一種持水性無土栽培基質(zhì)對辣椒生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響

張黎杰+周玲玲+田福發(fā)

摘要：以蘇椒14號為試驗(yàn)對象，通過在菌渣、牛糞和草炭等的復(fù)合基質(zhì)配方的基礎(chǔ)上添加保水劑、珍珠巖、蛭石等，旨在研究一種應(yīng)用在辣椒無土栽培中的持水性基質(zhì)最優(yōu)配方。結(jié)果表明，T3處理是在T1處理的基礎(chǔ)上添加了保水劑，二者通氣量相同且高于其他處理，但持水孔隙較T1增大4.5%，持水性增強(qiáng)；T3處理栽培辣椒生長和果實(shí)性狀指標(biāo)均優(yōu)于土壤對照和T2處理；T3的單株產(chǎn)量最高為0.51 kg，較對照增產(chǎn)41.67%，增產(chǎn)效果最為明顯；T3處理的可溶性糖含量、維生素C和游離氨基酸含量最高，分別為2.45%、2 479 μg/g和8.9 μg/g。這說明T3處理作為一種持水性無土栽培基質(zhì)不僅能夠有效改善基質(zhì)的理化性質(zhì)，有效防止土壤酸化和鹽漬化對辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，同時還能節(jié)約生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：辣椒；持水性；無土栽培；基質(zhì)，產(chǎn)量品質(zhì)

中圖分類號： S641.304 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0177-03

設(shè)施茄果類蔬菜棚室栽培通常在使用3～4年以后、設(shè)施西瓜一般連續(xù)種植2年以后，棚室土壤就會發(fā)生不同程度的連作障礙現(xiàn)象，棚室內(nèi)土壤鹽分含量比露地提高80%以上，土壤酸化，土傳病害加劇，瓜菜產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益明顯下降。為了維持棚室瓜菜穩(wěn)定的產(chǎn)量水平，目前普遍采用的措施是不斷增加化肥用量和不加節(jié)制地使用農(nóng)藥，從而造成生產(chǎn)成本的不斷上升，土壤鹽漬化與板結(jié)，而瓜菜產(chǎn)量和品質(zhì)反而年年下降。因此，設(shè)施瓜菜生產(chǎn)急需解決土壤連作障礙的有機(jī)生態(tài)防治手段，而采用基質(zhì)栽培技術(shù)則是克服溫室連作障礙最有效、最經(jīng)濟(jì)和最徹底的辦法。

但是基質(zhì)栽培技術(shù)在國內(nèi)栽培一直流于形式，很少有大面積的生產(chǎn)應(yīng)用。可能是由于國內(nèi)常用的有機(jī)栽培基質(zhì)中的一些有機(jī)物質(zhì)表面存在蠟質(zhì)等疏水性基團(tuán)，導(dǎo)致基質(zhì)的保水性差、灌溉周期短，造成人力和物力嚴(yán)重浪費(fèi)等問題，從而制約基質(zhì)栽培的進(jìn)一步發(fā)展。因此，解決基質(zhì)的持水性問題、開發(fā)持水性強(qiáng)的基質(zhì)配方、延長灌溉周期、實(shí)現(xiàn)節(jié)約型農(nóng)業(yè)勢在必行。

1 材料與方法

1.1 供試品種

蘇椒14號。

1.2 易拆裝無土栽培槽建設(shè)

先將日光溫室內(nèi)的土壤整平，北面留1 m作為生產(chǎn)走道，南面留50 cm作為排水溝，用塑料扣板安裝成南北走向的基質(zhì)栽培槽，其長根據(jù)溫室長度而定，寬60 cm、高30 cm、槽距 70 cm。槽底先鋪1層編織袋即可。

1.3 栽培原料處理

將生產(chǎn)后的平菇廢菌包脫袋，粉碎備用。將平菇菌渣、牛糞按3 ∶1的比例進(jìn)行混合，加水拌勻，濕度控制在 60%～65%即可。

1.4 建堆發(fā)酵

將充分混勻拌好的栽培原料堆積成條狀，高度為 1.5～2.0 m，寬度為1.5～3.0 m，長度視場地尺寸和發(fā)酵料的量而定。蓋上草簾或尼龍編織袋進(jìn)行發(fā)酵。

