不同粒徑的復混基質對辣椒育苗的影響

劉衍晨 金浩齊 李旭強 王應梅 杜紅斌

摘要：為探索適宜辣椒育苗的低成本當地材料基質，于2021年4—7月在塔里木大學園藝試驗站連棟溫室內進行辣椒育苗基質篩選的粒徑試驗，以草炭、菇渣、爐渣、河沙、黃沙、蛭石的同粒徑復混基質互為對照，對不同粒徑復混基質的理化性質及辣椒的株高、莖粗、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等生長與生理指標進行測定。結果表明：T1（0.25～0.50 mm草炭復混基質）的地上部生長指標顯著高于其他處理組，T3（1～2 mm草炭復混基質）的辣椒根系生長顯著高于其他處理組，主成分與綜合評價分析后得出，T23（0.5～1.0 mm粒徑）的蛭石復混基質僅次于草炭各粒徑復混基質，0.5～1.0 mm蛭石可以在辣椒育苗復混基質中代替草炭;草炭復混基質中T3（1～2 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組;菇渣復混基質中T8（2～5 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組;爐渣復混基質中T12（2～5 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組;河沙復混基質中T16（2～5 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組;黃沙T17（0.25～0.50 mm粒徑）顯著高于T13（0.25～0.50 mm粒徑）河沙的育苗效果;珍珠巖復混基質中T20（1～2 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組;蛭石復混基質中T23辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組。以上單一基質的復混粒徑區間可作為草炭、菇渣、河沙、黃沙、珍珠巖、蛭石基質生產的粒徑參考標準，并為溫室辣椒無土栽培提供理論依據和技術支持。

關鍵詞：粒徑;基質;辣椒;理化性質;生長指標;生理指標

中圖分類號：S641.304+.3 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）12-0135-10

收稿日期：2021-12-22

基金項目：新疆生產建設兵團重大科技計劃（編號：2016AA-002）;新疆維吾爾自治區研究生科研創新項目（編號：XJ2021G298）。

作者簡介：劉衍晨（1997—），男，新疆哈密人，碩士研究生，從事設施栽培研究。E-mail：1847194299@qq.com。

通信作者：杜紅斌，博士，教授，碩士生導師，從事無公害蔬菜及設施農業高效生產教學和科研等工作。E-mail：506904749@qq.com。

基質作為當今無土栽培的重要載體，有著減少土傳病害、栽培便利、栽培環境相對可控的優良特性[1-2]。單一基質各具特點[3]，如草炭、蛭石、菇渣、椰糠等基質均有鮮明的特性，前人研究得出多種針對辣椒作物的育苗基質配方[4-7]，這樣不僅可以平衡單一基質的優劣特性，還可以降低使用優良單一基質用量，降低基質育苗的成本。馬力等研究得出粒徑大小可以改變基質理化性質[8]，焦永剛等研究得出，基質粒徑大小會直接影響總孔隙、通氣孔隙、持水孔隙，也就說明基質粒徑直接影響植株生長[9-10]。

辣椒（Capsicum annuum L.）為茄科辣椒屬植物，作為大眾化蔬菜在全國種植范圍廣闊[11-12]。黃貴敏等研究得出，菇渣基質粒徑在1～3 mm最適宜辣椒種植[13]，有助于辣椒株高、莖粗、葉面積和生理指標的增長[14-16]，作物地上（下）干（鮮）質量、根冠比、壯苗指數等指標均可表現出基質對幼苗有效生長的影響效率[17～20]。陳菲等研究認為，菇渣粒徑在3～5 mm時黃瓜生長最好[21]。趙海濤研究認為，蚯蚓糞的理化性質良好，適宜種植辣椒[22]。

