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摘要 本文以香石竹栽培基质为供试材料，以基质不加水和不消毒作对照，使用型号为GJ-W5000-10M的微波加蒸汽基质消毒机，研究不同基质含水量和消毒机传送带速度对香石竹栽培基质的消毒效果，从而筛选出最佳的消毒处理，为建立无土栽培基质的消毒技术规程服务。结果表明，在本试验条件下，传送带速度为2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量为60%时，基质的菌落总数最少（1.3×103 cfu/mL），基质消毒灭菌最彻底，基质栽培的香石竹生长情况最好。

关键词 香石竹栽培基质；微波加蒸汽基质消毒机；基质含水量；传送带速度

中圖分类号 S629；S681.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）12-0147-03

Abstract Experiments of different substrate moisture and conveyor speed of sterilizing machine was conducted on disinfection effect.Used substrate of Dianthus caryophyllus L. as tested materials，and the substrate that was not added water and not sterilized as control，machine model of GJ-W5000-10M of microwave and steam disinfection were chosen to search the best conditions of substrate disinfection，in order to establish technical regulations of substrate disinfection on carnation soilless cultivation.The results showed that 2 Hz of machine conveyor speed，20 min of disinfection time and 60% of substrate moisture was the best treatment.The total counts of bacterial colony was the least（1.3×103 cfu/mL），and the growth of carnat-ion by soilless cultivation was the best in the disinfection substrate.

Key words culture substrate of Dianthus caryophyllus L.；machine of microwave and steam disinfection；substrate moisture content；conveyor speed

基质是决定植物根系生长环境的重要因素，也是病虫害传播的媒介和繁殖场所。基质可以支持并固定植物，具有透气、缓冲、为植物提供营养的作用。但栽培基质在种植作物过程中会受到空气、灌溉水、前茬种植过程滋生的病菌等各种因素的影响。因此，栽培基质在使用一段时间后会聚积大量病菌和虫卵而使后茬作物产生病害，造成整个种植过程的失败。基质消毒是控制土传病害的重要措施之一[1]。通过对栽培基质进行消毒处理，能杀死其中大量的有害病原菌、虫卵，进而防止病虫害传播，改善栽培基质状态，解决设施农业基质连作障碍等问题[2]。目前，基质消毒的方法主要是物理消毒法，主要有太阳能消毒、蒸汽消毒和热水消毒等[3]。设施农业发达的国家，如荷兰、日本等国，一般普遍采用蒸汽消毒进行基质消毒[4]。

蒸汽消毒是利用蒸汽锅炉产生的高温蒸汽杀死基质中的有害生物。包应时等[5]研究表明，蒸汽消毒能杀死基质中的病菌、虫卵、害虫、杂草种子，并能满足设施园艺种植的要求。蒸汽消毒不仅可以使基质的排水性、通透性有所提高，还能提高基质的持水保肥能力。但是，蒸汽消毒对设备的要求复杂，只适合经济价值高的作物，降低成本的问题需要有更好的解决办法。热蒸汽不易到达基质深层，对于底部消毒不彻底[6]。微波是指频率在0.3～300.0 GHz范围内的具有穿透性的电磁波，波长1～1 000 mm[7]。盖志武等[8]研究表明，微波消毒后，土传病虫草害得到有效预防和控制，适当的微波消毒可以提高土壤肥力。但是微波处理土壤灭菌杀虫主要是靠微波产生的热效应，这种方式存在杀灭效率低、成本高、费时费力、杀灭不均匀及微波泄露等问题[9]。微波与蒸汽结合使用，可以使基质消毒灭菌更加彻底，提高效益。目前，这是较先进的消毒方法，但使用较少，需对其进一步研究。因此，本文通过微波加蒸汽基质消毒机对香石竹栽培基质消毒，研究不同基质含水量和消毒机传送带速度对香石竹栽培基质消毒效果的影响，为建立无土栽培基质的消毒技术规程服务提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及设备

试验材料为马斯特品种的香石竹成苗，具有抗病性强、耐高温、产量高等特点，产自云南省农业科学院花卉所宝峰基地。使用过1次的风干香石竹栽培基质，比例为1∶1的陶粒和草炭混合基质。陶粒产自昆明华三建筑有限公司，草炭产自鄂滇保温材料有限公司。

