不同復(fù)合基質(zhì)對盆栽芫荽生長狀況的綜合評價

張力方， 李志元， 劉宇翔， 張紅麗， 秦勇

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，烏魯木齊 830052）

芫荽（Coriandrum sativumL.）又稱香菜、阿拉伯香菜、中國香菜[1]，屬傘形科（Umbelliferae）芫荽屬（Coriandrum），為一年生草本植物[2]，是公認(rèn)的藥用、芳香和香料植物，原產(chǎn)于地中海地區(qū)、孟加拉國、俄羅斯、亞洲和中歐等地[3]。芫荽含有豐富的次生代謝產(chǎn)物、維生素和礦物質(zhì)[4]，被廣泛用于制藥[5]、化妝品和香水行業(yè)[6]，對人體健康至關(guān)重要。

為了提高芫荽的生產(chǎn)效益，需要確定適宜其生長的基質(zhì)栽培條件。王闖等[7]研究發(fā)現(xiàn)，用椰糠∶菇渣∶珍珠巖=2∶2∶1組成的復(fù)配基質(zhì)進(jìn)行番茄育苗有較好的育苗效果，表明椰糠可以替代草炭進(jìn)行育苗。高婷等[8]研究發(fā)現(xiàn)，椰糠復(fù)合基質(zhì)中椰糠所占比例對白菜幼苗的生長有重要影響。王躍華等[9]、仇淑芳等[10]將草炭與椰糠混配，認(rèn)為椰糠比例在20%～30%時最適宜白菜生長。秦立金等[11]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥可以促進(jìn)芫荽的生長以及生物量的積累。李彩霞等[12]研究發(fā)現(xiàn)，椰糠比例大的基質(zhì)中番茄幼苗葉片的葉綠素含量小，且在純椰糠基質(zhì)中栽培的幼苗葉綠素含量最低。目前，有關(guān)復(fù)合基質(zhì)培育盆栽芫荽的研究較少，并且對不同復(fù)合基質(zhì)栽培效果進(jìn)行比較的研究罕見報道。本研究通過分析比較不同復(fù)合基質(zhì)對盆栽芫荽生長狀況、同化物和品質(zhì)指標(biāo)的影響，并結(jié)合主成分分析法和隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評價，篩選出適合盆栽芫荽的栽培基質(zhì)，以期為芫荽優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2021年5—7月在新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院校內(nèi)試驗基地及園藝學(xué)院綜合實驗室進(jìn)行，地處42°45′32″N、86°37′33″E， 海拔800 m。

供試品種為‘大葉香菜’，購自新疆天地禾種業(yè)有限公司。

供試基質(zhì)：草炭（丹麥品氏托普）、蛭石（市售）、珍珠巖（市售）、椰糠（新疆沙田農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)有限公司）。肥料為生物有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)含量≥40%，容重0.86 kg·L-1，由新疆山川秀麗生物有限公司和烏魯木齊市辛化綠農(nóng)農(nóng)資有限公司聯(lián)合生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

1.2.1 芫荽盆栽試驗設(shè)計 以蔬菜栽培常用配方(草炭∶珍珠巖∶蛭石=2∶1∶1)為對照，通過減少草炭用量，增加椰糠的比例進(jìn)行試驗設(shè)計，選取聚乙烯長條形盆（550 mm×250 mm×180 mm）進(jìn)行盆栽試驗。試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，每盆18株，3次重復(fù)，即每個配方處理各54株。將草炭、蛭石、珍珠巖、椰糠按照不同的比例進(jìn)行混配(詳見表1)。

