水果玉米中蔗渣基生物育苗杯的應用范文

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摘要：為了探討蔗渣基生物降解育苗杯在水果玉米的應用效果，通過大田試驗研究蔗渣基生物降解育苗杯的降解情況、對玉米育苗及生長的影響。結果表明，蔗渣基生物降解育苗杯能夠滿足玉米育苗的要求；杯苗同移后，蔗渣基生物降解育苗杯埋土后37天降解失重率僅為11.73%，到玉米收獲時(埋土后54天)降解失重率為15.54%，但杯體已破裂成碎片；蔗渣基生物降解育苗杯在玉米生長前期的降解過慢，限制了玉米生長，后期玉米根系穿過杯體后生長能快速恢復，但還是導致玉米鮮穗產量顯著減少。蔗渣基生物降解育苗杯基本符合玉米育苗與生長發育需求，也具有顯著的生態環保效果，但在土壤中降解稍慢，還需進一步調控與改進。

關鍵詞：育苗杯；生物降解；玉米

引言

作物育苗技術具有集中化、標準化、工廠化等特點，并有效地促進作物早熟高產。隨著室內育苗技術的不斷發展，育苗容器在作物育苗和栽培中的作用越來越大，在甜玉米產業中使用也比較普遍。當前使用最廣泛的是普通塑料育苗容器，但其透氣、透水性能差，且其強度高、韌性大，影響作物根系發展，不利于幼苗的生長發育。其次，在自然條件下難以降解，容易殘留于土壤，造成白色污染。此外，塑料育苗容器進行作物轉苗移苗時，容易傷根傷苗，影響種苗成活生長。為解決普通塑料育苗容器不利于作物生長、污染環境等問題，生物降解育苗容器的研制越來越受到關注。生物質降解容器既起到育苗保溫、保墑、保肥作用，又具有良好的生物降解性、融水性、透氣性等[1-2]，是解決廢棄塑料問題的新方法，將大大減少塑料營養缽造成的“白色污染”[3]。廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業研究所)充分利用蔗渣深加工技術，研制出淀粉/蔗渣含量80%的PLA/淀粉/蔗渣復合材料，在自然土埋4個月的降解率可達到57.35%[4]，降解效果顯著。本試驗采用注塑成型工藝制備出的蔗渣含量為40%的蔗渣基生物降解育苗杯，于2018年4月在水果玉米上進行育苗與移栽應用試驗，以探討蔗渣基生物降解育苗杯的應用可行性。

1材料與方法

1.1試驗材料供試玉米品種：水果玉米(廣東省良種引進服務公司生產，品種名為“白馬王子”)，供試肥料：雞糞有機肥。供試樣品：蔗渣基生物降解育苗杯(上口徑5cm，高5cm，蔗渣材料，杯壁厚0.4～0.5mm，每個平均重量為4.60g)。

1.2試驗處理：共設置處理2個，T1：蔗渣基生物降解育苗杯移栽；CK：直接著地移栽。

1.3試驗方法1.3.1育苗3月28日育苗。使用的基質營養土為廣州生升農業有限公司配制的育苗基質(含進口椰糠、進口泥炭、炭化稻谷殼和微生物菌種，執行標準：NY/T2118-2012)，每個蔗渣基生物降解育苗杯齊口裝好基質土后，單粒種子播種于蔗渣基生物降解育苗杯，淋透水后放置整齊。1.3.2移栽4月15日移栽。種子發芽長到株高3cm后，每株鮮重約5g移栽。經過整地、施肥、起畦后，在畦面挖穴直接將蔗渣基生物降解育苗杯連苗移栽到大田，對照組直接著地移栽，移栽時去掉育苗杯把苗移栽到畦面穴上。水果玉米大田種植要求：按玉米常規種植技術要求開溝、施肥、覆膜、起畦、移栽。起高畦，包溝約為170cm，畦寬120cm，溝寬50cm，移栽時每畦植2行，株距40cm，行距80cm，種植2000株/hm2。作為基肥施有機肥4050kg/hm2，先全田撒施后再整地起畦，基肥充分與土壤混勻。后期沒有追施肥料。每畦鋪有2條膜下噴灌設備，分別靠近每行玉米。在吐絲期，每株玉米植株保留中間1個果穗，其它果穗去除。

1.4測定項目和方法1.4.1蔗渣基生物降解育苗杯的降解性能測定水果玉米植株成活后，每隔10～20天隨機挖開3個蔗渣基生物降解育苗杯，洗凈杯子觀察并拍照杯體破敗降解情況，并根據降解情況分級。目測評價法：通過肉眼觀察，記錄育苗杯形態及表面完整性的變化情況，對其破敗降解情況分級。降解過程分為5個階段，具體評價標準如表1所示。洗干凈育苗杯后，晾干稱重，計算降解失重率。降解失重率=(原始質量-使用后質量)/原始質量×100%。1.4.2甜玉米根系穿透育苗杯能力觀察甜玉米成活后，每隔20天隨機挖開3個蔗渣基生物降解育苗杯，觀察并拍照玉米根系生長情況。1.4.3玉米的生長情況調查出苗率和移栽成活率：出苗后準備移栽前調查出苗率，移栽成活后調查成活率；長勢調查：玉米移栽成活后，每個處理在3行隨機抽樣10株，每隔10～20天測量株高。株高以測量地面至植株桿葉片喇叭口或抽穗后植株雄穗尖部高度。1.4.4玉米收獲農藝性狀調查株高及莖徑：收獲時每個處理重復隨機取樣10個玉米植株，調查株高及莖徑。莖徑以用游標卡尺測量離地面最近一節的莖桿中部的直徑為準。收獲時對果穗農藝性狀調查，每個處理每個重復各取代表性果穗10個，單個稱重后測定果穗重，去苞葉后分別測定穗長、穗粗、凈果穗重。1.4.5玉米產量調查收獲時，調查苞葉鮮穗產量、穗柄鮮穗產量、有效穗數等。鮮穗產量：每個處理每個重復隨機沿著6m畦面(包溝)，摘下全部有效穗(穗長大于13cm的穗)，包括苞葉、穗柄在內的有效穗產量。公頃有效穗數：計算每個處理每個重復6m畦面，清數有效株數，并把有效穗摘下，清點個數，折算公頃有效穗數。

2結果與分析

2.1蔗渣基生物降解育苗杯的田間降解情況評價2.1.1生物降解杯的田間目測降解表現蔗渣基生物降解育苗杯經過18天的育苗階段，杯體保持基本完整，沒有明顯變軟，處于Ⅰ級降解，此時玉米也正常出苗，植株粗壯，說明該配方的蔗渣基生物降解育苗杯能夠滿足育苗的要求；在杯苗同移7天后，杯體雖明顯變軟，但仍保持基本完整形狀，已進入Ⅱ級降解；到22天，杯體底部已有裂縫，產生破敗，但還是保持完整杯體形狀，玉米根系也從杯體裂縫穿透長出來，育苗杯已進入Ⅲ級降解。到30天，育苗杯體開始被降解，隨著玉米根系越來越多從杯體穿透出，導致部分杯體受根系擠出脫落，但還是能夠用手提起杯體，育苗杯進入Ⅳ級降解；到收獲時(移栽后58天)，部分育苗杯不能較為完整取出；部分育苗杯連土帶杯從土里完整起出，但杯體比較軟薄，機械性能較差，一經水洗就掉了大塊。蔗渣基生物降解育苗杯在田間應用的大概降解階段見表2。由于玉米育苗期間，要求育苗杯有比較好的保水作用，且在高溫高濕條件下，杯體機械性能良好，保持完整，不能破裂。杯苗同移埋土后，育苗杯機械性能快速下降，有利于玉米根系穿透，加速育苗杯的生物降解。從育苗杯的降解表現，蔗渣基生物降解育苗杯能夠滿足玉米育苗的要求，但在埋土后，蔗渣基生物降解育苗杯降解稍慢，到20天后才產生裂縫，根系才能穿透杯體長出，吸收土壤營養，以供玉米生長與結穗。2.1.2蔗渣基生物降解育苗杯的降解強度表3結果顯示，不同蔗渣基生物降解育苗杯隨著埋土天數的增加，降解加速，失重也增加。在埋土后22天，育苗杯質量略有減少，失重率僅為6.20%，埋土后37天失重率11.73%，到玉米收獲時(埋土后54天)，失重率也僅為15.51%。僅從失重率來看，蔗渣基生物降解育苗杯降解較慢，但目測觀察，到收獲時，蔗渣基生物降解育苗杯的部分杯體已基本破裂成碎片了，破裂的碎片還殘留在土壤中，還會繼續降解，不會影響到土壤結構。

2.2蔗渣基生物降解育苗杯對玉米生長的影響2.2.1不同處理的玉米株高生長速度比較從圖1的玉米株高生長趨勢來看，蔗渣基生物降解育苗杯與對照均表現在生長前期快速生長，后期株高生長變緩的趨勢，說明蔗渣基生物降解育苗杯在整個玉米生長期對玉米株高的作用基本一致。但從整個曲線趨勢來看，在玉米生長前期(埋土后22～37天)，由于蔗渣基生物降解育苗杯的降解較慢，玉米根系無法穿透杯體長出，限制了玉米吸收營養生長，表現在株高明顯比對照矮。杯體的限制作用隨著玉米根系穿透杯體后逐漸消除，育苗杯處理的株高生長速度比對照快，到埋土37天，育苗杯處理的株高基本等同于對照，到收獲時株高還略高于對照?？傮w來看，使用蔗渣基生物降解育苗杯杯苗同移后，在玉米生長前期稍有限制作用，但最終不會影響到玉米的生長。2.2.2不同處理的玉米不同部位鮮重比較從圖2可見，蔗渣基生物降解育苗杯處理和對照處理的玉米根系、地上部及總生物量均隨著埋土時間的增加而增加。在整個玉米生育期，蔗渣基生物降解育苗杯處理的玉米根系重量、地上部重量始終低于對照處理，但重量差異隨著埋土時間的增加而逐漸縮少。埋土22天時，育苗杯的根系重量、地上部重及總生物量分別為1.50、20.85和502.23g，比對照分別低53.86%、45.50%和45.98%；到收獲時，蔗渣基生物降解育苗杯的根系重量、地上部重及總生物量分別為38.17、464.06和502.23g，比對照分別少27.97%、6.63%和8.68%。玉米植株各部位的重量減少幅度隨著埋土時間逐漸降低，表明玉米根系在穿透蔗渣基生物降解育苗杯體后能夠快速生長，對植株生長有加強作用。從蔗渣基生物降解育苗杯對植株不同部位的影響來看，其對根系的影響較大。2.2.3不同處理的玉米農藝性狀比較表4結果顯示，蔗渣基生物降解育苗杯處理的玉米株高、莖徑、穗長高于或等于對照處理，但差異不顯著，穗粗極顯著粗于對照處理；但畝有效穗數極顯著低于對照處理，說明蔗渣基生物降解育苗杯杯苗同移情況下，蔗渣基生物降解育苗杯對果穗及植株生長影響不大，但對結穗數降低作用還是比較明顯，從而影響到玉米產量的提高。2.2.4蔗渣基生物降解育苗杯對玉米產量的影響表5結果表明，蔗渣基生物降解育苗杯處理的凈果穗重比對照處理增加33g/個，增加22%，且與對照處理的差異達到極顯著水平；但果穗重卻明顯降低，減少21.43%，極顯著低于對照處理，考慮到果穗重包括了苞葉和穗柄重量，說明了蔗渣基生物降解育苗杯雖然促進果穗的結粒與飽滿，但又明顯限制果穗的苞葉及穗柄的發育，從而導致整個果穗重量的降低，再加上有效穗數的明顯減少，最終表現在鮮穗的產量(10088.7kg/hm2)，極為顯著低于對照處理，減產高達20.57%。說明蔗渣基生物降解育苗杯由于在玉米生長前期的降解過慢，限制了玉米生長，雖后期玉米生長能快速恢復，但還是導致玉米鮮穗產量減少，這與蔗渣基生物降解育苗杯應用于棉花種植增產的結果相反[5]，可能是由于蔗渣基生物降解育苗杯的降解緩慢的原因。

3結論與討論

從2018年蔗渣基生物降解育苗杯應用于玉米育苗與生長試驗結果來看，該配方的蔗渣基生物降解育苗杯能夠滿足育苗的要求；使用蔗渣基生物降解育苗杯杯苗同移后，由于蔗渣基生物降解育苗杯前期降解速度過慢，在生長前期稍有限制作用，但最終不會影響到玉米株高、莖徑的生長；玉米植株各部位的重量減少幅度隨著埋土時間逐漸降低，表明玉米根系在穿透蔗渣基生物降解育苗杯體后能夠快速生長，對植株生長有增強作用。從蔗渣基生物降解育苗杯對植株不同部位的影響來看，其對根系的影響較大。在玉米收獲時，蔗渣基生物降解育苗杯對玉米植株及果穗的農藝性狀影響不大，但明顯降低了有效穗數及果穗重，從而導致玉米鮮穗產量明顯降低。從田間蔗渣基生物降解育苗杯的降解過程來看，育苗杯在玉米生長前期降解較慢，到收獲時失重率僅為15.51%，但目測觀察，在埋土后20多天，玉米根系已經穿透杯體，吸收土壤營養，從而加快育苗杯的裂解成碎片，到收獲時蔗渣基生物降解育苗杯的部分杯體已基本破裂成碎片了，破裂的碎片殘留在土壤，還會繼續降解，不會影響到土壤結構。通過一季的玉米田間試驗，該配方的蔗渣基生物降解育苗杯實現育苗要求，在田間具有一定的生物降解效果，不會影響到根系的穿透，但還存在降解緩慢的使用問題，限制了玉米前期生長，從而導致玉米最終鮮穗產量明顯減少，但這種對產量的影響作用還需要更多的試驗數據來說明。蔗渣基生物降解育苗杯如能解決目前存在的使用問題，必能取代塑料育苗盤，大面積應用于玉米育苗及移栽種植，解決廢棄育苗盤導致的農業面源污染問題，同時減少移苗時傷根傷苗問題，節省人工。今后在蔗渣基生物降解育苗杯的實際應用過程中，我們要因地制宜，及時了解當地的氣候條件以及土壤質地、種植方式等因素，綜合考慮，才能充分發揮蔗渣基生物降解育苗杯的作用，既能實現在田間降解，又不會影響作物生長和產量提高。

參考文獻

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[3]李軍，趙嘉蓓，王炳濤，等.秸桿育苗缽包裝容器的降解性能研究[J].包裝工程，2015，36(23)：67-71.

[4]張會平，沈華艷，謝東，等.PLA/淀粉/蔗渣復合材料自然土埋降解行為研究[J].甘蔗糖業，2017(6)：6-13.

[5]王慧杰，南建福，衛曉東.秸桿育苗缽在棉花高產栽培技術上的應用[C]．中國棉花學會2012年年會暨第八次代表大會論文，205-207.

作者：黃瑤珠 沈華艷 楊友軍 單位：廣東省生物工程研究所