GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施顯著促進(jìn)辣椒生長并改善其果實(shí)品質(zhì)

李 龍

(甘肅省張掖市高臺(tái)縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 張掖 734000)

0 引 言

隨著我國城鄉(xiāng)居民生活水平的顯著改善，人們對蔬菜的需求逐步由數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變。設(shè)施蔬菜栽培是在具有一定設(shè)施的基礎(chǔ)上利用人工或現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)工程和機(jī)械技術(shù)，在不適宜蔬菜生長發(fā)育的季節(jié)，在局部范圍內(nèi)創(chuàng)造適宜蔬菜生長的小氣候及生境條件，從而獲得蔬菜類作物的高產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)而進(jìn)行的保護(hù)性生產(chǎn)方式[1]。目前，全國設(shè)施蔬菜栽培面積已達(dá)386萬hm2，是我國具有發(fā)展?jié)摿Φ霓r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之一，已成為區(qū)域農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平的顯著性標(biāo)志之一[2]。

施肥對于提高設(shè)施蔬菜的產(chǎn)量及品質(zhì)起著十分重要的作用[3-4]。然而，設(shè)施蔬菜因長期處在局部設(shè)施內(nèi)，生長在大水漫灌、反季節(jié)、高溫/高濕及病蟲害等生長環(huán)境中，加之為了追求經(jīng)濟(jì)效益而大量施用化肥、不平衡施肥以及施肥方式不當(dāng)?shù)仍?，不但在蔬菜生產(chǎn)中積累了大量硝酸鹽，造成蔬菜品質(zhì)下降，而且導(dǎo)致地下水污染及土壤酸化、鹽害或離子毒害等問題[5-6]。實(shí)踐證明，合理施肥可以提高蔬菜作物的產(chǎn)量并改善其品質(zhì)，保證土壤地力不退化和免受肥料污染，從而保持蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[7-8]。研究證實(shí)，設(shè)施溫室生物質(zhì)復(fù)合基質(zhì)在蔬菜類作物生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用對提高蔬菜作物產(chǎn)量，改善其品質(zhì)，增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入及推動(dòng)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展等方面起到積極作用[9]。有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)，因不使用土壤作為育苗基質(zhì)，通過生物轉(zhuǎn)化改變了以無機(jī)鹽配成營養(yǎng)液的傳統(tǒng)無土栽培方式，具有易操作、投資少、用工省及效益好等特點(diǎn)，是設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中有機(jī)與無機(jī)農(nóng)業(yè)有機(jī)結(jié)合的新型栽培模式[10]。

有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥是集有機(jī)肥和無機(jī)肥優(yōu)點(diǎn)于一身的新型肥料，在不良的生長環(huán)境下可以很好地調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育，還可以提高植物對逆境的抵抗能力[7],目前已成為我國肥料行業(yè)最終發(fā)展的方向和發(fā)展趨勢。然而，到目前為止，對設(shè)施蔬菜類作物栽培的研究主要集中在施用單一的無機(jī)肥、有機(jī)肥或?qū)Ｓ梅实葘ζ渖L發(fā)育、產(chǎn)量提高和品質(zhì)改善等方面[7,11-12]，對有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥在設(shè)施蔬菜類作物上產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益，養(yǎng)分利用，作物產(chǎn)量和品質(zhì)及培肥土壤潛力等方面缺乏深入的認(rèn)識(shí)，加之沒有在蔬菜類作物栽培生產(chǎn)中將作物的需肥特征和規(guī)律與肥料的供肥特性和方式有機(jī)的結(jié)合，造成肥料的不合理利用和生態(tài)環(huán)境的污染，進(jìn)而影響到蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。植物生長調(diào)節(jié)劑不僅對蔬菜作物的生長發(fā)育起著重要的生理調(diào)節(jié)作用[13-14]，還可顯著增強(qiáng)植物對不良環(huán)境的抗逆性(抗旱、寒、病及鹽堿等)，在農(nóng)作物的增產(chǎn)和改良農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)中獲得了廣泛的應(yīng)用[15-17]。

