蛭石复混基质对辣椒育苗的影响

2023-06-20刘衍晨刘志刚白新慧白慧敏

新疆农业科学 2023年5期

刘衍晨,刘志刚,白新慧,乔鹏,徐诚,白慧敏,张娟

(1.塔里木大学植物科学学院,新疆阿拉尔 843300; 2.塔里木大学南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室,新疆阿拉尔 843300;3.新疆农业科学院吐鲁番农业科学研究所,新疆吐鲁番 838000)

0 引言

【研究意义】缩短农艺种植年限,常使用提早育苗、培育壮苗的方式,育苗基质就对幼苗的生长发育起着重要作用[1]。园艺生产中常用的基质包括草炭、泥炭、蛭石、炉渣等[2],其中草炭、泥炭均为生态资源[3, 4],其次因其价格[5]等原因限制其成为主要育苗基质的因素,寻找适宜的栽培基质或适宜复混基质配方有利于无土栽培发展。我国新疆尉犁且干布拉克[6]有超大型矿床。使用保水保肥性强透气性良好[7]的蛭石作为辣椒生产育苗主要基质,可以降低生产成本。【前人研究进展】辣椒(CapsicumannuumL.)为茄科辣椒属植物,根系较弱、植株喜阴并不耐旱涝[8]。刘超杰[9]研究得出在复混育苗基质中,逐级递加蛭石含量的处理有助于辣椒株高[10]、茎粗[11]、单株叶面积[12]和生物积累量的增长。张永亮等[13]研究结果表明,可以运用菇渣代替部分草炭育苗。叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素总量(Chl a+b)含量作为衡量幼苗生长状况的重要指标[14],辣椒幼苗的地上(下)干(鲜)重[15]、根冠比、壮苗指数[16],也可以直观表现出基质对辣椒幼苗生长有效促进的优劣。【本研究切入点】在不同基质中的辣椒幼苗色素含量和养分含量差异显著,可以直观体现基质质量的差异。需研究不同基质配比的理化性质及对辣椒幼苗生长及生理指标的影响。【拟解决的关键问题】以辣椒品种猪大肠为材料,新疆产蛭石为主,复配炉渣、菇渣,纯蛭石为对照,筛选出适合南疆地区辣椒温室育苗的基质配方,为温室辣椒无土栽培提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2021年5～7月在塔里木大学园艺试验站连栋温室内进行。

试验地地处暖温带(N 40°32′40″,E 81°17′24″),海拔984.31 m,年平均太阳总辐射量559.65～612.39 kJ/cm2,年日照2 855～2 967 h。

试验温室南北走向,长65 m,宽23 m,脊高5 m。育苗容器为98穴标准穴盘,采用常规水肥管理方式育苗。

材料选用新疆阿克苏市乌什县蛭石(过筛选取35目)、菇渣(平菇菌棒,使用自然夏季高温加菌剂的发酵处理方法,发酵1次历时3月,过筛选取25目)、炉渣(阿拉尔市锅炉房炉渣,过筛选取10目);以辣椒品种猪大肠为试验对象(新疆杰农种子有限责任公司);肥料为大量元素水溶肥,肥料稀释500倍,3 d 1次叶面喷施(大量元素:N+P2O5+K2O≥60%,微量元素:B+Fe+Mn+Zn=0.5%～3.0%,上海永通生态工程股份有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

以蛭石为基质主要材料,复配炉渣、菇渣。以新疆产纯蛭石(只用蛭石基质育苗)作为对照(CK),采用随机区组设计,每个处理3次重复;每个重复3个穴盘。采用统一的环境、病虫害防治及肥水管理。表1

