蛭石復(fù)混基質(zhì)對(duì)辣椒育苗的影響

劉衍晨,劉志剛,白新慧,喬 鵬,徐 誠(chéng),白慧敏,張 娟

(1.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院,新疆阿拉爾 843300; 2.塔里木大學(xué)南疆特色果樹高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室,新疆阿拉爾 843300;3.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院吐魯番農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,新疆吐魯番 838000)

0 引 言

【研究意義】縮短農(nóng)藝種植年限,常使用提早育苗、培育壯苗的方式,育苗基質(zhì)就對(duì)幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育起著重要作用[1]。園藝生產(chǎn)中常用的基質(zhì)包括草炭、泥炭、蛭石、爐渣等[2],其中草炭、泥炭均為生態(tài)資源[3, 4],其次因其價(jià)格[5]等原因限制其成為主要育苗基質(zhì)的因素,尋找適宜的栽培基質(zhì)或適宜復(fù)混基質(zhì)配方有利于無(wú)土栽培發(fā)展。我國(guó)新疆尉犁且干布拉克[6]有超大型礦床。使用保水保肥性強(qiáng)透氣性良好[7]的蛭石作為辣椒生產(chǎn)育苗主要基質(zhì),可以降低生產(chǎn)成本?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】辣椒(CapsicumannuumL.)為茄科辣椒屬植物,根系較弱、植株喜陰并不耐旱澇[8]。劉超杰[9]研究得出在復(fù)混育苗基質(zhì)中,逐級(jí)遞加蛭石含量的處理有助于辣椒株高[10]、莖粗[11]、單株葉面積[12]和生物積累量的增長(zhǎng)。張永亮等[13]研究結(jié)果表明,可以運(yùn)用菇渣代替部分草炭育苗。葉綠素a(Chl a)、葉綠素b(Chl b)、葉綠素總量(Chl a+b)含量作為衡量幼苗生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)[14],辣椒幼苗的地上(下)干(鮮)重[15]、根冠比、壯苗指數(shù)[16],也可以直觀表現(xiàn)出基質(zhì)對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)有效促進(jìn)的優(yōu)劣?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】在不同基質(zhì)中的辣椒幼苗色素含量和養(yǎng)分含量差異顯著,可以直觀體現(xiàn)基質(zhì)質(zhì)量的差異。需研究不同基質(zhì)配比的理化性質(zhì)及對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)及生理指標(biāo)的影響。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以辣椒品種豬大腸為材料,新疆產(chǎn)蛭石為主,復(fù)配爐渣、菇渣,純蛭石為對(duì)照,篩選出適合南疆地區(qū)辣椒溫室育苗的基質(zhì)配方,為溫室辣椒無(wú)土栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2021年5～7月在塔里木大學(xué)園藝試驗(yàn)站連棟溫室內(nèi)進(jìn)行。

試驗(yàn)地地處暖溫帶(N 40°32′40″,E 81°17′24″),海拔984.31 m,年平均太陽(yáng)總輻射量559.65～612.39 kJ/cm2,年日照2 855～2 967 h。

試驗(yàn)溫室南北走向,長(zhǎng)65 m,寬23 m,脊高5 m。育苗容器為98穴標(biāo)準(zhǔn)穴盤,采用常規(guī)水肥管理方式育苗。

材料選用新疆阿克蘇市烏什縣蛭石(過(guò)篩選取35目)、菇渣(平菇菌棒,使用自然夏季高溫加菌劑的發(fā)酵處理方法,發(fā)酵1次歷時(shí)3月,過(guò)篩選取25目)、爐渣(阿拉爾市鍋爐房爐渣,過(guò)篩選取10目);以辣椒品種豬大腸為試驗(yàn)對(duì)象(新疆杰農(nóng)種子有限責(zé)任公司);肥料為大量元素水溶肥,肥料稀釋500倍,3 d 1次葉面噴施(大量元素:N+P2O5+K2O≥60%,微量元素:B+Fe+Mn+Zn=0.5%～3.0%,上海永通生態(tài)工程股份有限公司)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以蛭石為基質(zhì)主要材料,復(fù)配爐渣、菇渣。以新疆產(chǎn)純蛭石(只用蛭石基質(zhì)育苗)作為對(duì)照(CK),采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)處理3次重復(fù);每個(gè)重復(fù)3個(gè)穴盤。采用統(tǒng)一的環(huán)境、病蟲害防治及肥水管理。表1

