一種有機礦質復合劑對小米辣育苗效果及基質酶活性的影響

王燦 袁恩平 李罡 王紹祥 趙水靈 李云 張雪廷

摘 ? ?要：為明確蔬菜工廠化育苗中一種新型有機礦質復合材料對小米辣（Capsicum frutescens L.）幼苗生長質量及基質酶活性的影響，采用單因素試驗，設置5個不同濃度并以商品育苗基質為原料進行小米辣育苗盤育苗，測定小米辣生長相關指標和基質酶活性。結果表明，15 g·L-1和30 g·L-1處理的幼苗干質量及生長函數顯著高于其他處理，但出苗率卻低于對照。其中，15 g·L-1處理葉、根可溶性糖含量及根系活力分別比CK提高9.21%、105.48%、84.92%。在基質土壤酶活性中，除過氧化氫酶活性低于CK外，15 g·L-1處理蔗糖酶、脲酶、酸性、堿性磷酸酶均顯著高于對照。因此，該試驗條件下，15 g·L-1有機礦質復合劑對小米辣幼苗生長有促進作用，同時可提高基質土壤酶活性，這為小米辣工廠化育苗應用、培育優質秧苗提供了參考和思路。

關鍵詞：小米辣;有機礦質復合材料;育苗;根際酶活性

中圖分類號：S641.3 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2022）02-028-06

Effects of an organic mineral compound on the seedling quality of chili pepper （Capsicum frutescens L.） and soil substrate enzyme activity

WANG Can， YUAN Enping， LI Gang， WANG Shaoxiang， ZHAO Shuiling， LI Yun， ZHANG Xueting

（Wenshan Academy of Agricultural Sciences， Wenshan 663000， Yunnan， China）

Abstract： A experiment with 5 treatment levels was conducted to explore the effects of a new organic mineral material on the growth quality of chili pepper （Capsicum frutescens L.） seedlings and the substance enzymes activity in vegetable factory seedlings， using commercial seedling production soil mixture. The growth-related indexes and soil substrate enzyme activities were assayed. The results show that dry weight and growth rate were significantly higher for 15 g·L-1 and 30 g·L-1 treatments， but the emergence rate was lower than CK. Soluble sugar content in leaf and root， and root vitality of the 15 g·L-1 treatment were 9.21%， 105.48% and 84.92% higher than CK. Soil substrate enzyme activities， except for catalase activity lower than CK， invertase， urease， and acid/alkaline phosphatase for the 15 g·L-1 treatment were significantly higher than control. Under the test conditions， the 15 g·L-1 organic mineral compound can promote the growth of chili pepper seedling and improve the soil substrate enzyme activity. This provides a new venue for high quality chili pepper seedling production.

Key words： Capsicum frutescens L; Organic mineral compound; Seedling; Rhizosphere enzyme activity

小米辣（Capsicum frutescens L.）是茄科辣椒屬一年或多年生灌木狀辣椒（冷涼地區1年生，熱區多年生），含有豐富的礦質元素和微量元素[1-2]。小米辣作為特色經濟作物之一，主產于中國西南邊陲。近年來，其獨特的口味、香氣引起了人們的關注，育種者培育出了耐瘠、耐旱、株型大、果多、豐產的優良小米辣新品種，深受廣大農民和消費者的喜愛，得到國內外市場的認可[2]。目前，小米辣已成為促進邊疆地區廣大農民增收的經濟作物之一，同時也引起了國內外研究機構的關注。近年來隨著工廠化育苗的發展，育苗盤育苗已成為小米辣育苗的主要方式，通常采用播種前肥料與基質混勻，苗期噴施葉面肥等方法進行育苗，但由于基質、肥料的種類不同，難以掌握準確的用量，過多則會導致基質EC值過高，抑制種子發芽和初期生長;過低在育苗后期養分缺乏，導致生長過慢。因此，尋找適宜的肥料及施肥模式，是保障育苗過程中辣椒健康生長的重要措施之一。張志剛等[3]研究認為最佳施肥配方與方法為：子葉平展至2片真葉平展時N、P、K比為12-2-14、20-10-20兩種肥料交替使用，施N肥質量分數為50 mg·kg-1;2片真葉平展至4片真葉平展時12-2-14、20-10-20兩種肥料交替施用，施N肥質量分數為100 mg·kg-1;4片真葉平展至6片真葉平展時12-2-14、20-20-20兩種肥料交替施用，施N肥質量分數為150 mg·kg-1。3個階段施肥頻率均為1次肥、1次水，辣椒幼苗表現為壯苗指數增加、葉綠素含量升高和根系活力增強。葉林等[4]認為當育苗盤孔數為72孔、基質草炭∶蛭石體積比為2∶1、復合肥施用量為2 kg·m-3時，辣椒幼苗的綜合指標最優，健壯程度最高，幼苗質量最好。李紅等[5]研究表明EG-2#菌液有效改善了辣椒幼苗生長量，其中300倍EG-2#菌液處理的幼苗株高比對照提高15.9%，莖粗增加7.8%，壯苗指數提高37.8%，地上、地下部鮮質量分別高21.6%、30.5%，地上/地下部干質量分別高23.6%、39.1%。王高飛等[6]在育苗基質中添加不同生物炭材料探究對辣椒幼苗質量的影響中發現：育苗基質添加生物炭能夠促進辣椒幼苗的生長發育以及養分的吸收利用，其中以添加稻殼生物炭處理育苗效果最好，幼苗中N、P、K含量最高。

