農(nóng)林廢棄物不同基質(zhì)配比和緩釋肥對觀賞辣椒生長的影響

趙 懿，劉建軍，張博倫

（1.北京市延慶區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣站，北京 102100；2.北京市延慶區(qū)農(nóng)業(yè)科技服務中心，北京 102100）

農(nóng)業(yè)廢棄物是指在整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中被丟棄的有機類物質(zhì)[1]，園林廢棄物是指在園林養(yǎng)護過程中修剪及自然凋零產(chǎn)生的枝條、落葉、殘花等[2]。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展和平原造林政策的實施，每年都產(chǎn)生大量的農(nóng)林廢棄物，這些廢棄物中含有豐富的礦物質(zhì)和有機質(zhì)，但往往在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中被隨意棄置，不僅污染環(huán)境，而且嚴重危害人類健康[3]，如加以利用勢必成為可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要議題。農(nóng)林廢棄物處理方式包括肥料化、飼料化、燃料化和材料化，其中利用農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)栽培基質(zhì)是材料化的一種，主要包括好氧發(fā)酵和炭化技術兩種途徑[4]，近年來已有諸多研究[3，5-7]。利用農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)栽培基質(zhì)替代泥炭已有相關研究成果，但利用農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)栽培基質(zhì)對觀賞辣椒生長影響的報道較少。該文旨在利用延慶區(qū)農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)基質(zhì)替代泥炭和緩釋肥用量對觀賞辣椒外觀形狀的影響進行研究，以確定延慶區(qū)觀賞辣椒栽培基質(zhì)配方，為延慶區(qū)園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎數(shù)據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地選擇。試驗選在北京市延慶區(qū)綠富隆農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司基地進行。

1.1.2 廢棄物栽培基質(zhì)及菌劑。2020 年5—7 月在北京市延慶區(qū)東祥環(huán)境科技有限公司進行配置，所用農(nóng)林廢棄物基質(zhì)材料包括4 種：玉米秸稈、蘑菇渣、樹枝、蘆葦，通過好氧發(fā)酵腐熟后按照不同比例進行摻混。腐熟所使用的微生物菌劑由中農(nóng)綠康（北京）生物科技有限公司提供。

1.1.3 試驗品種選擇。觀賞辣椒品種為蟠桃辣椒。

1.2 方法

試驗于2020 年7 月16 日定植于19 cm 的塑料花盆中，每個處理12 盆，3 次重復，樣品數(shù)據(jù)隨機抽取5 盆測定地上鮮重、單株產(chǎn)量、單株果數(shù)、葉綠素含量、株高、冠幅、分枝數(shù)和葉片數(shù)量。田間管理：定植后3 d 澆水1 次，緩釋肥采用氮緩釋復合肥（25-10-10）。

試驗采用農(nóng)林廢棄物的配比和緩釋肥施用量的兩因素試驗設計，因素A 為：農(nóng)林廢棄物的復合物配比為玉米秸稈、蘑菇渣、樹枝、蘆葦?shù)呐浔确謩e為3∶2∶2∶3，利用農(nóng)林廢棄物復合物不同比例替代泥炭（T），包括5 個水平（表1）：不替代（T1）、30%替代（T30）、50%替代（T50）、70%替代（T70）、100%替代（T100）。因素B 為緩釋肥每盆施肥量（H），包括5 個水平：0 g/盆（H0）、2 g/盆（H2）、3 g/盆（H3）、4 g/盆（H4）、5 g/盆（H5）。按照試驗設計，共設置25個處理（表2）。

表1 不同替代水平的基質(zhì)配比

表2 試驗因素與處理

篩選觀賞辣椒不同基質(zhì)配比依照隸屬度值計算，采用模糊數(shù)學隸屬度函數(shù)方法[3]，植株形態(tài)指標隸屬函數(shù)值：

式中：X 為某一基質(zhì)條件下某一指標的測定值，Xmax為該指標測定的最大值，Xmin為該指標所測的最小值。將各基質(zhì)條件下不同形態(tài)指標的隸屬函數(shù)值進行累加，求其平均值，即為觀賞辣椒綜合評價指數(shù)，該文選取最大值為建議的基質(zhì)配比和緩釋肥用量。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)林廢棄物不同基質(zhì)配比對觀賞辣椒生長的影響

從表3 可以看出，除分枝數(shù)外，觀賞辣椒其他各項指標中，以不含廢棄物的基質(zhì)T0 最大，隨著廢棄物替代水平的增加，各項指標均呈現(xiàn)下降的趨勢。各指標中，觀賞辣椒地上鮮重T0 與其他處理呈現(xiàn)顯著差異，不同替代水平T30、T50、T70 與T100 之間存在顯著差異；單株產(chǎn)量T0與T50、T70 和T100 存在顯著差異，與T30 差異不顯著；單株果數(shù)T0、T30 與T100 處理存在顯著差異；葉綠素含量T0 與其他替代水平呈現(xiàn)顯著差異，T30 和T50 之間差異不顯著，T70 和T100 之間差異不顯著；株高T0 與其他替代水平呈現(xiàn)顯著差異，不同替代水平之間T100 與其他替代水平差異顯著；冠幅T0 與T100 之間存在顯著差異；分枝數(shù)T0、T30 與T100 處理存在顯著差異；葉片數(shù)量T100與其他處理呈現(xiàn)顯著差異。

