不同栽培基質(zhì)對胡椒幼苗生長的影響①

魚 歡 王 燦 楊建峰 祖 超 李志剛 鄭維全

(中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所/海南省熱帶香辛飲料作物遺傳改良與品質(zhì)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部香辛飲料作物遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 海南萬寧571533)

胡椒（Piper nigrum.L.）是世界上重要的香辛料作物，也是我國重要熱帶經(jīng)濟(jì)作物之一，是人們喜愛的調(diào)味品，在醫(yī)學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)上都有廣泛用途。目前我國胡椒主要分布在海南、云南、廣西、廣東、福建等?。▍^(qū)），種植面積約2.61萬hm2、總產(chǎn)量4.38萬t，種植面積和產(chǎn)量均占世界第5位。其中主產(chǎn)區(qū)海南省胡椒種植面積和年總產(chǎn)量均占全國的90%以上。在海南，胡椒已發(fā)展成為增加老百姓收入和脫貧致富的重要產(chǎn)業(yè)［1］。近幾年，云南省紅河州綠春縣委縣政府高度重視胡椒發(fā)展，然而當(dāng)?shù)睾妨挤N良苗短缺，難以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，需從海南引進(jìn)大量優(yōu)良種苗［2］。生產(chǎn)上胡椒種苗繁育主要采用沙床育苗和苗圃育苗［3］。在長距離運(yùn)輸過程中，種苗常因失水而受損，進(jìn)而影響胡椒種植成活率和后期高產(chǎn)樹形培育，嚴(yán)重制約胡椒產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。使用袋裝苗可以解決運(yùn)輸過程中種苗失水問題，減少種苗損傷，提高種苗成活率，然而沙培或土培袋裝苗重量較大，不便于生產(chǎn)上運(yùn)輸，嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展。前人研究發(fā)現(xiàn)園林廢棄物作為育苗栽培基質(zhì)，對作物生長具有明顯的促進(jìn)作用，已在天竺葵、金盞菊、紅掌、鳥巢蕨、佛甲草和青蘋果竹芋等作物上應(yīng)用［4-7］。在香蕉、牛大力、酸柚、生菜、番茄等作物上使用椰糠作為栽培基質(zhì)，可以促進(jìn)作物生長、根系發(fā)達(dá)［8-13］。椰糠作為栽培基質(zhì)可以促進(jìn)甜瓜、番茄、香石竹、報(bào)春花等作物生長，提高成苗率、促進(jìn)開花和提高產(chǎn)量［14-17］。選擇可以促進(jìn)胡椒幼苗生長、且便于生產(chǎn)運(yùn)輸、成本低的育苗基質(zhì)，是解決袋裝苗育苗關(guān)鍵問題之一。關(guān)于不同栽培基質(zhì)在胡椒上的應(yīng)用，目前尚未見相關(guān)報(bào)道。本研究擬以土壤與沙、園林廢棄物、椰糠、崗松糠按照一定比例混勻作為胡椒幼苗栽培基質(zhì)，通過研究不同基質(zhì)的物理性狀、養(yǎng)分狀況以及對胡椒幼苗生長的影響，篩選出適宜胡椒生長和便于生產(chǎn)上運(yùn)輸?shù)挠缭耘嗷|(zhì)，為胡椒袋裝苗的育苗栽培基質(zhì)選擇提供理論依據(jù)，促進(jìn)胡椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料為生長一致且健康的‘熱引1號(hào)’胡椒種子苗，種植前胡椒種子苗在育苗床上培養(yǎng)4個(gè)月以上，選擇有4片真葉的種子苗，且長勢和鮮重基本保持一致。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2017年7～12月在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所（18°15′N；110°13′E）進(jìn)行試驗(yàn)。設(shè)置5種不同育苗栽培基質(zhì)處理，分別為河沙（S）、土和園林廢棄物混合物（TK）、土和椰糠混合物（TY）、土和崗松糠混合物（TG）、土和河沙混合物（TS），其中土和河沙、椰糠、崗松糠、園林廢棄物等4種育苗栽培基質(zhì)均按照2∶1（V∶V）比例混勻。使用15.5 cm直徑，13.5 cm高的塑料盆，每盆種植胡椒種子苗1株。

1.2.2 項(xiàng)目測定

⑴基質(zhì)理化性質(zhì)

