不同复配基质对辣木老叶产量及品质的影响

任保兰，马志亮，赵春攀，杨朴丽，吕亚，张祖兵

（云南省热带作物科学研究所，云南 景洪 666100）

基质栽培能克服土传病害，解决连作障碍，促进根系生长、提高农产品的产量和品质［1-2］。但基质栽培一次性投入成本高，为了克服这一问题，就近选用价格低廉、简单易得的材料，特别是农业废弃物如秸秆、锯末、果皮、蔗渣等，这些资源具有可再生、环境友好等特点，经过腐熟后可作为基质供植物生长，继而可作为泥炭的替代物，降低成本，也极大促进了农林废弃物的循环利用［3］。有研究表明，澳洲坚果青皮腐熟之后可代替部分化肥，促进茶叶的良好生长［4］。甘蔗渣含有丰富的纤维素、半纤维素以及木质素，可作为营养物质供植物生长［5］。有研究发现，锯末与秸秆、菌渣混合还田能加速秸秆分解，促进微生物菌群携带秸秆中的养分转移至茄子根部，促进茄子生长发育［6］。

辣木为辣木科辣木属（Moringa）多年生速生落叶、半落叶乔木，是一种热带亚热带多功能植物，因其营养和功能成分丰富、利用价值高，受到人们的关注，国内也开展了引种栽培研究［7-8］。近年来，关于复配基质对辣木的研究主要集中在育苗基质的筛选及幼苗生长等方面［9-15］，而复配基质栽培对辣木老叶产量和品质的影响鲜有研究。为此，本试验以多油辣木（Moringa oleiferaLam.）改良种PKM1为试材，就近选择澳洲坚果青皮、甘蔗渣、锯末、陶粒和红土进行配比，探讨复配基质对辣木老叶产量与品质的影响，筛选出最佳复配基质配方，为辣木老叶的高产优质栽培提供技术支持。

1 材料和方法

1.1 材料

育苗后选取苗高15 cm左右、长势一致的PKM1辣木苗为试材。基质材料为充分腐熟的澳洲坚果青皮、甘蔗渣、锯末、陶粒。具体复配基质组成见表1。

表1 复配基质的原料组成

1.2 方法

试验于2018年10月开始，在云南省热带作物科学研究所辣木试验大棚进行，为期1年。试验共设置6个处理，每处理3个重复，每个重复30株，种植模式为30 cm×30 cm，试验期间肥水管理一致。

当植株长至80 cm时，全部从50 cm处截干，此后每月15日采收辣木老叶（已摘除“三叶一芽”的嫩梢）计产，同时将植株修剪回缩至50 cm处以利后期抽生采收，试验连续观测1年。选取3月、6月、9月、12月的辣木老叶放入60℃电热风干燥箱中干燥［16］后测定可溶性糖、蛋白质、脂肪、总黄酮、钾、钙、镁、铁、铜和锌的含量。

基质理化性质测定：容重、总孔隙度、pH、电导率、有机质、全氮、全磷、全钾含量采用常规方法测定［17］。

产量测定：采收单株辣木老叶，计鲜重，当月每公顷产量=株数×单株平均产量。

品质测定：可溶性糖含量测定参考NY/T 2742—2015《水果及制品可溶性糖的测定3，5-二硝基水杨酸比色法》；蛋白质含量测定参考GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》；脂肪含量测定参考GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》；总黄酮含量测定参考SN/T 4592—2016《出口食品中总黄酮的测定》；钾含量测定参考NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、钾的测定》；钙含量测定参考GB 5009.92—2016《食品安全国家标准食品中钙的测定》；镁含量测定参考GB 5009.241—2017《食品安全国家标准食品中镁的测定》；铁含量测定参考GB 5009.90—2016《食品安全国家标准食品中铁的测定》；铜含量测定参考GB 5009.13—2017《食品安全国家标准食品中铜的测定》；锌含量测定参考GB 5009.14—2017《食品安全国家标准食品中锌的测定》。

1.3 数据处理

采用Excel 2019软件进行数据统计分析，SPSS 20.0软件进行方差分析和显著性检验（Duncan法），并对基质配方作主成分分析和综合评价。

式 中：j=1，2，...，n，Xj表 示 第j个 综 合 指 标；Xmin表 示 第j个 综 合 指 标 的 最 小 值；Xmax表 示 第j个综合指标的最大值。Wj表示第j个综合指标在所有综合指标中的权重；Pj表示经主成分分析所得各复配基质第j个综合指标的贡献率。

式中，D值为各复配基质配方由综合指标评价所得综合评价值。

2 结果与分析

2.1 复配基质的理化性质

对复配基质的理化分析测定（表2）显示，T6容重最大，为0.87 g/cm3，显著高于其他处理（P＜0.05，下同），其他处理间差异不显著（P＞0.05，下同）；T6总孔隙度显著低于其他处理，为49.48%，T5显著高于T2、T3，与T1、T4差异不显著；各处理pH值之间存在显著差异，pH值依次为T4＞T5＞T2＞T3＞T1＞T6；各处理EC值之间存在显著差异，EC值依 次 为T1＞T5＞T2＞T3＞T4＞T6；各 处 理 有 机 质 含 量之间存在显著差异，有机质含量依次为T1＞T5＞T4＞T2＞T3＞T6；T1全氮含量最高，为16.28 g/kg，显著高于其他处理，T6全氮含量最低，为2.70 g/kg，显著低于其他处理；T2、T3、T4全磷含量显著高于其他处理，分别为1.18、0.98、1.05 g/kg，T6全磷含量最低，为0.48 g/kg；T1和T2全钾含量显著高于其他处理，分别为24.17和24.50 g/kg，T5全钾含量最低，为14.90 g/kg。

