèn)為理想基質(zhì)的物理性質(zhì)如下，容重為0.1～0.8 g/cm3，最佳容重0.5 g/cm，總孔隙度>70%，持水孔隙40%～75%，水氣比在1～4，pH值范圍為6～8，電導(dǎo)率<2.6 mS/cm。

由表3可以看出，復(fù)配基質(zhì)的容重在0.223～0.314 g/cm3，為較理想的基質(zhì)，A2處理表現(xiàn)為最高，為0.314 g/cm3，與其他各處理差異明顯。總孔隙度在69.57%～79.68%，水氣比在1.62～2.11，pH值在7.15～7.88，電導(dǎo)率在2.17～3.83，CK和A3處理的電導(dǎo)率在理想范圍內(nèi)。A1處理中蛭石的量大于A2處理，A1的總孔隙度、持水孔隙度、通氣孔隙度高于A2。玉米芯與蛭石、珍珠巖等多種基質(zhì)復(fù)配后其理化性質(zhì)發(fā)生了變化，絕大部分混合基質(zhì)的容重比CK的容重有所增加，通氣空隙增大，持水空隙略微升高。與CK相比，玉米芯經(jīng)過與蛭石和珍珠巖復(fù)配后，各處理的理化性質(zhì)均符合栽培基質(zhì)的要求。 2.3 不同復(fù)配基質(zhì)對辣椒不同時期形態(tài)指標(biāo)的影響

不同基質(zhì)配方處理下植物株高、葉片數(shù)、干鮮質(zhì)量可直觀反映作物生長勢及通過光合作用合成碳水化合物的量，根冠比反映作物地上、地下部生長的均衡度，壯苗指數(shù)則直接反映作物的健壯程度，綜合分析以上指標(biāo)可較客觀反映植株的生長情況。

從表4可看出，不同復(fù)配基質(zhì)對播后25 d辣椒幼苗的形態(tài)指標(biāo)影響較大。播后25 d辣椒幼苗株高在7.53～8.86 cm，A4的株高大于CK，且A1、A4和CK間差異不顯著。莖粗在3.51～4.05 mm，A1和A4的莖粗大于CK，但A1、A4和CK間無顯著差異，基于玉米芯的5個處理中以A1和A4綜合表現(xiàn)最好。除A1和A3，其他處理辣椒幼苗地上部分的干質(zhì)量都較對照有較小幅度增加。各處理地下部分的干質(zhì)量均小于對照，A4最大，為0.147 g，但各處理與CK均無顯著差異。各處理辣椒幼苗的根冠比均小于對照，A4最大，為0.39，與CK無顯著差異，以A5最差，根冠比最低。A4處理的壯苗指數(shù)大于對照及其他各處理，與A2、A3和A5差異顯著，A1與對照相比無顯著差異。

從表5中可以看出，不同復(fù)配基質(zhì)對播后35 d辣椒幼苗的形態(tài)指標(biāo)影響較大，在播后35 d，以A1、A4綜合表現(xiàn)最好，其中A4處理的株高、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量大于對照及其他各處理。播后35 d辣椒幼苗的株高在10.26～13.18 cm，A1、A3和A4株高均大于CK，且A1和CK間差異不顯著，A4與CK相比增加15.7%，差異顯著。莖粗在4.21～4.97 mm，A2的莖粗大于CK，但二者之間無顯著差異。除A2和A5，其他各處理對辣椒幼苗地上部分的干質(zhì)量都較CK有較小幅度的增加。各處理（除A4外）地下部分的干質(zhì)量均小于CK，A4在各處理中表現(xiàn)為最大，干質(zhì)量為0.284 g，與CK無顯著差異。各處理辣椒幼苗的根冠比均小于CK，A4最大，為0.246 g，與CK無顯著差異，以A3最差，其根冠比最低。A4的壯苗指數(shù)小于A1和CK，且無明顯差異。

2.4 不同復(fù)配基質(zhì)對辣椒不同時期生理指標(biāo)的影響

①葉綠素含量 從圖1可以看出，播種后25～35 d，幼苗葉片中葉綠素含量在26.8～34.2 mg/g。除A1、A4隨著時間的延長，葉綠素含量有較小的增加量，其他各處理和對照均隨著時間的延長葉綠素含量降低，但升高或降低的幅度較小，差異不顯著。A1、A4和CK之間差異不顯著，與其他各處理差異顯著。從葉綠素含量看，CK的含量最高，其次是A1、A4、A3和A2處理，A5處理葉綠素含量最低。

②根系活力 從圖2可以看出，除處理A5外，其余各處理播種后35 d的幼苗根系活力較播種后25 d增加12.3%～15.7%。播種后35 d，A1和A4的根系活力最強(qiáng)，與對照無顯著差異，但與A2、A3、A5差異顯著。

③可溶性糖含量 從圖3可看出，播種后25 d各處理中可溶性糖含量在2.38%～2.67%，A1、A2、A3之間無顯著差異，但較A4、A5差異顯著。在播種后25～35 d，幼苗中可溶性糖迅速積累，播種后35 d各處理可溶性糖含量在4.72%～5.03%，與播種后25 d相比，可溶性糖含量增加了88.4%～98.3%。但播種后35 d，各處理與對照之間無顯著差異，且各處理之間差異不顯著。