2.2 不同緩釋肥用量對觀賞辣椒生長的影響

從表4 可以看出，除株高、冠幅和葉片數(shù)量外、其他指標均存在顯著差異；其中地上鮮重H5 最高，與其他處理呈現(xiàn)顯著差異；單株產(chǎn)量H4 最高，與H5 無顯著差異，與H0、H2、H3 差異顯著；單株果數(shù)以H4 最高，與H2、H3、H5差異不顯著，與H0 差異顯著；葉綠素含量H3、H5 與H0、H2 差異顯著；分枝數(shù)H5 與H0 呈現(xiàn)顯著差異，與其他處理差異不明顯。

2.3 農(nóng)林廢棄物不同基質(zhì)配比和緩釋肥用量兩因素對觀賞辣椒的影響

不同基質(zhì)配比和緩釋肥用量兩因素對觀賞辣椒的影響的方差分析見表5，觀賞辣椒的多個生物指標在不同的基質(zhì)配方下均達極顯著差異，這與上文單因素的分析結(jié)果一致。在緩釋肥用量的處理下，除株高、冠幅、葉片外均達顯著或極顯著差異，這與上文單因素的分析結(jié)果一致。地上鮮重和葉綠素含量的交互作用呈現(xiàn)顯著差異，因此在同一替代水平下，增加緩釋肥用量可以增加地上部分鮮重和葉綠素含量，且緩釋肥對葉綠素含量的效用要高于不同基質(zhì)比的效用，所以緩釋肥是提高觀賞辣椒葉綠素含量的關鍵因素。

表5 農(nóng)林廢棄物不同基質(zhì)配比和緩釋肥用量兩因素對觀賞辣椒的影響（F 值）

雖然兩因素和單因素方差分析在結(jié)果上基本一致，但單因素方差分析結(jié)果中篩選的最優(yōu)值并不集中于某一處理，而是分布于不同處理中，因此觀賞辣椒的不同基質(zhì)配比和緩釋肥用量不能根據(jù)單因素分析結(jié)果而確定，需要進一步進行隸屬度分析。

2.4 觀賞辣椒綜合評價的隸屬度分析

從表6 可以看出，在篩選對象不考慮T0 的情況下，綜合評價指數(shù)達到0.6 以上的組合均存在于T30 的處理中，其中最大值為0.67，處理為：T30×H2（農(nóng)林廢棄物30%替代泥炭和緩釋肥2 g/盆）。

表6 觀賞辣椒各生物指標的隸屬度和綜合評價

3 結(jié)論與討論

觀賞辣椒的觀賞性通過指標測定來表示，各指標的大小對不同的基質(zhì)配方表現(xiàn)出了明顯的差異。隨著廢棄物基質(zhì)替代泥炭的比例逐漸增加，各指標均表現(xiàn)為下降的趨勢，當替代水平達到100%時，與不替代泥炭的處理差異達到顯著水平，分析可能的原因是廢棄物的增加使基質(zhì)的總孔隙度增加，容重降低，影響了根系的生長和固定作用，不能更好地吸收養(yǎng)分和水分，從而導致地上部分的觀賞辣椒形態(tài)變差。

緩釋肥的緩釋是指化學物質(zhì)養(yǎng)分釋放速率遠小于速溶性肥料施入土壤后轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镉行B(tài)養(yǎng)分的釋放速率，通過養(yǎng)分的緩慢釋放讓觀賞辣椒整個生育期內(nèi)均有養(yǎng)分供應。施用緩釋肥與不施用緩釋肥的觀賞辣椒相比，施用緩釋肥的觀賞辣椒的地上鮮重、單株產(chǎn)量、單株果數(shù)、葉綠素含量和分枝數(shù)均達顯著水平，其中葉綠素含量的結(jié)果與韓桂琪等[8]研究結(jié)果一致。緩釋肥不同用量的處理間地上鮮重、單株產(chǎn)量和葉綠素含量有顯著差異，其他指標無顯著差異。

通過兩因素的方差分析得知，廢棄物替代水平和緩釋肥用量之間存在著交互作用，葉綠素含量和地上鮮重達顯著水平，2 項指標由廢棄物替代水平和緩釋肥用量共同決定。且緩釋肥對葉綠素含量的效用要高于不同廢棄物基質(zhì)配比的效用，再一次說明緩釋肥對葉綠素含量的重要性。

最優(yōu)配方的獲得：通過模糊數(shù)學的隸屬度分析，將各基質(zhì)條件下不同形態(tài)指標的隸屬函數(shù)值進行累加，求其平均值計算出綜合評價指數(shù)，其中排名前3 位的是農(nóng)林廢棄物30%替代泥炭處理，緩釋肥用量分別為2 g/盆，4 g/盆和5 g/盆，說明替代泥炭的水平為30%最優(yōu)。按照綜合評價指數(shù)排名第一的是農(nóng)林廢棄物30%替代泥炭和緩釋肥2 g/盆。

不同基質(zhì)的配方對觀賞辣椒的影響已有研究[9-12]，該研究以泥炭∶蛭石∶珍珠巖=7∶1∶2 的比例為基礎，利用農(nóng)林廢棄物替代其中70%泥炭的部分開展試驗，其配方椰糠占比75%，與馬李軍等[9]的研究相近，同時其發(fā)酵料占總基質(zhì)的70%，與張麗娟等[12]的研究相近，區(qū)別是該文利用的農(nóng)林廢棄物與以上研究利用的廢棄物不同，因此該文給出的配方是可行的。從廢棄物的比例來看，玉米秸稈、蘑菇渣、樹枝、蘆葦?shù)呐浔确謩e為3∶2∶2∶3，其中每一種廢棄物的比例均在20%～30%之間，這個比例是較為平均的比例，是否還有更優(yōu)的比例適合觀賞辣椒的生長，還需進一步研究和試驗。