使用環(huán)刀法測定栽培基地容重、總孔隙度；使用便攜式pH計(jì)測定pH值，使用DDS-307 A型電導(dǎo)率儀測定EC值；基質(zhì)理化性質(zhì)測定參照鮑士旦［18］的方法，使用意大利Euro Vector E有機(jī)元素測定儀測定基質(zhì)全氮含量，德國multi N/C總有機(jī)碳測定儀測定有機(jī)質(zhì)含量，有效磷含量采用鉬銻抗比色法測定、有效鉀含量采用火焰光度法測定。

⑵葉片SPAD值測定

種植后2個(gè)月開始，每隔14 d，上午使用SPAD葉綠素測定儀（SPAD-502，日本產(chǎn)）測定最上一片完全穩(wěn)定葉的SPAD值，每個(gè)處理測定5片葉，每個(gè)葉片測定4個(gè)值，取平均值，重復(fù)3次。

⑶葉片凈光合速率（PN）的測定

采用LI-6400便攜式光合儀（美國LI-COR公司產(chǎn)）在完成SPAD測定的葉片測定PN。葉溫設(shè)定為27℃，流量為500μmol/s，使用紅藍(lán)光源，光合有效輻射為600μmol/m/s，使用CO2鋼瓶供氣。待讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，每片葉記錄一個(gè)PN值，統(tǒng)計(jì)時(shí)取平均值，重復(fù)3次。

⑷根系測定

12月份盆栽試驗(yàn)結(jié)束，用自來水將胡椒根系沖洗干凈，剪取根系，使用EPSON根系掃描儀掃描根系，WINRhizo軟件進(jìn)行分析，得到總根長、總表面積、單位土壤體積的總根長、根體積等各項(xiàng)特征參數(shù)，每個(gè)處理重復(fù)3次。

⑸干物質(zhì)質(zhì)量的測定

12月份盆栽試驗(yàn)結(jié)束，用自來水沖洗干凈根系土壤，吸水紙吸干水分，將地上部分和地下部分分開，于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)105℃殺青30 min后，65℃烘干至恒重，稱重，每處理2盆，重復(fù)3次。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)采用SAS軟件的PROC ANOVA程序分析處理間差異顯著性，采用Microsoft Excel進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)理化性質(zhì)的差異

由表1可以看出，不同栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)存在一定差異。TS、TK和TY處理pH值均在胡椒適宜生長范圍內(nèi)，TK、TY和TG處理的容重均顯著低于S和TS基質(zhì)。TK基質(zhì)的全氮、有效鉀和有效磷含量均顯著高于其他基質(zhì)，TK和TG基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)含量較高，為胡椒幼苗生長提供了充足的養(yǎng)分供給。TK處理的pH值和EC值均在適宜胡椒生長的范圍內(nèi)，容重較小，便于生產(chǎn)上運(yùn)輸，孔隙度適中，適宜胡椒幼苗生長。同時(shí)，TK的全氮、有效鉀、有效磷等養(yǎng)分含量高于其他處理，與S、TS、TY、YG相比更適合作為胡椒幼苗的栽培基質(zhì)。

表1 不同栽培基質(zhì)理化性質(zhì)

2.2 不同基質(zhì)對胡椒幼苗葉片SPAD值的影響

圖1顯示，TK和TS處理胡椒葉片SPAD值隨著生育期的推進(jìn)呈緩慢上升趨勢，S、TY處理和TG處理SPAD值隨著生育期的推進(jìn)呈逐漸下降趨勢。TK處理的SPAD值顯著高于其他處理，胡椒幼苗生長狀況良好，說明使用園林廢棄物作為栽培基質(zhì)可以顯著提高胡椒葉片的SPAD值。

2.3 不同基質(zhì)對胡椒幼苗PN的影響

由圖2可以看出，不同基質(zhì)處理對胡椒幼苗PN有一定的影響。在種植后60 d，TK與S、TS、TY處理之間PN無顯著差異，且顯著高于TG；在種植后75～90 d，TK與S和TS處理之間PN無顯著差異，且PN高于TG和TY處理；在種植后105～120 d，TK處理PN顯著高于TS、TG和TY處理；TG處理隨著生育期的推進(jìn)，PN逐漸下降，且PN顯著低于其他處理。

2.4 不同基質(zhì)對胡椒地上部生長的影響

由圖3、4可知，不同基質(zhì)處理對胡椒株高和地上部干重均有一定的影響。TK處理的胡椒株高和地上部干重均顯著高于其他處理，S和TS處理的胡椒株高和地上部干重顯著高于TY和TG處理。說明園林廢棄物作為栽培基質(zhì)可以顯著促進(jìn)胡椒植株的生長。

