不同復(fù)配基質(zhì)對辣木老葉產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

任保蘭，馬志亮，趙春攀，楊樸麗，呂亞，張祖兵

（云南省熱帶作物科學研究所，云南 景洪 666100）

基質(zhì)栽培能克服土傳病害，解決連作障礙，促進根系生長、提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)［1-2］。但基質(zhì)栽培一次性投入成本高，為了克服這一問題，就近選用價格低廉、簡單易得的材料，特別是農(nóng)業(yè)廢棄物如秸稈、鋸末、果皮、蔗渣等，這些資源具有可再生、環(huán)境友好等特點，經(jīng)過腐熟后可作為基質(zhì)供植物生長，繼而可作為泥炭的替代物，降低成本，也極大促進了農(nóng)林廢棄物的循環(huán)利用［3］。有研究表明，澳洲堅果青皮腐熟之后可代替部分化肥，促進茶葉的良好生長［4］。甘蔗渣含有豐富的纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素，可作為營養(yǎng)物質(zhì)供植物生長［5］。有研究發(fā)現(xiàn)，鋸末與秸稈、菌渣混合還田能加速秸稈分解，促進微生物菌群攜帶秸稈中的養(yǎng)分轉(zhuǎn)移至茄子根部，促進茄子生長發(fā)育［6］。

辣木為辣木科辣木屬（Moringa）多年生速生落葉、半落葉喬木，是一種熱帶亞熱帶多功能植物，因其營養(yǎng)和功能成分豐富、利用價值高，受到人們的關(guān)注，國內(nèi)也開展了引種栽培研究［7-8］。近年來，關(guān)于復(fù)配基質(zhì)對辣木的研究主要集中在育苗基質(zhì)的篩選及幼苗生長等方面［9-15］，而復(fù)配基質(zhì)栽培對辣木老葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響鮮有研究。為此，本試驗以多油辣木（Moringa oleiferaLam.）改良種PKM1為試材，就近選擇澳洲堅果青皮、甘蔗渣、鋸末、陶粒和紅土進行配比，探討復(fù)配基質(zhì)對辣木老葉產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，篩選出最佳復(fù)配基質(zhì)配方，為辣木老葉的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 材料

育苗后選取苗高15 cm左右、長勢一致的PKM1辣木苗為試材?；|(zhì)材料為充分腐熟的澳洲堅果青皮、甘蔗渣、鋸末、陶粒。具體復(fù)配基質(zhì)組成見表1。

表1 復(fù)配基質(zhì)的原料組成

1.2 方法

試驗于2018年10月開始，在云南省熱帶作物科學研究所辣木試驗大棚進行，為期1年。試驗共設(shè)置6個處理，每處理3個重復(fù)，每個重復(fù)30株，種植模式為30 cm×30 cm，試驗期間肥水管理一致。

當植株長至80 cm時，全部從50 cm處截干，此后每月15日采收辣木老葉（已摘除“三葉一芽”的嫩梢）計產(chǎn)，同時將植株修剪回縮至50 cm處以利后期抽生采收，試驗連續(xù)觀測1年。選取3月、6月、9月、12月的辣木老葉放入60℃電熱風干燥箱中干燥［16］后測定可溶性糖、蛋白質(zhì)、脂肪、總黃酮、鉀、鈣、鎂、鐵、銅和鋅的含量。

基質(zhì)理化性質(zhì)測定：容重、總孔隙度、pH、電導率、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量采用常規(guī)方法測定［17］。

產(chǎn)量測定：采收單株辣木老葉，計鮮重，當月每公頃產(chǎn)量=株數(shù)×單株平均產(chǎn)量。

品質(zhì)測定：可溶性糖含量測定參考NY/T 2742—2015《水果及制品可溶性糖的測定3，5-二硝基水楊酸比色法》；蛋白質(zhì)含量測定參考GB 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》；脂肪含量測定參考GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》；總黃酮含量測定參考SN/T 4592—2016《出口食品中總黃酮的測定》；鉀含量測定參考NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、鉀的測定》；鈣含量測定參考GB 5009.92—2016《食品安全國家標準食品中鈣的測定》；鎂含量測定參考GB 5009.241—2017《食品安全國家標準食品中鎂的測定》；鐵含量測定參考GB 5009.90—2016《食品安全國家標準食品中鐵的測定》；銅含量測定參考GB 5009.13—2017《食品安全國家標準食品中銅的測定》；鋅含量測定參考GB 5009.14—2017《食品安全國家標準食品中鋅的測定》。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，SPSS 20.0軟件進行方差分析和顯著性檢驗（Duncan法），并對基質(zhì)配方作主成分分析和綜合評價。

式 中：j=1，2，...，n，Xj表 示 第j個 綜 合 指 標；Xmin表 示 第j個 綜 合 指 標 的 最 小 值；Xmax表 示 第j個綜合指標的最大值。Wj表示第j個綜合指標在所有綜合指標中的權(quán)重；Pj表示經(jīng)主成分分析所得各復(fù)配基質(zhì)第j個綜合指標的貢獻率。

式中，D值為各復(fù)配基質(zhì)配方由綜合指標評價所得綜合評價值。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)配基質(zhì)的理化性質(zhì)

對復(fù)配基質(zhì)的理化分析測定（表2）顯示，T6容重最大，為0.87 g/cm3，顯著高于其他處理（P＜0.05，下同），其他處理間差異不顯著（P＞0.05，下同）；T6總孔隙度顯著低于其他處理，為49.48%，T5顯著高于T2、T3，與T1、T4差異不顯著；各處理pH值之間存在顯著差異，pH值依次為T4＞T5＞T2＞T3＞T1＞T6；各處理EC值之間存在顯著差異，EC值依 次 為T1＞T5＞T2＞T3＞T4＞T6；各 處 理 有 機 質(zhì) 含 量之間存在顯著差異，有機質(zhì)含量依次為T1＞T5＞T4＞T2＞T3＞T6；T1全氮含量最高，為16.28 g/kg，顯著高于其他處理，T6全氮含量最低，為2.70 g/kg，顯著低于其他處理；T2、T3、T4全磷含量顯著高于其他處理，分別為1.18、0.98、1.05 g/kg，T6全磷含量最低，為0.48 g/kg；T1和T2全鉀含量顯著高于其他處理，分別為24.17和24.50 g/kg，T5全鉀含量最低，為14.90 g/kg。

表2 復(fù)配基質(zhì)的基礎(chǔ)理化性質(zhì)

2.2 復(fù)配基質(zhì)對辣木老葉產(chǎn)量的影響

對不同復(fù)配基質(zhì)下辣木老葉年產(chǎn)量進行統(tǒng)計（圖1），結(jié)果表明，T3老葉年產(chǎn)量顯著高于其他處理，為63.38 t/hm2；T2和T5差異不顯著，年產(chǎn)量分別為50.28和52.89 t/hm2，兩者顯著高于T1、T4、T6；T4基質(zhì)組合年產(chǎn)量顯著低于其他處理，為22.68 t/hm2；T1和T6差 異 不 顯 著，年 產(chǎn) 量 分 別 為37.10和34.26 t/hm2。

圖1 不同復(fù)配基質(zhì)全年辣木老葉總產(chǎn)量

2.3 復(fù)配基質(zhì)對辣木老葉品質(zhì)的影響

由圖2可知，各處理老葉可溶性糖含量之間存在顯著差異，排序依次為T4＞T6＞T3＞T5＞T2＞T1；T2和T4老 葉 蛋 白質(zhì)含量差異 不 顯 著，T4和T1差異不顯著，且三者顯著高于其他處理，T5顯著低于其他處理；T1老葉脂肪含量顯著高于其他處理，達4.84 g/100 g，其次為T3、T2、T6處理，三者間存在顯著差異，T4和T5差異不顯著，且顯著低于其他處理；T3老葉總黃酮含量顯著高于T6，T6顯著高于其他處理，T1與T4差異不顯著，且顯著低于其他處理。

圖2 不同復(fù)配基質(zhì)對辣木老葉營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由圖3可知，各處理老葉鈣含量之間存在顯著差異，排序依次為T6＞T5＞T3＞T4＞T1＞T2；T1老葉鉀含量顯著高于其他處理，達2.81 g/100 g，T3顯著低于其他處理；T6老葉鎂含量顯著高于其他處理，達0.62 g/100 g，T2、T4和T5之間差異不顯著，顯著高于T3和T1，T1顯著低于其他處理；各處理老葉鐵含量之間存在顯著差異，排序依次為T1＞T6＞T3＞T4＞T5＞T2；T1和T2老 葉 銅 含 量 差 異 不 顯著，且顯著低于其他處理，其他處理之間存在顯著差異，排序依次為T6＞T4＞T3＞T5；T1和T4老葉鋅含量差異不顯著，T6顯著大于其他處理，其次是T3，T2顯著低于其他處理。

圖3 不同復(fù)配基質(zhì)對辣木老葉礦質(zhì)元素含量的影響

2.4 主成分分析及綜合評價

對11個指標進行主成分分析（表3），前4個主成分特征值均大于1，累計貢獻率達95.568%，表明這4個主成分能代表原所有指標95.568%的信息，可對復(fù)配基質(zhì)進行評價。