本試驗以辣椒品種豐椒108為試驗材料，以同種粒徑的單一基質復混蚯蚓糞培育辣椒，探究不同粒徑復混基質的理化性質及對辣椒幼苗生長及生理指標的影響，旨在篩選出適合辣椒溫室育苗的基質適宜粒徑，并為溫室辣椒無土栽培提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2021年4—7月在塔里木大學園藝試驗站連棟溫室內進行。試驗地地處暖溫帶（81°17′24″E，40°32′40″N），海拔984.31 m，年平均太陽總輻射量559.65～612.39 kJ/cm2，年日照時數2 855～2 967 h。試驗溫室南北走向，長65 m、寬23 m、脊高5 m。育苗容器為50穴標準穴盤，采用常規水肥管理方式育苗。

供試材料為蛭石、菇渣（已腐熟）、爐渣、河沙、黃沙、珍珠巖、蚯蚓糞（已腐熟），并以漏篩分級為4種粒徑（0.25～0.50 mm、0.5～1.0 mm、1～2 mm、2～5 mm）;以辣椒品種豐椒108為試驗對象（新疆焉耆五豐種業有限責任公司）;肥料使用大量元素水溶肥（大量元素：N+P2O5+K2O≥60%，微量元素：B+Fe+Mn+Zn=0.5%～3.0%，上海永通生態工程股份有限公司）。

1.2 試驗設計

本試驗以豐椒108品種為試驗對象，各單一基質與同粒徑蚯蚓糞復配，其配制比例如表1所示。采用單因素隨機區組設計，每個處理3次重復;每個重復3個穴盤。采用統一的環境、病蟲害防治及肥水管理。

1.3 指標測定方法

1.3.1 基質理化性質 （1）容重、總孔隙、通氣與持水孔隙、氣水比的測定。取已知體積為V的鋁盒稱質量并記作m 再向該鋁盒中加滿測定基質，稱質量記為m2，然后水浸24 h，取出稱質量記作m3，待水分自由瀝干至不滴水稱質量記作m4，計算公式如下[23]：

容重（g/cm3）=（m2-m1）/V;

總孔隙=（m3-m2）/V×100%;

通氣孔隙=（m3-m4）/V×100%;

持水空隙（%）=總孔隙-通氣空隙;

氣水比=通氣孔隙/持水孔隙。

（2）速效氮、速效磷、速效鉀含量的測定。速效氮含量采用堿解擴散法[24]測定;速效磷含量采用碳酸氫鈉法[24]測定;速效鉀含量采用醋酸銨-火焰光度計法[24]測定。

（3）pH與EC值的測定。用pHs-3cpH（上海雷磁）測定pH值;用DDS-307電導率儀（上海雷磁）測定EC值[25]。

1.3.2 辣椒幼苗生長及生理指標 在播種后7～10 d用科學計數法計算出苗率;每個處理隨機選取15株長勢一致的辣椒幼苗進行標記，從播種后第15天2葉1心期開始測量，每5 d測1次，至育苗第60天時共測10次，分別測量株高、莖粗、葉面積（從植株形態學下端至形態學上端的第1張真葉葉面積，用方格法[26]）;育苗第60天，每個重復中取20株長勢一致的辣椒幼苗，10株流水清洗根系，采用萬深LA-S植物圖像分析儀掃描得出主根長度、根面積、根尖數、根平均長度，另外10株進行測定地上（下）干（鮮）質量，鮮質量直接采用電子天平稱量得出，辣椒幼苗鮮樣先置于105 ℃的烘箱中殺青 15 min 后80 ℃恒溫烘24 h，再采用萬分之一電子天平稱得干質量[18]。

根冠比=地上干質量/地下干質量[19];壯苗指數=（莖粗/株高）×全株干質量[20]。

可溶性糖含量采用蒽酮比色法[27]測定;可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250溶液法[27]測定。