圖1 不同基質(zhì)對胡椒葉片SPAD值的影響

圖2 不同基質(zhì)對胡椒葉片PN的影響

圖3 不同基質(zhì)對胡椒株高的影響

圖4 不同基質(zhì)對胡椒地上部干重的影響

2.5 不同基質(zhì)對胡椒根系生長的影響

不同基質(zhì)處理胡椒根系生長存在一定的差異（圖5）。TK和S處理的根總長為543～557 cm，均顯著高于TY、TG和TS處理（124～129 cm），其中TK總根長最長，與S處理無顯著差異；TK和S處理的根系總表面積為61～64 cm2，顯著高于TY、TG和TS處理（16～22 cm2），TK和S處理之間無顯著差異；TK和S處理的根體積為0.558～0.596 cm3，顯著高于TY、TG和TS處理（0.15～0.26 cm3），TK和S處理之間無顯著差異；TK和S處理的根數(shù)目為12 621～1 297個(gè)，顯著高于TY、TG和TS處理（290～319個(gè)），其中TK根總長最長，與S處理之間無顯著差異。說明園林廢棄物和沙作為栽培基質(zhì)可以顯著促進(jìn)胡椒根系生長。胡椒根總長、總表面積、根體積、根數(shù)目均與地上部干物質(zhì)重和根系干物質(zhì)重顯著正相關(guān)（表2），表明根系長度、表面積、根體積、根數(shù)量對胡椒植株地上部和根系干物質(zhì)的累積具有顯著作用，發(fā)達(dá)的根系促進(jìn)植株從土壤中吸收更多的養(yǎng)分和水分，進(jìn)而促進(jìn)胡椒的生長。

表2 根系根總長、總表面積、根體積、根數(shù)目與胡椒干物質(zhì)質(zhì)量的相關(guān)性

圖5 不同基質(zhì)對胡椒根總長（A）、根系總表面積（B）、根體積（C）和根數(shù)目（D）的影響

3 討論

幼苗的生長狀況是確保胡椒長勢、產(chǎn)量及品質(zhì)的關(guān)鍵［3］。不同栽培基質(zhì)對胡椒幼苗生長具有顯著影響，以園林廢棄物與土壤配制的TK處理，胡椒葉片SPAD值、株高、地上部干重均顯著高于其他處理，這可能與栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)有關(guān)［8，10，12，19］。TK 處理的有機(jī)質(zhì)含量和養(yǎng)分含量高，能夠?yàn)楹飞L提供充足的養(yǎng)分供應(yīng)，孔隙度適中，透氣性較好，促進(jìn)胡椒幼苗生長。這與司莉清等［20］研究結(jié)果一致，即園林廢棄物具有較好的透氣性和保水性。TK處理胡椒葉片SPAD值、PN、株高、地上部干物質(zhì)重等生長狀況均優(yōu)于其他處理，這是由于園林廢棄物作為栽培基質(zhì)不僅透氣性好，而且充足的養(yǎng)分促進(jìn)胡椒生長，葉綠素含量高，光合性能強(qiáng)，增加了干物質(zhì)累積。前人研究表明，園林廢棄物可以提高基質(zhì)pH值和EC值［4，6，21］。本研究中 TK、TY、TS處理的 pH 值均在適宜胡椒生長5.5～7.0內(nèi)［1，22］，TK處理的pH值略高于TY和TS處理。在胡椒生產(chǎn)上，土壤中添加園林廢棄物是否可以提高土壤pH值，改善因長期種植引起的土壤酸化現(xiàn)象，還需要進(jìn)一步開展研究。

根系的生長發(fā)育情況對作物的生長具有重要作用［23-25］。不同栽培基質(zhì)對胡椒根系形態(tài)參數(shù)有顯著影響，以土壤和園林廢棄物配制的TK處理，根系總長、根總表面積、根體積、根數(shù)目等根系形態(tài)參數(shù)均顯著高于土壤與椰糠、崗松糠及河沙配制的基質(zhì)處理。說明園林廢棄物作為栽培基質(zhì)可以促進(jìn)胡椒根系發(fā)育，適宜作為育苗栽培基質(zhì)。同時(shí)，相對于土壤和沙，園林廢棄物具有取材方便、價(jià)格低廉、質(zhì)量輕、便于生產(chǎn)上運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，適宜作為胡椒種苗繁育、尤其是袋裝苗繁育的栽培基質(zhì)。關(guān)于園林廢棄物與土壤如何配比，更適合胡椒種苗的生長，將有待進(jìn)一步開展研究。