根據(jù)公式（1）計算復(fù)配基質(zhì)配方各綜合指標的隸屬函數(shù)值（表4）。就同一個綜合指標，對于CI1，T6的U（X1）最大，為1.000，表明T6在CI1表現(xiàn)最優(yōu)，而T1的U（X1）最小，為0.000，表明T1在CI1表現(xiàn)最差；同理，T3在CI2表現(xiàn)最優(yōu)，T4在CI2表現(xiàn)最差；T1在CI3表現(xiàn)最優(yōu)，T2在CI3表現(xiàn)最差；T4在CI4表現(xiàn)最優(yōu)，T5在CI4表現(xiàn)最差。

根據(jù)公式（2）和綜合指標貢獻率的大小計算權(quán)重（表4）。結(jié)果顯示，4個綜合指標的權(quán)重分別為0.444、0.222、0.186、0.104。

根據(jù)公式（3）計算D值，并對基質(zhì)配方優(yōu)劣進行排序。其中T6的D值最大，表明此基質(zhì)配方生產(chǎn)的辣木老葉產(chǎn)量和品質(zhì)最佳，T2的D值最小，表明其配方生產(chǎn)的辣木老葉產(chǎn)量和品質(zhì)最差。復(fù)配基質(zhì)優(yōu)劣排序結(jié)果為T6＞T3＞T5＞T4＞T1＞T2。

表 3 各綜合指標的系數(shù)及貢獻率

表 4 基質(zhì)配方的綜合指標值、權(quán)重、U（Xj）、D值及排序

3 討論與結(jié)論

基質(zhì)的理化性質(zhì)反映了為植物提供適宜環(huán)境的能力，是評價基質(zhì)優(yōu)劣的指標之一。基質(zhì)的容重反映了基質(zhì)的疏松程度，孔隙度反應(yīng)了基質(zhì)的透氣性，兩者均是影響植物生長的重要因素。有研究報道，基質(zhì)的容重在0.1～0.8 g/cm3，總孔隙度在54%～96%比較適宜［18］。在土壤中通過添加有機基質(zhì)能夠降低栽培基質(zhì)的容重，增加孔隙度，改善pH、EC值、增加有機質(zhì)、全氮以及全磷含量［19］。本研究中，T1、T2、T3、T4和T5的理化性質(zhì)均在上述適宜范圍內(nèi)，而T6的理化性質(zhì)相較此結(jié)論則容重略高，總孔隙度略低，后續(xù)可通過增大堅果青皮等有機基質(zhì)添加量繼續(xù)優(yōu)化T6處理。

不同的基質(zhì)配方因為理化性質(zhì)及養(yǎng)分供給差別致種植作物的產(chǎn)量產(chǎn)生差異。劉中良［20］研究結(jié)果表明，基質(zhì)栽培較土壤栽培能顯著提高番茄的產(chǎn)量。本研究結(jié)果顯示，不同復(fù)配基質(zhì)下辣木老葉產(chǎn)量存在不同差異，T3處理的產(chǎn)量最好，達63.38 t/hm2；T4處理的產(chǎn)量最低，僅22.68 t/hm2。這說明T3復(fù)配基質(zhì)配方較其他配方更利于辣木老葉高產(chǎn)，這可能與復(fù)配基質(zhì)配方的合理配置能提高通氣透水性和水肥利用率有關(guān)［21］。

基質(zhì)篩選中，以往主要依靠研究者的經(jīng)驗確定，這樣往往會導致篩選結(jié)果存在偏差。主成分分析將原來彼此相關(guān)的多個原始變量轉(zhuǎn)換成幾個主成分，使主成分盡可能多的保留原始變量的信息，且彼此間互不相關(guān)［22］。采用主成分分析法比傳統(tǒng)經(jīng)驗分析法能更客觀地描述復(fù)配基質(zhì)的地位。本研究以辣木老葉產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)共11個指標為數(shù)據(jù)，采用主成分分析法綜合評價了各復(fù) 配 基 質(zhì) 的 優(yōu) 劣，結(jié) 果 為T6＞T3＞T5＞T4＞T1＞T2。T6基質(zhì)配方的辣木老葉產(chǎn)量雖不如T3的高，但其品質(zhì)卻比T3更優(yōu)，主要優(yōu)勢表現(xiàn)在可溶性糖和礦質(zhì)元素（鈣、鉀、鎂、鐵、銅、鋅）方面，此結(jié)果可供開展辣木高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培參考。