1.3.4 主成分分析和綜合評價 主成分分析：運用SPSS 6.0進行因子分析計算主成分[28]。

綜合評價：采用模糊數學中的隸屬函數方法，對不同處理辣椒幼苗生長全指標進行綜合評價[29]。

（1）分別對不同基質栽培條件下的辣椒植株，用以下公式求該指標隸屬數值：

X（ f ）=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）。

式中：X為某一處理的某一指標的測定值;Xmax為該指標測定值中的最大值;Xmin為該指標測定值中的最小值。

（2）當某一指標與植株優劣呈負相關時，利用反隸屬函數計算其隸屬函數值：

X（ f ）=1-[（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）]。

（3）將各處理不同指標的隸屬函數值進行累加，取其平均值，即為綜合評價系數。

1.4 數據統計分析

圖表數據Excel 016中進行，數據分析采用SPSS 6.0軟件進行方差分析、主成分分析等。

2 結果與分析

2.1 不同基質配比物理與化學性質比較

由表2可見，同種基質不同粒徑的理化性質也不盡相同，各處理容重在0.082 8～1.272 1 g/cm3之間，T16處理最高，為1.272 1 g/cm3，T19處理最低，為0.082 8 g/cm3;各處理總孔隙在36.313 7%～99.037 4%之間，T20處理最高，為99.037 4%，T15處理最低，為36.313 7%;各處理通氣孔隙在 0.309 0%～38.762 3%之間，T20處理最高，為38.762 3%，T23處理最低，為0.309 0%;各處理持水孔隙在30.664 0%～86.095 7%之間，T4處理最高，為86.095 7%，T16處理最低，為30.664 0%;各處理氣水比在0.005 ～0.643 1之間，T20處理最高，為0.643 ?T23處理最低，為0.005 。由表3可見，不同基質的化學性質間差異顯著，各處理速效氮含量在11.550 0～768.915 0 mg/kg之間，T8處理最高，為768.915 0 mg/kg，T12處理最低，為11.550 0 mg/kg;各處理速效磷含量在12.495 1～36.384 1 mg/kg之間，T20處理最高，為36.384 1 mg/kg，T15處理最低，為12.495 1 mg/kg;各處理速效鉀含量在9.245 0～177.935 0 mg/kg之間，T5處理最高，為 177.935 0 mg/kg，T15處理最低，為9.245 0 mg/kg;各處理pH值在6.366 7～7.833 3之間，T15處理最高，為7.833 3，T2處理最低，為6.366 7;各處理EC值在0.168 3～4.901 3 mS/cm之間，T8處理最高，為4.901 3 mS/cm，T15處理最低，為0.168 3 mS/cm。

2.2 不同粒徑基質對辣椒育苗生長生理指標的影響

2.2.1 不同粒徑基質對辣椒育苗的影響 由表4可知，辣椒幼苗生長情況T3、T4、T11、T23、T24處理在5月16日第2張真葉已展平，T1、T2、T9、T10、T12、T16、T19、T21、T22處理在5月21日第2張真葉展平，T6、T7、T8、T14、T15處理在5月26日時第2張真葉展平，T5、T13、T18處理在5月31日時第2張真葉展平，T17、T20在6月5日時第2張真葉展平。T5、T6、T9、T10、T13、T14、T15、T17、T18、T19處理僅長到4葉1心時就停止生長，T7、T8、T11、T16、T20、T21、T24處理在6月30日時仍未長到8葉1心，而T1、T2、T3、T4、T12、T22、T23處理在6月30日時已長出8葉1心;T1、T3、T4、T23處理出苗率均在90%之上，而出苗率最低的T13、T14、T15處理均不低于30%，出苗率排序：T1=T3>T4=T23>T2=T22>T20>T21=T24>T8>T19>T11>T7=T12=T18>T6>T5>T9>T10>T16>T17>T14=T15>T13。