目前，關(guān)于不同有機(jī)基質(zhì)配比、植物生長調(diào)節(jié)劑及有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥促進(jìn)蔬菜類作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)研究已有大量報(bào)道，但是有關(guān)有機(jī)生物質(zhì)復(fù)合基質(zhì)栽培下，生長調(diào)節(jié)劑和有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥混施作用下設(shè)施蔬菜生長發(fā)育及適應(yīng)性究竟如何，對其產(chǎn)量及品質(zhì)的提升效果到底有多大，以及如何栽培等關(guān)鍵科學(xué)問題尚未解決。因此，為了明確有機(jī)生物質(zhì)復(fù)合基質(zhì)下，植物生長調(diào)節(jié)劑和有機(jī)無機(jī)肥料配施在設(shè)施蔬菜上的施用效果，本研究以前期研究篩選的最佳有機(jī)基質(zhì)配比茹渣+泥炭土+玉米稈為育苗基質(zhì)[9]，200 mg·L-1的GA3為最佳的葉面噴施濃度[17]，與正常施肥和施無機(jī)有機(jī)復(fù)混肥等施肥處理相比較，探討了荒漠區(qū)日光溫室噴施GA3和有機(jī)無機(jī)肥料配施對促進(jìn)辣椒(隴椒2號(hào))生長發(fā)育，提高其產(chǎn)量和改善其果實(shí)品質(zhì)的作用效果，旨在為設(shè)施蔬菜辣椒高效優(yōu)質(zhì)栽培及其產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入等方面提供技術(shù)指導(dǎo)，為生長調(diào)節(jié)劑和有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥在蔬菜作物上的應(yīng)用提供科技支撐。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料、基質(zhì)、肥料及外源物質(zhì)

實(shí)驗(yàn)材料選用甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所培育的辣椒雜交新品種-隴椒2號(hào)；無土栽培基質(zhì)材料選用育苗前經(jīng)堆漚后充分發(fā)酵腐熟的茹渣+泥炭土+玉米稈；供試肥料為：有機(jī)肥(有機(jī)質(zhì)：32.3%，N：1.58%，P：6.80%，K：3.84%) 、尿素(N：40.2%)、過磷酸鈣(P2O5：12.0%) 、硫酸鉀(K2O：50.0%) 。用GF表示普通化肥，OF表示有機(jī)肥料。試驗(yàn)中各肥料施用量均以純含量進(jìn)行計(jì)算。供試外源物質(zhì)選用鄭州萬瑞達(dá)化工產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)的赤霉素(噴施GA3200 mg·L-1)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置噴施GA3、施有機(jī)肥料和無機(jī)肥料3個(gè)因素。其中，噴施GA3處理設(shè)置2個(gè)處理：A對照(正常施肥，CK)和B：正常施肥+噴施200 mg·L-1的GA3(CK+GA3)；施有機(jī)肥設(shè)置2個(gè)處理：C：50%有機(jī)肥(50% OF)和D：50%有機(jī)肥+噴施200 mg·L-1的GA3(50% OF+GA3)；施無機(jī)肥設(shè)置2個(gè)處理：E：50%化肥(50% GF)和F：50%化肥+噴施200 mg·L-1的GA3(50% GF+GA3)；有機(jī)無機(jī)肥配施設(shè)置2個(gè)處理：G：50%有機(jī)肥+ 50%化肥(50% OF+50% GF)和H：50%有機(jī)肥+50%化肥+噴施200 mg·L-1的GA3(50% OF+50% GF+GA3)。GA3處理的噴施量和有機(jī)無機(jī)肥各配施量見表1。溝施且所有肥料作為基肥一次性施入。

表1 GA3和有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥的配比Table 1 Combinations of organic and inorganic fertilizer plus GA3 in treatments

試驗(yàn)在甘肅省張掖市甘州區(qū)農(nóng)技中心試驗(yàn)基地(38°21′N,100°22′E)荒漠區(qū)日光溫室中進(jìn)行(2016年9月15日-2017年5月15日)，溫室面積為630 m2(長63 m，寬10 m)。溫室內(nèi)布設(shè)了溝長均為8 m的基質(zhì)槽38溝(基質(zhì)槽設(shè)計(jì)槽寬60 cm、操作間寬70 cm和曹深25 cm)，在基質(zhì)槽由北向南的方向均設(shè)計(jì)有一個(gè)便于排水的較小坡度；發(fā)酵腐熟后的栽培基質(zhì)茹渣+泥炭土+玉米稈按1∶1∶1的比例復(fù)配而成。2016年9月15日育苗，11月1日定值，株行距30 cm×40 cm。小區(qū)面積為2.4 m2，4次重復(fù)。每穴定值1株，密度21株·(2.4 m2)-1。定值時(shí)澆透水，其后定期灌水。各實(shí)驗(yàn)處理的辣椒植物定植20 d后，待各處理辣椒門椒開花時(shí)、第4層辣椒開花時(shí)和盛花期分別在辣椒整株葉面上噴施200 mg·L-1的GA3。