表1 不同處理的基質(zhì)配比Table 1 Matrix ratio of different treatments

1.2.2 播種、管理和采收 用0.1%的高錳酸鉀溶液浸泡塑料長條盆15 min后清洗；用0.1%的甲霜·惡霉靈（主要成分為0.5%甲霜靈和2.5%惡霉靈，由貴州貴大科技生產(chǎn)有限責(zé)任公司生產(chǎn)）澆透各個復(fù)合基質(zhì)，晾曬24 h后澆透清水，裝滿長條盆備用。芫荽種子為半球形，外包1層果皮，先將種子果皮碾碎、搓開種子[13]，然后將種子放入55 ℃溫水中浸泡20 min，然后室溫浸種20 h，撈出后均勻擺放在墊有1層濾紙的90 mm培養(yǎng)皿中，潤濕濾紙，進(jìn)行催芽。催芽溫度為（20±0.1）℃，濕度60%，光/暗周期為12 h/12 h[14]。當(dāng)80%種子露白后按照“一穴兩粒”進(jìn)行播種，并覆蓋1層1 cm的基質(zhì)，然后澆透水，覆蓋1層聚乙烯薄膜。待幼苗長出，揭開薄膜。當(dāng)幼苗長到3 cm左右時進(jìn)行第1次間苗；苗高8 cm時進(jìn)行第2次間苗[15]。在播后45 d，芫荽植株20 cm左右時采收。

1.3 測量指標(biāo)與方法

1.3.1 復(fù)合基質(zhì)理化性質(zhì)指標(biāo)的測定 ①復(fù)合基質(zhì)物理性質(zhì)的測定。把按比例配置的復(fù)合基質(zhì)風(fēng)干后，裝入已知體積的燒杯中（燒杯質(zhì)量為W1）直至裝滿，稱其質(zhì)量為W2；用紗布封口，并用皮筋扎緊，再將燒杯放入水中，浸泡24 h，取出稱其質(zhì)量（W3）；把燒杯倒扣3 h，直至容器中沒有水分滲出為止，稱其質(zhì)量為W4；最后將皮筋和紗布取下，稱量皮筋和紗布的質(zhì)量為W5。用200 mL的燒杯裝滿水，將水倒入量筒得到燒杯體積V。根據(jù)以下公式計算[16]。

②復(fù)合基質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的測定。基質(zhì)pH、電導(dǎo)率（electrical conductivity，EC）的測定[17]：準(zhǔn)備好pH計（PHC-3C筆試，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）和電導(dǎo)率儀（DDS-307型，上海虹益儀器有限公司），把電極插入與基質(zhì)浸提液pH接近的緩沖液中，校正待用。取風(fēng)干自然狀態(tài)基質(zhì)與蒸餾水按照1∶5的比例進(jìn)行混合，浸提10 min，過濾，取其濾液用pH計測量pH，用電導(dǎo)儀測EC值（mS·cm-1）。

1.3.2 生長指標(biāo)的測定 待芫荽生長到商品成熟時，在每盆中隨機(jī)選取5株，用直尺測量株高（莖基部到生長點之間的距離）、最大葉長、最大葉寬、主根長（根莖部到根尖）；用游標(biāo)卡尺測量莖粗（植株子葉節(jié)下1 cm處的直徑）；用葉綠素測定儀（SPAD-502，日本）測定葉綠素相對含量。測定完上述指標(biāo)后，將植株連根拔起，清洗干凈，用排水法測量根體積；用電子天平稱量植株的鮮質(zhì)量。然后將其用牛皮紙袋分裝，在105 ℃條件下殺青15 min后用烘箱在75 ℃條件下烘干至恒重，稱量植株的干質(zhì)量[18]，并通過公式計算干鮮比、根冠比、壯苗指數(shù)[19]。

1.3.3 品質(zhì)的測定 采用蒽酮比色法測定可溶性糖的含量[20]；采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測定可溶性蛋白含量；用96%乙醇浸提比色法測定葉綠素含量；用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C的含量[21]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和圖表處理；利用SPSS 20.0進(jìn)行單因素方差分析、相關(guān)性分析以及主成分分析。使用隸屬函數(shù)值法對盆栽芫荽生長及生理指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。隸屬函數(shù)值[R（Xi）]、綜合指標(biāo)的權(quán)重（Wi）及綜合評價值（D）的計算公式如下所示[22]。