2.2.2 不同粒徑基質對辣椒幼苗株高、莖粗的影響 由圖1、圖2可知，播種后15～60 d，各處理的株高、莖粗均呈逐步上升趨勢，在6月30日各處理幼苗株高、莖粗均達到最高，其中T1處理的株高、莖粗最高，分別為23.75、4.08 cm，T9處理的株高、莖粗最小，分別為7.17、1.55 cm，基質間株高增長量：T1～T4（草炭復混基質）>T22～T24（蛭石復混基質）>T18～T21（珍珠巖復混基質）>T5～T8（菇渣復混基質）>T17（黃沙復混基質）>T13～T16（河沙復混基質）>T9～T12（爐渣復混基質）。基質間莖粗增長量：T1～T4（草炭復混基質）>T18～T21（珍珠巖復混基質）>T22～T24（蛭石復混基質）>T13～T16（河沙復混基質）>T17（黃沙復混基質）>T9～T12（爐渣復混基質）>T5～T8（菇渣復混基質）。

草炭復混基質中0.25～0.50 mm粒徑下的辣椒株高、莖粗長勢最好，分別為23.75、4.08 cm，0.5～1.0 mm粒徑下的株高、莖粗長勢最差，分別為20.25、3.19 cm;菇渣復混基質中1～2 mm粒徑下的辣椒株高最高，為17.93 cm，2～5 mm粒徑下的辣椒莖粗最粗，為2.25 cm，而菇渣0.5～1.0 mm粒徑下的株高、莖粗最低，分別為11.83、1.87 cm;爐渣復混基質中2～5 mm粒徑下的辣椒株高、莖粗分別為15.93、2.74 cm，0.25～0.50 mm粒徑下的株高、莖粗最低，分別為7.17、1.55 cm;河沙復混基質下2～5 mm粒徑的株高、莖粗最高，分別為13.65、2.52 cm，0.25～0.50 mm粒徑的株高、莖粗最低，分別為10.50、2.07 cm;黃沙僅有1種粒徑，株高與莖粗分別為13.55、2.11cm;珍珠巖復混基質中1～

2 mm 粒徑的株高、莖粗最高，分別為18.85、3.15 cm，0.5～1.0 mm粒徑的株高、莖粗最低，分別為12.18、1.92 cm;蛭石復混基質0.5～1.0 mm粒徑下的株高和莖粗最高，分別為17.95、2.89 cm，0.25～0.50 mm粒徑下株高最低，為14.72 cm，而莖粗最低的是1～2 mm粒徑，為2.31 cm。

2.2.3 不同粒徑基質對辣椒幼苗葉面積的影響 由圖3可知，6月30日，各處理的辣椒第1張真葉面積間均有顯著性差異，其中T1處理葉面積最大，為23.835 0 cm2，T10處理最小，為4.274 0 cm2，基質間葉面積增長量：T1～T4（草炭復混基質）>T22～T24（蛭石復混基質）>T18 ～T21（珍珠巖復混基質）>

T9～T12（爐渣復混基質）>T13～T16（河沙復混基質）>T17（黃沙復混基質）>T5～T8（菇渣復混基質），草炭復混基質中0.25～0.50 mm粒徑下的辣椒葉面積最大，為23.840 0 cm2，0.5～1.0 mm的葉面積最小，為17.750 0 cm2;菇渣復混基質中2～5 mm粒徑下的辣椒葉面積最大，為6.900 0 cm2，0.25～0.5 mm 粒徑下的葉面積最小，為4.430 0 cm2;爐渣復混基質中2～5 mm粒徑下的辣椒葉面積最大，為 12.210 0 cm2，0.5～1.0 mm粒徑下的葉面積最小，為4.270 0 cm2;河沙復混基質中2～5 mm粒徑下的辣椒葉面積最大，為 9.870 0 cm2，0.25～0.50 mm粒徑下的葉面積最小，為5.110 0 cm2;黃沙僅有1種粒徑，葉面積為5.990 0 cm2;珍珠巖復混基質中 1～2 mm粒徑下的辣椒葉面積最大，為13.870 0 cm2，0.5～1.0 mm 粒徑下的葉面積最小，為4.680 0 cm2;蛭石復混基質中0.5～1.0 mm粒徑下的辣椒葉面積最大，為10.620 0 cm2，1～2 mm粒徑下的葉面積長勢最小，為6.490 0 cm2。