试验设备为机器型号为GJ-W5000-10M的微波加蒸汽基质消毒机，产自上海帅耀诺机械科技有限公司。

1.2 试验设计

试验采用双因素交互试验设计方法，设置基质不同的含水量以及消毒机不同的传送带速度进行试验。基质的含水量设3个处理水平，分别加水10%、30%、60%；消毒机的传送带速度设3个处理水平，分别为2、3、5 Hz。基质以不加水和不消毒的情况设为对照（CK），试验共设10个处理，3 次重复。具体见表1。

1.3 试验方法

1.3.1 基质消毒。基质消毒用微波加蒸汽基质消毒机消毒灭菌。称取风干基质120 kg，将基质分为10份，每一份基质12 kg。同时，在基质没有消毒前，用真空袋将对照基质进行取样并密封。按试验设计方案所设计的基质含水量，将每个处理的基质与水搅拌均匀后进行消毒，基质平整放在消毒机传送带上，基质厚度约为3 cm。将消毒后的基质从消毒机基质灭菌出口装入口袋，每一袋用标记笔做好标记。同时，分别用真空袋对9种处理进行取样、做好标记，取好后同对照的基质拿到实验室进行试验。

1.3.2 基质菌落检测。基质样品用PSA平板培养基培养菌落，菌落总数采用“平板计数法”计数。取1 mL基质溶液稀释为20、200、2 000、20 000倍4个浓度梯度，吸取200 μL不同稀释浓度的溶液至PSA平板培养基，用涂布棒涂匀，每个稀释倍数涂3个培养皿，将涂好的培养皿放至25 ℃，置于培养箱内培养5 d。培养后的第6天进行菌落计数。

1.3.3 香石竹成苗种植。将消毒后的基质充分均匀混合后装入塑料盆（21 cm×21 cm）中，将塑料盆按试验设计要求放入栽培槽中，3次重复，每次重复10株，每2株种植在1个塑料盆内，盆间距5 cm，盆内株距5 cm。试验所选用的成苗都是通过筛选，选用无病害、健壮、均匀的香石竹成苗，于2015年9月1日种植，水肥等管理与生产要求相同。2015 年11月7—8日，用量尺测定香石竹的株高，测完留4对叶打顶。2016年1月4日，用量尺测定根长，用千分尺测量叶厚。

1.4 數据分析

采用Excel 2003和SPSS 18.0软件对试验数据进行分析和统计。

2 结果与分析

2.1 基质不同消毒处理的菌落总数

由表2可知，每种处理对香石竹栽培基质的消毒都有不同的效果。其中，处理3的菌落数最少，为1 300 cfu/mL，与CK相比下降99.4%；其次是处理6和处理1；处理4的菌落数最多，为380 000 cfu/mL，与CK相比增长61.7%。各处理菌落总数从高到低依次为处理4>CK>处理2>处理8>处理9>处理5>处理7>处理1>处理6>处理3。灭菌效果最好的是处理3。

2.2 基质不同消毒处理对香石竹根长的影响

根长是根系生长发育的重要特征，可作为根系生长和吸收方面的衡量指标[10]。由图1可知，各处理的根系生长状况均高于CK。其中，处理2和处理3的根长最长，为7.32 cm，与CK相比高出70.63%，差异达到极显著。处理9的根长最短，为5.46 cm，与CK相比高出27.25%，但差异不显著。各处理香石竹根长数值从高到低依次为处理2=处理3>处理5>处理4>处理8>处理6>处理1>处理7>处理9>CK。根系生长状况最好的是处理2和处理3。

2.3 基质不同消毒处理对香石竹株高的影响

作物的株高是反映其生长状况的重要指标[11]。由图2可知，各处理的株高均高于CK。其中，处理3的株高最高，达25.13 cm，比CK高42.56%，差异显著。处理6的株高最低，为19.14 cm，比CK高8.6%，但差异不显著。各处理香石竹株高从高到低依次为处理3>处理5>处理2>处理1>处理7>处理8>处理4>处理9>处理6>CK。生长状况最好的是处理3。

2.4 基质不同消毒处理对香石竹叶厚的影响

叶厚是指选取1片该株香石竹中叶厚最厚的叶片用千分尺测量得到的数据。由图3可知，各处理的叶厚均高于 CK。其中，处理2的叶厚最高，为0.889 mm，比CK高10.90%，差异显著。其次是处理4和处理5，分别为0.884、0.875 mm，两者相差不大。处理9的叶厚最低，为0.811 7 mm，比CK高1.25%，但差异不显著。各处理香石竹叶厚从高到低依次为处理2>处理4>处理5>处理1>处理6>处理8>处理7>处理3>处理9>CK。

