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生物炭对番茄幼苗生长及养分吸收的影响 夏亚真 1，2田利英 1李胜利 1*毕明明 1 （ 1 河南农业大学园艺学院，河南郑州 450002； 2 平顶山市种子技术推广站，河南平顶山 467000） 摘 要：在番茄育苗基质中添加不同比例的生物炭（小麦秸秆和花生壳1 V1 V混合物经高温炭化形成的炭粉） ，研究生物 炭对番茄幼苗生长及养分吸收的影响。结果表明：添加10%30%的生物炭有助于改善育苗基质的通气性，降低育苗基质 的容重，提高基质pH值和EC值；与对照相比，在育苗基质中添加20%的生物炭能够显著提高番茄幼苗的茎粗、壮苗指数、 根冠比、叶绿素含量和根系活力，增幅分别为24.29%、62.87%、31.29%、54.87%和26.86%；且显著增加了番茄幼苗对氮、 磷、钾养分的吸收和积累，有利于番茄幼苗生长。 关键词：生物炭；番茄；幼苗；生长；养分吸收 废弃物改良的育苗基质成为研究热点。 生物炭是将大量的农业固体有机废弃物在缺 氧和相对“较低”的温度（700 ）条件下裂 解形成的固态物质（何绪生 等，2011；韦思业， 2017） 。生物炭自身富含有机炭和一定量的矿物质 养分，具有微孔结构和官能团以及较大的比表面积 和孔隙度，不仅可以吸持有机质吸持的养分，还可 以吸持土壤中有机质不能吸持的养分（苏倩 等， 2014） ，提高土壤吸附和保持水分的能力（Glaser et al.，2002），增强土壤水分渗透性（Lehmann et al.，2003），减少土壤养分淋溶，提高养分利用率， 改善微生物环境（Nguyen & Lehmann，2009；刘卉 等，2016）等。研究发现，在水稻育苗基质中添加 生物炭可以改善基质水分存留时间和养分淋失速 夏亚真，女，硕士，助理农艺师，专业方向：蔬菜集约化育苗，E-mail： xiayazhen1987126.com *通讯作者（Corresponding author）：李胜利，男，教授，硕士生导师， 专业方向：蔬菜集约化育苗，E-mail：lslhcyeah.net 收稿日期：2018-01-22；接受日期：2018-03-15 基金项目：河南省大宗蔬菜产业技术体系专项（S2010-03-03） 培育健壮的秧苗是蔬菜生产的重要环节，秧苗 的质量直接关系到蔬菜的品质和产量（张轶婷 等， 2011；郝金魁 等，2012） 。随着工厂化育苗的不断 发展，育苗基质的市场需求量迅速增加。草炭是国 内外公认的良好育苗基质，但草炭是一种不可再生 资源，过量开采会破坏生态环境，加剧全球的温室 效应（Ostos et al.，2008；冯海萍 等，2017；浩折 霞 等，2017） 。因此，近年来有利于农业固体有机 Creation Method and Identification Technology for Sweet-waxy Maize of Double Recessive Genotype SONG Qiao-heng，KONG Liang-liang，LIU Jun-feng，ZHANG Yao，YANG Yue-hua （Rice and Sorghum Research Institute，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Deyang 618000，Sichuan，China） Abstract：Sweet-waxy maize is a new type of fresh maize. The double recessive sweet-waxy maize inbred line is an essential material for the preparation of sweet-waxy fresh maize. This paper summarized the creation background and research status of double recessive sweet-waxy maize；and introduced the common method for creating and identifying technology of double recessive sweet-waxy maize. It also discussed the advantages and disadvantages of different methods，aiming at providing theoretical basis for preparation，selection and utilization of sweet-waxy maize material. Key words：Sweet-waxy maize；Double recessive genotypes；Create；Identification；Review 32 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 32 研究论文 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2018（5）：32 - 35 率，促进水稻根系代谢速率，使秧苗更健壮（高继 平 等，2014） 。