1.3 測定指標(biāo)及觀測方法

物候觀測：各處理隨機(jī)選取生長一致且健壯的辣椒植株5株，在辣椒各物候期，觀測并記錄開花期(以50%的植株開花日期為準(zhǔn))、坐果期(以50%的植株坐果日期為準(zhǔn))及采收期(以開始采收成熟果實(shí)日期為準(zhǔn))。

生長發(fā)育特性觀測：在各處理植株生長的旺盛期，調(diào)查并記錄株高(鋼卷尺測定)、側(cè)枝數(shù)(計(jì)數(shù)法)及干物質(zhì)量(烘干法)變化等生長指標(biāo)。

光合指標(biāo)測定：在各處理植株生長的旺盛期，用LI-6400便捷式光合測定儀測定辣椒葉片光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度的變化。采用丙酮法來測定辣椒葉片葉綠素含量[18]，將葉片鮮材料剪碎放入研缽中并加入少量的細(xì)石英砂研磨成糊狀，再用丙酮水溶液提取，過濾后定容，用紫外分光光度計(jì)(UV-2102C)分別測定OD645和OD663值。

葉綠素a含量(mg·g-1)=(12.7×OD663-2.69×OD645)×V提/(1 000×W鮮)

式中：V提為丙酮提取液體積(mL)；W鮮為所取樣品的鮮重(g)。

酶活性測定：在各處理植株生長的旺盛期，稱取辣椒第四片成熟葉鮮重0.2 g左右，加入適量的磷酸緩沖液和石英砂，在研缽中研磨成勻漿，定溶至25 ml，5 ℃冰箱中靜置10 min，冷凍離心機(jī)10 000 r·min-1離心20 min，上清液為所得到的粗酶液。采用NBT光化學(xué)還原法測定葉片中的SOD含量；POD活性測定采用比色法；CAT的活性采用紫外吸收法測定240 nm處的吸光度[19-20]。

辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)測定：在果實(shí)采收期分別統(tǒng)計(jì)各處理辣椒植株單果重(稱重法)、小區(qū)產(chǎn)量(稱重法)及辣椒長度(鋼卷尺測定)、直徑及厚度(游標(biāo)卡尺測定)等指標(biāo)，具體參照丁亮等[17]的測定方法。采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量；二氯靛酚滴定法測定Vc含量；紫外吸收法測定還原糖含量；采用考馬斯亮藍(lán)染色法測定可溶性蛋白含量；NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定法測定有機(jī)酸含量，具體參照鮑士旦[20]的測定方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007軟件作圖，并用SPSS 15.0(SPSS Inc.,USA)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性分析，采用單因素方差分析來檢驗(yàn)不同處理間各項(xiàng)指標(biāo)的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施GA3與不同施肥處理對辣椒植株生長發(fā)育的影響

在不同施肥及其配比條件下，噴施GA3對辣椒生長發(fā)育產(chǎn)生顯著的影響(表2)。與不噴施GA3(處理A：CK)相比，噴施GA3(處理B:CK+GA3)的辣椒側(cè)枝數(shù)顯著增加(P<0.05)，辣椒開花期、坐果期和采收期分別提前了4 d、2 d和3 d。在正常施肥條件下，與單獨(dú)施用有(無)機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)肥配施相比較，噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施(處理H：50%(OF+GF)+GA3)對辣椒植株生長發(fā)育產(chǎn)生的促進(jìn)作用更為顯著(表2)。與正常施肥+GA3相比(處理B)，有機(jī)無機(jī)肥配施+GA3處理的辣椒在生長旺盛期其株高和干物質(zhì)積累量最高，分別為73.4 cm和166 g·株-1；其次為有機(jī)無機(jī)肥配施(處理G：50%(OF+GF))、有機(jī)肥+GA3處理(處理D：(50% OF+GA3))和無機(jī)肥+GA3處理(處理F(50% GF+GA3) )。與處理B (CK+GA3) 相比，處理H的株高和干物質(zhì)積累量分別顯著增加了40.1%和30.8%(P<0.05)。處理H的側(cè)枝個(gè)數(shù)最多為9.8個(gè)·株-1，其次為處理G、D、F和C，且平均側(cè)枝個(gè)數(shù)差異不顯著。處理H的開花期、坐果期和采收期均最早，其次為處理G、D和F。與處理B相比，處理H開花期、坐果期和采收期分別提前了6 d、6 d和7 d。處理H(50%(OF+GF)+GA3))對辣椒前期生長發(fā)育的促進(jìn)效果最好，處理G、D和F次之。