其中Xi為第i個指標(biāo)，Xmin、Xmax分別為參試材料某一指標(biāo)的最小值和最大值；R（Xi）和Wi分別為第i個指標(biāo)的隸屬函數(shù)值和權(quán)重；Ci為各指標(biāo)第i個綜合指標(biāo)的方差貢獻(xiàn)率；Xi表示綜合指標(biāo)中第i個值。進(jìn)行綜合指標(biāo)（Fn）的計算時，X1至X22分別代表株高、莖粗、最大葉長、最大葉寬、SPAD值、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮重量、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、全株鮮質(zhì)量、全株干質(zhì)量、根系長度、干鮮比、根冠比、壯苗指數(shù)、蛋白質(zhì)含量、維生素C含量、可溶性糖含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、類胡蘿卜素含量、葉綠素（a+b）含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同復(fù)合基質(zhì)理化性質(zhì)的比較

不同復(fù)合基質(zhì)的各個理化性質(zhì)之間存在很大差異。由表2可知，與對照相比，椰糠復(fù)合基質(zhì)的容重、氣水比有所增加；持水孔隙度、總孔隙度、電導(dǎo)率（EC）有所減小。當(dāng)所含椰糠、蛭石比例不變，草炭比例減小時（T1處理和T3處理），復(fù)合基質(zhì)的容重、總孔隙度、持水孔隙度、pH減??；通氣孔隙度、氣水比、EC增大。當(dāng)不含草炭，椰糠比例一定時，增加珍珠巖比例，減少蛭石比例時（T4處理和T5處理），復(fù)合基質(zhì)的容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度、氣水比、EC減??；pH增大。當(dāng)不含草炭且蛭石比例一定時，隨著椰糠比例的增加（T5處理和T6處理），復(fù)合基質(zhì)的容重增大；總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度、氣水比、EC、pH減小。T6處理的容重最大，為0.52 g·cm-3，對照的總孔隙度、持水孔隙度最大，分別為50.13%、37.94%。T2處理的通氣孔隙度、氣水比最大。T1處理的pH最大，為7.47。CK的EC值最大，為1.00 mS·cm-1，顯著大于除T4處理之外的其他處理（P＜0.05）。

表2 不同復(fù)合基質(zhì)的理化性質(zhì)Table 2 Physical and chemical properties of different compound substrates

2.2 復(fù)合基質(zhì)對芫荽生長的影響

2.2.1 不同復(fù)合基質(zhì)對芫荽生長狀況的影響 株高、莖粗、最大葉長、最大葉寬等作為芫荽的生長指標(biāo)，反映了芫荽植株的生長情況。由圖1可知，當(dāng)所含椰糠、蛭石比例不變，草炭減小時（T1處理和T3處理），芫荽的株高、莖粗、葉綠素相對含量增加；而最大葉長、最大葉寬和根系長度均減小。當(dāng)不含草炭且蛭石比例一定時，隨著椰糠比例的增加（T5處理和T6處理），株高、葉綠素相對含量有所增加；而莖粗、最大葉長、最大葉寬、根系長度有所減小。當(dāng)不含草炭且椰糠比例一定，增加珍珠巖比例，減少蛭石比例時（T4處理和T5處理），株高、葉綠素相對含量減小；而莖粗、最大葉長、最大葉寬、根系長度增加。其中T2處理的株高最大，與其他處理之間存在顯著差異（P＜0.05），相比對照增加了44.87%；T2處理的莖粗最大，但與對照差異不顯著（P ＞0.05）；對照的最大葉長、最大葉寬均為最大；T3處理的葉綠素相對含量最大，為33.33；T5處理的根系長度最大。

圖1 不同復(fù)合基質(zhì)下芫荽各生長指標(biāo)Fig. 1 Coriander growth indexes in different compound substrates

2.2.2 不同復(fù)合基質(zhì)對芫荽同化物積累的影響不同復(fù)合基質(zhì)影響芫荽同化物的積累。由圖2可知，當(dāng)所含椰糠、蛭石比例不變，草炭比例減小時（T1處理和T3處理），芫荽植株的干質(zhì)量和鮮質(zhì)量均減小。當(dāng)不含草炭且蛭石比例一定，隨著椰糠比例的增加（T5處理和T6處理），地下部干質(zhì)量減?。欢r質(zhì)量、全株干質(zhì)量、地上部干質(zhì)量增加。當(dāng)不含草炭且椰糠比例一定，增加珍珠巖比例，減少蛭石比例時（T4處理和T5處理），鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均減小。其中，T1處理的地上部、全株鮮質(zhì)量與其他處理之間存在顯著差異，相比對照分別增加了41.15%、40.54%；T2處理的地下部鮮質(zhì)量最大，相比對照增加了43.75%；T2處理的地上部、地下部以及全株干質(zhì)量最大，相比對照分別增加了14.71 %、33.33%、18.92%。

圖2 不同復(fù)合基質(zhì)下芫荽的同化物Fig. 2 Coriander assimilate in different compound substrates

由表3可知，當(dāng)所含椰糠、蛭石比例不變，草炭比例減小時（T1處理和T3處理），干鮮比和根冠比增加；而壯苗指數(shù)減小。當(dāng)不含草炭且蛭石比例一定，隨著椰糠比例的增加（T5處理和T6處理），干鮮比和根冠比減??；而壯苗指數(shù)增加。當(dāng)不含草炭，椰糠比例一定，增加珍珠巖比例，減少蛭石比例時（T4處理和T5處理），干鮮比、根冠比和壯苗指數(shù)均增加。其中，T2處理的干鮮比和根冠比最大，相比對照分別增加了31.33%、64.39%；T1處理的壯苗指數(shù)最大，相比對照增加了18.88%。

表3 不同復(fù)合基質(zhì)下芫荽干鮮比、根冠比、壯苗指數(shù)Table 3 Dry to fresh ratio， root to shoot ratio and strong surface index of coriander under different compound substrates

2.2.3 不同復(fù)合基質(zhì)對芫荽葉片品質(zhì)的影響 不同復(fù)合基質(zhì)中栽培的芫荽葉片品質(zhì)之間存在差異。由表4可知，與對照相比，加入椰糠后芫荽葉片中可溶性蛋白、類胡蘿卜素含量、葉綠素a含量均有所增加。當(dāng)所含椰糠、蛭石比例不變，草炭比例減小時（T1處理和T3處理），可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、類胡蘿卜素含量和葉綠素（a+b）含量增加；而維生素C含量減小。當(dāng)不含草炭且蛭石比例一定，隨著椰糠比例的增加（T5處理和T6處理），可溶性蛋白含量和葉綠素b含量增加，而維生素C含量、可溶性糖含量、葉綠素a含量、類胡蘿卜素含量和葉綠素（a+b）含量減小。當(dāng)不含草炭且椰糠比例一定，增加珍珠巖比例，減少蛭石比例時（T4處理和T5處理），可溶性蛋白含量、葉綠素a含量和葉綠素b含量減?。欢S生素C含量和可溶性糖含量增加。其中T7處理的可溶性蛋白和類胡蘿卜素含量最大，相比對照分別增加了63.84%、67.86%；T2處理的維生素C含量最大，與其他處理之間存在顯著差異，相比對照增加了57.58%；T3處理的葉綠素（a+b）含量最大，相比對照增加了42.11%。

表4 不同復(fù)合基質(zhì)下芫荽的品質(zhì)Table 4 Coriander quality in different compound substrates

2.2.4 不同復(fù)合基質(zhì)中盆栽芫荽的綜合評價 對盆栽芫荽的株高、莖粗、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、根系長度、葉綠素相對含量（SPAD值）、可溶性蛋白、可溶性糖、葉綠素a含量、葉綠素b含量、類胡蘿卜含量、葉綠素（a+b）含量、維生素C含量等22個指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。選取前n個累積貢獻(xiàn)率＞85%且特征值大于1的主成分進(jìn)行分析，以此反映原有變量的絕大部分信息。由表5可知，前6個主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到96.122%，超過了85 %，且特征值大于1，因此可以選取前6個主成分作為芫荽生長狀況、同化量和品質(zhì)指標(biāo)選擇的綜合指標(biāo)（F），根據(jù)6個主成分貢獻(xiàn)率可以得到6個主成分的權(quán)重分別為0.380、0.220、0.140、0.110、0.090和0.050。根據(jù)表6主成分特征向量得出綜合指標(biāo)（Fn）的計算公式。

表5 各主成分的特征值和貢獻(xiàn)率Table 5 Eigenvalues and contribution rates of each principal component

表6 主成分特征向量Table 6 Principal component feature vector

由表6可知，第1主成分全株干質(zhì)量的特征值比較大；第2主成分根冠比的特征值比較大；第3主成分葉綠素（a+b）含量的特征值比較大；第4主成分可溶性糖含量的特征值比較大；第5主成分葉綠素b含量的特征值比較大；第6主成分根系長度的特征值比較大。綜上所述，選取全株干質(zhì)量、根冠比、葉綠素（a+b）含量、可溶性糖含量、葉綠素b含量和根系長度等指標(biāo)對盆栽芫荽進(jìn)行綜合評價，用以上指標(biāo)可以反映絕大部分盆栽芫荽的生長信息。

如表7所示，經(jīng)過計算，T2處理的F1和F2最大；T1處理的F3最大；T7處理的F4最大；T3處理的F5最大；T5處理的F6最大。通過權(quán)重和隸屬函數(shù)計算D值得出了綜合排名：T2＞T3＞T1＞CK＞T6＞T7＞T4＞T5＞T8。其中T2處理的芫荽D值較大，為0.81；T8處理的芫荽D值最小，為0.31；其他處理的芫荽D值在0.36～0.62之間，說明用T2處理栽培芫荽效果良好。

表7 主成分得分及綜合評價Table 7 Principal component scores and comprehensive evaluation

3 討論

3.1 合理的椰糠占比有利于芫荽的生長

基質(zhì)的組成成分不同或相同成分占比不同，植株的生長會有所不同[23]。合理的基質(zhì)配比能夠促進(jìn)番茄的生長。劉升學(xué)等[24]研究表明，珍珠巖∶蛭石=2∶1的基質(zhì)有利于番茄莖粗和地下部的生長。陳素娟等[25]采用醋糟∶蛭石=1∶1的復(fù)合基質(zhì)培育番茄幼苗，提高了幼苗的長勢。椰糠具有較強(qiáng)緩沖性能，本試驗除對照以外的其他處理均有不同比例的椰糠，但并不是占比越多越好。張明偉[26]提出育苗基質(zhì)中添加20%～30%椰糠最適合白菜生長；仇淑芳等[10]研究發(fā)現(xiàn)草炭與椰糠配比為2∶1時有利于紫油菜的生長。本試驗設(shè)計了9種復(fù)合基質(zhì)進(jìn)行芫荽栽培，結(jié)果表明當(dāng)草炭和椰糠的配比為2∶1時（T2處理），芫荽株高、莖粗等生長指標(biāo)優(yōu)于其他處理。

3.2 合理的椰糠占比有利于芫荽同化物的積累

不同復(fù)合基質(zhì)栽培的芫荽同化物積累量的多少存在差異，這與基質(zhì)本身養(yǎng)分的供給有密切關(guān)系，還與基質(zhì)的理化性質(zhì)有關(guān)[27]。宋曉曉等[28]研究發(fā)現(xiàn)不同有機(jī)基質(zhì)栽培的生菜有不同的單株產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，不同復(fù)合基質(zhì)芫荽同化物的積累量不同。T2處理芫荽的干質(zhì)量大于其他處理，從基質(zhì)的性質(zhì)來看，T2處理的容重為0.26 g·cm-3，總孔隙度為48.66%，pH為7.07，電導(dǎo)率為0.49 mS·cm-1；而T5處理的干質(zhì)量最小，其容重為0.31 g·cm-3，總孔隙度為36.48%，pH為7.11，電導(dǎo)率為0.66 mS·cm-1。將2種復(fù)合基質(zhì)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)2種處理的基質(zhì)組成成分不同，T5處理中有椰糠、蛭石、珍珠巖，而T2處理只有草炭和椰糠；由于蛭石的存在，增加了復(fù)合基質(zhì)的容重，減小了總孔隙度；并且T5處理的椰糠占比大于T2處理，因此減小了復(fù)合基質(zhì)的EC、pH。這些復(fù)合基質(zhì)不同的理化性質(zhì)影響根系的吸收，進(jìn)而影響到同化物的積累量。時振宇等[29]研究發(fā)現(xiàn)，與用含有95%椰糠的復(fù)合基質(zhì)相比，含有74%椰糠的復(fù)合基質(zhì)培育的番茄幼苗有更大的生物量。本試驗中椰糠占比最大為75%，芫荽植株的同化物積累量并沒有隨椰糠比例的增加而增加，椰糠占比最大處理（T6處理）的同化物積累量反而小于對照，說明椰糠占比過大不利于生物量的積累，這與前人研究結(jié)果[29]相一致。由于本試驗是在校內(nèi)試驗基地進(jìn)行的，不排除受到光照的影響，再加上陰雨天溫度較低，對植株的同化物積累也會產(chǎn)生一定影響。

3.3 椰糠占比的多少影響芫荽植株的品質(zhì)

蔬菜的品質(zhì)受到多種因素的影響，比如光環(huán)境、溫度、濕度、栽培基質(zhì)等。新疆烏魯木齊市晝夜溫差大，正午氣溫較高，而芫荽是喜冷涼蔬菜，為了給芫荽提供良好的環(huán)境條件，栽培時搭建了遮陽網(wǎng)，但遮陽網(wǎng)又不利于植物進(jìn)行光合作用。蔬菜葉片葉綠素含量的多少可以反映光合作用的強(qiáng)弱以及有機(jī)物積累的多少[30]。本試驗中，椰糠復(fù)合基質(zhì)（T1～T8處理）的葉綠素a和類胡蘿卜素含量均大于對照，這與周暢等[31]發(fā)現(xiàn)草炭和椰糠的不同組合可以提高葉綠素含量的結(jié)果一致。但T6處理的葉綠素（a+b）含量小于對照，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，同樣含有椰糠和蛭石的T4處理中椰糠占比小于T6處理，但葉綠素（a+b）含量大于對照，說明椰糠占比過大會影響植物葉片葉綠素的形成，這在李彩霞等[12]的研究中也有報道。有可能是因為椰糠的纖維素、木質(zhì)素含量過高，能給植株提供的礦物質(zhì)元素含量低，尤其缺乏氮、鎂元素，從而影響葉綠素的合成[8]。維生素C可以減輕過氧化對膜脂的傷害程度，從而延緩衰老，因此維生素C的含量是評定蔬菜品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[32]。合理的復(fù)合基質(zhì)能夠提高蔬菜品質(zhì)[32]，仇淑芳等[10]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)草炭∶椰糠=2∶1時，紫油菜的可溶性糖含量和可溶性蛋白含量較高。本試驗中草炭∶椰糠為2∶1時，芫荽的可溶性蛋白含量、維生素C含量、葉綠素含量和類胡蘿卜素含量高于對照。與前人研究不同的是，本試驗中T2處理（草炭∶椰糠=2∶1）的品質(zhì)指標(biāo)并不是所有處理中最大的，只是大于對照，這或許與蔬菜品種不同有關(guān)，也有可能因為基質(zhì)提供的營養(yǎng)不夠，因此栽培芫荽時需要添加一些生物有機(jī)肥，而添加的生物有機(jī)肥量需要進(jìn)一步研究。