3 讨论与结论

3.1 讨论

基质消毒效果主要体现在菌落总数、香石竹根长、株高、叶厚等方面。卓杰强等[12]研究表明：通过无土栽培基质蒸汽消毒机消毒15 min的基质灭菌率在99.9%以上，蒸汽消毒机的生产率为2.8 m3/h。本试验从不同处理的菌落总数来看，传送带速度3 Hz、消毒时间13 min、基质含水量10%及传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理比不加水和不消毒的对照处理的菌落数多，这可能是由于在做基质菌落检测时，操作上出现了失误，使外界的微生物对该处理造成了污染，导致数据有偏差；也可能是由于消毒机的温度变化造成了消毒灭菌不彻底。消毒灭菌效果最好的是传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理，比不加水和不消毒的对照处理试验的菌落数下降99.4%。该处理的消毒处理是传送带速度2 Hz、基质含水量60%，由于蒸汽的作用，含水量比较高的基质温度会比含水量低的基质温度更高，并且该处理的消毒时间长，因而传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理的消毒灭菌更彻底，灭菌效果更好。从传送带速度变化来看，菌落总数较少的传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量10%的处理，传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理，传送带速度3 Hz、消毒时间13 min、基质含水量30%的处理，传送带速度3 Hz、消毒时间13 min、基质含水量60%的处理是在传送带速度为2～3 Hz之间，因而消毒灭菌的消毒时间应该选取在这个范围之内。从基质含水量上来看，传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理和传送带速度3 Hz、消毒时间13 min、基质含水量60%的处理的菌落数都是最少的，灭菌率达到99%以上，因而基质含水量应该是60%更好。

根系的主要功能是吸收水分和养分，而根系对水分和养分吸收能力的强弱主要取决于根长、根深的发育状况和根区的分布情况[13-14]。试验从香石竹的根长来看，传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量30%的处理和传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理的根长数值最高，为7.32 cm，与不加水和不消毒的对照处理相比高70.63%，差异达到极显著。在9个处理中，传送带速度5 Hz、消毒时间8 min、基质含水量60%的处理的根长数值最低，为5.46 cm，与不加水和不消毒的对照处理相比高27.25%，但是差异不显著。根据国外成型技术知，栽培基质温度达80 ℃时，可消灭大多数病原菌、害虫[6]。传送带速度5 Hz、消毒时间8 min、基质含水量60%的处理根长数值低的原因可能是消毒灭菌的不彻底。由于该处理的消毒时间短（8 min），基质温度还达不到消毒灭菌所需要的温度，造成传送带速度5 Hz、消毒时间8 min、基质含水量60%的处理的消毒灭菌不彻底。

从香石竹的株高来看，传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理的香石竹株高最高，达到25.13 cm，比不加水和不消毒的对照处理试验高42.56%，差异显著。在9个处理中，传送带速度3 Hz、消毒时间13 min、基质含水量60%的处理的株高最低，为19.14 cm，比不加水和不消毒的对照处理试验高8.6%，但是差异不显著。传送带速度3 Hz、消毒时间13 min、基质含水量60%的处理的消毒灭菌较彻底，但是株高的总体水平低，造成这一结果的原因可能是营养分配不均匀，株高得到的养分比根长、叶厚得到的养分少。

从香石竹叶厚来看，传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量30%的处理的叶厚最高，为0.889 mm，比不加水和不消毒的对照处理试验高10.90%，差异显著。在各项处理中，传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理的叶厚相对较低，为0.830 7 mm，比不加水和不消毒的对照处理试验高3.6%，但差异不显著。传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理的菌落数是各项处理中最少的、消毒灭菌最彻底，但叶厚比其他处理相对较低，造成这一原因可能是营养分配得不均匀。由于传送带速度 2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理根长、株高的生长良好，导致叶片得到的养分较少，所以传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理的叶厚比其他处理相对较低。综合上述分析可知，传送带速度2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量60%的处理是微波加蒸汽基质消毒机消毒灭菌最彻底的消毒处理，也是香石竹栽培最佳的消毒处理。

3.2 结论

选择合适的消毒时间和合理的基质含水量是微波加蒸汽基质消毒机消毒灭菌彻底的首要条件。综合来看，传送带速度为2 Hz、消毒时间20 min、基质含水量为60%是香石竹栽培基质最佳的消毒处理。

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