2.2 噴施GA3與不同施肥處理對辣椒葉片光合生理功能的影響

在不同施肥及其配比條件下，噴施GA3對辣椒生長旺盛期的光合生理產(chǎn)生顯著的影響(表3)。與不噴施GA3(處理A：CK)相比，噴施GA3(處理B：CK+GA3)的辣椒氣孔導(dǎo)度和葉綠素a含量顯著增加了6.04%和11.3%(P<0.05)。在正常施肥情況下，與單獨(dú)施用有(無)機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)肥配施相比較，噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施(處理 H)對促進(jìn)辣椒光合生理作用效果更為顯著(表3)。與正常施肥+GA3(處理B)相比，有機(jī)無機(jī)肥配施+GA3處理(處理H)的辣椒凈光合速率和葉綠素a含量均最高，其次為無機(jī)肥+GA3處理(處理F)、有機(jī)無機(jī)肥配施(處理G)和有機(jī)肥+GA3處理(處理D)。與處理B相比，處理H辣椒凈光合速率、蒸騰速率和葉綠素a含量分別顯著提高了27.2%、72.7%和58.5%(P<0.05)。噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施(處理H)下辣椒葉片氣孔導(dǎo)度和的蒸騰速率變化趨勢與光合速率相一致，高的葉片氣孔導(dǎo)度有利于葉片內(nèi)部CO2的擴(kuò)散及蒸騰作用和水分代謝的正常進(jìn)行，不僅有助于提高辣椒的光合作用，還有利于辣椒吸收和積累各種礦質(zhì)養(yǎng)分，進(jìn)而為辣椒的正常生長提供充足的物質(zhì)和能量。

表2 噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施對辣椒植株生長旺盛期生長發(fā)育的影響Table 2 Effect of combined application of organic and inorganic fertilizer plus GA3 on Capsicum annuum growth in the rapidly growing season

注：開花期、坐果期和采收期是從定植開始生長到該期所持續(xù)的時(shí)間(天)；各處理同列數(shù)據(jù)后所標(biāo)注的不同字母表示各項(xiàng)指標(biāo)的差異顯著性(P<0.05)。同下表。

Note:The flowering,fruit setting and harvesting dates are the duration (days) started from the beginning of planting; the different letters in the same column indicate significant differences of each index at 0.05 level.The same is as below.

表3 噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施對辣椒生長旺盛期光合生理功能的影響Table 3 Effect of combined application of organic and inorganic fertilizer plus GA3 on Capsicum annuum photosynthesis physiology in the rapidly growing season

2.3 噴施GA3與不同施肥處理對辣椒生長旺盛期葉片酶活性的影響

噴施GA3對不同施肥及其配比條件下生長旺盛期辣椒葉片酶活性產(chǎn)生顯著的影響。與不噴施GA3(處理A：CK)相比，處理B(CK+GA3)顯著提高了辣椒葉片SOD、POD和CAT活性(P<0.05)，但是對PPO活性沒有顯著影響(表4)。與正常施肥(處理A：CK)相比，其它所有的處理均能顯著提高辣椒SOD、POD和CAT的活性，但是PPO的活性則有降低的趨勢。處理H對提高辣椒葉片CAT、POD和SOD的活性效果最好，顯著高于處理G(有機(jī)無機(jī)肥配施)、D(有機(jī)肥+GA3處理)和F(無機(jī)肥+GA3處理)。與處理B(CK+GA3) 相比，處理H辣椒SOD、POD和CAT活性分別增加了44.9%、84.4%和65.7%；PPO活性則顯著降低了23.7%(P<0.05)。與處理G (有機(jī)無機(jī)肥配施) 相比，處理H辣椒SOD、POD和CAT活性分別增加了9.4%、14.9%和14.0%；PPO活性則顯著降低了11.5%(P<0.05)。