表1 不同基质配方

1.2.2 指标测定

1.2.2.1 基质理化性质

容重、总孔隙、通气与持水孔隙、气水比[17]。

pH与EC值:用pHs-3cpH(上海雷磁)测定pH值;用DDS-307电导率仪(上海雷磁)测定EC值[18]。

速效氮、磷、钾:碱解扩散法、碳酸氢钠法、醋酸铵-火焰光度计法测定[19]。

钙含量、镁含量:原子吸收分光光度计测定[20]。

有机质含量:油浴加热重铬酸钾氧化-容量法测定[21]。

1.2.2.2 辣椒幼苗生长指标

每个处理随机选取15株长势一致辣椒幼苗进行标记,从播种后第18 d两叶一心时开始测量,每3 d 1次,至八叶一心截止共测11次,分别测量株高、茎粗、叶面积。

株高:用钢卷尺测量从植株基部到形态学上端的高度。

茎粗:游标卡尺测量辣椒幼苗子叶下端。

叶面积:采用方格法[22]从植株形态学下端至形态学上端的第1片真叶叶面积测定。

出苗率:在播种后7～10 d用科学计数法计数。

主根长度、根面积、根尖数、根平均长度:育苗第48 d,每个重复中取10株长势一致辣椒幼苗,流水清洗根系,平铺呈伞状,采用万深LA-S植物图像分析仪扫描得出,其中根面积为根部平铺投影后测得的根部面积。

地上(下)干(鲜)重:每个处理重复中取样10株进行测定,鲜重直接采用电子天平称量得出,辣椒幼苗鲜样先置于105℃的烘箱中杀青15 min后80℃恒温烘24 h,再采用万分之电子天平称得干重[15]。

根冠比 =地上干重÷地下干重[23];

壮苗指数 =(茎粗÷株高)× 全株干质量[16]。

1.2.2.3 辣椒幼苗生理指标

叶绿素a(Chla)含量、叶绿素b(Chlb)含量、叶绿素总量(Chla+b)含量、类胡萝卜素(Caros)含量、花青素(Anths)含量:育苗第48 d,每个重复中取长势均匀的幼苗10株,取从形态学下端至形态学上端的第一片真叶并采用丙酮法测定[24]。

可溶性糖含量:采用蒽酮比色法测定[24]。

可溶性蛋白:采用考马斯亮蓝G-250溶液法测定[24]。

1.2.2.4 主成分分析和综合评价

主成分分析:因子分析[25]。

采用模糊数学中的隶属函数方法,对不同处理辣椒幼苗不同生长与生理指标进行综合评价[26]。

1.3 数据处理

采用Excel 2010对试验数据进行处理,采用统计软件DPS v7.05对数据进行主成分分析和差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同基质配比物理与化学性质比较

研究表明,CK(纯蛭石)容重最低为0.21 g/cm3、EC最低为0.35 mS/cm,总孔隙、通气孔隙、持水孔隙、气水比、pH均高于各处理分别为94.15%、26.74%、67.39%、0.4、8.47,T1容重最重为0.65 g/cm3、T2电导率最高为2.45 mS/cm。

各处理与CK相比,除速效氮磷含量以外的指标均有显著性差异,速效氮磷钾含量T2最高分别为120.03、142.41、5 317.59 mg/kg,CK与T6处理速效氮含量最低均为3.97 mg/kg、T1速效磷含量最低为10.53 mg/kg、速效钾CK最低为135.72 mg/kg;T4的钙含量最高为50.58 g/kg,CK最低为10.34 g/kg;CK镁含量最高为103.57 g/kg,T5最低为14.97 g/kg;T3机质含量最高为11.24%,CK最低为0.72%。表2,表3

表2 不同基质配比的物理性质

表3 不同基质配比的化学性质

2.2 不同基质配比对辣椒育苗及生长指标影响

2.2.1 不同基质配比对辣椒育苗的影响

研究表明,CK与其他处理组间出苗率没有显著性差异而根冠比有显著性差异,壮苗指数上CK与T1、T2没有显著性差异但与其他处理组有显著性差异,其中CK与T3出苗率最高均达到90%,T1出苗率最低为81%;根冠比、壮苗指数CK均最高分别为0.5、0.105,T3根冠比最低0.17,T7壮苗指数最低仅为0.042。表4

2.2.2 不同基质配比对辣椒幼苗株高、茎粗影响

研究表明,播种后18～48 d,各处理的株高、茎粗均呈逐步上升趋势,其中播种后36 ～48 d辣椒株高生长迅速。6月24日以前CK与各处理间的株高没有显著性差异,T5在6月27日后株高生长速率趋于平缓,CK株高稳步提升,7月6日T2达到株高最高值8.5 cm超过CK的7.92 cm与T7的7.61 cm而T1最低仅为5.6 cm。各处理间均无显著性差异,CK茎粗始终高于其他处理于7月6日达到最高为1.59 cm,7月6日T6最低仅为1.53 cm。图1,图2