将枳砧幼苗移植到添加生物炭的基 质中，对枳砧株高有一定的促进作用，能有效提高 基质的持水量、pH值、矿质元素含量，降低基质 的容重，增加非毛管孔隙度（谢玉明 等，2017） 。 与不施生物炭处理相比，施用生物炭可明显提高烤 烟的株高、有效叶数、最大叶面积及干物质量，改 善烟叶品质（高明博 等，2016）。 河南是粮食生产大省，农作物秸秆资源丰富， 蔬菜育苗生产中需要大量的基质。在蔬菜育苗基质 中添加生物炭，不仅可以提高基质吸附和保持水分 的能力，降低养分淋溶，还可以解决育苗基质资源 不足的难题，废物利用、变废为宝，实现资源的再 利用。本试验以小麦秸秆和花生壳为原料，按1 V 1 V混合后经高温炭化形成炭粉，研究不同比例生 物炭替代草炭对番茄幼苗生长及养分吸收利用的影 响，以期为生物炭在蔬菜育苗中的合理利用提供理 论依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料 供试番茄品种豫艺金星由河南豫艺种业公司提 供。试验用基质（40%草炭，30%花生壳，10%珍 珠岩，20%蛭石）由河南省洛阳市展翼农业科技有 限公司提供；生物炭（小麦秸秆和花生壳1 V1 V 混合物经高温炭化形成的炭粉）购于商丘市三利新 能源有限公司。 1.2 试验设计 试验于2015年39月在河南农业大学毛庄科 教园区日光温室（34°16N，112°42E）和蔬菜栽 培试验室内进行。共设3个处理，在基质中添加不 同体积比的生物炭混合基质，T1，添加10%生物炭， 基质中草炭含量为36%；T2，添加20%生物炭， 基质中草炭含量为32%；T3，添加30%生物炭， 基质中草炭含量为28%；以不添加生物炭的基质为 对照（CK），基质中草炭含量为40%。 番茄种子经浸种消毒催芽后，播于72孔黑 色穴盘（54 cm×28 cm）中，每处理6盘，3次重 复，采用随机区组排列，所有处理在育苗过程中只 浇灌清水，其他管理措施均按照常规的工厂化育苗 进行。 1.3 测定项目及方法 1.3.1 育苗基质理化性质的测定 基质容重、总孔 隙度的测定采用郭世荣（2003）的方法；pH值、 EC值的测定：将风干基质与蒸馏水按 1 V5 V混 合均匀，振荡2 h，pH值采用上海仪电科学仪器股 份有限公司生产的PHB-4便携式 pH计测定，电导 率（EC）采用上海仪电科学仪器股份有限公司生 产的DB-303A型电导率仪测定。 1.3.2 形态指标的测定 幼苗四叶一心时，每处理 随机取10株测定株高、茎粗、幼苗地上部干质量 和地下部干质量。株高采用直尺测量，茎粗采用游 标卡尺测量，幼苗干质量采用烘干质量法测定，壮 苗指数和根冠比参照张振贤等 （1993） 的方法计算。 1.3.3 生理指标的测定 番茄幼苗四叶一心时，每 处理随机取15株，将根系清洗干净，采用TTC染 色法测定根系活力；取番茄幼苗的第3片真叶， 采用80%丙酮浸提法测定叶绿素含量（王学奎， 2006） ；植株干样采用H 2 SO 4 -H 2 O 2 消煮法消煮，全 氮含量测定采用靛酚蓝比色法，全磷含量测定采用 钒钼铜比色法，全钾含量测定采用火焰光度计法（鲍 士旦，2000）。 1.4 数据处理 采用SPSS 19.0软件和Excel 2003软件对试验 数据进行统计分析，并运用LSD检验法对显著性差 异（P0.05）进行多重比较，利用Microsoft Excel 2003软件绘图。 2 结果与分析 2.1 添加生物炭对育苗基质理化性质的影响 由表1可以看出，除基质容重随着生物炭添加 量的升高而降低外，基质的总孔隙度、pH值和EC 值均随生物炭添加量的升高而升高。当育苗基质的 总孔隙度为54%96%，pH在5.56.5 之间，EC 值不高于2.5 mS·cm -1 时番茄幼苗能够正常生长（宋 表 1 添加生物炭对基质基本理化性质的影响 处理 容重/g·cm -3 总孔隙度/% pH EC/mS·cm -1 T1 0.38±0.01 b 59.98±0.85 ab 6.30±0.01 b 0.83±0.01 c T2 0.35±0.00 c 60.72±0.58 a 6.40±0.10 ab0.88±0.01 b T3 0.32±0.01 d 62.11±0.74 a 6.50±0.03 a 0.92±0.01 a CK 0.42±0.01 a 58.23±0.30 b 5.80±0.06 c 0.81±0.01 c 注：表中同列数据后不同小写字母表示差异显著（P0.05）， 下表同。 