表4 噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施對辣椒生長旺盛期葉片酶活性的影響Table 4 Effect of combined application of organic and inorganic fertilizer plus GA3 on the leaves enzyme activities of Capsicum annuum in the rapidly growing season

2.4 噴施GA3與不同施肥處理下辣椒采收期果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的變化

2.4.1 果實(shí)長度、直徑和單果鮮重(個(gè))的變化。在正常施肥條件下，與單獨(dú)施用有(無)機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)肥配施相比較，噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施(處理 H)可進(jìn)一步增加辣椒果實(shí)的直徑、果實(shí)長度和鮮重。與正常施肥(處理A：CK)相比較，噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施(處理 H)對辣椒直徑、果實(shí)長度和鮮重(個(gè))的增加效果最為顯著(表 5)，分別達(dá)到2.6 cm、21.7 cm和45.6 g·個(gè)-1；其次為處理G(有機(jī)無機(jī)肥配施)、D(有機(jī)肥+GA3處理)和F(無機(jī)肥+ GA3處理)。與處理B相比，處理H辣椒直徑、果實(shí)長度和鮮重(個(gè))分別增加了11.6%、27.6%和21.3%。

2.4.2 單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量及單位面積產(chǎn)量的變化。在正常施肥條件下，與單獨(dú)施用有(無)機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)肥配施相比較，噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施(處理H)對辣椒采收期單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量及單位面積產(chǎn)量的促進(jìn)作用最為顯著，分別為29.0個(gè)·株-1、1.26 kg·株-1和11.1 kg·m-2；處理G(有機(jī)無機(jī)肥配施)、D(有機(jī)肥+GA3處理)和F(無機(jī)肥+GA3處理)次之(表6)。與處理B相比，處理H 單株果數(shù)、單株及單位面積產(chǎn)量分別增加了57.6%、82.6% 和83.4%；與處理G 相比，處理H辣椒單株結(jié)果數(shù)、單株及單位面積產(chǎn)量分別增加了15.5%、24.8%和25.5%。

表5 噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施下辣椒采收期果實(shí)長度、直徑和鮮重的變化Table 5 The changes of fruit length,diameter and single fruit fresh weight of Capsicum annuum with combined application of organic and inorganic fertilizer plus GA3 in harvesting period

表6 GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施對辣椒采收期產(chǎn)量的影響Table 6 Effect of combined application of organic and inorganic fertilizer plus GA3 on Capsicum annuum yield in harvesting period

2.4.3 對辣椒果實(shí)品質(zhì)的影響。在正常施肥條件下，與等養(yǎng)分的無機(jī)肥相比，有機(jī)無機(jī)肥配施(處理 G)、有機(jī)肥+噴施GA3(處理D)和無機(jī)肥+噴施GA3(處理F)顯著提高了辣椒果實(shí)品質(zhì)，且三者之間差異不顯著(表7)。與單獨(dú)施用有(無)機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)肥配施相比較，噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施(處理 H)更有利于辣椒果實(shí)中維生素C、有機(jī)酸、可溶性蛋白及還原糖含量的積累，對辣椒品質(zhì)的改善效果最好，其次為處理G、D和C。與處理B(CK+GA3)相比，處理H的Vc含量顯著提高了32.6%，有機(jī)酸和可溶性蛋白含量分別顯著提高了36.2%和37.8%，還原糖和可溶性糖含量分別顯著提高了65.0%和61.2%(P<0.05)。處理H糖/酸值最高，其果實(shí)品質(zhì)較好。

表7 噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施對辣椒果實(shí)品質(zhì)的影響Table 7 Effect of combined application of organic and inorganic fertilizer plus GA3 on Capsicum annuum quality

