不同栽培基质对胡椒幼苗生长的影响①

鱼 欢 王 灿 杨建峰 祖 超 李志刚 郑维全

(中国热带农业科学院香料饮料研究所/海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室/农业农村部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室 海南万宁571533)

胡椒（Piper nigrum.L.）是世界上重要的香辛料作物，也是我国重要热带经济作物之一，是人们喜爱的调味品，在医学工业和食品工业上都有广泛用途。目前我国胡椒主要分布在海南、云南、广西、广东、福建等省（区），种植面积约2.61万hm2、总产量4.38万t，种植面积和产量均占世界第5位。其中主产区海南省胡椒种植面积和年总产量均占全国的90%以上。在海南，胡椒已发展成为增加老百姓收入和脱贫致富的重要产业［1］。近几年，云南省红河州绿春县委县政府高度重视胡椒发展，然而当地胡椒良种良苗短缺，难以满足产业发展需求，需从海南引进大量优良种苗［2］。生产上胡椒种苗繁育主要采用沙床育苗和苗圃育苗［3］。在长距离运输过程中，种苗常因失水而受损，进而影响胡椒种植成活率和后期高产树形培育，严重制约胡椒产业健康可持续发展。使用袋装苗可以解决运输过程中种苗失水问题，减少种苗损伤，提高种苗成活率，然而沙培或土培袋装苗重量较大，不便于生产上运输，严重制约产业发展。前人研究发现园林废弃物作为育苗栽培基质，对作物生长具有明显的促进作用，已在天竺葵、金盏菊、红掌、鸟巢蕨、佛甲草和青苹果竹芋等作物上应用［4-7］。在香蕉、牛大力、酸柚、生菜、番茄等作物上使用椰糠作为栽培基质，可以促进作物生长、根系发达［8-13］。椰糠作为栽培基质可以促进甜瓜、番茄、香石竹、报春花等作物生长，提高成苗率、促进开花和提高产量［14-17］。选择可以促进胡椒幼苗生长、且便于生产运输、成本低的育苗基质，是解决袋装苗育苗关键问题之一。关于不同栽培基质在胡椒上的应用，目前尚未见相关报道。本研究拟以土壤与沙、园林废弃物、椰糠、岗松糠按照一定比例混匀作为胡椒幼苗栽培基质，通过研究不同基质的物理性状、养分状况以及对胡椒幼苗生长的影响，筛选出适宜胡椒生长和便于生产上运输的育苗栽培基质，为胡椒袋装苗的育苗栽培基质选择提供理论依据，促进胡椒产业发展。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为生长一致且健康的‘热引1号’胡椒种子苗，种植前胡椒种子苗在育苗床上培养4个月以上，选择有4片真叶的种子苗，且长势和鲜重基本保持一致。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

2017年7～12月在中国热带农业科学院香料饮料研究所（18°15′N；110°13′E）进行试验。设置5种不同育苗栽培基质处理，分别为河沙（S）、土和园林废弃物混合物（TK）、土和椰糠混合物（TY）、土和岗松糠混合物（TG）、土和河沙混合物（TS），其中土和河沙、椰糠、岗松糠、园林废弃物等4种育苗栽培基质均按照2∶1（V∶V）比例混匀。使用15.5 cm直径，13.5 cm高的塑料盆，每盆种植胡椒种子苗1株。

1.2.2 项目测定

⑴基质理化性质

使用环刀法测定栽培基地容重、总孔隙度；使用便携式pH计测定pH值，使用DDS-307 A型电导率仪测定EC值；基质理化性质测定参照鲍士旦［18］的方法，使用意大利Euro Vector E有机元素测定仪测定基质全氮含量，德国multi N/C总有机碳测定仪测定有机质含量，有效磷含量采用钼锑抗比色法测定、有效钾含量采用火焰光度法测定。

⑵叶片SPAD值测定

种植后2个月开始，每隔14 d，上午使用SPAD叶绿素测定仪（SPAD-502，日本产）测定最上一片完全稳定叶的SPAD值，每个处理测定5片叶，每个叶片测定4个值，取平均值，重复3次。

⑶叶片净光合速率（PN）的测定

采用LI-6400便携式光合仪（美国LI-COR公司产）在完成SPAD测定的叶片测定PN。叶温设定为27℃，流量为500µmol/s，使用红蓝光源，光合有效辐射为600µmol/m/s，使用CO2钢瓶供气。待读数稳定时，每片叶记录一个PN值，统计时取平均值，重复3次。

⑷根系测定

12月份盆栽试验结束，用自来水将胡椒根系冲洗干净，剪取根系，使用EPSON根系扫描仪扫描根系，WINRhizo软件进行分析，得到总根长、总表面积、单位土壤体积的总根长、根体积等各项特征参数，每个处理重复3次。

⑸干物质质量的测定

12月份盆栽试验结束，用自来水冲洗干净根系土壤，吸水纸吸干水分，将地上部分和地下部分分开，于鼓风干燥箱内105℃杀青30 min后，65℃烘干至恒重，称重，每处理2盆，重复3次。

