自20世纪80年代以来，穴盘育苗已经成为重要的生产形式^[1-2]，因地制宜选择大量农业废弃物作为基质材料进行育苗，既可以解决农业废弃物资源化问题，又可以解决育苗基质来源问题^[3-4]，可谓一举两得。中药渣是药用植物经熬煮后的产物，其中剩余养分能够作为栽培材料进行育苗^[5-6]。鉴于中药渣废弃物每年大量产生并逐年增长^[7-9]，许多学者以中药渣为主要原料，进行育苗基质的配方筛选和应用，并取得了一定的效果^[8，10-11]。但是研究表明，为了实现壮苗目标，中药渣基质育苗仍然需要施肥以满足育苗期间基质养分的供应强度^[8，12-13]。

研究发现生物废弃物发酵酶解后获得的复合氨基酸液，含有多种游离氨基酸和活性有机碳，可以作为植物生长的优质氮源^[14-16]。在蔬菜、水果、小麦、玉米和棉花等作物上应用后均收到了良好的效果^[17-18]，能够改善光合效率、增加叶绿素、促进生长和提高品质^[19-20]。另外，施用氨基酸肥还可以改良土壤环境，抑制连作障碍^[21]，对盐胁迫下的种子萌发、健苗和壮苗具有正向促进作用^[22]。

近年来，生物有机废弃物发酵获得氨基酸的生产工艺已经有较大的改进^[23]，为了解复合氨基酸液对穴盘育苗的影响。本研究以化学氮肥为参照，采用一种生物发酵氨基酸液产品进行基施使用，对番茄穴盘育苗效果进行研究，旨在为穴盘育苗生产过程提供施肥技术支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本试验采用的基质材料成分是中药渣和少量的蛭石、椰糠。其中中药渣是从江苏康缘药业的常规废弃药渣获取并经过充分腐熟后的产物，粒径2mm，pH 7.6，EC 5.6mS·cm^-1，其它成分均购自南京市花卉市场。复合基质的理化性状如表1所示。供试氨基酸浓缩液来自于波兰栢富公司酶解动物源氨基酸原液，粗蛋白含量30%，有机质含量31.5%。

1.2 试验方法

试验设3个处理，分别是不施肥对照（CK）、化肥铵态氮（CF）和氨基酸氮（AA），处理2和3不同形态氮肥施用量按照每千克干基质0.1g N进行折算，其中化肥氮以氯化铵为氮源。试验开始前，首先将准备好的复合基质混合均匀，之后将各处理所用肥料溶于1L水中（对照处理采用超纯水进行），再与基质进行充分混合后装在穴盘中备用。各处理重复4次。

试验于2019年10至11月在江苏省农科院玻璃温室内进行。番茄品种为金棚一号，种子先在控温环境下进行催芽，出芽后播种于准备好的穴盘内，每穴一颗，常规浇水管理，待苗长至五叶一心时进行采样和各指标测定。

1.3 指标测定方法

试验在成苗期一次性采样，测定株高、茎粗、叶片量、地上部和地下部干重、根长、根投影面积、根平均直径、根表面积和根体积。首先在每个穴盘内避开周边位置随机取样10株，用SPAD仪（SPAD，KANIKA，日本）直接对功能叶测定叶绿素含量。然后将苗样带至室内用直尺和游标卡尺测定株高（茎基部至茎顶部生长点）和茎粗（茎基部1cm处），随后分别将地上部和地下部样品仔细清洗分离后杀青、烘干至恒重测定干物质重。另随机采取8棵番茄苗的根系样品，清洗后用根系扫描仪（WinRHIZO Pro，加拿大）进行根系扫描和系统分析，获取根系相关参数。壮苗指数的计算方法为：壮苗指数=（茎粗/株高 + 根干重/地上部干重） ×（根干重 + 地上部干重）^[4，10-11]。

1.4 数据统计

采用Excel2016进行数据分析，采用SPSS 18.0进行方差分析（ANOVA）和多重比较（LSD，Duncan），用于显著性分析，采用Sigmaplot 7.0进行箱式图制作。

2 结果与分析

2.1 添加不同类型氮肥对药渣基质基本性状的影响

与对照相比，施用铵态氮肥和氨基酸氮肥处理基质pH分别增加了0.14（P<0.01）和0.07，但均在中酸性范围内。施用氨基酸肥料较对照降低了EC值0.1mS·cm^-1，降幅2.9%。化学氮肥和氨基酸氮肥处理的速效氮含量较对照分别增加了8.7%和7.9%，而对有效磷和速效钾均无显著影响（表2）。总之，增加不同形态氮肥对基质理化性质影响不显著。

注：同列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。下同。

2.2 不同氮肥对番茄幼苗生长的影响

如表3所示，与对照相比较，两类型氮肥对番茄幼苗的株高和叶片发生量没有显著影响，但茎粗和叶片SPAD值分别增加了2.5%～3.8%和6.4%～8.4%（P<0.05）。两类型氮肥间的地上部参数没有显著差异。

相对于对照和化肥氮处理，氨基酸氮肥地下部干重分别增加了22.2%和17.8%，地上部干重分别增加了17.4%和18.7%，茎粗/株高值分别增加了10.1%和6.3%，壮苗指数分别增加了20.1%和16.4%（图1）。对照和化肥氮处理间这些指标值差异不显著。

