不同基質(zhì)配比對(duì)溫室辣椒葉片熒光參數(shù)及產(chǎn)量品質(zhì)影響

陳修斌 祖廷勛 楊彬 李翊華 許耀照

（河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院，甘肅 張掖 734000）

河西走廊指甘肅境內(nèi)黃河以西，東起烏鞘嶺，西至古玉門關(guān)，南、北介于兩山之間的狹長(zhǎng)平地.該地帶自東至西分屬于武威、金昌、張掖、酒泉、嘉峪關(guān)等5 地市，該區(qū)南側(cè)為祁連山脈，東、東北和西面依次被騰格里沙漠、巴丹吉林沙漠和庫(kù)姆塔格三大沙漠包圍，境內(nèi)有沙漠面積7.54×104hm2，戈壁面積8.55×104hm2［1］，區(qū)域內(nèi)地勢(shì)平坦，土地肥沃，日照充足，水、土、光、熱資源豐富，發(fā)展以日光溫室為主體的設(shè)施農(nóng)業(yè)有得天獨(dú)厚的區(qū)位優(yōu)勢(shì).近年來(lái)，河西走廊的五地市認(rèn)真貫徹省政府“關(guān)于河西戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展的意見”［甘政辦發(fā)（2017）138號(hào)］，在戈壁、沙灘和荒漠區(qū)大力建造日光溫室，戈壁溫室蔬菜種植已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè).

葉綠素?zé)晒鈪?shù)能夠反映植物的內(nèi)部變化和植物的生長(zhǎng)狀況，通過(guò)葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)可以在不損傷植物的情況下測(cè)試植物葉片的光合反應(yīng)速率［2］，目前有關(guān)葉綠素?zé)晒鈪?shù)在植物學(xué)上應(yīng)用研究方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者許永安［3］研究了甜瓜葉綠素?zé)晒鈪?shù)在低溫脅迫條件下的變化規(guī)律；胡能兵等［4］通過(guò)設(shè)定不同高溫干旱脅迫條件，對(duì)5個(gè)辣椒種質(zhì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化進(jìn)行研究；線國(guó)蘭等［5］研究番茄葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化，得出了適合番茄無(wú)土栽培的最適宜基質(zhì).甘小虎、陳耀兵等［6-7］以花生糠、草炭與珍珠巖為主要原料，從不同基質(zhì)配比對(duì)辣椒形態(tài)及產(chǎn)量等性狀影響的變化方面進(jìn)行了研究，得到了適合于本區(qū)辣椒無(wú)土栽培的最適宜基質(zhì)配方，而應(yīng)用葉綠素?zé)晒鈪?shù)在辣椒無(wú)土栽培不同基質(zhì)配比的篩選方面缺少系統(tǒng)報(bào)道.本研究選擇在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的玉米秸稈、菌渣等農(nóng)業(yè)廢棄物為主要原料，加入一定量的牛糞、珍珠巖、商品基質(zhì)等，組成不同種類的栽培基質(zhì)進(jìn)行辣椒無(wú)土栽培，以期篩選出適合于本區(qū)溫室辣椒生產(chǎn)的最適宜無(wú)土栽培基質(zhì)，為辣椒實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2019年4～9月在張掖市甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司溫室內(nèi)進(jìn)行.供試的基質(zhì)種類為草炭、玉米秸稈、菌渣、牛糞、珍珠巖，玉米秸稈粉碎成粒徑為2～3cm的片狀材料，然后按每1m3加入4kg的尾菜腐熟劑，在20～25℃的溫度條件下發(fā)酵4～5d；菌渣的種類選擇雞腿菇的下腳料，堆放在溫室內(nèi)，用塑料薄膜覆蓋發(fā)酵25～30d；以辣椒“博隴（37-94）”為指示品種，品種由瑞克斯旺種子種苗集團(tuán)公司生產(chǎn).