堆后第2天溫度即可上升至70 ℃，應(yīng)立即翻堆。從建堆到發(fā)酵結(jié)束需要20～30 d。觀察料下20 cm處溫度，超過 60 ℃ 時，保持該溫度1 d即可進(jìn)行翻堆，連翻3～5次，每次溫度達(dá)到60 ℃，保持24 h再翻堆。翻堆一般在下午進(jìn)行，如果料堆表面干燥應(yīng)當(dāng)適當(dāng)補(bǔ)足水分以利發(fā)酵。

1.5 菌渣復(fù)合基質(zhì)填槽

將發(fā)酵好的菌渣牛糞混合發(fā)酵料按不同配方混勻后填入栽培槽中，與槽齊平。

T1，菌渣復(fù)合基質(zhì) ∶草炭 ∶珍珠巖（4 ∶1 ∶1）；

T2，草炭 ∶蛭石 ∶珍珠巖（4 ∶1 ∶1）；

T3，菌渣復(fù)合基質(zhì) ∶草炭 ∶珍珠巖（4 ∶1 ∶1），加保水劑；

T4，菌渣復(fù)合基質(zhì) ∶珍珠巖（4 ∶1）；

T5，菌渣復(fù)合基質(zhì) ∶蛭石（4 ∶1）；

CK，設(shè)施栽培5年以上的土壤對照。

試驗(yàn)設(shè)土壤栽培作為對照（CK），株距50 cm，采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，每個小區(qū)種植辣椒40株，T3處理在辣椒定植時每穴施用保水劑，保水劑為廣東省廣州市安信保水農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn)的高活性保水劑。施用方法：將保水劑投入100～200倍水中吸成凝膠狀后均勻施入種植溝穴中5～20 cm范圍內(nèi)，與穴土翻混均勻，一般施45 kg/hm2左右。

1.6 栽培管理

試驗(yàn)于2014年8—12月在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所6號日光溫室內(nèi)進(jìn)行。8月5日在日光溫室內(nèi)進(jìn)行穴盤育苗，9月1日將發(fā)酵料填槽、鋪平；覆滴灌管后澆透水進(jìn)行定植。每周澆1～2次水，每次滴灌0.5～1.0 h，每周澆施1 000倍液的大量元素水溶肥料1次，用尼龍繩進(jìn)行吊蔓。肥水、通風(fēng)管理及時到位，病蟲害預(yù)防為主，采用高效低毒的百菌清、代森錳鋅、阿維菌素等提早預(yù)防。10月9日開始采收，12月初結(jié)束采摘。

1.7 試驗(yàn)方法

1.7.1 各處理基質(zhì)樣品的采集 在辣椒定植前取各處理 0～30 cm 復(fù)合基質(zhì)樣品，每個小區(qū)按“Z”形5個點(diǎn)取樣?；旌暇鶆蚝?，裝入自封袋，及時檢測。

1.7.2 基質(zhì)理化性質(zhì)分析 全氮、磷、鉀、速效氮、磷、鉀含量以及EC、pH值委托江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量安全檢測研究中心代為檢測。

基質(zhì)粒徑采用1 ～5 mm基質(zhì)粒直徑所占比例方法測定，容重采用環(huán)刀法進(jìn)行測定；基質(zhì)的總孔隙度和通氣孔隙度檢測參照荊延德等的方法[1]。

辣椒植株定植后30 d記錄不同處理的生長發(fā)育指標(biāo)。隨機(jī)取樣10 株，測定株高、葉長、葉寬、莖粗植物學(xué)性狀；在果實(shí)成熟時，每采摘1次分別計(jì)產(chǎn)，各處理隨機(jī)抽取10 個果實(shí)，測定果實(shí)形態(tài)和品質(zhì)指標(biāo)。