33 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 33 研究论文 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 志刚，2013），因此在基质中添加10%30%的生 物炭均符合番茄幼苗生长要求。 2.2 添加生物炭对番茄幼苗生长和叶绿素含量的 影响 由表2可以看出，在基质中添加生物炭对番茄 幼苗的形态指标有较大影响，番茄幼苗的株高随着 生物炭添加量的增加而降低，所有处理的株高均显 著低于对照。适宜的生物炭添加量有利于番茄幼苗 干物质的积累与壮苗指数的提高，T2处理（添加 20%的生物炭）的茎粗和地下部干质量为3.94 mm 和29.12 mg·株 -1 ，比对照分别显著提高了24.29% 和35.88%，反映幼苗综合素质的壮苗指数和根冠 比分别达到了9.87和0.218 6，显著高于对照和其 他处理。 随着生物炭含量的提高，番茄幼苗根系活力呈 现先上升后下降的趋势，T2处理的根系活力最高， 达到301.20 mg ·g -1· h -1 ，显著高于对照（表2） 。 番茄幼苗叶片的叶绿素含量则随着生物炭含量的增 加呈上升趋势，T3和T2处理的叶绿素含量分别比 对照显著提高了75.22%和54.87%（表2）。 表 3 添加生物炭对番茄幼苗氮、磷、钾养分吸收的影响 处理 氮 磷 钾 含量/mg·g -1 积累量/mg·株 -1 含量/mg·g -1 积累量/mg·株 -1 含量/mg·g -1 积累量/mg·株 -1 T1 1.53±0.08 b 0.52±0.01 b 0.637±0.012 b 0.217±0.004 b 3.22±0.08 ab 1.10±0.13 b T2 3.02±0.05 a 1.19±0.13 a 0.697±0.013 a 0.275±0.011 a 3.76±0.14 a 1.48±0.11 a T3 1.43±0.18 b 0.30±0.04 c 0.609±0.014 b 0.154±0.026 c 2.51±0.11 c 0.52±0.08 c CK 1.00±0.09 c 0.16±0.01 d 0.423±0.015 c 0.175±0.007 bc 2.31±0.08 c 0.49±0.12 c 2.3 添加生物炭对番茄幼苗氮、磷、钾养分吸收的 影响 由表3可以看出，随着基质中生物炭添加量 的升高，番茄幼苗的氮、磷、钾含量和积累量整体 呈现先升后降的趋势。基质中添加生物炭处理的番 茄幼苗氮含量和氮积累量均显著高于对照，其中 T2处理的氮含量和氮积累量最高，分别达到3.02 mg·g -1 和1.19 mg·株 -1 ；基质中添加生物炭处理 的番茄幼苗磷含量均显著高于对照，T2处理的磷 积累量显著高于对照，磷含量和磷积累量分别达到 0.697 mg·g -1 和0.275 mg·株 -1 ，分别比对照显著 增加了64.79%和57.27%；T1和T2处理番茄幼苗 的钾含量和钾积累量均显著高于T3处理和对照， 其中T2处理的钾含量和钾积累量最高。 表 2 添加生物炭对番茄幼苗生长和叶绿素含量的影响 处理 株高/cm 茎粗/mm 地上部干质量 mg·株 -1 地下部干质量 mg·株 -1 壮苗指数 根冠比 根系活力 mg·g -1 ·h -1 叶绿素含量 mg·g -1 T1 6.59±0.13 b 3.21±0.01 b 131.83±8.91 a 21.56±1.21 c 7.47±0.23 c0.163 5± 0.001 3 b 212.49±3.11 c 1.39±0.16 c T2 6.48±0.21 b 3.94±0.07 a 133.21±10.17 a 29.12±1.56 a 9.87±0.27 a0.218 6± 0.001 7 a 301.20±8.35 a 1.75±0.08 b T3 6.15±0.15 b 3.34±0.07 ab130.26±12.45 a 24.73±1.79 bc8.42±0.36 b0.189 9± 0.001 3 b 273.33±10.23 ab 1.98±0.14 a CK 7.86±0.24 a 3.17±0.04 b 128.74±11.78 a 21.43±1.03 c 6.06±0.21 d0.166 5± 0.001 4 b 237.42±11.20 bc 1.13±0.09 c 3 结论与讨论 育苗基质的理化性质及养分特征与幼苗生长密 切相关，在育苗基质中适量添加生物炭，有助于提 升基质通气性，提高基质的养分含量（徐奕 等， 2016） 。