不同基质配比对温室辣椒幼苗生长影响
| 摘要 | 为获得温室辣椒育苗的适宜基质配比 , 采用田间随机区组排列设计，研究了 6 种不同基质配比对辣椒幼苗生长的影响。结果表明：采用处理Ⅳ（玉米秸秆 : 蛭石 : 珍珠岩 : 牛粪 =2:3:3:2）的基质配比，辣椒幼苗在株高、茎粗、叶片数与冠根比等指标上明显优于其他处理；同时该处理下幼苗叶片的初始荧光（Fo）最小，而最大荧光（Fm）、最大光化学效率（Fv/Fm）与叶片 PS Ⅱ活性（Fv/Fo）的数值最大，显著高于其他处理；叶片中超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性与可溶性蛋白含量最高，丙二醛（MDA）含量最低，辣椒幼苗保持较强的生长势与生理活性。张掖市地处河西走廊中部，属温带大陆性气候，境内陆势平坦，土地肥沃，日照充足，是典型的绿洲农业和大型灌溉农业区。2017 年 8 月，随着甘肃省《关于河西戈壁农业发展的意见》的实施，以温室为主的设施农业有了较快的发展。辣椒是温室蔬菜种植的主要种类之一，传统的分散式育苗已经不适应集约化生产对幼苗的需要。目前，生产上大多采用商品基质育苗，其主要成分为草炭，但草炭是一种不可再生资源。在玉米制种产业发展的过程中，产生大量的玉米秸秆，若将这些废弃物开发为有机育苗基质，变废为宝，对资源的高效利用和地方经济的发展会具有重要意义。有关基质在蔬菜育苗应用的研究上，国内学者韩春梅等研究发现腐熟小麦秸秆与菇渣体积比为 1:3 最适宜于茄子育苗；张硕等研究发现，玉米芯经发酵后与蛭石及草炭按 1:1:1 复配，可以培育黄瓜壮苗；王灿等研究了甘蔗渣在辣椒育苗中的应用效果，发现甘蔗渣与蛭石、珍珠岩和鸡粪按体积比 7:1:1:1 混合最适宜于辣椒幼苗生长。本试验以发酵后的玉米秸秆为主要原料，研究几种不同基质配比在温室辣椒育苗中的应用效果，以期筛选出适合辣椒壮苗培育的无土栽培基质，为蔬菜集约化与工厂化育苗提供技术支撑。
试验地点与材料
试验于 2019 年 4~8 月在张掖市绿之源农业发展有限公司大棚内进行。供试的基质种类为玉米秸秆、蛭石、珍珠岩、牛粪、草炭，玉米秸秆在使用前进行粉碎，然后每 1 m3 加入 1 kg 的尾菜腐熟剂，发酵 4~5 天，以辣椒'陇椒 3’为试验品种。
试验设计
试验共设 6 个处理，分别为对照 CK （草炭 :蛭石 =1:1），处理Ⅰ（蛭石 : 珍珠岩 : 草炭 =0.5:0.5:1）、处理Ⅱ（玉米秸秆 : 牛粪 : 草炭 =0.5:1:2）、处理Ⅲ（玉米秸秆 : 珍珠岩 : 草炭 =0.5:0.5:1、处理Ⅳ（玉米秸秆 : 蛭石 : 珍珠岩 : 牛 粪 =2:3:3:2）、处理Ⅴ（玉米秸秆 : 牛 粪 : 珍 珠岩 : 草炭 =0.5:0.5:1:1）。将以上不同种类的基质按照不同的体积比混合均匀后装入 72 孔穴盘；各处理种植 1 盘，随机区组排列，重复 3 次。于4 月 27 日把辣椒种子播种于穴盘内，每孔播种1 粒，深度 0.5 cm，然后覆盖相应基质，放入温室内进行培养，出苗前保持白天 28~32℃，晚上18~20℃，出苗后白天 25~28℃，晚上 14~15℃，幼苗生长过程中不再进行施肥。
测定项目
◆幼苗形态指标测定
播种后，第 60 天各处理随机选取 4 株，统计其叶片数，用游标卡尺测定株高、茎粗，计算其根冠比，冠根比＝地上部分鲜重 / 地下部分鲜重。
◆叶片荧光参数测定
在辣椒幼苗生长后期（7 月 5 日），在上午10:00~12:00，每个处理选择同位的叶子，用英国Hansatech 公司的 Handy PEA 植物效率分析仪测定经过暗适应 20 min 以上的叶片初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm），并计算 [5]PS Ⅱ原初光能转换效率（Fv/Fm）、叶片 PS Ⅱ活性（Fv/Fo）：
