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以中药渣有机肥为主要材料的番茄育苗基质筛选

范文

刘新红宋修超罗佳马艳梁永红仇美华

摘要：番茄育苗基质每年的消耗量较大，而中药渣是养分丰富的农业废弃物，易于获得。在不添加其他肥料的情况下，采用正交试验方法，以中药渣为主要材料，开展番茄育苗基质筛选研究。结果表明，不使用无机或有机肥料，使用高比例中药渣进行配方的情况下，大部分配方处理基质养分含量能够实现番茄育苗，并显著优于对照市售基质。其中T4处理即中药渣∶椰糠∶草炭∶蛭石∶珍珠岩体积比为7∶2∶2∶1.5∶1.5时，番茄幼苗壮苗指数最高，是本研究的优选配方。此外，中药渣大量使用存在使用上限，使用比例高于70%（体积比）则显著抑制种子出苗，优选使用比例为50%（体积比）。

关键词：中药渣;番茄;育苗;基质配方

中图分类号：S641.206文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2020）22-0149-04

作者简介：刘新红（1978—），女，河南孟州人，副研究员，从事植物营养与农业废弃物资源化利用研究。E-mail：xhliu2011@126.com。

通信作者：马艳，研究员，从事植物营养与生物资源利用研究。E-mail：myjaas@sina.com.cn。

番茄（Lycopersiconesculentum）是世界范围内消费量最多的蔬果之一[1]。长期以来，使用农业生产中产出量较大的农业废弃物作为育苗基质的原材料已经成为越来越多研究人员的共识[2-4]。据统计，我国中草药年消耗量达数百万吨，药渣废弃物几千万吨[5]，并有逐年上升的趋势[6-7]。这些中药渣通常以废弃物的形式作为垃圾丢弃，或者焚烧或者填埋，不仅造成了环境污染，而且一定程度上浪费了资源。中草药药渣是中草药植物的根、茎、叶、花、全草等植物体，其中含有大量的氮、磷、钾和有机质，可以再次被利用作为营养物质使用[8]。青蒿和金银花是抗毒性中药的主要原料，在特定中药厂药渣中具有较高含量，其中除了含有丰富的养分外，还含有可能会对植物生长产生抑制作用的青蒿素和绿原酸[9-10]。本研究尝试在不添加其他肥料的情况下，使用青蒿和金银花为主要原料的中药渣有机肥为主要原料，针对性地开展番茄育苗基质筛选研究，对中药渣理化性质及育苗效果进行了研究，以期为中药渣废弃物综合利用提供技术支持。

1材料与方法

1.1番茄育苗基质配方所用材料

试验所使用中药渣原料来自于江苏省康缘药业中药渣废弃物，主要成分是金银花、青蒿、银杏叶及牡丹皮，草木比1∶2，经充分堆制腐熟形成有机肥。中药渣有机肥配方前，经过风干和过筛（2mm孔径）。配方所选用的辅料为草炭、蛭石、椰糠和珍珠岩，供试商品基质均购自南京市花卉物流中心。中药渣有机肥的主要理化性状见表1。

1.2试验方法

育苗试验安排在2018年5月18日至6月18日，环境最高温度35.2℃，最低温度19℃，平均温度25.85℃，试验地点为江苏省农业科学院的连栋玻璃温室大棚。试验按照5因素4水平正交试验设计，各处理重复3次，配方用量见表2。

1.3样品采集和指标测定

采用50孔标准穴盘进行番茄育苗，番茄品种为苏粉11号。各处理按照计划配方搅拌均匀，然后装盘播种，每穴2颗，清水喷淋浇灌。播种后第15天，统计出苗且子叶完全展开者为齐苗，齐苗率等于每穴盘齐苗数占播种总量（100颗）的百分比。选取穴盘中部番茄苗9株，分别测定株高、茎粗和鲜质量。然后将番茄根系小心挖出，用流动水洗掉黏附的基质，再用吸水纸吸干称取鲜质量。之后将幼苗地上部和地下部杀青烘干，分别称取干质量。根据指标测定值计算幼苗的壮苗指数，壮苗指数=茎粗/株高×全株干质量[11]。

基质的容重和孔隙度采用环刀法测定，pH值和EC值测定采用1∶5的土水比获得浸提后分别采用pH计和电导仪测定。基质氮磷钾含量的测定参照鲁如坤的方法[12]。

1.4数据分析

采用Excel2007软件进行数据基础整理，采用SPSS18.0软件进行显著性分析和极差分析。

2结果与分析

2.1不同处理中药渣基质理化特征

各处理基质理化特征见表3。不同处理中药渣育苗基质pH值、EC值和容重显著高于对照基质，总孔隙度、通气孔隙度和最大持水量显著低于对照基质，大部分处理氮磷养分含量显著高于对照基质。不同含量中药渣处理的pH值介于6.98～7.30之间，极差最大为草炭0.155，中药渣极差为0.098，增加草炭用量pH值呈下降趋势，增加中药渣用量pH值上升。不同含量中药渣处理的EC值介于3.07～4.21ds/m之间，极差最大为中药渣（0.49）和蛭石（0.56），中药渣使用量与EC呈显著负相关（r=-0.62，P=0.01）。影响各处理容重的主要材料為椰糠、珍珠岩、中药渣，极差分别为0.047、0.032、0.038。各处理总孔隙度、通气孔隙度和最大持水量主要受中药渣使用量影响（极差2.99、1.41、25.15），并与中药渣使用量呈负相关关系（r=-0.57、-0.43、-0.48;P=0.02、0.10、0.06）。中药渣使用量也是各处理氮、磷、钾总含量的主要影响因素，极差分别为第二极差（0.17）、第一极差（0.21）和第二极差（0.32），增加中药渣使用量后各处理总氮含量有增加趋势。

