CN109220715B - 一种功能性育苗基质及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功能性育苗基质，所述的功能性育苗基质是通过在育苗基质中添加保水剂和粘结剂制得；所述的保水剂为淀粉系高吸水性树脂或聚丙烯酸钾，所述的粘结剂为凹凸棒石。本发明功能性基质解决了传统育苗基质保水性差和易散坨的问题，不仅保水能力最强，应用到实际生产中可以减少日常浇水的水分流失，同时显著缩短出苗时间、提高出苗率，在第三天出苗率即达到80％以上；本发明功能型育苗基质能够显著提高水分利用效率，缩短浇水周期，减少干旱胁迫和渍水胁迫对幼苗的影响并促进幼苗生长，提高育苗质量，避免出现“高脚苗”；在幼苗移栽时，提高塞子苗质量，缩短幼苗缓苗时间，提高幼苗移栽成活率；减少资金成本和人力成本。

Description

一种功能性育苗基质及其应用

技术领域

本发明属于农业生产领域，涉及一种功能性育苗基质及其应用。

背景技术

在我国，蔬菜的经济地位和栽培面积仅次于粮食作物，蔬菜产业是我们赖以生存的第二支柱产业。根据中国农业部国家发展改革委员会在2012年的规划，到2020年，我国蔬菜种植面积将达到1566万hm²，年产量5.8亿吨，人均蔬菜占有量达400kg。数量多且高质量的蔬菜秧苗是提高蔬菜产量的前提，我国的蔬菜种类多、品种全，每年的用苗量达到4000亿株。近几年，除了蔬菜用苗量越来越多，对秧苗质量的要求也越来越高。秧苗质量与蔬菜的生长发育和产量呈正比关系，培育高质量秧苗在我国有巨大的市场空间，而穴盘育苗则是提高秧苗质量的重要方法。

穴盘育苗技术是选用不同规格的穴盘作为容器，以蛭石、草炭、珍珠岩、菇渣、椰壳等轻质材料作为育苗基质，采用精量播种，一次性成苗的一种现代化育苗技术。穴盘育苗技术具有诸多优点：1、省时。利用穴盘育苗技术育苗周期比常就规育苗明显缩短。2、省工。穴盘育苗的机械化程度较高，极大程度提高了育苗的效率，从而减少了人力劳动。3、省成本。穴盘育苗在播种时一穴一粒，经过科学管理出苗率极高，相比常规育苗大大降低了用种量，从而节约生产成本。4、省心。穴盘育苗培育的幼苗更适合远距离运输，在机械化移栽时不会伤害到根系，成活率高，定殖后缓苗时间短或不需要缓苗。5、安全。传统营养土育苗面临蔬菜病害严重的威胁，而穴盘育苗所用基质并不是土壤，从根本上避免了土传病害的危害和传播，同时，相对封闭的育苗环境，在一定程度上减少了病虫害对幼苗的危害。

目前，育苗基质也存在一定的问题，比如如何选择适合的草炭替代品、缺乏统一的基质生产标准等；同时，多数基质由于质地过于疏松，渗水能力过强，导致保水能力极差，大部分水分渗漏流失，从而造成了水资源的浪费以及劳动量的增加；基质质地过于疏松还会导致幼苗的基质坨在移栽时容易散坨，使得幼苗的缓冲能力较差，移栽后在土壤中中缓苗较慢，甚至会降低移栽成活率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有穴盘育苗基质存在的问题，提供一种同时具备保水节水和粘结功效、且具有一定促生效果的功能性育苗基质。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种功能性育苗基质，所述的功能性育苗基质是通过在育苗基质中添加保水剂和粘结剂制得；所述的保水剂为淀粉系高吸水性树脂或聚丙烯酸钾，所述的粘结剂为凹凸棒石。

所述的保水剂、粘结剂和育苗基质的质量比为0.1～0.2:4～6:100；优选为0.2:4～6:100、0.1:6:100；进一步优选为0.2:4:100、0.2:6:100、0.1:6:100。

优选的，所述的淀粉系高吸水性树脂的粒径为0.8-1.6mm，最大吸水倍数为480～520；具体的，可以选用基石抗旱保水剂(沈阳基石双龙化工有限公司)。所述的聚丙烯酸钾的粒径为1.8-2.5mm，最大吸水倍数为640～650；具体的，可以采用生金沙保水剂。选用本发明粒径保水剂具有更大的表面积，更容易达到吸水饱和。

常见凹凸棒石有青灰色，灰褐色、粉红色等多种颜色，主要是由棒石黏土在形成过程中，某些离子发生同晶取代现象造成的。优选的，所述的粘结剂为土灰色的凹凸棒石。

本发明所述的育苗基质为市售常见蔬菜育苗基质，具体的，可以采用淮安市柴米河农业科技发展有限公司的育苗基质；育苗基质的容重为0.66g·cm^-3、总孔隙度75.22％、通气孔隙28.31％、持水孔隙46.91％、pH 6.05、电导率0.82(ms·cm^-1)。

本发明所述的功能性育苗基质在蔬菜育苗中的应用。所述的蔬菜为番茄。

本发明的有益效果：

本发明将保水剂和粘结剂混合使用制作功能性基质，解决了传统育苗基质保水性差和易散坨的问题，不仅保水能力最强，应用到实际生产中可以减少日常浇水的水分流失，同时显著缩短出苗时间、提高出苗率，在第三天出苗率即达到80％以上；本发明功能型育苗基质能够显著提高水分利用效率，缩短浇水周期，减少干旱胁迫和渍水胁迫对幼苗的影响并促进幼苗生长，提高育苗质量，避免出现“高脚苗”；在幼苗移栽时，提高塞子苗质量，缩短幼苗缓苗时间，提高幼苗移栽成活率；减少资金成本和人力成本。

附图说明

图1为保水剂的吸水倍数。

图2为保水剂的保水能力；其中，Ck表示的是纯水，即不加保水剂。

图3为保水剂的反复吸水能力。

图4为保水剂在基质中节水试验结果。

图5为基质中添加0.1％保水剂对番茄幼苗出苗率的影响。

图6为基质中添加0.2％保水剂对番茄幼苗出苗率的影响。

图7为基质中添加0.3％保水剂对番茄幼苗出苗率的影响。

图8为基质中添加0.1％保水剂对幼苗干旱萎蔫率的影响。

图9为基质中添加0.2％保水剂对幼苗干旱萎蔫率的影响。

图10为基质中添加0.3％保水剂对幼苗干旱萎蔫率的影响。

图11为粘结剂AT1不同用量对幼苗出苗率的影响。

图12为粘结剂AT2不同用量对幼苗出苗率的影响。

图13为粘结剂BT1不同用量对幼苗出苗率的影响。

图14为粘结剂BT2不同用量对幼苗出苗率的影响。

图15为粘结剂对番茄幼苗叶绿素相对含量的影响。

图16为4种粘结剂对番茄幼苗可溶性糖的影响。

图17为4种粘结剂对番茄幼苗可溶性蛋白含量的影响。

图18为复配组合对幼苗出苗率的影响。

图19为复配组合干旱处理时对幼苗萎蔫率的影响。

图20为复配组合对番茄幼苗叶绿素相对含量的影响。

图21为复配组合对番茄幼苗可溶性糖的影响。

图22为复配组合对番茄幼苗可溶性蛋白的影响。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细说明。

供试育苗基质为市售常见蔬菜育苗基质，由淮安市柴米河农业科技发展有限公司提供(专利号200910029966.7)，理化性质见表1。

表1供试基质的基本理化性质

供试番茄品种：合作903大红番茄，该品种番茄为大果型、抗逆性强，抗病毒病，植株生长旺盛。

育苗试验地点：江苏省宜兴市中宜生物肥料工程中心有限公司温室。

主要仪器：百分之一天平，PHSJ-3F试验室pH计，DDS-307A型试验室电导率仪，恒温培养箱，烘箱。

数据处理：采用sigmaplot12.5和SPSS21.0软件进行处理和统计分析，处理之间差异的显著性采用单因素方差进行分析与评价。

表2保水剂的基本信息

表3粘结剂的基本信息

实施例1

以4种不同成分的保水剂为原料，测定保水剂自身特性，并将保水剂按照不同用量添加到育苗基质中，测定保水剂对育苗基质理化性质的影响。考虑到实际育苗中常见的缺水和渍水两种情况，分别对两批幼苗进行了干旱处理和渍水处理，通过干旱处理时保水剂表现出的抗旱能力，以及在干旱和渍水处理下育苗的生长情况，筛选出具有最佳自身特性和对幼苗生长具有最佳效果的保水剂，用于后期复配试验。

保水剂的特性研究

保水剂吸水能力的测定：分别称取4种保水剂1g，浸入足量的去离子水中，浸泡12h充分吸胀后，经双层纱布过滤至不再有水滴漏下为止，将凝胶称重，即代表保水剂的吸水能力，每个样品设置3个重复。由图1可知，4种保水剂均有较强的吸水能力，最大吸水倍数均能达到400倍以上，4种保水剂吸收纯水的能力由强至弱依次为SJS>JS>JK>NL，SJS的吸水能力最强，每克保水剂可以吸收648g水分，JS和JK保水剂分别比SJS少吸收了23.1％和29.8％的水分。

保水剂保水能力的测定：分别称取100g经充分吸胀后的4种保水剂凝胶于烧杯中，将烧杯置于35℃保温箱中定温，每隔12h定时称重一次，直至恒重。每个样品设置3个重复。由图2可以看出，相同初始质量的4种保水剂在充分吸水之后，其质量随时间变化的规律是一致的，即随时间增长质量逐渐降低。其中，在前12h，4种保水剂的失水速度无明显差异；到24h时，JS、SJS和NL、JK的失水速度出现较明显差异，且NL失水能力超过JK，成为失水最快的处理；之后随时间增加，不同保水剂之间保水能力的差异逐渐增大。在72h时，4种保水剂的保水能力的排列次序为SJS>JS>NL>JK。SJS具有最好的保水能力，重量仍超过60g；JS次之，质量为56g；JK的保水能力相对最差，质量不足40g，比SJS少了44.4％。

保水剂反复吸水能力测定：称取1g保水剂样品于500mL烧杯中，加入足量蒸馏水使其充分吸水，12h后用双层纱布过滤，称取凝胶质量，然后将吸胀后的保水剂于80℃烘箱烘干，再加入蒸馏水充分吸水，再烘干，如此反复测试6次，记录每次重新吸胀后的凝胶重量。每个样品设置3个重复。由图3可知，在相同质量情况下，4种保水剂反复吸水能力的趋势是一致的，均随吸水-释水次数的增加，吸水能力逐渐降低。在第6次吸水时，JS的反复吸水能力最强，凝胶重量为37.1g；JK次之，为34.5g；SJS最差，仅为24.47g；相比于第一次吸水时的吸水能力，保水剂JS、SJS、NL、JK第六次吸水时的吸水能力仅分别为第一次的35.5％、14.7％、29.5％和32.1％。在整个反复吸水过程中，SJS的变化幅度最大，前3次吸水与其他处理相比具有显著差异，之后吸水能力迅速下降，到第5次吸水时成为吸水能力最差处理。其他三个处理的整体趋势大致相同。4种保水剂保水能力的排列次序为JS>JK>NL>SJS。

保水剂在基质中节水的测定：按照0.2％(保水剂与育苗基质的质量比)的用量准确称取4种保水剂于相同质量育苗基质中，加入相同质量的水使基质含水量达到60％，所有处理置于30℃保温箱，每天定时称重，当基质含水量到达临界的20％时立即加水使含水量达到60％，记录一个正常的育苗周期(26天)下总的用水量，以不加保水剂为对照(CK)。每个处理设置3个重复。在整个周期内，CK的加水量最多，达到227g，显著高于其它处理，处理NL次之，处理JS加水量最少；通过计算可知，在整个周期之内，相比于对照，JS、SJS、NL、JK分别节省了45.71％、40％、28.57％和30％的用水量。以看出，基质在添加了保水剂之后，在无作物影响的情况下，保水能力得到显著增强。

保水剂对基质理化性质的影响

育苗基质的理化性质是衡量基质优劣的重要指标，同时对作物幼苗的生长发育具有重要的作用，特别是基质孔隙度、酸碱度等指标。

测定育苗基质理化性质的方法：称取0.2％(保水剂与基质的质量比)保水剂与风干育苗基质混合，备用，取50mL烧杯，称重(W1)，加满(与烧杯口持平)自然状态下的待测基质，称重(W2)，然后将装有基质的烧杯用2层湿纱布封口，烧杯全部浸入水中，浸泡一昼夜，取出称重(W3)，并将封口用的湿纱布称重(W4)，然后用湿纱布包住玻璃容器后倒置24-48h，让烧杯内的水自由沥干至没有水流出后，称重(W5)，然后按以下公式计算容重和孔隙度：

容重BD(g/cm³)＝(W2－W1)/V；

总孔隙度TP＝(W3－W2)/V×100％；

通气孔隙AFP＝(W3+W4－W5)/V×100％；

持水孔隙WHP(％)＝总孔隙度－通气孔隙。

称取添加有保水剂的风干育苗基质5g于50mL离心管中，加入25mL去离子水，于摇床震荡30min，再静止30min，过滤，用PHSJ-3F pH计测定pH值，用DDS-307A电导仪测定EC值测定pH值和电导率(EC)。

表4不同保水剂用量对育苗基质理化性质的影响

注：采用Duncan's multiple range test方法分析，同列不同字母表示显著差异性(P<0.05，n＝3)。CK：不添加保水剂。

由表4可以看出，不同用量的保水剂JS、SJS、JK均可以使基质容重变大，其中处理JS在不同用量梯度下均具有最高容重，均超过0.7g·cm^-3。加入保水剂使得总孔隙度变小，但是随着保水剂用量的增加，总孔隙度也逐渐增加，处理JS在0.1％和0.2％用量时总孔隙度与CK无显著差异，在0.3％用量时与CK差异显著。基质的透气性也是衡量基质质量的指针之一，通气孔隙偏大或偏小均会影响蔬菜幼苗苗期的根系生长，不同保水剂对基质通气孔隙的影响具有显著差异，其中处理JS和NL显著大于CK，处理SJS和JK显著小于CK。当保水剂用量从0.1％到0.2％，通气孔隙的变化不大，当保水剂用量为0.3％时，处理JS和NL通气孔隙显著减小。各处理的pH均在6.17-6.26之间，无显著差异。育苗基质的电导率在蔬菜育苗中具有非常重要的作用，其大小决定了该育苗基质是否可用。从表中4可以看出，保水剂的加入对基质电导率影响较大，CK的EC值最小，仅为0.8ms·cm^-1，与其他处理相比具有显著性差异。

不同用量保水剂对幼苗出苗率的影响

番茄种子催芽：将合作903种子首先用温水(40-50℃)浸泡15分钟，然后用5％次氯酸钠浸泡5min，用清水清洗5次。将处理后的番茄种子均匀的平放在底部铺一层湿润滤纸的平板中，将平板放入28℃保温箱中至番茄种子出现露白。

育苗：2017年7月20日开始进行育苗试验。在54孔育苗盘中加入一定量的育苗基质(共12个处理组：4种保水剂在育苗基质中的添加量分别是0.1％、0.2％、0.3％，以不添加保水剂为对照组)，选取露白长度基本一致的种子进行育苗，每个孔1-2粒种子，第一次浇水时浇透至水从穴盘底部流出，放置于30℃左右的温室中培育，播种后第三天开始记录出苗率，直到第八天，停止记录。

出苗率＝番茄幼苗出苗数/播种的番茄幼苗总数×100％。

由图5可知，当保水剂用量为0.1％时，在播种第三天，不同处理之间番茄幼苗出苗率差异显著，处理JS出苗率最高，达到了74.07％，处理JK出苗率最低，仅为37％。播种后第八天，处理JS出苗率仍最高，显著高于其他处理，最终出苗率超过90％，CK次之，处理SJS与处理NL出苗率相同，处理JK的出苗率最低。

由图6可知，当保水剂用量为0.2％时，在播种第三天，处理NL出苗率最高，达到了85.19％，CK次之，处理JK出苗率仍为最低，但是也达到了59.26％。播种后第八天，处理JS出苗率最高，CK和处理NL次之，处理JK出苗率仍为最低，不同处理出苗率的排列顺序为JS>NL＝CK>SJS>JK。相比于保水剂用量为0.1％，所有处理在播种第三天时除处理JK，出苗率均超过70％，第八天时出苗率均超过85％，整体出苗速度和出苗率显著增加。

由图7可知，当保水剂用量为0.3％时，在播种第三天，CK出苗率明显高于其他处理，达84.48％，处理JS次之，处理JK出苗率最低，仅为55.56％；播种后第八天，CK出苗率仍为最高，显著高于其他处理，处理NL次之，处理JK出苗率最低。第三天之后，处理JS、处理SJS和处理NL出苗速率相对平缓，处理JK在第四到六天出苗速度较快。

干旱处理对番茄幼苗的影响

在进行干旱处理前统一管理幼苗，每株番茄幼苗定时浇相同量的水，当幼苗成苗(四叶一心，约20天)，待全部幼苗处于基本相同的水分状况时，立即停止浇水，统一进行干旱处理。每天两次(7时、19时)观察并记录幼苗的萎蔫状况，干旱处理共计持续108h，记录相同时间内不同处理萎蔫的数量。

壮苗指数＝(茎粗/株高+地下部干重/地上部干重)×全株干重。

图8-图10反映了干旱处理在108h时对番茄幼苗萎蔫率的影响。各干旱处理中，CK的萎蔫率均为最高，说明在添加了保水剂之后基质的保水性能变强，幼苗的萎蔫数量变少；处理JS萎蔫率均为最低，且显著低于其他处理，表现最佳。

表5表示添加0.1％、0.2％和0.3％保水剂的基质在干旱处理时对番茄幼苗生长的影响。采集时间为2017年8月16日，育苗时间总计26天。可以看出，不同处理之间具有显著差异。当保水剂用量为0.1％时，处理JS在株高、根长、叶面积和地上部干重中均显著高于CK和其它处理。处理SJS壮苗指数最大，处理JS次之。当保水剂用量为0.2％时，各个指标相比于0.1％均有明显增大，其中处理JS在株高、茎粗、根长、叶面积、总干重以及壮苗指数方面均具有最大值，与其它处理具有显著差异。当保水剂用量为0.3％时，各个指标相比于0.2％均有明显减小，其中处理SJS表现相对较好，具有最高株高、叶面积、总干重；处理JS具有最高壮苗指数，较CK高出47.37％与SJS无显著差异。

表5不同用量保水剂干旱处理时对幼苗生长的影响

渍水处理对番茄幼苗的影响

保水剂具有良好的吸水性，理论上当基质中水分过多时，除植物吸收和正常蒸发外，保水剂会吸收多余的水分，避免基质因水分过多导致幼苗根系呼吸作用降低，出现“高脚”现象，甚至烂根、死亡。番茄种子催芽、育苗、处理同前文“不同用量保水剂对幼苗出苗率”，在进行渍水处理之前统一管理幼苗，每株番茄幼苗定时浇相同量的水，当幼苗成苗(四叶一心，大约20天)后，待全部幼苗处于基本相同的水分状况时，加快浇水频率，每天进行一次浇水，5天之后恢复正常浇水。

表6表示基质中保水剂添加量为0.1％、0.2％和0.3％时渍水处理对番茄幼苗生长的影响，各处理间番茄幼苗生长存在一定的差异。当保水剂用量为0.1％时，处理JK有最大株高，与CK和其他处理具有显著差异，较CK高出22.69％；在茎粗、叶面积、总干重处理JS均具有最大值，同时具有最大的壮苗指数，因此在幼苗的整体长势和未来生长潜力方面均为最佳；处理JK同时具有最大株高和最小茎粗且整体偏“细”偏“高”，且在干物质积累方面并不突出，符合“高脚苗”特征，秧苗质量较差。当保水剂用量为0.2％时，各项生长指标均显著增加，特别是株高和地上部干重，处理JS在株高、叶面积、总干重和壮苗指数均具有最大值。当保水剂用量为0.3％时，各项生长指标出现显著下降，略高于用量0.1％时的水平，处理JS在株高、茎粗、根长、叶面积和地上部干重上具有最大值，处理JK的地下部干重和壮苗指数最大。

表6渍水处理时不同用量保水剂对幼苗生长的影响

综上所述，在保水剂自身特性方面，保水剂SJS具有最高的吸水倍数和最强的保水能力，保水剂JS具有最强的反复吸水能力，并在空白试验中表现出最好的保水效果。保水剂的加入对基质容重影响较小；随着保水剂用量的增加，基质通气孔隙变小；保水剂对基质pH无显著影响。保水剂用量为0.2％时可以缩短幼苗的出苗时间，增加出苗率；在干旱处理中，加入保水剂起到了明显的抗旱作用，处理JS在不同的保水剂用量下，均具有最低的萎蔫率，表现最佳。通过干旱处理和渍水处理，适量的保水剂用量(0.2％)可以促进种子出苗和促进幼苗生长，过量(超过0.2％)即起到抑制作用。保水剂用量为0.2％时各处理效果最佳，处理JS育苗效果最佳，处理SJS次之。最终选择保水剂JS作为最终复配试验材料。

实施例2

考虑到有机粘结剂或复合粘结剂是否对植物或人体有害以及成本问题，发明人选择凹凸棒石和膨润土作为育苗基质粘结剂。

粘结剂对基质理化性质的影响

每种粘结剂设置4种用量，分别是2％、4％、6％和8％(w/w，粘结剂与基质的质量比)，将粘结剂和育苗基质按照对应的比例充分混合。由表6可以看出，在基质中添加粘结剂之后，容重的变化没有显著差异。粘结剂AT1在2％用量时总孔隙度最大，显著高于其它处理，8％用量时最小；粘结剂的加入使基质通气孔隙变小，CK通气孔隙最大，处理AT12％次之，处理BT1 8％通气孔隙最小，基质通气孔隙过小会影响幼苗根系生长；气水比在合理范围内，但是整体偏高；粘结剂的加入对基质酸碱度影响不大，各处理之间无显著差异，但是对电导率具有显著影响，由于凹凸棒石和膨润土自身较强的吸附性和阳离子交换能力，使得基质电导率显著变大，处理AT1 8％EC值最大，达到2.79ms·cm^-1，超过合理育苗基质电导率的合理范围，CK电导率最小。

表6粘结剂对基质理化性质的影响

注：采用Duncan's multiple range test方法分析，同列不同字母表示显著差异性(P<0.05,n＝3)。CK：不添加粘结剂。

粘结剂对番茄幼苗出苗率的影响

番茄种子催芽和育苗方法同实施例1，本试验从2017年8月20日开始育苗试验。在54孔育苗盘中加入一定量的育苗基质(共16个处理组：4种粘结在育苗基质中的添加量分别是2％、4％、6％、8％，以不添加保水剂为对照组)，选取露白长度基本一致的种子进行育苗，每个孔1-2粒种子，第一次浇水时浇透至水从穴盘底部流出，放置于30℃左右的温室中培育，播种后第三天，开始记录出苗率，直到第八天，停止记录。

由图11可知，粘结剂AT1整体上出苗速度较快，在第4天时出苗率均超过50％。此后除用量8％的处理之外，其他用量处理出苗率稳定增长。在第8天，4％处理具有最高的出苗率，显著高于其他处理，CK次之，8％处理出苗率最低，不到60％，即8％处理的种子在第4天之后出苗数量增加极为缓慢。由图12可知，相比于粘结剂AT1，添加粘结剂AT2后，前期出苗速度明显较慢，在第4天时，只有2％和4％两个处理出苗率高于50％，之后除8％处理，各处理种子出苗速度明显增加，在第8天时，除8％处理出苗率仅为50％，其他处理最终出苗率均在90％左右，各处理间无显著差异。由图13可知，粘结剂BT1的前期整体出苗速度较低，在第4天时仅有2％处理出苗率超过50％，之后连续三天2％处理出苗率未增加，但在第8天时出苗率爆发式增加，最终超过90％，成为出苗率最高的处理，其他处理中，4％处理仅次于2％处理，8％处理出苗率最低。由图14可知，粘结剂BT2的前期出苗率较高，在第4天有三个处理出苗率超过60％，之后三个处理几乎具有相同的发展趋势，在第8天时2％和4％处理出苗率最高，二者无显著差异，8％处理出苗率最低。由此可以看出，当4种粘结剂用量为8％时，对种子出苗率的增加效果不如其他用量显著。

粘结剂作用下塞子苗形成率及其紧实度测定

在育苗试验结束前5天，每个育苗盘中每次浇相同量的水，以保证基质中所有处理的水分状况相同。在育苗结束时，对幼苗进行塞子苗形成率和紧实度的测定。将CK和16个处理在不借助外力情况下全部逐一拔出，分别计数并记录塞子苗形成率。每个处理分别挑选10株已拔出的塞子苗，用天平称重记W1，手提起塞子苗使距离地面20cm，自由落下，再次进行称重记W2，(W1-W2)即为散落的基质重量，(W1-W2)与W1的比值即为塞子苗的崩坏率。

崩坏率(％)＝(W1-W2)/W1

其中：W1为塞子苗初始重量(g)，

W2为塞子苗剩余重量(g)。

紧实度指的是塞子苗的紧实程度，与崩坏率呈反相关，即崩坏率越低，紧实度越高。一般情况下，紧实度分为三个等级，分别是：

一级：崩坏率<3％，记+++

二级：3％<崩坏率<10％，记++

三级：崩坏率>10％，记+

表7反映了4种粘结剂不同用量对番茄幼苗塞子苗形成率、崩坏率以及紧实度的影响。CK具有最低的塞子苗形成率和最高的崩坏率，添加不同种类粘结剂后，随着粘结剂用量从2％到8％增加，塞子苗形成率均有所增加。粘结剂用量为6％时，塞子苗形成率超过80％；粘结剂用量8％时，塞子苗形成率超过90％，粘结剂AT1在8％用量时塞子苗形成率最高，达到了96.29％，较CK高出85.7％。塞子苗的崩坏率随着粘结剂用量的增加，整体上呈现出降低的趋势，粘结剂BT2在6％处理时崩坏率最低，仅为0.31％，显著低于其他处理，即塞子苗在从高处坠落的过程中几乎没有损失；塞子苗的紧实度与崩坏率呈负相关，即崩坏率越低，紧实度越高，当四种粘结剂用量超过6％时，相应的紧实度均达到一级+++，相应的当粘结剂用量为2％时，全部处理紧实度均为二级++。

表7粘结剂对塞子苗质量的影响

粘结剂对幼苗生长的影响

番茄种子催芽、育苗、处理同前文“粘结剂对番茄幼苗出苗率”，每株番茄幼苗定时浇相同量的水，在幼苗生长20天的时候进行测定。

表8反映了4种粘结剂在不同用量时对番茄幼苗生长的影响，表明，幼苗株高以CK最大，达到21.18cm，较其他处理具有显著差异，处理BT1 2％次之，处理BT2 8％株高最小，较CK小了42.87％，其他处理中，除粘结剂AT2外，其他粘结剂在2％时株高均超过20cm。茎粗以处理AT1 4％和BT2 2％最大，比处理AT2 8％时的最小茎粗高出64.71％；处理AT1 4％具有最大根长，处理AT1和BT1在2％和4％用量时的根长彼此之间无显著差异，显著高于其他处理，处理BT2 8％最小根长，较最大根长少了61.17％；处理AT1 2％和AT2 4％具有最大叶面积，二者之间无显著差异，显著高于其他处理。通过整体数据可以看出，CK的各项指标均表现较好，全部粘结剂中当用量为2％和4％时，各生长指标多数优于CK。在用量超过4％后，幼苗的生长状况开始下降，当粘结剂用量为8％时，番茄幼苗各生长指标明显偏低，显著低于对照和其他处理。当粘结剂用量为2％和4％时，全部处理均具有较高的壮苗指数，其中处理AT2 4％和处理BT1 2％均具有最大值0.089，当粘结剂用量超过6％时壮苗指数显著下降，其中处理AT2 8％壮苗指数最小。

表8粘结剂对番茄幼苗生长的影响

粘结剂对幼苗生理的影响

对幼苗生理的测定在2017年9月10日进行。使用SPAD-502叶绿素仪进行叶绿素相对含量的测定。采用蒽酮法测定番茄幼苗可溶性糖的含量，用TU-1900双光束紫外可见分光亮度计在630nm波长下进行比色。采用考马斯亮蓝G-250染色法测定番茄幼苗可溶性蛋白的含量，用TU-1900双光束紫外可见分光亮度计在595nm波长下进行比色。

SPAD值显著下降意味着幼苗叶片的绿色程度降低，光合作用偏弱，对幼苗的生长发育造成不利影响。图15反映了不同粘结剂在不同用量时对幼苗叶绿素相对含量的影响，处理AT1 4％具有最大SPAD值，与处理AT1 2％和处理BT2 2％无显著差异，显著高于CK和其他处理；SPAD值最低的是处理AT2 8％，较最大处理和CK分别小了27.49％和14.5％。幼苗的SPAD值随着基质中粘结剂用量的增加而逐渐变小，当不同粘结剂用量在2％和4％时，所有处理的SPAD值均大于CK。但当粘结剂用量超过4％后，SPAD值迅速下降，且显著小于CK。

可溶性糖可以参与植物体内渗透压平衡的调节，对植物应对胁迫环境下的抗逆性具有重要作用。图16反映了4种粘结剂对番茄幼苗可溶性糖的影响，各处理之间可溶性糖含量存在差异，处理AT1 2％含量最高，处理AT1 4％次之，显著高于其他处理，处理处理BT18％含量最低。通过整体可以看出，随着粘结剂用量的增加，可溶性糖含量大致是一个逐渐降低的过程，尤其当粘结剂用量超过4％，含量显著下降。

植物可溶性蛋白可以参与植物大多数的代谢生理过程，是研究植物生理生化的一个重要指标。图17反映了4种粘结剂对番茄幼苗可溶性蛋白含量的影响，处理AT1 2％具有最高的可溶性蛋白含量，与CK具有显著差异，比CK多了8.99％；处理BT2 8％可溶性蛋白含量最低。综合来看，在基质中添加粘结剂对幼苗可溶性糖和可溶性蛋白的影响存在略微差异，但是随着用量的变化，对含量改变具有相似的趋势。

综上所述，育苗基质中加入粘结剂之后，塞子苗形成率显著提高，使用量不低于4％即可保证全部塞子苗具有较高的紧实度。在育苗基质中添加适量的粘结剂可以促进幼苗生长和提高生理活性，粘结剂使用过量(用量超过4％)则会起到抑制作用。4种粘结剂在粘结效果和对幼苗生长影响的表现中，凹凸棒石>膨润土，AT1>AT2。因此，选择粘结剂AT1作为最终复配试验材料。

实施例3

保水剂：保水剂JS。

粘结剂:粘结剂AT1。

保水剂分别设置0.1％、0.2％、0.3％三个用量梯度，粘结剂分别设置2％、4％、6％三个用量梯度，两两复合，形成9种不同的复配组合，通过测定不同复配组合对育苗基质理化性质的影响，并根据不同复配组合对番茄幼苗生长和塞子苗质量的影响，筛选出最适宜番茄幼苗生长，保水能力最强，且形成塞子苗质量最好的组合，以及适宜的用量范围。

表8不同处理组设置

复配组合对基质的理化性质的影响

保水剂在吸水之后体积膨胀，形成凝胶状态，凹凸棒石在吸水之后会发生溶胀，具有较强的粘结性，同时将二者加入到基质中后对基质的理化性质产生较大的影响。由表9可知，不同复配组合对基质具有不同的影响，处理T3和T6容重最大，与CK具有显著差异，较CK高出12.12％，处理T7容重最小；伴随着基质总体积的少量增大，总孔隙度随之增大，各处理总孔隙度全部超过70％，以处理T7最大，处理T4次之，CK通气孔隙最小。但是由于粘结剂的粘结作用基质整体比较紧实，部分粘结剂阻塞通气孔隙，导致基质通气孔隙整体偏小，CK最大，显著高于其他处理，T3处理次之，其中处理T6和T9通气孔隙小于理想范围的15％，会对幼苗根系呼吸作用产生影响，从而影响生长；总孔隙度是通气孔隙和持水孔隙的总和，相应的处理T9和CK分别具有最大和最小的持水孔隙；基质气水比反映的是基质中三相的平衡状况，理想范围为0.25-0.5，可以看出CK气水比偏大，即通气孔隙略大，基质偏松散；全部处理的pH值在6.37-6.46之间，各处理间无显著差异，与CK具有显著差异，复配组合的添加增加了基质pH值；处理T9电导率EC值最大，达到了2.61ms·cm^-1，超出理想范围，且显著高于CK和其他处理，CK电导率EC值最低，各处理EC值排列顺序：T9>T6>T3>T8>T5>T7>T1>T2>T4>CK，复配组合的加入显著增加了基质电导率。

表9复配组合对基质理化性质的影响

注：采用Duncan's multiple range test方法分析，同列不同字母表示显著差异性(P<0.05,n＝3)。

复配组合对幼苗出苗率的影响

图18反映了保水剂和粘结剂的复配组合对番茄幼苗出苗率的影响，各处理组均具有极快的出苗速度，在第三天时出苗率全部超过70％，处理T4、T6和T8出苗率超过90％，且处理T4和T8在第三天时已经达到最终出苗率；在第八天时，除处理T1、T2外，CK和其他处理出苗率全部超过90％，处理T6和T8最终出苗率最高，处理T1最终出苗率最低，仅为83.33％，显著低于其他处理。

干旱处理时复配组合对幼苗萎蔫率的影响

凹凸棒石作为粘结剂具有一定吸水性，将保水剂和凹凸棒石配合使用，在遭遇干旱胁迫时，理论上凹凸棒石会自动吸收保水剂中储存的水分，与保水剂出现拮抗作用，即出现与植物争水现象。干旱处理同实施例1“干旱处理对番茄幼苗的影响”，图19表示的是不同处理在干旱处理的第108h时的幼苗萎蔫率，可知，在干旱处理的第108小时，不同处理的番茄幼苗在干旱胁迫下均表现出抗逆性，全部处理相同时间内萎蔫率均低于CK。处理T2、T5和T6萎蔫率最低，均为40％左右，且无显著差异；处理T3、T7次之。

复配组合对幼苗生长指标的影响

表10反映了保水剂和粘结剂的复配组合对番茄幼苗生长的影响，不同复配组合对番茄幼苗生长具有显著差异的影响：处理T5具有最大株高，与T3和T6无显著差异，显著高于其他处理，比CK多出38.66％；处理T5和T6茎粗最大，T3次之，处理T9茎粗最小；处理T5具有最大根长，达10.92cm，显著敢于其他处理，较CK高出31.25％；在幼苗的叶面积方面，处理T3和T5均具有最大值，处理T6次之，处理T1叶面积最小；幼苗的干重可以反映幼苗干物质的积累情况，是衡量幼苗生长状况的重要指标，处理T3的地上部分干重最大，显著高于其他处理，处理T5次之，CK最小，幼苗的地下部分干重中，处理T5最大，处理T9最小；处理T5具有最大壮苗指数，处理T3、T8次之，处理T9最小。说明基质中添加复配组合和干旱处理对幼苗的生长具有促进作用，其中处理T5在诸如株高、茎粗等多项生长均具有最佳表现，显著高于CK和其他处理，且壮苗指数最大，可以预测该处理未来长势相对较好，说明此处理可以促进幼苗生长又可以最大程度减少干旱胁迫对幼苗的影响。

表10复配组合对幼苗生长的影响

复配组合对幼苗生理指标的影响

图20反映了保水剂和粘结剂的复配组合对番茄幼苗叶绿素相对含量的影响，各处理之间叶绿素相对含量具有显著差异，处理T5具有最高SPAD值，处理T3次之，显著高于CK和其他处理；处理T1、T2、T4、T7和T8与CK无显著差异，处理T9具有最低SPAD值，显著低于CK和其他处理。图21反映了保水剂和粘结剂的复配组合对番茄幼苗可溶性糖的影响，处理T5可溶性糖含量最高，处理T6、T8和T3次之，且上述3个处理的可溶性糖含量显著高于CK。图22反映了保水剂和粘结剂的复配组合对番茄幼苗可溶性蛋白的影响，处理T6可溶性蛋白含量最高，处理T5次之，T3再次之，且上述3个处理的可溶性糖含量显著高于CK。可见，处理T5和T6在胁迫环境下受到的胁迫压力最小，T3受到的胁迫压力也相对较小。

复配组合对塞子苗形成率及紧实度的影响

表11反映了保水剂和粘结剂的复配组合对塞子苗质量的影响，可以看出，处理T9的塞子苗形成率最高，达到了95.7％，处理T6和T3次之，均超过90％，CK的塞子苗形成率最低，与处理T1无显著差异。复配组合的加入对降低塞子苗崩坏率具有显著作用，处理T5具有最低的崩坏率，T6和T9次之，CK的崩坏率最高，显著高于其他处理。处理T3、T5、T6和T9紧实度最高，均为+++。当保水剂用量一定时，塞子苗形成率随着粘结剂用量的增加而增加；当粘结剂的用量一定时，塞子苗形成率随保水剂用量的增加而增加，表明保水剂在基质中除了具有抗旱保水的重要作用外，也具有一定的粘结能力。

表11复配组合对塞子苗质量的影响

综上所述，按照处理T5将保水剂和粘结剂添加到基质中，有利于基质三相系统的稳定，在育苗试验中对番茄幼苗的生长具有促进作用，其株高、茎粗、根长、叶面积以及总干重和壮苗指数等指标均显著高于其他处理，在受到干旱胁迫时表现出较好的抗胁迫能力，塞子苗的形成率和紧实度也相对较好，所以处理T5(保水剂0.2％，粘结剂4％)为本发明功能性育苗基质的最优配方；处理T3(保水剂0.1％，粘结剂6％)和T6(保水剂0.2％，粘结剂6％)次之。因此，本发明功能性育苗基质保水剂和粘结剂的适宜用量范围分别是0.1～0.2％，4～6％。

Claims (3)

1.一种用于蔬菜育苗的功能性育苗基质，其特征在于所述的功能性育苗基质是通过在育苗基质中添加保水剂和粘结剂制得；所述的保水剂、粘结剂和育苗基质的质量比为0.2:4～6:100、0.1:6:100；所述的保水剂为淀粉系高吸水性树脂，淀粉系高吸水性树脂的粒径为0.8-1.6 mm，最大吸水倍数为480～520；所述的粘结剂为土灰色的凹凸棒石。

2.根据权利要求1所述的功能性育苗基质，其特征在于所述的保水剂、粘结剂和育苗基质的质量比为0.2:4:100、0.2:6:100、0.1:6:100。

3.权利要求1所述的功能性育苗基质在蔬菜育苗中的应用。

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