2.3 不同氮肥对番茄幼苗根系主要特征的影响

根系扫描结果如表4所示，与对照相比，施用氨基酸态氮肥处理的投影面积、表面积、平均直径、单位体积根长和根体积分别增加了13.3%、 13.3%、38.9%、10.4%和13.3%（P<0.05），平均直径的增幅最高。施用化学氮肥后，以上根系指标值均略低于对照（平均直径和根体积除外），单位体积根长较对照降低16%。氨基酸氮肥处理的根投影面积、表面积、平均直径和单位体积根长分别较化肥氮提高17.8%、18.5%、25.0%和31.5%（P<0.05）。单位体积根长的提高幅度最大。

注：箱图的箱体内部实线表示中值，虚线表示均值，每个小图中3个箱体中部字母相同表示差异不显著，不同表示差异显著（P<0.05），n=40。茎粗单位是mm，株高单位是cm。

通过根系扫描图片，根据根系直径大小将幼苗根系分为毛细根（直径<0.5mm）、细根（0.5mm< 直径<1.0mm）、中等根（1.0mm< 直径<1.5mm）和粗根（直径>1.5mm）4种类型，进一步对根系各项参数进行区间分布统计分析，结果如表5所示。从表面积指标来看，80%以上的根表面积由毛细根和细根决定，各处理的毛细根占比无显著差异，细根占比的处理间差异是各处理的主要影响参数；氨基酸肥料细根的占比较对照提高了22.9%，较化肥氮提高了细根比例11.0%。施用化肥氮较对照提高细根比例10%，但差异不显著。

单位体积根长指标与根表面积相似，85%以上的根长由毛细根决定，中等根和粗根的比例不足2%，各处理根长占比差异同样取决于细根的根长占比。氨基酸肥料的细根占比较对照和化肥氮分别提高了20.8%和8.5%，化肥氮较对照细根比例增幅11.3%，但差异均不显著。

幼苗根体积占比在毛细根、细根和粗根中基本呈均衡分布，各处理除毛细根占比无显著差异外，与对照相比，氨基酸肥料的细根占比提高了49.6%，粗根占比降低了66.2%。与化肥氮相比，氨基酸肥料中等根占比显著降低了20.8%，并显著降低粗根占比，降幅51.5%；施用化肥处理的细根占比较对照增加了19.7%，而粗根占比降低了30.3%，但差异均不显著。

注：表中数字表示对应直径根系相应指标在指标总值中的百分比，小写字母表示同一行内3个数据的差异显著性，相同表示不显著，不同表示显著（P<0.05）。

总的来看，氨基酸型氮肥施用较对照显著增加了细根表面积、单位体积根长和根体积在相应参数总值中的分布占比，降低了粗根对应参数在参数总值中的分布占比；施化肥氮后细根的3个指标值与对照比无显著性差异。

3 讨论与结论

中药渣废弃物复方基质在蔬菜生产和育苗中均能够应用^[8，10-12]，氨基酸氮肥被认为是一种有效氮源，土壤施用具有良好的增产效果^[24-25]，优于其它氮源如硝态氮和铵态氮^[26]。考虑基质育苗的壮苗需求和基质中硝态氮含量占比通常在99%以上的特征，本试验以化肥铵态氮、氨基酸氮肥为施肥品种对育苗基质进行氮肥添加。结果表明氨基酸肥和化肥在基本不改变基质环境条件下均显著增加了叶SPAD和幼苗茎粗。相比化肥氮和不施肥处理，氨基酸氮肥显著增加了植株地下部和地上部生物重，增加了壮苗指数，因此，穴盘基质育苗过程中施用氨基酸复合氮肥优于化肥铵态氮和不施肥，这与前人在土壤和水培施用的研究结果相似^[21-22，26]。

氨基酸促进植物营养效果的首要原因是植物根系能够直接吸收氨基酸氮为自己所用^[27]，并且在同时具备不同形态氮源的条件下，会优先吸收氨基酸态氮抑制硝态氮吸收^[26，28]。其次，氨基酸肥料本身含有一些活性碳源，对生物质建成有一定的促进作用^[29]，氨基酸氮肥进入植株体内后，能够在新生组织中集中并直接参与到蛋白质合成途径，调节一些关键生物酶的活性^[30]，并能在逆境下抗逆和促进幼苗生长^[22]。本研究结果表明施用氨基酸肥料显著增加了茎粗、叶绿素值、地上部干重（增幅17.4%）和地下部干重（增幅22.2%），而化学铵态氮肥对这些指标没有显著影响，这与前人采用叶面喷施的研究结果相似^[17，19]。曹小闯等^[31]采用无菌水方法研究发现施用20%谷氨酸可以有效增加总根长和根体积指标，改善根形态结构。本文在基质环境中应用复合氨基酸氮肥，发现能够显著增加根表面积、平均直径和根长、根体积。此外，值得重视的是，本研究分析发现氨基酸氮肥显著增加了细根表面积、根长和根体积的占比，即增加了细根比例。根据文献报道，细根是根毛附着的主要场所，是植物养分吸收的主要区域^[32-33]，因此推测，氨基酸氮肥可能是通过改变细根分布比例来改善根系形态，从而提高了根系对基质环境中养分的吸收效率，并最终实现较高的壮苗指数。

综上所述，育苗过程进行氮肥基施是壮苗的重要措施。本研究表明，合理施用化学铵态氮肥和氨基酸氮肥对基质理化性状没有显著影响，而能显著增加叶片SPAD值和幼苗茎粗。氨基酸氮肥能较对照处理显著增加成苗的干物质重以及壮苗指数，显著增加根表面积、平均直径、根长和根体积，尤其是显著增加了细根表面积、根长和根体积在对应参数总值的占比，可作为推荐氮源施用。化学氮肥较对照未能显著增加幼苗干物质重和壮苗指数，并在一定程度上降低了根表面积、根长等根系相关指标，不宜作为基质育苗时氮肥施用的优选。

参考文献