(商丘師范學院生物與食品學院,河南商丘 476000)
無土栽培在蔬菜生產安全性和高效性方面具有土壤栽培不可比擬的優勢,已成為實現設施農業可持續發展的主要途徑之一。隨著農業現代化技術的進步,各種現代農業設施被廣泛應用,無土栽培技術也逐漸為廣大農戶所接受。無土栽培技術避免了土壤連作產生的土傳病害等各種問題,提高了土地利用率;減少了傳統栽培中的很多常規作業,提高了勞動效率;有利于實現自動化管理和優質高產[1]。基質栽培是無土栽培的主要應用類型,因其具有設施建造及管理簡單、造價低、省水省肥、環保污染少、避免了連作障礙等優點,因而適用面大、應用廣[2]。無土栽培常用的基質有草炭、蛭石和珍珠巖。草炭是在濕地環境下,由死亡的動植物殘體等有機物沉積,在缺氧和偏酸的環境下不完全分解堆積而成的[3]。草炭中有機質含量高,富含植物生長所需的多種營養成分;而且質地疏松,透水透氣性好,保水保肥能力強,是目前育苗和盆栽花卉的主要栽培基質[4-5]。蛭石具有疏松土壤,透氣性好,吸水力強,溫度變化小等特點,有利于作物的生長,還可減少肥料投入[6]。珍珠巖可以增加基質的透氣性和吸水性,保持基質的疏松,防止板結。但珍珠巖養分含量低,且比重較輕,澆水過多時容易漂浮于基質表層[7]。為了彌補單一基質在理化性質上的不足,在實際生產中常采用適當比例混合的形式將幾種基質進行混合配制,以期達到相互促進的效果。
辣椒(Capsicum annuumL.)屬于茄科辣椒屬,是異花授粉的1 年或多年生草本植物,因其營養豐富而被廣泛栽培,產量在茄科蔬菜中僅次于番茄[8]。目前已有以上海青、小白菜等蔬菜為試驗材料進行無土栽培的研究[9-10],但是針對辣椒的相關研究較少。鑒于此,本試驗采用草炭、蛭石、珍珠巖三種基質,按不同的比例混合成復合基質,探討了不同比例基質對辣椒種子發芽效果的影響。
辣椒所用品種為櫻田三櫻8 號。草炭、蛭石和珍珠巖均采購自鄭州金世紀園藝資材有限公司。試驗在商丘范學院生物與食品學院培養室進行。
1.2.1 種子處理
選取均勻、飽滿、無病蟲害的種子。清洗干凈后將種子置于透氣的薄布上攤開,曬種4~6 h。期間經常將種子翻動,使種子能均勻接受陽光照射。隨后使用25~30 ℃溫水浸種24 h,撈出后置于25 ℃培養箱中催芽,待大部分種子露白后進行播種。
1.2.2 基質配比和播種方式
試驗各處理基質的體積配比見表1。配比好的基質置于穴盤中,澆透水使基質充分吸水。將處理好的種子種于穴盤中,每個穴孔中心點一個1 cm 左右的眼,放入一粒種子后蓋上0.5 cm 厚的基質。然后置于培養架上,設定光照周期為14 h 的長日照,環境溫度為26 ℃,培養時長為30 d。培養結束后每個處理隨機選取20 株幼苗進行指標測量。

表1 不同育苗基質的配比Table 1 The ratio of different seedling media
以胚根露出種皮2 mm 作為發芽標準,每隔24 h 記錄一次種子的萌發數。待發芽終期結束后,參考文獻[11]計算種子發芽率、發芽勢和發芽指數,其它相關測定指標為株高、莖粗、葉片數、全株干鮮質量和根干質量。發芽率、發芽勢等的計算公式見式(1)(2)(3)。
其中,Dt為發芽日數,Gt為Dt相應每天的發芽種子數。
株高和莖粗采用游標卡尺測量。葉片數經過計數后每個處理平均計數。幼苗經過清洗后用吸水紙吸干表面水分,先稱量鮮質量;再經烘箱180℃烘干2h,稱量干質量。
數據整理分析采用Excel 2016。
種子的發芽率、發芽勢和發芽指數是衡量種子發芽力強弱程度的重要指標,也是評價種子活力、特性、抗性、發芽速度、整齊度與生物量的綜合因子。不同基質配比下辣椒種子的萌發情況如表2 所示。結果表明,處理2 的種子發芽率為91%,發芽勢為81%,總體種子萌發情況優于其它處理;與處理4 相比差異顯著。

表2 不同基質處理對辣椒種子萌發的影響Table 2 Effects of different substrate treatments on pepper seed germination
植株種苗的質量可以通過很多指標評價,其中株高和莖粗是反映種苗長勢最直觀的指標,且莖粗能在一定程度上反映種苗的健壯程度。單位時間里幼苗發生葉片數量多,對植株后期生長有利。從表3 可以看出,株高、莖粗和葉片數表現最好的是處理2,其平均株高為12.71 cm,平均莖粗為0.35 cm,平均葉片數為6.2。處理1 和處理2 相比,在株高和莖粗方面無顯著性差異,而在葉片數方面有顯著差異。之后隨著基質中草炭比例的增加,幼苗株高、莖粗和葉片數等指標逐漸下降,并且達到了差異顯著性水平。在全株干鮮質量和根質量指標方面,處理2 的數據和其他處理相比是最優的。處理1 相比于處理2 略有降低,但差異不大;之后隨著草炭比例的增加,幼苗干鮮質量和根質量都有顯著下降。

表3 不同基質處理對辣椒幼苗生長發育的影響Table 3 Effects of different substrates on the growth of pepper seedlings
無土栽培的情況下,基質作為種子和幼苗的生長基礎,對于植物的生長有重要的影響?;|的選取和配比的要求,在滿足植物生長的前提下,要以能夠促進地下的根系和地上營養體的生長為宜。草炭是目前應用最廣泛的土壤有機改良物質。作為基質,草炭質量較輕,富含有機質和腐植酸[12];且草炭容重低,孔隙度較大,保水效果好。腐植酸對植物的生長有一定的促進作用[13],并且可以促進植物對外源肥料的吸收[14-15]。
辣椒植株種苗的優劣直接影響辣椒后期的生長,因此培育優質種苗是保證辣椒產量和質量的前提。從本次試驗的數據來看,在不同配比基質上,辣椒出苗的順序為處理2>3>1>4。可以看出當草炭比例適當對種子發芽有一定的促進作用;當草炭比例過高時,種子的發芽速度受到了一定的影響。在辣椒幼苗的株高、地上部分干鮮質量和根干質量這幾個方面,在不同配比的基質種植條件下數據趨勢較為一致。各指標平均數從高到低順序均為處理2>1>3>4,表明第二種基質的配比方式,即草炭、蛭石、珍珠巖比例為2:1:1 對辣椒幼苗的生長作用較好。
從試驗反映的情況看,草炭比例適當對辣椒出苗率和種苗整體長勢有提升作用。而當草炭比例升高時,出苗率和幼苗的長勢受到一定的抑制。這可能是因為草炭中含有腐植酸,比例過高時基質pH 偏低,影響種苗的發芽與生長狀態。