辣椒育苗播種前，常將肥料與基質混勻后播種，苗期噴施1～2次葉面肥等方式為辣椒苗期生長提供養分，由于基質、肥料的種類不同難以掌握準確的用量，另外不同品種的辣椒苗期需肥量也不一樣，這些因素都會影響辣椒苗期的生長。以往的研究主要以1年生辣椒（Capsicum annuum L.）如朝天椒等為主，小米辣（Capsicum frutescens L.）研究卻鮮有報道。因此，針對在當地小米辣育苗過程中肥料施用的局限性，筆者以云南文山地區特色小米辣育苗過程中肥料選擇、用量的實際需求為出發點，并本著節約肥料施用量、改善育苗基質環境、提高小米辣幼苗品質為目的，為云南文山地區實現小米辣工廠育苗栽培優質、高效、集約化，降低育苗成本等提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

辣椒品種為小米辣M240，由文山州農業科學院蔬菜研究所提供。有機礦質復合劑礦物之星由日本群馬長石公司提供，是一種天然礦物質和腐殖酸復合的制劑，其主要礦質成分見表1。育苗基質為商品育苗基質（湘正農科牌商品育苗基質由湖南農業大學湘暉農業技術研究所研制，主要成分為草炭土。）

1.2 方法

1.2.1 盆栽試驗及樣品采集 試驗點為文山州農業科學院分子育種試驗室，時間為2020年5—9月。試驗共設4個質量濃度的礦質復合劑添加處理：A. 15 g·L-1、B. 30 g·L-1、C. 45 g·L-1、D. 60 g·L-1，1個空白對照（CK）。將混勻好的基質裝入72孔育苗盤中，每盤為1次重復，每個處理各3次重復，并將發芽整齊一致的小米辣種子播種于苗盤中，進行常規管理（苗期只澆清水）。育苗結束后，采用5點取樣法每盤選取10株5～7片真葉時期的秧苗，拔出后抖落附著的土壤基質，用單獨無菌刷收集根表面的土壤基質、低溫保存、測定基質酶活性，同時將樣品低溫保存用于測定生理代謝指標。

1.2.2 測定項目 用刻度尺、游標卡尺測量株高和莖粗，分析天平測量干質量，并計算出苗率、壯苗指數、生長函數值。樣品低溫保存第2天測定生理代謝指標。用TTC法[7]測定根系活力，用手持葉綠素儀（型號：TYS-B）測定葉綠素含量和N含量，用蒽酮比色法[8]測定可溶性糖含量，用BCA法蛋白含量試劑盒（G0418W，96 樣）測定蛋白質含量。蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶、酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活性采用48樣微板法測定，貨號分別為G0302W、G0301W、G0303W、G0304W、G0305W，由云南晶亞科技有限公司代測。

出苗率/%=破土出苗數/種子總數×100;

壯苗指數=（地下部分干質量/地上部分干質量+ 莖粗/株高） ×全株干質量;

生長函數（mg·d-1）=全株干質量/苗齡。

1.2.3 數據統計與處理 原始數據整理采用Word 2003軟件，數據差異顯著性分析使用DPS 7.05 Duncan新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同處理對小米辣育苗效果的影響

不同處理對小米辣育苗效果的影響見表2，幼苗株高除D處理最低、僅13.5 cm外，A、B、C、CK處理間無顯著差異，莖粗比較中，各處理則無顯著差異。A、B處理的干質量最高，為0.3 g，顯著高于其他處理，最低的是D處理，僅0.15 g。生長函數反映了植株積累有機物質的速率，試驗中A、B處理的生長函數無顯著差異，分別是0.006 0 g·d-1和0.005 9 g·d-1，且顯著高于其他處理，C處理與CK處理無顯著差異，最低的是D處理，顯著低于其他處理，僅0.003 0 g·d-1。壯苗指數是衡量秧苗素質優良的一個重要指標，各處理間CK壯苗指數最高，為0.10，與A、B、C處理無顯著差異，與D處理（0.03）差異顯著。出苗率比較中，CK處理最高為86.57%，顯著高于其他處理;其次是A、B處理，分別為81.02%和80.56%，二者間無顯著差異;最低的是C、D處理（71.30%和71.76%），二者間無顯著差異。