可溶性蛋白含量、游離氨基酸總量、維生素C含量、可溶性糖含量、亞硝酸鹽含量的測定分別采用考馬斯亮藍(lán)比色法、茚三酮溶液顯色法、2，6-二氯酚靛酚滴定法、苯酚法、重氮化偶合法測定。以上測定方法均參考文獻(xiàn)[2]。

1.8 數(shù)據(jù)分析

利用Excel和Stst統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。采用新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配方理化性質(zhì)

從表1可以看出，T1、T3、T4、T5是利用菌渣復(fù)合基質(zhì)為主要原料配制的栽培基質(zhì)，其全氮、全鉀和速效鉀肥的含量高于CK和T2處理，全磷、速效磷肥含量和CK差異不大，均高于T2處理，而速效氮含量則低于CK，高于T2處理，這說明在利用復(fù)合基質(zhì)栽培前期應(yīng)注意速效氮的補(bǔ)充。T1、T3、T4、T5處理的EC值低于CK、pH值值高于CK，這說明以菌渣復(fù)合基質(zhì)為主要原料配制的栽培基質(zhì)可以有效防止土壤酸化和減少土壤鹽漬化的發(fā)生，有利于緩解土壤連作障礙的問題。

從表2可以看出，T2處理1～5 mm基質(zhì)的粒徑占比最多，說明T2處理的基質(zhì)顆粒最細(xì)，生產(chǎn)上來說，基質(zhì)顆粒太細(xì)雖然有較高的持水性，但容易使基質(zhì)內(nèi)水分過多，造成顆粒缺氧，影響根系生長。而其他處理由于添加了菌渣和牛糞等粗顆?；|(zhì)進(jìn)行搭配，1～5 mm基質(zhì)的粒徑占比明顯降低，可以兼顧基質(zhì)的通氣和持水量。

一般情況下，基質(zhì)的容重在0.1～0.8 g/m3范圍內(nèi)，植物的生長較好。各處理均處于合理范圍，T2處理容重最小，CK容重最大。

總孔隙度大的基質(zhì)中空氣和水的容納空間就大，總孔隙度大的基質(zhì)較輕、疏松，較有利于作物根系生長，但對根系的支撐固定作用較差[3]。T2處理的總孔隙度最大，基質(zhì)最為疏松，對植物根系的支撐固定作用最差；CK的總孔隙度最小，通氣和持水性最低；T4和T5處理由于添加了大量的珍珠巖和蛭石，基質(zhì)的通氣性較T1、T2、T3處理低但高于CK處理；T3處理是在T1處理的基礎(chǔ)上添加了保水劑，二者通氣量相同，較T1持水孔隙增大4.5百分點(diǎn)，從而提高了T3處理的持水性。

2.2 不同基質(zhì)配方處理對辣椒生長發(fā)育的影響

不同基質(zhì)配方處理對辣椒生長的影響作用不同。從表3可以看出，T3、T1、T4、T5處理的株高分別為74.33、72.89、

68.89、68.67 cm，差異不顯著，但都極顯著高于CK、T2處理的株高（分別為55.44、55.11 cm）；T3、T1處理的葉長13.13、13.02 cm，極顯著高于其他處理；T3、T1處理葉寬6.70、6.48 cm，顯著高于其他處理，T3處理的莖粗8.85 mm，顯著高于其他處理。綜合比較表明，T3處理對辣椒生長發(fā)育的影響優(yōu)于其他處理。

2.3 不同基質(zhì)配方處理對辣椒果實(shí)性狀和產(chǎn)量的影響

不同基質(zhì)處理對辣椒果實(shí)性狀和產(chǎn)量的影響是不同的。從表4可以看出，T3處理的單果質(zhì)量57.66 g、果實(shí)長 17.38 cm、寬4.43 cm、肉厚4.38 mm，均極顯著高于其他處理，T1、CK、T4、T5次之，T2處理效果最差。