2.2.4 不同粒徑基質對辣椒幼苗根系、根冠比、壯苗指數的影響 由表5可見，各處理間的主根長度、根面積、根尖數、根平均長度、根冠比、壯苗指數均有顯著性差異，其中T3處理的主根長度、根面積、根尖數、根平均長度均高于其他處理組，分別為129.076 0 mm、982.452 9 mm2、55.333 3個、77.823 7 mm，T6處理的主根長度最低，僅為 7.230 5 mm，T7處理根面積最小，為115.448 8 mm2，T13處理根尖數最少，為5.666 7個，T15處理根平均長度最小，為8.746 7 mm，T9處理根冠比最高，為1.711 7，T16處理根冠比最低而壯苗指數卻最高，分別為0.022 1、0.179 ，T7處理壯苗指數最小，為0.002 8。基質間主根長度：T1～T4>T22～T24>T9～T12>T17>T18～T21>T13～T16>T5～T8;基質間根面積：T1～T4>T22～T24>T18～T21>T9～T12>T13～T16>T17>T5～T8;基質間根尖數：T1～T4>T22～T24>T9～T12>T18～T21>T17>T13～T16>T5～T8;基質間根平均長度：T22～T24>T1～T4>T18～T21>T9～T12>T13～T16>T17>T5～T8;基質間根冠比：T9～T12>T18～T21>T17>T1～T4>T22～T24>T5～T8>T13～T16;基質間壯苗指數：T1～T4>T13～T16>T18～T21>T9～T12>T22～T24>T5～T8>T17。

2.2.5 不同粒徑基質對辣椒幼苗生理指標的影響 由表6可見，各處理間的地上（下）干（鮮）質量、可溶性糖、可溶性蛋白含量均有顯著性差異，其中T20處理地上鮮質量最大，為4.070 0 g，T16處理地上干質量最大，為0.866 8 g，T3處理地下鮮質量最大，為1.415 0 g，T20處理地下干質量最大，為0.139 0 g，T18處理地上鮮質量最小，為0.150 0 g，T11處理地上干質量最小，為0.015 0 g，T13處理地下鮮質量最小，為0.005 5 g，T7處理地下干質量最小，為0.001 ?g，可溶性糖、可溶性蛋白含量均為T19處理最高，分別為2.943 0%、6.994 4 g/kg，T1處理可溶性糖含量最低，為0.849 9%，T5處理可溶性蛋白含量最低，為2.030 6 g/kg。基質地上鮮質量的比較：T1～T4>T22～T24>T9～T12>T17>T18～T21>T13～T16>T5～T8;基質地上干質量的比較：T1～T4>T22～T24>T18～T21>T13～T16>T9～T12>T5～T8>T17;基質地下鮮質量的比較：T1～T4>T18～T21>T22～T24>T9～T12>T13～T16>T5～T8>T17;基質地下干質量的比較：T1～T4>T22～T24>T9～T12>T18～T21>T13～T16>T5～T8>T17;基質間可溶性糖含量的比較：T17>T18～T21>T13～T16>T5～T8>T9～T12>T22～T24>T1～T4;基質間可溶性蛋白的比較：T17>T18～T21>T13～T16>T5～T8>T9～T12>T22～T24>T1～T4。

2.3 辣椒幼苗生長及生理指標主成分分析及綜合評價

由表7可見，第一主因在株高、莖粗、葉面積、主根長、根面積、根尖數、根平均長度、地上（下）鮮質量指標上有較大的載荷系數;第二主因在壯苗指數、地上干質量指標上有較大的載荷系數;第三主因在根冠比、地下干質量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量指標上有較大的載荷系數。其中第一主因占總因素54.304 6%，第二主因占12.606 8%，第三主因占11.265 0%， 第二主因（壯苗指數、地上干質量）的權重0.142 1比第一主因[株高、莖粗、葉面積、主根長、根面積、根尖數、根平均長度、地上（下）鮮質量]的權重0.612 1要低，但要高于第三主因（根冠比、地下干質量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量）的權重0.127 0，說明第一主因所包含的生理指標是判定辣椒幼苗生長好壞的主要判定指標，第二因素的指標較為重要，第三主因的指標重視程度相對較低。

由表8可見，根據隸屬函數計算得出各處理的綜合評價系數及排名，綜合評價系數越高（排名越高）育苗效果越好，反之育苗效果越差。其中T3處理排第1位，為0.73，整體育苗效果顯著優于其他處理組，主根長、根面積、根尖數、根平均長度、地上鮮質量均高于其他處理組;T1綜合評價系數僅次于T3，并在株高、莖粗、葉面積均顯著高于其他處理組;T5綜合評價系數最低，僅為0.07，育苗效果較差，綜合系數由高到低排名：T3>T1>T20>T4>T2>T23>T12>T22>T21>T11>T19>T24>T16>T10>T8>T14>T17>T9>T18>T15>T13>T7>T6>T5;綜合指標下各基質按粒徑分級比較，草炭復混基質：1～2 mm>0.25～0.50 mm>2～5 mm>0.5～1.0 mm;菇渣復混基質：2～5 mm>1～2 mm>0.5～1.0 mm>0.25～0.50 mm;爐渣復混基質：2～5 mm>1～2 mm>0.5～1.0 mm>0.25～0.50 mm;河沙復混基質：2～5 mm>0.5～1.0 mm>1～2 mm>0.25～0.50 mm;黃沙復混基質僅0.25～0.50 mm;珍珠巖復混基質：1～2 mm>2～5 mm>0.5～1.0 mm>0.25～0.50 mm;蛭石復混基質：0.5～1.0 mm>0.25～0.50 mm>1～2 mm。

3 結論與討論

基質不同粒徑的理化性質略有差異[30-32]，本試驗得出基質基本存在粒徑越小容重越大，但通氣孔隙與粒徑呈正相關，而草炭卻粒徑越小通氣孔隙越大的趨勢，各基質不同粒徑條件下理化性質均不相同，因此不同粒徑基質對幼苗生長發育的影響也不盡相同。

植株的生長發育與基質的理化性質聯系緊密[33]，本試驗得出不同粒徑同一基質的辣椒幼苗生理及生長指標間均有顯著差異，如草炭復混基質不同粒徑在真葉出現時間、幼苗生長情況、生物積累情況等均有顯著差異;不同基質間差異極顯著，草炭對辣椒幼苗有效生長的促進效率顯著高于其他基質，其中相對于草炭的昂貴價格，如T20（1～2 mm珍珠巖復混基質）、T23（0.5～1.0 mm蛭石復混基質）所育辣椒苗較草炭各粒徑所育辣椒幼苗生長狀況無顯著差異，其中T20有成苗速度慢的特點，因此T23可以一定程度上代替草炭培育辣椒苗。

本試驗經過對辣椒幼苗試驗對象主因分析與綜合評價后得出，草炭復混基質中T3（1～2 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組;菇渣復混基質中T8（2～5 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組;爐渣復混基質中T12（2～5 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組;河沙復混基質中T16（2～5 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組;黃沙T17（0.25～0.50 mm粒徑）顯著高于T13（0.25～0.50 mm 粒徑）河沙的育苗效果;珍珠巖復混基質中T20（1～2 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組;蛭石復混基質中T23（0.5～1.0 mm粒徑）辣椒育苗效果顯著高于同基質其他處理組。

綜上所述，基質不同粒徑間理化性質有極顯著差異，對辣椒幼苗有效生長的促進效率也均有極顯著差異，以上單一基質復混的粒徑區間可作為草炭、菇渣、河沙、黃沙、珍珠巖、蛭石基質生產的粒徑參考標準，并為溫室辣椒無土栽培提供理論依據和技術支持。

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