3 討論與結(jié)論

3.1 噴施GA3與不同施肥配比對辣椒生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響

研究表明，農(nóng)作物產(chǎn)量的提升和品質(zhì)的改善會(huì)隨著有機(jī)栽培基質(zhì)的變化而發(fā)生顯著的改變，且在所處的生長環(huán)境、施用的基質(zhì)比例和營養(yǎng)特點(diǎn)、施肥方式以及氣候變化等外界因素影響下，農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)均會(huì)發(fā)生明顯的變化[21-22]。Workneh等[23]研究了傳統(tǒng)的無土栽培與有機(jī)無土栽培基質(zhì)的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相對于傳統(tǒng)意義上的無土栽培而言，新型栽培模式下的有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)因在作物栽培中將有機(jī)與無機(jī)農(nóng)業(yè)很好的結(jié)合，因而使得有機(jī)無土栽培基質(zhì)微生物活性較高，且追施廄肥、綠肥等有機(jī)肥能夠更加有利于維持栽培基質(zhì)中微生物的多樣性及提高其活性。Bossio等[24]也得到了相似的研究結(jié)果，認(rèn)為施用有機(jī)肥不僅能夠?yàn)樵耘嗷|(zhì)增加有機(jī)碳源，提高栽培基質(zhì)中的有機(jī)碳含量，而且在有效改善栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)和特征，調(diào)控栽培基質(zhì)中微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能，維持其多樣性并提高其活性，促進(jìn)其它有益微生物的生長和繁殖等方面均具有極其重要的作用[25]。有機(jī)肥作為有機(jī)、無機(jī)復(fù)合團(tuán)聚體的物質(zhì)基礎(chǔ)，可提高栽培基質(zhì)中腐殖質(zhì)和可利用的無機(jī)離子含量，能夠?yàn)樵耘嗷|(zhì)供給多種有益功能團(tuán)，增加有機(jī)碳源、能源，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的生成[25]。此外，通過有機(jī)肥料和無機(jī)肥料的合理配施，為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中礦質(zhì)營養(yǎng)成分的循環(huán)利用創(chuàng)造了條件。施用無機(jī)肥料的目的是為農(nóng)作物的快速生長提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)，而施用有機(jī)肥料不僅為作物生長提供養(yǎng)分，還能夠有效改良土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤肥力[26]。在農(nóng)作物栽培中，施用植物生長調(diào)節(jié)劑的主要為了維持植物正常的新陳代謝，調(diào)控其生長發(fā)育，提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量以及提高植物對干旱、寒冷、病蟲害及鹽堿逆境等的抵抗能力[13-14,27]。赤霉素(GA3)是目前被公認(rèn)的高效植物生長調(diào)節(jié)劑，對促進(jìn)植物生長，提高開花坐果率，促進(jìn)作物早熟、增產(chǎn)、改善品質(zhì)以及增強(qiáng)作物抗逆性及延緩衰老等方面具有重要的作用。大量研究證實(shí)，在蔬菜類作物辣椒生長發(fā)育過程中用一定濃度的GA3處理其種子，可促進(jìn)其種子快速發(fā)芽，提高成苗率，并在生育期對辣椒果實(shí)的保鮮及殺雄能力等方面起到積極作用[17,28-29]。本研究結(jié)果表明，與施用等量的無機(jī)養(yǎng)分(N、P和K)相比，施用有機(jī)復(fù)混肥以后因其與無機(jī)肥的功效相同，故而對辣椒的增產(chǎn)作用無明顯的差異(表2和表6)。