從表5可以看出T3的單株產(chǎn)量0.51 kg最高，增產(chǎn)效果最為明顯；其余依次為T1、T4、T5、CK、T2。T3、T1、T4、T5處理較對照增產(chǎn)41.67%、16.67%、13.89%和11.11%。這說明以菌渣復(fù)合基質(zhì)為主要原料配制的栽培基質(zhì)生產(chǎn)的辣椒產(chǎn)量均高于連作土壤對照，能夠有效解除土壤連作對辣椒產(chǎn)量的影響。

2.4 不同配方基質(zhì)處理對辣椒品質(zhì)的影響

不同配方基質(zhì)處理對辣椒品質(zhì)的影響是不同的。從圖1、圖2可以看出，T3處理的可溶性糖含量、維生素C和游離氨基酸含量最高，分別為2.45%、2 479 μg/g和 8.9 μg/g；T4處理的蛋白質(zhì)含量最高為2.04 mg/g。從圖3可以看出，T5亞硝酸鹽含量最高，CK含量次之，隨后依次是T2、T4、T1、T3。

3 小結(jié)

目前，基質(zhì)栽培產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵問題是解決基質(zhì)的吸水性和持水性問題，為了解決此關(guān)鍵問題，很多學(xué)者也開始專注這方面的研究。陳瑩等聯(lián)合使用椰糠和十二烷基苯磺酸鈉進(jìn)行育苗試驗(yàn)，結(jié)果證明二者聯(lián)合使用能夠提高基質(zhì)的吸水性能和持水性能，有利于促進(jìn)種子萌發(fā)[4]。許俊香等在大田西瓜上使用聚丙烯酰胺型保水劑，結(jié)果表明使用保水劑能顯著提高經(jīng)濟(jì)效益，而對品質(zhì)的影響較小[5]。李永勝等在沙與木屑復(fù)合基質(zhì)中添加保水劑進(jìn)行番茄盆栽試驗(yàn)，結(jié)果表明添加保水劑的基質(zhì)持水量增加，株高、葉片數(shù)、莖粗和鮮質(zhì)量隨保水劑用量的增加而明顯增加[6]。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在菌渣牛糞（3 ∶1）與發(fā)酵料 ∶草炭 ∶珍珠巖 4 ∶1 ∶1的復(fù)合基質(zhì)添加保水劑配制成的一種持水性基質(zhì)，其基質(zhì)的持水性能優(yōu)于其他處理，能降低灌溉的勞動成本，節(jié)約水資源，而且其生產(chǎn)的辣椒生長發(fā)育指標(biāo)和產(chǎn)量顯著優(yōu)于土壤栽培。

本試驗(yàn)利用菌渣牛糞等復(fù)合基質(zhì)添加保水劑，一方面充分解決了基質(zhì)栽培的吸水性和持水性問題，另一方面利用復(fù)合基質(zhì)栽培取代了傳統(tǒng)土壤栽培，最徹底、最快速地解決土壤連作障礙，為實(shí)現(xiàn)節(jié)水型和環(huán)保型新型農(nóng)業(yè)提供良好的試驗(yàn)參考，促進(jìn)基質(zhì)栽培產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 荊延德，張志國. 栽培基質(zhì)常用理化性質(zhì)“一條龍”測定法[J]. 北方園藝，2002（3）：18-19.

[2]李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000：167-249.

[3]胡笑軻，武興康，王永元，等. 育苗基質(zhì)物理及化學(xué)性質(zhì)的綜述[J]. 廣東化工，2011，38（3）：42-44.

[4]陳 瑩，劉新魯，孫克君，等. 基質(zhì)吸水性和持水性的初步研究[J]. 園林植物研究與應(yīng)用，2012，34（2）：68-70.

[5]許俊香，李吉進(jìn)，孫欽平，等. 聚丙烯酰胺型保水劑對西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2011（12）：34-37.

[6]李永勝，杜建軍，劉士哲，等. 保水劑對番茄生長及水分利用效率的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境，2006，15（1）：140-144.