2.2不同处理基质对番茄幼苗的影响

从表4可以看出，T4处理株高、茎粗、地下部以及地上部鲜质量低于对照但差异不显著，齐苗率显著高于对照和除T5、T6、T11、T15处理外的其他处理，地上部干质量显著高于对照和除T5、T15处理外的其他处理，综合指标壮苗指数显著高于对照和除T15处理外的其他处理。中药渣用量比例升高对番茄幼苗的各个指标均产生了一定的抑制效应，T1和T2处理（中药渣有机肥体积占比为70%～88%）成苗的茎粗、株高、地上部干质量均显著低于对照和除T9处理外的其他处理（中药渣有机肥体积占比为58%～60%）。所有处理的地下部鲜质量（T6处理除外）、地下部干质量均低于对照。

3讨论及结论

中药渣有机肥是中草药用植物经熬煮后的产物，具有充足的养分，能够作为栽培材料进行育苗[13-14]。中药渣废弃物根据来源不同，理化性质不同，在育苗中使用比例从6%到75%各不相同，而高比例药渣使用于育苗过程有抑制成品苗品质的风险[15-16]。为了更好地提供药渣废弃物在育苗过程中的使用指导，本研究尝试在育苗配方中使用50.0%～87.5%比例的中药渣进行番茄育苗，育苗过程不添加额外养分。综合来看，T4处理即[JP3]中药渣∶椰糠∶草炭∶蛭石∶珍珠岩体积比为7∶2∶2∶1.5∶1.5时，番茄幼苗壮苗指数最高，并显著优于对照市场基质，是本研究的优选配方，其中主要是同等条件下提高了地上部物质累积量。因此，中药渣废弃物能够作为番茄育苗基质材料，本优选配方中的中药渣使用比例为50%，能大幅度降低育苗成本。

本研究中所用中药渣废弃物EC值较高（5.23），高于常见的农业废弃物如菇渣、椰糠、河沙、作物秸秆以及粉煤灰等[13，17]，中药渣使用量是基质EC值和氮磷钾养分含量的主要影响因素，大部分处理基质养分含量高于对照，这可能是由于本研究中药渣的氮和磷含量远远高于其他废弃物或中药渣[13，18-20]。此外为保证试验材料的稳定性，本研究中使用中药渣经过风干处理，含水量仅为13%，低于一般风干基质材料含水量（40%～50%），这有可能拉高实测值。从实测数据来看，各配方处理中药渣使用比例为50%～88%（体积比）情况下，EC值介于3.07～4.21之间，优选配方处理中药渣EC为3.37dS/m，使用比例在50%～55%（体积比）时，EC值符合Warncke的建议范围（0.75～3.5dS/m）[21]，与Manh等优选配方EC值（3.32dS/m）[22]接近，但高于Noguera等建议的EC值（<2.5dS/m）上限[23]。因此，从基质EC考虑，中药渣有机肥使用比例应低于55%。

各处理中药渣用量从50.0%到87.5%不等，齐苗率也有明显差异。T1处理中药渣用量为87.5%，齐苗率仅为正常基质的53%，一方面可能是因为基质EC值略偏高，另一方面可能主要是因为本研究所使用的中药渣成分含有青蒿和金银花，药渣内残留的药物成分青蒿素和绿原酸可能对种子萌发产生了一定的抑制作用[9-10]。因此，为了保证成品苗齐苗品质，配方中中药渣废弃物的使用比例应小于70%，并以50%为最优。

相关性分析发现，中药渣废弃物的使用量是各处理总孔隙度、通气孔隙度和最大持水量的主要影响要素。优选中药渣育苗配方的总孔隙度与对照接近，但通气孔隙度仅为对照的37%，可能是由中药渣材质引起的。总孔隙度测定是以总吸水量为指标，通气孔隙度以水分饱和后的渗流量为指标[11]。中药渣材料多为木本药材（草木比1∶2），水分吸收后牢牢锁定在内部不易析出，造成了总孔隙度不低而通气孔隙度很低的表观现象。但材料内部锁定的水分在基质环境干旱时仍然可以释放出来被幼苗吸收，由于育苗过程对基质持水量有较宽的容忍范围[24-25]，因此中药渣材料孔隙度和持水性特征并不影响育苗成苗。

综述所述，中药渣可以作为穴盘番茄育苗基质的主要材料，从EC值、幼苗出苗率以及齐苗率考虑，中药渣使用比例为50%，综合考虑壮苗指数指标的最优配方为中药渣∶椰糠∶草炭∶蛭石∶珍珠岩使用比例7∶2∶2∶1.5∶1.5。

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