在本试验中，尤以添加20%生物炭（T2处 理）的番茄幼苗长势最好。与常规育苗基质相比， 添加20%生物炭有助于提高基质通气性，显著提 高番茄幼苗的茎粗、壮苗指数、根冠比、根系活力， 增幅分别为24.29%、62.87%、31.29%和26.86%， 有利于培育壮苗。因此，将生物炭用于育苗基质的 组配是可行的，既有利于培育壮苗，又有助于促进 农业废弃物资源化利用。 光合速率与叶片中的叶绿素含量成正比。在本 试验中，生物炭添加有利于番茄幼苗叶片叶绿素的 积累，这与赵倩雯等（2015）的研究结果一致，但 从番茄幼苗的氮、磷、钾含量和积累量变化来看， 番茄幼苗的氮、磷、钾含量和积累随生物炭添加量 的升高呈现先升高后降低的趋势。生物炭对番茄幼 苗促进作用的差异可能还要从生物炭本身养分持留 能力、有益微生物繁殖、提升酶活性和养分利用率 等途径进行研究（廖娜，2016）。 34 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 34 研究论文 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 参考文献 鲍士旦2000土壤农化分析北京：中国农业出版社 冯海萍，杨冬艳，谢华，裴红霞2017农业生物质资源木质 纤维素及基质化利用研究进展贵州农业科学，45（5） ： 144-147 高继平，隋阳辉，霍轶琼，唐亮，孟军，张文忠，陈温福2014 生物炭用作水稻育苗基质的研究进展作物杂志， （2） ： 16-21 高明博，梁其涛，赵殿峰，杜兴华，黄金辉，朱峰2016生物 炭对烤烟生长及烟叶品质的影响陕西农业科学，62（11） ： 56-59 郭世荣2003无土栽培学北京：中国农业出版社 郝金魁，张西群，齐新，范国昌，刘铮，彭发智2012工厂化育 苗技术现状与发展对策江苏农业科学，40（1） ：349-351 浩折霞，黄大鹏，顾少华，韦中，徐阳春，沈其荣2017酒糟- 牛粪堆肥复配瓜果类蔬菜育苗基质配方筛选南京农业大学 学报，40（3）：457-463 何绪生，耿增超，佘雕，张保健，高海英2011生物炭生产与农 用的意义及国内外动态农业工程学报，27（2） ：1-7 廖娜2016生物炭对滴灌棉田土壤微生物的影响硕士论 文石河子：石河子大学 刘卉，周清明，黎娟，张黎明，张明发，孙敏，刘智炫，陈佳亮 2016生物炭施用量对土壤改良及烤烟生长的影响核农学 报，30（7） ：1411-1419 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The result indicated that adding biochar （10%-30%） could improve vent ability，reduce unit weight，increase pH value and EC value of nursery substrate. Compared with the contrast，adding 20% biochar could significantly improve the stem thickness，healthy seedling index，root-shoot ratio，chlorophyll content and root system activity of tomato seedlings by 24.29%，62.87%，31.29%，54.87% and 26.86%，respectivelyBesides，biochar addition in nursery substrate could also increase the absorption and accumulation of N，P and K nutrients by tomato seedlings，which was very helpful for tomato seedling growth. Key words： Biochar；Tomato；Seedling；Growth；Nutrient absorption 35 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 35 研究论文 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES