蛭石復混基質對辣椒育苗的影響

劉衍晨,劉志剛,白新慧,喬 鵬,徐 誠,白慧敏,張 娟

(1.塔里木大學植物科學學院,新疆阿拉爾 843300; 2.塔里木大學南疆特色果樹高效優質栽培與深加工技術國家地方聯合工程實驗室,新疆阿拉爾 843300;3.新疆農業科學院吐魯番農業科學研究所,新疆吐魯番 838000)

0 引 言

【研究意義】縮短農藝種植年限,常使用提早育苗、培育壯苗的方式,育苗基質就對幼苗的生長發育起著重要作用[1]。園藝生產中常用的基質包括草炭、泥炭、蛭石、爐渣等[2],其中草炭、泥炭均為生態資源[3, 4],其次因其價格[5]等原因限制其成為主要育苗基質的因素,尋找適宜的栽培基質或適宜復混基質配方有利于無土栽培發展。我國新疆尉犁且干布拉克[6]有超大型礦床。使用保水保肥性強透氣性良好[7]的蛭石作為辣椒生產育苗主要基質,可以降低生產成本。【前人研究進展】辣椒(CapsicumannuumL.)為茄科辣椒屬植物,根系較弱、植株喜陰并不耐旱澇[8]。劉超杰[9]研究得出在復混育苗基質中,逐級遞加蛭石含量的處理有助于辣椒株高[10]、莖粗[11]、單株葉面積[12]和生物積累量的增長。張永亮等[13]研究結果表明,可以運用菇渣代替部分草炭育苗。葉綠素a(Chl a)、葉綠素b(Chl b)、葉綠素總量(Chl a+b)含量作為衡量幼苗生長狀況的重要指標[14],辣椒幼苗的地上(下)干(鮮)重[15]、根冠比、壯苗指數[16],也可以直觀表現出基質對辣椒幼苗生長有效促進的優劣。【本研究切入點】在不同基質中的辣椒幼苗色素含量和養分含量差異顯著,可以直觀體現基質質量的差異。需研究不同基質配比的理化性質及對辣椒幼苗生長及生理指標的影響。【擬解決的關鍵問題】以辣椒品種豬大腸為材料,新疆產蛭石為主,復配爐渣、菇渣,純蛭石為對照,篩選出適合南疆地區辣椒溫室育苗的基質配方,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 材 料

試驗于2021年5～7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(N 40°32′40″,E 81°17′24″),海拔984.31 m,年平均太陽總輻射量559.65～612.39 kJ/cm2,年日照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98穴標準穴盤,采用常規水肥管理方式育苗。

材料選用新疆阿克蘇市烏什縣蛭石(過篩選取35目)、菇渣(平菇菌棒,使用自然夏季高溫加菌劑的發酵處理方法,發酵1次歷時3月,過篩選取25目)、爐渣(阿拉爾市鍋爐房爐渣,過篩選取10目);以辣椒品種豬大腸為試驗對象(新疆杰農種子有限責任公司);肥料為大量元素水溶肥,肥料稀釋500倍,3 d 1次葉面噴施(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 方 法

1.2.1 試驗設計

以蛭石為基質主要材料,復配爐渣、菇渣。以新疆產純蛭石(只用蛭石基質育苗)作為對照(CK),采用隨機區組設計,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。表1

表1 不同基質配方

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 基質理化性質

容重、總孔隙、通氣與持水孔隙、氣水比[17]。

pH與EC值: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[18]。

速效氮、磷、鉀:堿解擴散法、碳酸氫鈉法、醋酸銨-火焰光度計法測定[19]。

鈣含量、鎂含量:原子吸收分光光度計測定[20]。

有機質含量:油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定[21]。

1.2.2.2 辣椒幼苗生長指標

每個處理隨機選取15株長勢一致辣椒幼苗進行標記,從播種后第18 d兩葉一心時開始測量,每3 d 1次,至八葉一心截止共測11次,分別測量株高、莖粗、葉面積。

株高:用鋼卷尺測量從植株基部到形態學上端的高度。

莖粗:游標卡尺測量辣椒幼苗子葉下端。

葉面積:采用方格法[22]從植株形態學下端至形態學上端的第1片真葉葉面積測定。

出苗率:在播種后7～10 d用科學計數法計數。

主根長度、根面積、根尖數、根平均長度:育苗第48 d,每個重復中取10株長勢一致辣椒幼苗,流水清洗根系,平鋪呈傘狀,采用萬深LA-S植物圖像分析儀掃描得出,其中根面積為根部平鋪投影后測得的根部面積。

地上(下)干(鮮)重:每個處理重復中取樣10株進行測定,鮮重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,再采用萬分之電子天平稱得干重[15]。

根冠比 =地上干重÷地下干重[23];

壯苗指數 =(莖粗÷株高)× 全株干質量[16]。

1.2.2.3 辣椒幼苗生理指標

葉綠素a(Chla)含量、葉綠素b(Chlb)含量、葉綠素總量(Chla+b)含量、類胡蘿卜素(Caros)含量、花青素(Anths)含量:育苗第48 d,每個重復中取長勢均勻的幼苗10株,取從形態學下端至形態學上端的第一片真葉并采用丙酮法測定[24]。

可溶性糖含量:采用蒽酮比色法測定[24]。

可溶性蛋白:采用考馬斯亮藍G-250溶液法測定[24]。

1.2.2.4 主成分分析和綜合評價

主成分分析:因子分析[25]。

采用模糊數學中的隸屬函數方法,對不同處理辣椒幼苗不同生長與生理指標進行綜合評價[26]。

1.3 數據處理

采用Excel 2010對試驗數據進行處理,采用統計軟件DPS v7.05對數據進行主成分分析和差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同基質配比物理與化學性質比較

研究表明,CK(純蛭石)容重最低為0.21 g/cm3、EC最低為0.35 mS/cm,總孔隙、通氣孔隙、持水孔隙、氣水比、pH均高于各處理分別為94.15%、26.74%、67.39%、0.4、8.47,T1容重最重為0.65 g/cm3、T2電導率最高為2.45 mS/cm。

各處理與CK相比,除速效氮磷含量以外的指標均有顯著性差異,速效氮磷鉀含量T2最高分別為120.03、142.41、5 317.59 mg/kg,CK與T6處理速效氮含量最低均為3.97 mg/kg、T1速效磷含量最低為10.53 mg/kg、速效鉀CK最低為135.72 mg/kg;T4的鈣含量最高為50.58 g/kg,CK最低為10.34 g/kg;CK鎂含量最高為103.57 g/kg,T5最低為14.97 g/kg;T3機質含量最高為11.24%,CK最低為0.72%。表2,表3

表2 不同基質配比的物理性質

表3 不同基質配比的化學性質

2.2 不同基質配比對辣椒育苗及生長指標影響

2.2.1 不同基質配比對辣椒育苗的影響

研究表明,CK與其他處理組間出苗率沒有顯著性差異而根冠比有顯著性差異,壯苗指數上CK與T1、T2沒有顯著性差異但與其他處理組有顯著性差異,其中CK與T3出苗率最高均達到90%,T1出苗率最低為81%;根冠比、壯苗指數CK均最高分別為0.5、0.105,T3根冠比最低0.17,T7壯苗指數最低僅為0.042。表4

2.2.2 不同基質配比對辣椒幼苗株高、莖粗影響

研究表明,播種后18～48 d,各處理的株高、莖粗均呈逐步上升趨勢,其中播種后36 ～48 d辣椒株高生長迅速。6月24日以前CK與各處理間的株高沒有顯著性差異,T5在6月27日后株高生長速率趨于平緩,CK株高穩步提升,7月6日T2達到株高最高值8.5 cm超過CK的7.92 cm與T7的7.61 cm而T1最低僅為5.6 cm。各處理間均無顯著性差異,CK莖粗始終高于其他處理于7月6日達到最高為1.59 cm,7月6日T6最低僅為1.53 cm。圖1,圖2

圖1 不同基質配比下辣椒株高變化

圖2 不同基質配比下辣椒莖粗變化

2.2.3 不同基質配比對辣椒幼苗葉面積的影響

研究表明,播種后18～48 d辣椒幼苗葉面積生長迅速。在第48 d時T7的葉面積最大為4.41 cm2,T1最小僅為3.347 5 cm2。葉面積由高到低為T7>T6>CK>T5>T3>T4>T2>T1。圖3

圖3 不同基質配比下辣椒葉面積變化

2.2.4 不同基質配比對辣椒幼苗根系生長發育的影響

研究表明,在主根長度、根面積、根尖數、根平均長度指標中CK與各處理間均有顯著性差異,其中CK均高于其他處理組分別為93.25 mm、511.29 mm2、21.33個、49.8 mm,T1最低僅為17.45 mm、216.84 mm2、10.33個、8.63 mm。表5

表5 不同基質配比下辣椒幼苗根系生長發育變化

2.2.5 不同基質配比對辣椒幼苗生物積累量的影響

研究表明,地下鮮重中CK與各處理間存在顯著性差異,地上鮮重T3最重為1.739 g、T1最低僅為0.958 g,地上干重T2最高為0.418 g、CK最低為0.119 g,地下鮮重CK最高為1.02 g、T2地下鮮重最低僅為0.469 g,地下干重T1最高為0.124 g、T4最低為0.046 g。表6

表6 不同基質配比下辣椒幼苗生物積累量變化

2.3 不同基質配比對辣椒幼苗生理指標的影響

研究表明,各處理生理指標均有顯著性差異,其中T1中Chla、Chla+b、Caros、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均最高,分別為0.62 mg/cm2、0.82 mg/cm2、0.53 mg/cm2、0.66%、0.78 mg/g,CK的Chlb、Anths、最高分別為0.25 mg/cm2、0.04 mg/cm2,T2的Chla、Chlb、Chla+b、Caros、Anths、可溶性糖含量均最低分別為0.21 mg/cm2、0.08 mg/cm2、0.29 mg/cm2、0.25 mg/cm2、0.01 mg/cm2、0.47%,T7可溶性蛋白含量最低為0.57 mg/g。在復配基質中爐渣占比越高,辣椒幼苗色素含量及組分含量隨之增大,均高于其它處理。表7

表7 不同基質配比下辣椒幼苗生理指標變化

2.4 辣椒幼苗生長及生理指標主成分綜合評價

研究表明,第一主因在出苗率、Chl a+b、類胡蘿卜素、花青素、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量指標上有較大的載荷系數,第二主因在株高、莖粗、根冠比、壯苗指數上有較大的載荷系數,葉面積只在第三主因上有較大載荷系數。其中第一主因占總因素43.712 2%、第二主因占23.224 5%、第三主因占19.038 7,葉長第二主因(株高、莖粗、根冠比、壯苗指數)的權重0.270 1比第一主因(出苗率、Chl a+b、類胡蘿卜、花青素、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量)的權重0.508 4要低,但要高于第三主因(葉面積)的權重0.221 4,第一主因各指標是辣椒幼苗的生長重要衡量指標,第二因素指標較為較為重要,第三主因指標重視程度最低。表8

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CK(純蛭石)排第一為0.80,整體育苗效果優于其他處理組,莖粗、根冠比、壯苗指數、Anths均高于其他處理組;T1綜合評價系數僅次于CK,并在出苗率與Chl a+b、Caros、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均高于其他處理組;T2綜合評價系數最低僅為0.29,育苗效果最差,綜合系數由高到低排名:CK>T1>T3>T7>T5>T6>T4>T2。表9

3 討 論

基質的物理與化學性質對植株的生長發育密切相關,容重過大時,通氣孔隙較小會影響根系發育;容重過小時,基質質地較輕植株易倒伏。吳志行等[27]認為理想的育苗基質容重范圍為0.2～0.8 g/cm3,總孔隙度為65%～95%,通氣孔隙度應大于15%,適合蔬菜生長的pH值呈弱堿性或中性。試驗得出CK(純蛭石)培育辣椒苗時綜合評價較高,辣椒根系較弱并不耐旱澇,最適宜在質地較輕且保水保肥性能好、通氣良好的蛭石上種植。CK(蛭石∶爐渣∶菇渣=1∶0∶0)容重0.21 g/cm3、總孔隙94.15%、通氣孔隙26.74%、持水孔隙67.39%、氣水比0.40、pH值8.47、EC值0.35 mS/cm、速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為3.97 mg/kg、20.55 mg/kg、0.136 g/kg,各項基質指標均符合蔬菜栽培的基質栽培規定。

植株的株高、莖粗、葉面積、根系等生長速率與土壤含水量緊密相關[28],基質的保水保肥特性與植株生長發育也緊密相關。

4 結 論

4.1各處理對辣椒幼苗生長均有促進作用,其中T2的株高,CK的莖粗和T7的葉面積均比其它處理組更優勢,CK在根系發育上也領先于其他處理組;CK對辣椒幼苗生長的促進效率最高。

4.2菇渣與蛭石的協同性較差(T2)不適宜混用培育辣椒,蛭石與爐渣的協同性較好(T1)。CK各生理生長指標數值均位列前茅。綜合排名第一,T1相較次之。

4.3CK(蛭石∶爐渣∶菇渣=1∶0∶0)是最佳的辣椒育苗配方。