表1 不同基質(zhì)配方

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定

1.2.2.1 基質(zhì)理化性質(zhì)

容重、總孔隙、通氣與持水孔隙、氣水比[17]。

pH與EC值:用pHs-3cpH(上海雷磁)測(cè)定pH值;用DDS-307電導(dǎo)率儀(上海雷磁)測(cè)定EC值[18]。

速效氮、磷、鉀:堿解擴(kuò)散法、碳酸氫鈉法、醋酸銨-火焰光度計(jì)法測(cè)定[19]。

鈣含量、鎂含量:原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定[20]。

有機(jī)質(zhì)含量:油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測(cè)定[21]。

1.2.2.2 辣椒幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)

每個(gè)處理隨機(jī)選取15株長(zhǎng)勢(shì)一致辣椒幼苗進(jìn)行標(biāo)記,從播種后第18 d兩葉一心時(shí)開始測(cè)量,每3 d 1次,至八葉一心截止共測(cè)11次,分別測(cè)量株高、莖粗、葉面積。

株高:用鋼卷尺測(cè)量從植株基部到形態(tài)學(xué)上端的高度。

莖粗:游標(biāo)卡尺測(cè)量辣椒幼苗子葉下端。

葉面積:采用方格法[22]從植株形態(tài)學(xué)下端至形態(tài)學(xué)上端的第1片真葉葉面積測(cè)定。

出苗率:在播種后7～10 d用科學(xué)計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)。

主根長(zhǎng)度、根面積、根尖數(shù)、根平均長(zhǎng)度:育苗第48 d,每個(gè)重復(fù)中取10株長(zhǎng)勢(shì)一致辣椒幼苗,流水清洗根系,平鋪呈傘狀,采用萬(wàn)深LA-S植物圖像分析儀掃描得出,其中根面積為根部平鋪投影后測(cè)得的根部面積。

地上(下)干(鮮)重:每個(gè)處理重復(fù)中取樣10株進(jìn)行測(cè)定,鮮重直接采用電子天平稱量得出,辣椒幼苗鮮樣先置于105℃的烘箱中殺青15 min后80℃恒溫烘24 h,再采用萬(wàn)分之電子天平稱得干重[15]。

根冠比 =地上干重÷地下干重[23];

壯苗指數(shù) =(莖粗÷株高)× 全株干質(zhì)量[16]。

1.2.2.3 辣椒幼苗生理指標(biāo)

葉綠素a(Chla)含量、葉綠素b(Chlb)含量、葉綠素總量(Chla+b)含量、類胡蘿卜素(Caros)含量、花青素(Anths)含量:育苗第48 d,每個(gè)重復(fù)中取長(zhǎng)勢(shì)均勻的幼苗10株,取從形態(tài)學(xué)下端至形態(tài)學(xué)上端的第一片真葉并采用丙酮法測(cè)定[24]。

可溶性糖含量:采用蒽酮比色法測(cè)定[24]。

可溶性蛋白:采用考馬斯亮藍(lán)G-250溶液法測(cè)定[24]。

1.2.2.4 主成分分析和綜合評(píng)價(jià)

主成分分析:因子分析[25]。

采用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)方法,對(duì)不同處理辣椒幼苗不同生長(zhǎng)與生理指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[26]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,采用統(tǒng)計(jì)軟件DPS v7.05對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)配比物理與化學(xué)性質(zhì)比較

研究表明,CK(純蛭石)容重最低為0.21 g/cm3、EC最低為0.35 mS/cm,總孔隙、通氣孔隙、持水孔隙、氣水比、pH均高于各處理分別為94.15%、26.74%、67.39%、0.4、8.47,T1容重最重為0.65 g/cm3、T2電導(dǎo)率最高為2.45 mS/cm。

各處理與CK相比,除速效氮磷含量以外的指標(biāo)均有顯著性差異,速效氮磷鉀含量T2最高分別為120.03、142.41、5 317.59 mg/kg,CK與T6處理速效氮含量最低均為3.97 mg/kg、T1速效磷含量最低為10.53 mg/kg、速效鉀CK最低為135.72 mg/kg;T4的鈣含量最高為50.58 g/kg,CK最低為10.34 g/kg;CK鎂含量最高為103.57 g/kg,T5最低為14.97 g/kg;T3機(jī)質(zhì)含量最高為11.24%,CK最低為0.72%。表2,表3

