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基质对无土栽培大豆幼苗生长的影响
李云1, 张进忠1, 2, 李孝良3
(1. 西南大学资源环境学院, 重庆400716; 2. 重庆市农业资源与环境重点实验室, 重庆400716; 3. 安徽科技学院, 安徽蚌埠233100)
无土栽培与传统土壤培养相比具有提高作物产量, 改善品质, 提高生产效率, 适宜地域广泛[ 1] 等优点, 它在现代社会中的应用已越来越广, 尤其在蔬菜无土栽培[ 2] 这一领域。基质栽培是目前无土栽培的主要形式, 占无土栽培的90% 以上。基质是能为植物提供稳定协调的水、肥、气结构的生长基质, 它除了支持固定植株外, 更重要的是充当/ 中转站0的作用, 使来自营养液的水分得以中转, 植物根系从中按需选择吸收。目前国内外使用的基质种类很多, 通常可分为有机基质、无机基质和混合基质。笔者选用目前常用的几种无机基质, 探讨对大豆幼苗生长的影响, 为以后基质栽培中基质的选择利用和生产管理提供参考。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
1. 1. 1 供试作物: 早熟毛豆。
1. 1. 2 供试基质: 选用珍珠岩、蛭石、石英砂及珍珠岩:蛭石( 1:1) 4 种无机基质, 并以安徽科技学院种植园中Q3 母质上发育的黄褐土为参照, 其基本性质见表1。
1. 2 试验方法 采用单因素方案设计, 设5 个处理, 重复4次, 其中1 次为采样重复, 其余3 次供测性状及品质分析。大豆无土栽培营养液( 大量元素) 配方见文献[ 3] 。试验采用1/ 2 浓度, 微量元素采用阿农微量元素配方。大豆土培肥料配方[ 4] : 尿素0. 09 g/ kg, 过磷酸钙1. 25 g/ kg, 氯化钾0. 17 g/ kg。采用盆钵基质培养的形式。盆钵直径21 cm, 高12 cm,底部留有4 个出水孔, 便于通气和衡量水分或养分的吸收状况, 盆钵底内覆盖一块纱布以减少肥料和基质的损失。每4 盆为1 个处理, 共5 个处理分别装入珍珠岩、蛭石、石英砂、混合基质和土壤, 每盆播种4 株。大豆于2005 年5 月8日开始采用盆钵基质育苗, 5 月26 日取1 组重复测定根系活度, 6 月2 日将剩下的3 组重复全部取出测其苗高、苗粗、干重、鲜重、壮苗指数和根系活度6 项指标, 6 月2 日试验结束, 共育苗25 d。
1. 3 采样方法 每盆选取长势较为一致的幼苗4 株, 测定苗高、苗粗、鲜重、干重、壮苗指数和根系活度。
1. 4 测定内容 包括: 苗高、苗粗、鲜重、干重、壮苗指数[ 5] 、G 值( G= W/ T= 茎叶干重/ 育苗天数) 、根系活度( 根系阳离子交换量CEC) [ 6] 。
1. 5 数据处理 数据分析采用取平均值、直观比较、方差分析及多重比较等方法。
2 结果与分析
2. 1 不同基质对大豆幼苗株高的影响
作物生长过程中株高的变化可反映作物的生长态势。株高一般受到作物品种特性、光照、水分等因素的影响, 维持适宜的株高是作物高产的关键, 而光照弱和水分多易造成作物徒长, 形成弱苗[ 8] 。而水分缺乏会造成株高偏低, 也不利于高产。几种基质栽培大豆的株高有较大差异( 图1) , 以石英砂为介质栽培的大豆由于石英砂较强的保水性造成水分过多而形成弱苗, 株高达38. 0 cm。以土壤为介质栽培的大豆株高较低, 为13. 6 cm。几种基质中以蛭石和珍珠岩:蛭石( 1:1) 混合基质栽培的大豆株高较适宜, 较好地满足了大豆生长的需要。
2. 2 不同基质对大豆幼苗干重的影响
幼苗干重表示前期大豆干物质积累状况, 反映了前期光合作用的强度[ 7] 。干物质积累多有利于后期产量的形成, 达到高产。不同基质栽培的大豆幼苗干重有较大差异( 表2) , 其中珍珠岩:蛭石( 1:1) 混合基质的处理的干重最高, 与其他4 个处理都有显著或极显著差异, 说明该复合基质较好地适应了大豆幼苗生长的需要, 有利于干物质积累, 是一种较好的无土栽培基质。
2. 3 不同基质对大豆壮苗指数的影响
壮苗指数是评价大豆幼苗品质的一个重要指标, 壮苗指数越大, 说明幼苗质量越好。壮苗指数中涉及的苗高、苗粗、苗干重以及育苗天数等均能反映大豆幼苗的生长状况。通常的壮苗指数有2个指标, 可根据具体情况选择。通过对5 种基质中大豆幼苗壮苗指数的对比( 表2) 表明, 以壮苗指数¹ 为衡量指标,混合基质和土壤的壮苗指数较大; 而从壮苗指数º 来看, 又以石英砂和混合基质的较大。珍珠岩和蛭石均为层状硅酸盐矿物[ 9] , 但珍珠岩为1:1 型, 同晶置换少, 带电荷低, 颗粒较大, 而蛭石为2:1 型, 带电荷多, 且有吸水膨胀的特性。单独使用其理化性质均不适宜, 但形成混合基质, 有较好的物理性质( 持水性和透气性) , 也有较强的养分缓冲能力和酸碱缓冲能力, 能够适应大豆生长的需要, 表现出大豆幼苗长势好、苗壮, 有利于后期高产, 生产中可选用。
2. 4 不同基质对大豆幼苗根系活力的影响
根系活度, 通常采用阳离子交换量CEC 来衡量[ 4] 。CEC 反映了根系吸收基质养分的强弱和多少。从表2 可看出, 不同基质栽培大豆幼苗根系CEC 存在较大差异: 石英砂、珍珠岩:蛭石( 1:1)混合基质的根系CEC 较高, 分别为9. 10 和8. 97 cmol/ kg, 也与土壤栽培相近( 8. 98 cmol/ kg) , 这3 个处理间无显著差异,但它们与其他2 个处理间都存在极显著差异, 以单一的珍珠岩、蛭石基质栽培的大豆幼苗根系CEC 较低, 这可能是珍珠岩:蛭石( 1:1) 混合基质和石英砂较好地满足了大豆根系生长的外界环境条件, 促进了根系的生长有关。珍珠岩:蛭石( 1:1) 混合基质和石英砂均有良好的通气性, 孔隙也较大, 利于根系的生长, 提高了根系吸收养分的能力。
3 结论
( 1) 不同基质栽培的大豆幼苗长势不同。珍珠岩:蛭石( 1:1) 混合基质栽培的大豆幼苗干物质积累量大, 株高较适宜, 壮苗指数高, 利于大豆壮苗的形成; 其他单一基质幼苗长势相对较差。
( 2) 不同基质栽培的大豆根系活力(CEC) 有较大差异。以珍珠岩:蛭石( 1:1) 混合基质和石英砂栽培的大豆根系CEC 较高, 分别为8. 97 和9. 10 cmol/ kg。
( 3) 几种无机基质中以珍珠岩:蛭石( 1:1) 混合基质栽培大豆较为适宜。
( 4) 试验仅对大豆幼苗的生长状况进行了探讨, 而对大豆产量性状及品质指标的影响及其他类型的基质的研究还有待于今后进行。