表2 复配基质的基础理化性质

2.2 复配基质对辣木老叶产量的影响

对不同复配基质下辣木老叶年产量进行统计（图1），结果表明，T3老叶年产量显著高于其他处理，为63.38 t/hm2；T2和T5差异不显著，年产量分别为50.28和52.89 t/hm2，两者显著高于T1、T4、T6；T4基质组合年产量显著低于其他处理，为22.68 t/hm2；T1和T6差 异 不 显 著，年 产 量 分 别 为37.10和34.26 t/hm2。

图1 不同复配基质全年辣木老叶总产量

2.3 复配基质对辣木老叶品质的影响

由图2可知，各处理老叶可溶性糖含量之间存在显著差异，排序依次为T4＞T6＞T3＞T5＞T2＞T1；T2和T4老 叶 蛋 白质含量差异 不 显 著，T4和T1差异不显著，且三者显著高于其他处理，T5显著低于其他处理；T1老叶脂肪含量显著高于其他处理，达4.84 g/100 g，其次为T3、T2、T6处理，三者间存在显著差异，T4和T5差异不显著，且显著低于其他处理；T3老叶总黄酮含量显著高于T6，T6显著高于其他处理，T1与T4差异不显著，且显著低于其他处理。

图2 不同复配基质对辣木老叶营养品质的影响

由图3可知，各处理老叶钙含量之间存在显著差异，排序依次为T6＞T5＞T3＞T4＞T1＞T2；T1老叶钾含量显著高于其他处理，达2.81 g/100 g，T3显著低于其他处理；T6老叶镁含量显著高于其他处理，达0.62 g/100 g，T2、T4和T5之间差异不显著，显著高于T3和T1，T1显著低于其他处理；各处理老叶铁含量之间存在显著差异，排序依次为T1＞T6＞T3＞T4＞T5＞T2；T1和T2老 叶 铜 含 量 差 异 不 显著，且显著低于其他处理，其他处理之间存在显著差异，排序依次为T6＞T4＞T3＞T5；T1和T4老叶锌含量差异不显著，T6显著大于其他处理，其次是T3，T2显著低于其他处理。

图3 不同复配基质对辣木老叶矿质元素含量的影响

2.4 主成分分析及综合评价

对11个指标进行主成分分析（表3），前4个主成分特征值均大于1，累计贡献率达95.568%，表明这4个主成分能代表原所有指标95.568%的信息，可对复配基质进行评价。

根据公式（1）计算复配基质配方各综合指标的隶属函数值（表4）。就同一个综合指标，对于CI1，T6的U（X1）最大，为1.000，表明T6在CI1表现最优，而T1的U（X1）最小，为0.000，表明T1在CI1表现最差；同理，T3在CI2表现最优，T4在CI2表现最差；T1在CI3表现最优，T2在CI3表现最差；T4在CI4表现最优，T5在CI4表现最差。

根据公式（2）和综合指标贡献率的大小计算权重（表4）。结果显示，4个综合指标的权重分别为0.444、0.222、0.186、0.104。

根据公式（3）计算D值，并对基质配方优劣进行排序。其中T6的D值最大，表明此基质配方生产的辣木老叶产量和品质最佳，T2的D值最小，表明其配方生产的辣木老叶产量和品质最差。复配基质优劣排序结果为T6＞T3＞T5＞T4＞T1＞T2。

表 3 各综合指标的系数及贡献率

表 4 基质配方的综合指标值、权重、U（Xj）、D值及排序

3 讨论与结论

基质的理化性质反映了为植物提供适宜环境的能力，是评价基质优劣的指标之一。基质的容重反映了基质的疏松程度，孔隙度反应了基质的透气性，两者均是影响植物生长的重要因素。有研究报道，基质的容重在0.1～0.8 g/cm3，总孔隙度在54%～96%比较适宜［18］。在土壤中通过添加有机基质能够降低栽培基质的容重，增加孔隙度，改善pH、EC值、增加有机质、全氮以及全磷含量［19］。本研究中，T1、T2、T3、T4和T5的理化性质均在上述适宜范围内，而T6的理化性质相较此结论则容重略高，总孔隙度略低，后续可通过增大坚果青皮等有机基质添加量继续优化T6处理。

不同的基质配方因为理化性质及养分供给差别致种植作物的产量产生差异。刘中良［20］研究结果表明，基质栽培较土壤栽培能显著提高番茄的产量。本研究结果显示，不同复配基质下辣木老叶产量存在不同差异，T3处理的产量最好，达63.38 t/hm2；T4处理的产量最低，仅22.68 t/hm2。这说明T3复配基质配方较其他配方更利于辣木老叶高产，这可能与复配基质配方的合理配置能提高通气透水性和水肥利用率有关［21］。

基质筛选中，以往主要依靠研究者的经验确定，这样往往会导致筛选结果存在偏差。主成分分析将原来彼此相关的多个原始变量转换成几个主成分，使主成分尽可能多的保留原始变量的信息，且彼此间互不相关［22］。采用主成分分析法比传统经验分析法能更客观地描述复配基质的地位。本研究以辣木老叶产量和营养品质共11个指标为数据，采用主成分分析法综合评价了各复 配 基 质 的 优 劣，结 果 为T6＞T3＞T5＞T4＞T1＞T2。T6基质配方的辣木老叶产量虽不如T3的高，但其品质却比T3更优，主要优势表现在可溶性糖和矿质元素（钙、钾、镁、铁、铜、锌）方面，此结果可供开展辣木高产优质栽培参考。