從圖1～3可以看出，各處理之間的生理指標(biāo)除了可溶性糖含量在播后35 d差異不明顯外，葉綠素含量和根系活力均表現(xiàn)出差異。從葉綠素含量看，CK的含量最高，其次是A1、A4、A3、A2，A5含量最低。從根系活力的大小看，根系活力是增加的，在播后25 d時，A2、A3和A5的根系活力顯著低于其他處理，其他處理間無顯著差異，在播后35 d時，以A3、A5的根系活力顯著低于其他處理。從各項指標(biāo)綜合來看，A1和A4處理的葉綠素、根系活力、可溶性糖較高，與對照表現(xiàn)較一致。

3 討論與結(jié)論

育苗基質(zhì)在穴盤育苗中除了支持、固定植株外，更重要的是使水分得以存儲，植物根系從中按需選擇吸收養(yǎng)分，植物根系直接與基質(zhì)接觸，基質(zhì)質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定了植物營養(yǎng)的供給情況好壞。endprint

本試驗通過對玉米芯、蛭石、珍珠巖、草炭等的復(fù)配，研究不同復(fù)配基質(zhì)內(nèi)部理化性質(zhì)及其對辣椒幼苗生長發(fā)育等指標(biāo)的影響，以期從節(jié)約育苗成本、加大玉米芯廢棄物利用率等角度出發(fā)，篩選出適合溫室辣椒幼苗生長的最佳復(fù)配基質(zhì)配方。

玉米芯經(jīng)過與蛭石和珍珠巖復(fù)配后，各處理的理化性質(zhì)均符合栽培基質(zhì)的要求；不同復(fù)配基質(zhì)對辣椒幼苗（播后25 d和播后35 d）生長發(fā)育各指標(biāo)的影響以A1和A4處理的較為明顯，與CK差異不顯著；生理指標(biāo)除了可溶性糖含量差異不明顯外，葉綠素含量和根系活力均表現(xiàn)出較大差異，A1、A4處理的葉綠素含量、根系活力、可溶性糖含量較高，與CK表現(xiàn)較一致。

綜上所述研究結(jié)果表明，A1（玉米芯∶蛭石=1∶1）和A4（玉米芯∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1）處理的各項指標(biāo)綜合表現(xiàn)較好，為溫室辣椒幼苗生長較理想的復(fù)配基質(zhì)配方。

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[10] 李偉，作物秸稈綜合利用的創(chuàng)新技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2000，16（1）：14-17.endprint

本試驗通過對玉米芯、蛭石、珍珠巖、草炭等的復(fù)配，研究不同復(fù)配基質(zhì)內(nèi)部理化性質(zhì)及其對辣椒幼苗生長發(fā)育等指標(biāo)的影響，以期從節(jié)約育苗成本、加大玉米芯廢棄物利用率等角度出發(fā)，篩選出適合溫室辣椒幼苗生長的最佳復(fù)配基質(zhì)配方。

玉米芯經(jīng)過與蛭石和珍珠巖復(fù)配后，各處理的理化性質(zhì)均符合栽培基質(zhì)的要求；不同復(fù)配基質(zhì)對辣椒幼苗（播后25 d和播后35 d）生長發(fā)育各指標(biāo)的影響以A1和A4處理的較為明顯，與CK差異不顯著；生理指標(biāo)除了可溶性糖含量差異不明顯外，葉綠素含量和根系活力均表現(xiàn)出較大差異，A1、A4處理的葉綠素含量、根系活力、可溶性糖含量較高，與CK表現(xiàn)較一致。

綜上所述研究結(jié)果表明，A1（玉米芯∶蛭石=1∶1）和A4（玉米芯∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1）處理的各項指標(biāo)綜合表現(xiàn)較好，為溫室辣椒幼苗生長較理想的復(fù)配基質(zhì)配方。

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本試驗通過對玉米芯、蛭石、珍珠巖、草炭等的復(fù)配，研究不同復(fù)配基質(zhì)內(nèi)部理化性質(zhì)及其對辣椒幼苗生長發(fā)育等指標(biāo)的影響，以期從節(jié)約育苗成本、加大玉米芯廢棄物利用率等角度出發(fā)，篩選出適合溫室辣椒幼苗生長的最佳復(fù)配基質(zhì)配方。

玉米芯經(jīng)過與蛭石和珍珠巖復(fù)配后，各處理的理化性質(zhì)均符合栽培基質(zhì)的要求；不同復(fù)配基質(zhì)對辣椒幼苗（播后25 d和播后35 d）生長發(fā)育各指標(biāo)的影響以A1和A4處理的較為明顯，與CK差異不顯著；生理指標(biāo)除了可溶性糖含量差異不明顯外，葉綠素含量和根系活力均表現(xiàn)出較大差異，A1、A4處理的葉綠素含量、根系活力、可溶性糖含量較高，與CK表現(xiàn)較一致。

綜上所述研究結(jié)果表明，A1（玉米芯∶蛭石=1∶1）和A4（玉米芯∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1）處理的各項指標(biāo)綜合表現(xiàn)較好，為溫室辣椒幼苗生長較理想的復(fù)配基質(zhì)配方。

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