1.2.3 数据分析方法

数据采用SAS软件的PROC ANOVA程序分析处理间差异显著性，采用Microsoft Excel进行作图。

2 结果与分析

2.1 不同基质理化性质的差异

由表1可以看出，不同栽培基质的理化性质存在一定差异。TS、TK和TY处理pH值均在胡椒适宜生长范围内，TK、TY和TG处理的容重均显著低于S和TS基质。TK基质的全氮、有效钾和有效磷含量均显著高于其他基质，TK和TG基质的有机质含量较高，为胡椒幼苗生长提供了充足的养分供给。TK处理的pH值和EC值均在适宜胡椒生长的范围内，容重较小，便于生产上运输，孔隙度适中，适宜胡椒幼苗生长。同时，TK的全氮、有效钾、有效磷等养分含量高于其他处理，与S、TS、TY、YG相比更适合作为胡椒幼苗的栽培基质。

表1 不同栽培基质理化性质

2.2 不同基质对胡椒幼苗叶片SPAD值的影响

图1显示，TK和TS处理胡椒叶片SPAD值随着生育期的推进呈缓慢上升趋势，S、TY处理和TG处理SPAD值随着生育期的推进呈逐渐下降趋势。TK处理的SPAD值显著高于其他处理，胡椒幼苗生长状况良好，说明使用园林废弃物作为栽培基质可以显著提高胡椒叶片的SPAD值。

2.3 不同基质对胡椒幼苗PN的影响

由图2可以看出，不同基质处理对胡椒幼苗PN有一定的影响。在种植后60 d，TK与S、TS、TY处理之间PN无显著差异，且显著高于TG；在种植后75～90 d，TK与S和TS处理之间PN无显著差异，且PN高于TG和TY处理；在种植后105～120 d，TK处理PN显著高于TS、TG和TY处理；TG处理随着生育期的推进，PN逐渐下降，且PN显著低于其他处理。

2.4 不同基质对胡椒地上部生长的影响

由图3、4可知，不同基质处理对胡椒株高和地上部干重均有一定的影响。TK处理的胡椒株高和地上部干重均显著高于其他处理，S和TS处理的胡椒株高和地上部干重显著高于TY和TG处理。说明园林废弃物作为栽培基质可以显著促进胡椒植株的生长。

图1 不同基质对胡椒叶片SPAD值的影响

图2 不同基质对胡椒叶片PN的影响

图3 不同基质对胡椒株高的影响

图4 不同基质对胡椒地上部干重的影响

2.5 不同基质对胡椒根系生长的影响

不同基质处理胡椒根系生长存在一定的差异（图5）。TK和S处理的根总长为543～557 cm，均显著高于TY、TG和TS处理（124～129 cm），其中TK总根长最长，与S处理无显著差异；TK和S处理的根系总表面积为61～64 cm2，显著高于TY、TG和TS处理（16～22 cm2），TK和S处理之间无显著差异；TK和S处理的根体积为0.558～0.596 cm3，显著高于TY、TG和TS处理（0.15～0.26 cm3），TK和S处理之间无显著差异；TK和S处理的根数目为12 621～1 297个，显著高于TY、TG和TS处理（290～319个），其中TK根总长最长，与S处理之间无显著差异。说明园林废弃物和沙作为栽培基质可以显著促进胡椒根系生长。胡椒根总长、总表面积、根体积、根数目均与地上部干物质重和根系干物质重显著正相关（表2），表明根系长度、表面积、根体积、根数量对胡椒植株地上部和根系干物质的累积具有显著作用，发达的根系促进植株从土壤中吸收更多的养分和水分，进而促进胡椒的生长。

表2 根系根总长、总表面积、根体积、根数目与胡椒干物质质量的相关性

图5 不同基质对胡椒根总长（A）、根系总表面积（B）、根体积（C）和根数目（D）的影响

3 讨论

幼苗的生长状况是确保胡椒长势、产量及品质的关键［3］。不同栽培基质对胡椒幼苗生长具有显著影响，以园林废弃物与土壤配制的TK处理，胡椒叶片SPAD值、株高、地上部干重均显著高于其他处理，这可能与栽培基质的理化性质有关［8，10，12，19］。TK 处理的有机质含量和养分含量高，能够为胡椒生长提供充足的养分供应，孔隙度适中，透气性较好，促进胡椒幼苗生长。这与司莉清等［20］研究结果一致，即园林废弃物具有较好的透气性和保水性。TK处理胡椒叶片SPAD值、PN、株高、地上部干物质重等生长状况均优于其他处理，这是由于园林废弃物作为栽培基质不仅透气性好，而且充足的养分促进胡椒生长，叶绿素含量高，光合性能强，增加了干物质累积。前人研究表明，园林废弃物可以提高基质pH值和EC值［4，6，21］。本研究中 TK、TY、TS处理的 pH 值均在适宜胡椒生长5.5～7.0内［1，22］，TK处理的pH值略高于TY和TS处理。在胡椒生产上，土壤中添加园林废弃物是否可以提高土壤pH值，改善因长期种植引起的土壤酸化现象，还需要进一步开展研究。

根系的生长发育情况对作物的生长具有重要作用［23-25］。不同栽培基质对胡椒根系形态参数有显著影响，以土壤和园林废弃物配制的TK处理，根系总长、根总表面积、根体积、根数目等根系形态参数均显著高于土壤与椰糠、岗松糠及河沙配制的基质处理。说明园林废弃物作为栽培基质可以促进胡椒根系发育，适宜作为育苗栽培基质。同时，相对于土壤和沙，园林废弃物具有取材方便、价格低廉、质量轻、便于生产上运输等特点，适宜作为胡椒种苗繁育、尤其是袋装苗繁育的栽培基质。关于园林废弃物与土壤如何配比，更适合胡椒种苗的生长，将有待进一步开展研究。