图1 不同基质配比下辣椒株高变化

图2 不同基质配比下辣椒茎粗变化

2.2.3 不同基质配比对辣椒幼苗叶面积的影响

研究表明,播种后18～48 d辣椒幼苗叶面积生长迅速。在第48 d时T7的叶面积最大为4.41 cm2,T1最小仅为3.347 5 cm2。叶面积由高到低为T7>T6>CK>T5>T3>T4>T2>T1。图3

图3 不同基质配比下辣椒叶面积变化

2.2.4 不同基质配比对辣椒幼苗根系生长发育的影响

研究表明,在主根长度、根面积、根尖数、根平均长度指标中CK与各处理间均有显著性差异,其中CK均高于其他处理组分别为93.25 mm、511.29 mm2、21.33个、49.8 mm,T1最低仅为17.45 mm、216.84 mm2、10.33个、8.63 mm。表5

表5 不同基质配比下辣椒幼苗根系生长发育变化

2.2.5 不同基质配比对辣椒幼苗生物积累量的影响

研究表明,地下鲜重中CK与各处理间存在显著性差异,地上鲜重T3最重为1.739 g、T1最低仅为0.958 g,地上干重T2最高为0.418 g、CK最低为0.119 g,地下鲜重CK最高为1.02 g、T2地下鲜重最低仅为0.469 g,地下干重T1最高为0.124 g、T4最低为0.046 g。表6

表6 不同基质配比下辣椒幼苗生物积累量变化

2.3 不同基质配比对辣椒幼苗生理指标的影响

研究表明,各处理生理指标均有显著性差异,其中T1中Chla、Chla+b、Caros、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均最高,分别为0.62 mg/cm2、0.82 mg/cm2、0.53 mg/cm2、0.66%、0.78 mg/g,CK的Chlb、Anths、最高分别为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别为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为0.57 mg/g。在复配基质中炉渣占比越高,辣椒幼苗色素含量及组分含量随之增大,均高于其它处理。表7

表7 不同基质配比下辣椒幼苗生理指标变化

2.4 辣椒幼苗生长及生理指标主成分综合评价

研究表明,第一主因在出苗率、Chl a+b、类胡萝卜素、花青素、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量指标上有较大的载荷系数,第二主因在株高、茎粗、根冠比、壮苗指数上有较大的载荷系数,叶面积只在第三主因上有较大载荷系数。其中第一主因占总因素43.712 2%、第二主因占23.224 5%、第三主因占19.038 7,叶长第二主因(株高、茎粗、根冠比、壮苗指数)的权重0.270 1比第一主因(出苗率、Chl a+b、类胡萝卜、花青素、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量)的权重0.508 4要低,但要高于第三主因(叶面积)的权重0.221 4,第一主因各指标是辣椒幼苗的生长重要衡量指标,第二因素指标较为较为重要,第三主因指标重视程度最低。表8

综合评价系数越高(排名越高)育苗效果越好,反之育苗效果越差。其中CK(纯蛭石)排第一为0.80,整体育苗效果优于其他处理组,茎粗、根冠比、壮苗指数、Anths均高于其他处理组;T1综合评价系数仅次于CK,并在出苗率与Chl a+b、Caros、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均高于其他处理组;T2综合评价系数最低仅为0.29,育苗效果最差,综合系数由高到低排名:CK>T1>T3>T7>T5>T6>T4>T2。表9

3 讨论

基质的物理与化学性质对植株的生长发育密切相关,容重过大时,通气孔隙较小会影响根系发育;容重过小时,基质质地较轻植株易倒伏。吴志行等[27]认为理想的育苗基质容重范围为0.2～0.8 g/cm3,总孔隙度为65%～95%,通气孔隙度应大于15%,适合蔬菜生长的pH值呈弱碱性或中性。试验得出CK(纯蛭石)培育辣椒苗时综合评价较高,辣椒根系较弱并不耐旱涝,最适宜在质地较轻且保水保肥性能好、通气良好的蛭石上种植。CK(蛭石∶炉渣∶菇渣=1∶0∶0)容重0.21 g/cm3、总孔隙94.15%、通气孔隙26.74%、持水孔隙67.39%、气水比0.40、pH值8.47、EC值0.35 mS/cm、速效氮、速效磷、速效钾含量分别为3.97 mg/kg、20.55 mg/kg、0.136 g/kg,各项基质指标均符合蔬菜栽培的基质栽培规定。

植株的株高、茎粗、叶面积、根系等生长速率与土壤含水量紧密相关[28],基质的保水保肥特性与植株生长发育也紧密相关。