從理論上來說，有機(jī)肥中由于添加了一定量的有機(jī)氮和磷等營養(yǎng)成分，在作物生長季能夠?yàn)樽魑锷L提供的速效養(yǎng)分原則上要比施用無機(jī)肥料的少，但實(shí)際上有機(jī)肥料的施用在提高作物產(chǎn)量方面沒有顯著的影響，這可能是由于無機(jī)肥中礦質(zhì)營養(yǎng)的高濃度和速效性，會(huì)促使土壤基質(zhì)中無機(jī)養(yǎng)分的快速轉(zhuǎn)化和固定，極大地限制了無機(jī)肥料在作物生長過程中肥效的發(fā)揮，但是有機(jī)復(fù)混肥料的施用卻能夠很好地彌補(bǔ)這一缺陷，與施用無機(jī)肥料獲得相同的增產(chǎn)效應(yīng)。此外，噴施GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施對辣椒的生長發(fā)育產(chǎn)生顯著的影響。與對照(正常施肥)相比，其它施肥處理在一定程度上都可以增強(qiáng)辣椒葉片的抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性，但是葉片中多酚氧化酶(PPO)的活性則與之相反(表 4)。有機(jī)肥料的施用雖然對增強(qiáng)辣椒葉片中抗氧化酶的活性比施用無機(jī)肥稍強(qiáng)，但二者之間無顯著性差異，且有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、有機(jī)無機(jī)肥配施+噴施GA3進(jìn)一步提高了辣椒酶活性(表 4)，表明施肥增強(qiáng)辣椒植株葉片中抗氧化酶的活性，而CAT、POD和SOD這3種酶活性的增強(qiáng)對保持辣椒的正常生長發(fā)育，清除辣椒體內(nèi)對生長造成的不良影響有害物質(zhì)的積累具有重要作用；而本研究中葉片PPO的活性呈現(xiàn)降低的趨勢，這是由于辣椒處在正常的生長環(huán)境中，并沒有遭受逆境脅迫，導(dǎo)致其葉片中磷酸戊糖代謝途徑不活躍。施肥還有利于提高辣椒的光合作用，促進(jìn)碳水化合物在作物體內(nèi)的大量積累，有機(jī)復(fù)混肥以及有機(jī)無機(jī)肥配施+噴施GA3的作用比單獨(dú)施用有機(jī)肥或者是無機(jī)肥效果更好，保證了辣椒產(chǎn)量的進(jìn)一步提高(表 5和表6)，這可能與有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥提高了辣椒生育期功能葉葉綠素a含量(表 3)，從而有利于辣椒光合產(chǎn)物的合成和積累[12,30-31]。從生長發(fā)育來看，與其它處理相比，處理H 50%(OF+GF)+GA3對辣椒生長的促進(jìn)作用最好，可使辣椒株高、生物量的積累、抗氧化酶活性及光合作用能力顯著增加(表2、表3和表4)。從增產(chǎn)效果來說，處理H可使辣椒植株結(jié)果量及產(chǎn)量均達(dá)到最大，處理E: 50%(OF+GF)、F(50% OF+GA3)和G(50% GF+GA3) 次之(表5和表6)，處理A(CK)和B(CK+GA3)最低。從施用GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施對辣椒增產(chǎn)的促進(jìn)作用來說，處理H：50%(OF+GF)+GA3應(yīng)該為辣椒栽培實(shí)踐中最佳的配比組合，增產(chǎn)效果明顯。以上研究表明：在辣椒栽培的生長基質(zhì)中，由于有機(jī)無機(jī)肥的配施為辣椒正常的生長發(fā)育供應(yīng)了充足的有機(jī)無機(jī)營養(yǎng)成分，在一定程度上改善了辣椒正常生長發(fā)育的營養(yǎng)環(huán)境及根系生長環(huán)境；加之GA3的施用能夠?qū)苯敷w內(nèi)各種生理代謝活動(dòng)(內(nèi)源激素、酶活性及光合活性等)進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)，進(jìn)而為辣椒正常的生長發(fā)育及產(chǎn)量的提高奠定了基礎(chǔ)[17,32]。