表2 不同基質(zhì)配比的物理性質(zhì)

表3 不同基質(zhì)配比的化學(xué)性質(zhì)

2.2 不同基質(zhì)配比對(duì)辣椒育苗及生長(zhǎng)指標(biāo)影響

2.2.1 不同基質(zhì)配比對(duì)辣椒育苗的影響

研究表明,CK與其他處理組間出苗率沒有顯著性差異而根冠比有顯著性差異,壯苗指數(shù)上CK與T1、T2沒有顯著性差異但與其他處理組有顯著性差異,其中CK與T3出苗率最高均達(dá)到90%,T1出苗率最低為81%;根冠比、壯苗指數(shù)CK均最高分別為0.5、0.105,T3根冠比最低0.17,T7壯苗指數(shù)最低僅為0.042。表4

2.2.2 不同基質(zhì)配比對(duì)辣椒幼苗株高、莖粗影響

研究表明,播種后18～48 d,各處理的株高、莖粗均呈逐步上升趨勢(shì),其中播種后36 ～48 d辣椒株高生長(zhǎng)迅速。6月24日以前CK與各處理間的株高沒有顯著性差異,T5在6月27日后株高生長(zhǎng)速率趨于平緩,CK株高穩(wěn)步提升,7月6日T2達(dá)到株高最高值8.5 cm超過(guò)CK的7.92 cm與T7的7.61 cm而T1最低僅為5.6 cm。各處理間均無(wú)顯著性差異,CK莖粗始終高于其他處理于7月6日達(dá)到最高為1.59 cm,7月6日T6最低僅為1.53 cm。圖1,圖2

圖1 不同基質(zhì)配比下辣椒株高變化

圖2 不同基質(zhì)配比下辣椒莖粗變化

2.2.3 不同基質(zhì)配比對(duì)辣椒幼苗葉面積的影響

研究表明,播種后18～48 d辣椒幼苗葉面積生長(zhǎng)迅速。在第48 d時(shí)T7的葉面積最大為4.41 cm2,T1最小僅為3.347 5 cm2。葉面積由高到低為T7>T6>CK>T5>T3>T4>T2>T1。圖3

圖3 不同基質(zhì)配比下辣椒葉面積變化

2.2.4 不同基質(zhì)配比對(duì)辣椒幼苗根系生長(zhǎng)發(fā)育的影響

研究表明,在主根長(zhǎng)度、根面積、根尖數(shù)、根平均長(zhǎng)度指標(biāo)中CK與各處理間均有顯著性差異,其中CK均高于其他處理組分別為93.25 mm、511.29 mm2、21.33個(gè)、49.8 mm,T1最低僅為17.45 mm、216.84 mm2、10.33個(gè)、8.63 mm。表5

表5 不同基質(zhì)配比下辣椒幼苗根系生長(zhǎng)發(fā)育變化

2.2.5 不同基質(zhì)配比對(duì)辣椒幼苗生物積累量的影響

研究表明,地下鮮重中CK與各處理間存在顯著性差異,地上鮮重T3最重為1.739 g、T1最低僅為0.958 g,地上干重T2最高為0.418 g、CK最低為0.119 g,地下鮮重CK最高為1.02 g、T2地下鮮重最低僅為0.469 g,地下干重T1最高為0.124 g、T4最低為0.046 g。表6

表6 不同基質(zhì)配比下辣椒幼苗生物積累量變化

2.3 不同基質(zhì)配比對(duì)辣椒幼苗生理指標(biāo)的影響

研究表明,各處理生理指標(biāo)均有顯著性差異,其中T1中Chla、Chla+b、Caros、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均最高,分別為0.62 mg/cm2、0.82 mg/cm2、0.53 mg/cm2、0.66%、0.78 mg/g,CK的Chlb、Anths、最高分別為0.25 mg/cm2、0.04 mg/cm2,T2的Chla、Chlb、Chla+b、Caros、Anths、可溶性糖含量均最低分別為0.21 mg/cm2、0.08 mg/cm2、0.29 mg/cm2、0.25 mg/cm2、0.01 mg/cm2、0.47%,T7可溶性蛋白含量最低為0.57 mg/g。在復(fù)配基質(zhì)中爐渣占比越高,辣椒幼苗色素含量及組分含量隨之增大,均高于其它處理。表7

表7 不同基質(zhì)配比下辣椒幼苗生理指標(biāo)變化

2.4 辣椒幼苗生長(zhǎng)及生理指標(biāo)主成分綜合評(píng)價(jià)

研究表明,第一主因在出苗率、Chl a+b、類胡蘿卜素、花青素、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量指標(biāo)上有較大的載荷系數(shù),第二主因在株高、莖粗、根冠比、壯苗指數(shù)上有較大的載荷系數(shù),葉面積只在第三主因上有較大載荷系數(shù)。其中第一主因占總因素43.712 2%、第二主因占23.224 5%、第三主因占19.038 7,葉長(zhǎng)第二主因(株高、莖粗、根冠比、壯苗指數(shù))的權(quán)重0.270 1比第一主因(出苗率、Chl a+b、類胡蘿卜、花青素、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量)的權(quán)重0.508 4要低,但要高于第三主因(葉面積)的權(quán)重0.221 4,第一主因各指標(biāo)是辣椒幼苗的生長(zhǎng)重要衡量指標(biāo),第二因素指標(biāo)較為較為重要,第三主因指標(biāo)重視程度最低。表8

綜合評(píng)價(jià)系數(shù)越高(排名越高)育苗效果越好,反之育苗效果越差。其中CK(純蛭石)排第一為0.80,整體育苗效果優(yōu)于其他處理組,莖粗、根冠比、壯苗指數(shù)、Anths均高于其他處理組;T1綜合評(píng)價(jià)系數(shù)僅次于CK,并在出苗率與Chl a+b、Caros、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均高于其他處理組;T2綜合評(píng)價(jià)系數(shù)最低僅為0.29,育苗效果最差,綜合系數(shù)由高到低排名:CK>T1>T3>T7>T5>T6>T4>T2。表9

3 討 論

基質(zhì)的物理與化學(xué)性質(zhì)對(duì)植株的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān),容重過(guò)大時(shí),通氣孔隙較小會(huì)影響根系發(fā)育;容重過(guò)小時(shí),基質(zhì)質(zhì)地較輕植株易倒伏。吳志行等[27]認(rèn)為理想的育苗基質(zhì)容重范圍為0.2～0.8 g/cm3,總孔隙度為65%～95%,通氣孔隙度應(yīng)大于15%,適合蔬菜生長(zhǎng)的pH值呈弱堿性或中性。試驗(yàn)得出CK(純蛭石)培育辣椒苗時(shí)綜合評(píng)價(jià)較高,辣椒根系較弱并不耐旱澇,最適宜在質(zhì)地較輕且保水保肥性能好、通氣良好的蛭石上種植。CK(蛭石∶爐渣∶菇渣=1∶0∶0)容重0.21 g/cm3、總孔隙94.15%、通氣孔隙26.74%、持水孔隙67.39%、氣水比0.40、pH值8.47、EC值0.35 mS/cm、速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為3.97 mg/kg、20.55 mg/kg、0.136 g/kg,各項(xiàng)基質(zhì)指標(biāo)均符合蔬菜栽培的基質(zhì)栽培規(guī)定。

植株的株高、莖粗、葉面積、根系等生長(zhǎng)速率與土壤含水量緊密相關(guān)[28],基質(zhì)的保水保肥特性與植株生長(zhǎng)發(fā)育也緊密相關(guān)。

4 結(jié) 論

4.1各處理對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用,其中T2的株高,CK的莖粗和T7的葉面積均比其它處理組更優(yōu)勢(shì),CK在根系發(fā)育上也領(lǐng)先于其他處理組;CK對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)的促進(jìn)效率最高。

4.2菇渣與蛭石的協(xié)同性較差(T2)不適宜混用培育辣椒,蛭石與爐渣的協(xié)同性較好(T1)。CK各生理生長(zhǎng)指標(biāo)數(shù)值均位列前茅。綜合排名第一,T1相較次之。

4.3CK(蛭石∶爐渣∶菇渣=1∶0∶0)是最佳的辣椒育苗配方。