綜上，各處理間以A、B處理育苗質量最好，與CK最接近。同時積累有機物質的速度也優于其他處理，壯苗指數也與CK無顯著差異，出苗率接近CK，因此當礦質添加劑為15 ～30 g·L-1時，幼苗農藝性狀最好。

2.2 不同處理對小米辣生理代謝的影響

不同處理間小米辣幼苗生理代謝有顯著差異，在可溶性糖含量比較中（圖1-a），A處理葉片可溶性糖含量（w，后同）顯著高于其他處理（C處理除外）達16.88 mg·g-1，比CK提高9.21%。最低的是D處理（8.77 mg·g-1），顯著低于其他處理;另外在根中可溶性糖含量，同樣以A處理最高，為7.68 mg·g-1，比CK提高105.48%，顯著高于其他處理;最低的是C處，理僅2.02 mg·g-1。A處理根系活力顯著高于其他處理，為2.75 μg·g-1·h-1;其次是B處理（1.82 μg·g-1·h-1）和D處理（1.82 μg·g-1·h-1），二者無顯著差異;最低的是C處理，僅1.18 μg·g-1·h-1（圖1-b）。在葉綠素含量和N含量比較中（圖1-c和圖1-d），A處理最高，分別為32.63 SPAD和10.33 mg·g-1，與D處理（27.67 SPAD和8.90 mg·g-1）差異顯著，與B、C、CK處理差異不顯著。在圖1-e中，A處理可溶性蛋白含量最高，為23.62 mg·g-1，顯著高于其他處理;其次是B處理（20.38 mg·g-1）與C處理（19.49 mg·g-1），二者無顯著差異;最低的是D處理（10.47 mg·g-1），顯著低于其他處理。A處理類胡蘿卜素含量最高，達0.26 mg·g-1，顯著高于其他處理;其次是C處理（0.18 mg·g-1）與B處理（0.17 mg·g-1）、D處理（0.17 mg·g-1），三者間無顯著差異;最低的是CK，僅0.13 mg·g-1（圖1-f）。

結果說明在A處理下（15 g·L-1），小米辣幼苗生理代謝指標要顯著優于其他濃度處理，可提高幼苗中可溶性糖含量、根系活力、葉綠素含量、N含量、可溶性蛋白含量及類胡蘿卜素含量，對小米辣幼苗生長有積極的影響。

2.3 不同處理對基質土壤酶活性的影響

不同濃度處理對小米辣育苗基質土壤酶活性的影響有顯著差異（圖2）。A處理脲酶活性2 205.81 μg·g-1·d-1，顯著高于其他處理;其次是B處理（2 057.44 μg·g-1·d-1），最低的是D處理（891.25 μg·g-1·d-1）（圖2-a）。在基質蔗糖酶活性比較中（圖2-b），A處理基質蔗糖酶活性最高，為38.83 μg·g-1·d-1，顯著高于其他處理;其次是B處理和CK處理，分別是35.6 mg·g-1·d-1和35.17 mg·g-1·d-1，且二者無顯著差異;最低的是D處理，僅23.05 μg·g-1·d-1，顯著低于其他處理?；|過氧化氫酶活性比較中（圖2-c），CK處理最高，為142.47 μmol·g-1·h-1，顯著高于D處理（119.28 μmol·g-1·h-1），但與A 處理（124.22 μmol·g-1·h-1）、B處理（130.45 μmol·g-1·h-1）、C處理（131.39 μmol·g-1·h-1）無顯著差異。在圖2-d中，A處理的酸性磷酸酶活性顯著高于其他處理，達2 548.60 nmol·g-1·h-1;其次是CK處理1 244.21 nmol·g-1·h-1;最低的是B處理416.35 nmol·g-1·h-1?；|堿性磷酸酶活性比較中，A處理最高，為653.87 nmol·g-1·h-1，顯著高于其他處理;其次是CK處理（522.90 nmol·g-1·h-1），B處理與D處理分別是383.95 nmol·g-1·h-1和326.56 nmol·g-1·h-1，二者無顯著差異;最低的是C處理215.41 nmol·g-1·h-1，顯著低于其他處理（圖2-e）。