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，分別為對(duì)照CK（草炭：珍珠巖：菌渣=4∶1∶1），處理A1（草炭：玉米秸稈：牛糞=2∶1∶0.5）、處理A2（草炭：菌渣：牛糞=2∶1∶0.5）、處理A3（草炭：玉米秸稈：菌渣：珍珠巖：牛糞=1∶2∶1∶0.5∶0.5）、處理A4（草炭：玉米秸稈：菌渣：牛糞=1∶1∶1∶0.5）、處理A5（草炭：玉米秸稈：菌渣：珍珠巖：牛糞=1∶2∶2∶1∶0.5）.將以上不同種類的基質(zhì)按照不同的體積比，混合均勻后裝入栽培槽內(nèi)；栽培槽的設(shè)置為南北方向與溫室走向重直，槽的寬度70cm，深度30cm，長(zhǎng)8m，槽內(nèi)鋪設(shè)規(guī)格為0.08 毫米棚膜，槽間距40cm，每槽正中央安裝1 條滴灌帶，每槽為一個(gè)小區(qū).采用田間隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，不同處理分別種植1槽，重復(fù)3次.于4月10日將具有6 葉1 心的辣椒幼苗定植于栽培槽內(nèi)，株距45cm，行距60cm，每穴雙株定植，保苗數(shù)4800株/667m2.分別于辣椒結(jié)果初期、中期、末期，每667m2追施尿素20kg、硫酸鉀15kg；植株與環(huán)境管理同日光溫室常規(guī)管理.

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 葉片熒光參數(shù)測(cè)定在辣椒結(jié)果前期（7月10日）、中期（8月10日）、末期（9月10日），于上午10：00～12：00，每個(gè)處理選擇同位的葉子，用英國(guó)Hansatech 公司的Handy PEA 植物效率分析儀測(cè)定經(jīng)過(guò)暗適應(yīng)20min 以上的葉片初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）、可變熒光（Fv），并計(jì)算［8］PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)換效率（Fv/Fm），葉片PSⅡ活性Fv/Fo、其中，F(xiàn)v＝（Fm－Fo），F(xiàn)v/Fo=（Fm－Fo）/Fo，F(xiàn)v/Fm=（Fm－Fo）/Fm，每個(gè)處理隨機(jī)測(cè)定4株，3次重復(fù)，取其平均值.

1.3.2 形態(tài)指標(biāo)與產(chǎn)量統(tǒng)計(jì) 形態(tài)指標(biāo)于辣椒生長(zhǎng)期（8月25日），每處理隨機(jī)選6株，用卷尺測(cè)定其株高、莖粗、開展度；產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)是在每次收獲時(shí)，各處理按小區(qū)分別統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量，最后折合成666m2產(chǎn)量.

1.3.3 果實(shí)品質(zhì)測(cè)定 在辣椒果實(shí)采收的末期（9月15日），隨機(jī)選取不同處理的18個(gè)果實(shí)，測(cè)定其可溶性糖、可溶性固形物、Vc、可溶性蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量；Vc采用鉬藍(lán)比色法，可溶性蛋白質(zhì)含量用紫外分光光度法，游離氨基酸含量用茚三酮法，可溶性糖含量用苯酚法，手持折光儀測(cè)定可溶性固形物含量［9］，重復(fù)3次，取其平均值.

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 9.50 和Excel 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與分析，采用Duncan’s 法進(jìn)行差異顯著性分析，顯著性水平設(shè)置為α=0.05.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)辣椒葉片F(xiàn)v/Fm和Fv/Fo的影響

Fv/Fm為PSⅡ的光化學(xué)效率，F(xiàn)v/Fo反映PSⅡ潛在活性［10］.從圖1可以看出，以處理A3的基質(zhì)配比，在辣椒結(jié)果前期、中期、末期的Fv/Fm 數(shù)值最高，分別為0.69、0.63、0.67，與處理CK 相比，分別高出17.31%、47.29%與54.98%，不同處理間呈現(xiàn)一定差異；Fv/Fo的變化與Fv/Fm相似，也以處理A3 在辣椒結(jié)果前期、中期、末期數(shù)值最高，分別為3.05、2.90、2.81，與處理CK 相比，分別高出61.41%、45.97%與16.98%，顯著高于其他處理；這表明由處理A3 組成的基質(zhì)配比，辣椒葉片保持較強(qiáng)的光化學(xué)效率，葉片潛在活性較強(qiáng)，其他處理由于營(yíng)養(yǎng)配比失調(diào)，植株對(duì)養(yǎng)分與水分的吸收能力降低，其代謝能力較弱，從而導(dǎo)致Fv/Fm 和Fv/Fo 數(shù)值低于其他處理，這與前人的研究結(jié)果相一致［11］.

注：圖中不同小寫字母表示差異達(dá)5%顯著水平.Note：Different lowercase letters in the figure indicate that the difference reaches a significant level of 5%.

2.2 不同處理對(duì)辣椒生長(zhǎng)與產(chǎn)量的影響

在辣椒生長(zhǎng)期（8 月25 日），從不同處理對(duì)辣椒形態(tài)指標(biāo)影響的數(shù)值測(cè)定來(lái)看（表1），以處理A3 的辣椒在株高、莖粗與開展度等性狀表現(xiàn)上，明顯高于其他處理，分別為96.53cm、1.65cm 和43.26cm，與對(duì)照（CK）相比，分別高出10.24%、25%、14.63%；而從不同處理對(duì)小區(qū)每次采收合計(jì)的產(chǎn)量及折667m2產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，也以處理A3為最高，分別為56.75kg/8.8m2與4365.21 kg/667m2，不同處理對(duì)辣椒產(chǎn)量大小的影響順序?yàn)锳3＞A5＞CK＞A4＞A1＞A2，說(shuō)明采用處理A3 的基質(zhì)配比，更利于辣椒形態(tài)構(gòu)建與植株生長(zhǎng)，辣椒保持較強(qiáng)的生長(zhǎng)勢(shì)，從而導(dǎo)致產(chǎn)量的提高.

表1 不同處理對(duì)辣椒生長(zhǎng)與產(chǎn)量影響Table 1 Effects of different treatments on pepper growth and yield

2.3 不同處理對(duì)辣椒果實(shí)品質(zhì)影響

從不同處理對(duì)辣椒果實(shí)采收在生長(zhǎng)末期品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定數(shù)據(jù)分析可以看出（表2），不同處理辣椒果實(shí)內(nèi)可溶性糖的含量以A3為最高，達(dá)到1.28 mg/g，與CK 相比高出11.30%；可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白及游離氨基酸的含量，以處理A3的基質(zhì)配比最高，分別為5.63%、87.35 mg/100g、19.63 ug/g.FW-1與131.25 mg/g.FW-1，與處理CK相比高出9.96%、10.93%、43.81%與7.02%，不同處理間的可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白及游離氨基酸含量的含量呈現(xiàn)顯著差異水平.究其原因主要可能由于不同基質(zhì)配比在營(yíng)養(yǎng)成份組成上存在差異，導(dǎo)致辣椒對(duì)養(yǎng)分吸收不同，從而反映在不同處理品質(zhì)指標(biāo)上的不同.

表2 不同處理對(duì)辣椒果實(shí)品質(zhì)影響Table 2 Effect of different treatments on pepper fruit quality

3 結(jié)論與討論

作物葉片葉綠素?zé)晒鈪⒖嫉淖兓梢苑从持参锕夂献饔酶鬟^(guò)程的變化特點(diǎn)［12］，F(xiàn)v/Fm反映了暗適應(yīng)下光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)效率，F(xiàn)v/Fo 反映PSⅡ潛在活性［13］.本試驗(yàn)中采用處理A3 的基質(zhì)配比，辣椒在結(jié)果初期、中期和末期，其Fv/Fm值保持最高，說(shuō)明本處理辣椒葉片保持最大的光化學(xué)效率，提高光合作用的原初光能轉(zhuǎn)換效率和電子傳輸活性，有利于葉片PS Ⅱ光反應(yīng)的進(jìn)行［14］，從而促進(jìn)了葉片PSⅡ潛在活性的增強(qiáng)，因此本處理辣椒葉片F(xiàn)v/Fo的數(shù)值保持較高水平，其他基質(zhì)配比（CK、A1、A2、A4、A5）由于營(yíng)養(yǎng)失衡，導(dǎo)致光合電子傳遞速率變慢，因此Fv/Fm和Fv/Fo值也表現(xiàn)出較低，這一研究與張輝等［15］人報(bào)道相同.處理A3的辣椒在株高、莖粗與開展度等數(shù)值上顯著高于其他處理，主要是由于辣椒葉片生理活性的提高，促進(jìn)了植株生長(zhǎng)，辣椒保持較強(qiáng)代謝能力，最終導(dǎo)致小區(qū)產(chǎn)量的增加；試驗(yàn)中以處理A3的基質(zhì)配比，其辣椒果實(shí)的可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白及游離氨基酸含量的含量顯著高于其他處理，這主要是由于適宜的營(yíng)養(yǎng)配比促進(jìn)了辣椒對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，處理A3的營(yíng)養(yǎng)配比有利于辣椒對(duì)各種養(yǎng)分的協(xié)同吸收，從而促進(jìn)了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累，提高了辣椒的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，這與趙金華等［16］的研究一致.

本試驗(yàn)結(jié)果表明：采用處理A3 的基質(zhì)配比，辣椒葉片生理活性最高，植株保持較強(qiáng)的生長(zhǎng)勢(shì)，果實(shí)的產(chǎn)量最高、品質(zhì)最優(yōu)，這一研究結(jié)論可為本區(qū)溫室辣椒無(wú)土栽培中實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化生產(chǎn)提供技術(shù)支撐.