3.2 噴施GA3與不同施肥配比對辣椒果實(shí)品質(zhì)的影響

維生素C、可溶性蛋白和辣椒素等營養(yǎng)物質(zhì)含量是評(píng)價(jià)辣椒品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)[9]。辣椒果實(shí)中維生素C含量的多少與辣椒營養(yǎng)品質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系。施肥特別是施用有機(jī)肥在辣椒的增產(chǎn)方面，調(diào)節(jié)硝酸鹽積累來提高辣椒的營養(yǎng)價(jià)值及改善其果實(shí)品質(zhì)方面起著重要作用[3]。此外，合理施用鉀肥與氮肥對辣椒果實(shí)品質(zhì)的改善作用更明顯，能夠促進(jìn)辣椒果實(shí)中維生素C和可溶性糖的大量積累，是決定蔬菜品質(zhì)好壞的主要原因[9,33]。還有研究表明，與常規(guī)的施肥方式相比，有機(jī)肥料的施用不僅對辣椒的增產(chǎn)增收及品質(zhì)改善方面有影響，而且還使辣椒果實(shí)的表面光滑油亮，植株結(jié)果量增加，抵抗病早害能力顯著增強(qiáng)[34-35]。施用一定濃度的外源激素對有效調(diào)控辣椒生長發(fā)育、產(chǎn)量的形成、營養(yǎng)價(jià)值的提高以及品質(zhì)的改善(促進(jìn)維生素C、可溶性糖及粗蛋白含量的積累，調(diào)控硝酸鹽的產(chǎn)生)等方面具有重要影響[36]。外源物質(zhì)GA3作為植物生長發(fā)育的重要調(diào)節(jié)物質(zhì)，在植物生育期適量施用不僅可以起到維持辣椒果實(shí)內(nèi)多種營養(yǎng)物質(zhì)(葉綠素、VC、可溶性固形物等)的穩(wěn)定，而且對于有效降低因外界不良環(huán)境造成的辣椒果實(shí)失重率、腐爛率，提高辣椒保果保鮮等具有重要作用[37]。作為農(nóng)業(yè)栽培中檢測農(nóng)作物碳素營養(yǎng)代謝和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量好壞的主要觀測指標(biāo)之一，可溶性糖積累量的高低是決定農(nóng)作物質(zhì)量好壞的主要因素之一，其含量的高低與農(nóng)作物的保鮮期和抗凍能力有很大關(guān)系[17,38]。本研究表明，與施用無機(jī)肥相比，施用有機(jī)復(fù)混肥對辣椒果實(shí)的品質(zhì)產(chǎn)生積極的影響，在GA3和有機(jī)無機(jī)肥的相互作用下，辣椒果實(shí)品質(zhì)發(fā)生了顯著的變化，且有機(jī)復(fù)混肥以及有機(jī)無機(jī)肥配施+噴施GA3的作用比單獨(dú)施用有機(jī)肥或者是無機(jī)肥效果更好，保證了辣椒果實(shí)品質(zhì)的進(jìn)一步提高(表 7)。出現(xiàn)這一結(jié)果的原因一方面可能是由于有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥中礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)很豐富，容易分解及釋放小分子類有機(jī)物質(zhì)、次生代謝物質(zhì)及各種微量營養(yǎng)成分，這些營養(yǎng)物質(zhì)可供作物大量地吸收利用，進(jìn)而在提高辣椒品質(zhì)上起到一定的作用。另一方面，GA3的施用在調(diào)節(jié)辣椒生長過程中發(fā)揮了重要作用，施用GA3可能為辣椒前期的生長發(fā)育和后期的生殖生長供應(yīng)了充足的營養(yǎng)源，促進(jìn)了多種水溶性營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用(如各類礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)、有機(jī)類物質(zhì)、次生代謝物質(zhì)和多種微量成分等)，從而提高了辣椒果實(shí)的品質(zhì)[13-14]；同時(shí)，GA3還能夠有效減緩辣椒的呼吸代謝，在果實(shí)進(jìn)行呼吸作用時(shí)可以在其表面產(chǎn)生一層保護(hù)屏障，使果實(shí)長期處在一個(gè)高CO2濃度、低O2濃度的生長環(huán)境中，降低果實(shí)的自身消耗來提高營養(yǎng)物質(zhì)的大量積累，故而使辣椒果實(shí)品質(zhì)顯著提高[37]；此外，有研究表明，施用GA3可通過調(diào)控辣椒內(nèi)源激素水平來調(diào)節(jié)多種生理代謝，對提高辣椒果實(shí)品質(zhì)也具有重要影響[17,32]。至于GA3和有機(jī)無機(jī)肥配施條件下，辣椒抗逆適應(yīng)性、果實(shí)中內(nèi)源物質(zhì)的含量變化、礦質(zhì)養(yǎng)分積累過程以及影響因素等尚不清楚，有待進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié) 論

葉面噴施GA3(200 mg·L-1)與有機(jī)無機(jī)肥配施(有機(jī)肥5.29 kg·m-2；無機(jī)肥：純氮0.03 kg·m-2、P2O50.0125 kg·m-2、K2O 0.017 kg·m-2)對促進(jìn)辣椒的生長發(fā)育和改善其果實(shí)品質(zhì)效果較好，可廣泛應(yīng)用于設(shè)施蔬菜類作物的反季節(jié)栽培實(shí)踐中。雖然有機(jī)復(fù)混肥、有機(jī)無機(jī)肥配施在蔬菜作物栽培上已取得了一些可喜的成就，但對荒漠區(qū)日光溫室有機(jī)復(fù)合基質(zhì)栽培下，GA3與有機(jī)無機(jī)肥配施對辣椒抗逆適應(yīng)性、果實(shí)發(fā)育及內(nèi)源激素變化等影響，高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)以及能否打造可推廣應(yīng)用的新型生態(tài)產(chǎn)業(yè)等研究還未見報(bào)道，有待深入研究。