3 討論與結論

在本試驗中以小米辣為研究對象，結果表明A處理株高、莖粗、壯苗指數與CK無顯著差異，干質量、生長函數顯著高于對照，比對照提高30.43%和36.36%，但出苗率卻顯著低于對照，這可能是由于基質中添加了有機礦物質，導致EC值偏高抑制了辣椒種子的發芽，這與前人研究結果一致，即育苗基質中EC值過高抑制辣椒、番茄種子的出苗[9]。可溶性糖含量、根系活力、葉綠素含量、N含量、可溶性蛋白含量和類胡蘿卜素含量均是評價植物正常生長的指標，其中植物可溶性糖不僅為植物生長發育提供能量，同時在代謝中間產物、信號功能傳遞、植物抗性等方面也發揮著重要作用[10]。試驗A處理（低濃度）與D處理（高濃度）比較中發現，可溶性糖含量、根系活力等指標均表現為低濃度下的表現顯著高于高濃度下，說明高濃度有機礦質復合劑對小米辣幼苗生理代謝活動存在抑制作用。相關研究表明，高濃度鹽環境會降低植物對某些必需微量元素的吸收，從而影響植物正常生長。在高鹽脅迫下，蘆薈莖和根中的Cu含量有所減少，同時葉片中的Mn含量隨鹽分濃度增加呈先減少后增加的趨勢[11]。在煙草中鹽分主要通過增加烤煙各部位的Na含量，來影響對K、Ca、Cu、Fe、Mn的吸收，同時通過限制根到莖中K、Ca的運輸能力來影響各元素的分配與平衡[12]。在中山杉幼苗離子分配及運輸的影響中高濃度鹽可降低根系對K和Ca的吸收，改變根系細胞離子平衡[13]?？赡苁请S著基質中鹽濃度的增加，抑制了幼苗根系活力，導致根系無法進行正常生理代謝，如養分、水分的吸收等。

土壤酶活性與微生物群落、土壤呼吸強度息息相關[14]，酶活性的變化反映了土壤的綜合肥力及土壤養分轉化進程，可以作為衡量生態系統土壤質量變化的預警和敏感指標[15]。土壤脲酶與氮素的轉化有關，它是由植物根系分泌的一類酶，可水解尿素為植物生長提供養分[16]。土壤蔗糖酶對增加土壤中易溶性土壤物質起著重要的作用，它能促使蔗糖分解為葡萄糖和果糖，是參與土壤循環重要的酶，同時也是評價土壤肥力水平和土壤熟化程度的指標之一[17]。過氧化氫酶則是分解土壤中因生物呼吸作用而產生的過氧化氫，降低過氧化氫對土壤的毒害[16-18]。而磷酸酶則是促進有機磷分解成無機磷狀態的酶類，使植物根系更易于吸收[19]。本試驗中除過氧化氫酶外，其余土壤酶活性均以A處理最高，其脲酶、蔗糖酶、酸性/堿性磷酸酶活性分別比CK空白對照提高了24.44%、10.38%、104.84%、25.05%。說明A處理濃度可提高脲酶、蔗糖酶、酸性/堿性磷酸酶的活性，促進肥力的釋放與轉化，改善根系環境，但對基質土壤過氧化氫酶活性作用不大。另外試驗中D處理基質酶活性均顯著低于CK空白對照，表明了不同處理濃度同樣對基質中土壤酶活性存在促進或抑制作用。這可能是復合制劑中存在腐殖酸改善了根際微環境，同時也促進辣椒幼苗的生長。有研究表明適量的腐殖酸，一方面對土壤微生物群落的豐富度和多樣性具有一定影響，可改善微生物整體代謝活性[17，20];另一方面對植物根系產生刺激作用，使植物根系活性提高，促進質子泵（H+-ATP酶）編碼基因亞型 MNA2的表達進而提高其活性，增強抗逆性、增加作物產量、提高品質等[20-21]。此外復合制劑中還存在大量微量元素，也為幼苗生長、生理代謝（如蛋白質的合成）提供了必需的微量元素[22]。但過量則會抑制幼苗生長，這可能也是高濃度復合制劑處理下幼苗生理代謝及基質土壤酶活性反而下降的原因之一，其中的分子機制有待進一步研究。

在小米辣育苗試驗中，適宜劑量（15 g·L-1）的有機礦質復合劑可提高幼苗質量，促進生理代謝，增強基質土壤酶活性。這為云南文山地區小米辣培育優質秧苗提供了新的思路和基礎，同時也為進一步研究其促進生長機制提供了參考依據。

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