Fv=（Fm-Fo）
Fv/Fo=（Fm-Fo）/ Fo
Fv/Fm=（Fm-Fo）/ Fm
每个处理随机测定 4 株，每处理 3 次重复，取其平均值。
◆幼苗生化指标测定
在幼苗生长末期（7 月 8 日），每处理随机选 4 株，测定幼苗叶片 POD 活性、SOD 活性、丙二醛（MDA）与可溶性蛋白含量等生化指标；参照李合生的方法测定生化指标，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮蓝四唑（NBT）法；过氧化物酶（POD）活性的测定采用愈创木酚氧化法，丙二醛（MDA）含量的测定采用硫代巴比妥酸法；用考马斯亮蓝 G-250 染色法测定可溶性蛋白。
数据分析
采用 DPS 9.50 和 Excel 2003 软件进行数据计算与分析，显著性水平设置为 α=0.05。
从表 1 可以看出， 由处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与Ⅴ组成的基质配比处理的辣椒幼苗株高均高于对照（CK），以处理Ⅳ的辣椒幼苗最高，显著高于其他处理，其值可达 34.25 cm，与 CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ相比，分别高出 37.72%、13.97%、20.34%、31.13%、8.47%，不同处理间呈现一定差异。幼苗茎粗、叶片数也以处理Ⅳ为最高，分别为 0.72 cm 与 11.13 片，与 CK 相比分别高出 0.23 cm 与 1.46 片；冠根比也以处理Ⅳ最高，达到 31.81，与处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与Ⅴ相比，分别高出 68.48%、60.09%、27.44%、59.68%、82.39%。说明采用处理Ⅳ（玉米秸秆 : 蛭石 : 珍珠岩 : 牛粪 =2:3:3:2）的基质配比更利于辣椒幼苗生长，幼苗保持较强的生长势，反映在冠根比上的数值最大，显著高于其他处理。
注：以上为 4 株的平均值。同列数字后不同小写字母表示差异显著（P < 0.05），下同。试验表明，初始荧光（Fo）与最大荧光（Fm）表现不同。处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与Ⅴ的辣椒叶片的初始荧光（Fo）均低于对照（CK），对照（CK） 的 Fo 值显著高于其他处理，以处理Ⅳ最低，其值为 151，与对照（CK）相比，低出 43.7%；而各处理最大荧光（Fm）数值的变化与初始荧光（Fo）相比刚好相反，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与Ⅴ的辣椒叶片 Fm 的值均高于对照（CK），以处理Ⅳ最高，其值为 1252，与对照（CK）相比，高出 59.69%；叶片的最大光化学效率（Fv/Fm）与叶片 PS Ⅱ活性（Fv/Fo），也以处理Ⅳ最高，分别为 0.88 与 7.29，显著高于其他处理；处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ的辣椒幼苗的 Fv/Fm 与 Fv/Fo 的值，差异不显著。
不同处理对辣椒幼苗叶片生理指标影响
从表 3 可以看出，超氧化物歧化酶（SOD）的活性以处理Ⅳ最高，其值为 351.11 U/g，与对照（CK）相比，高出 30.37%，而处理Ⅴ最低为189.62 U/g；过氧化氢酶（POD）的活性也以处理Ⅳ最高，其值为 7.47 U/(g·min)，与对照（CK）相比，高出 4.03 U/(g·min)；丙二醛（MDA）含量以Ⅳ最低，其值为 4.79 μmol/g，可溶性蛋白含量以处理Ⅳ的辣椒幼苗最高，为 0.308 mg/g，说明处理Ⅳ的基质配比，最适宜于辣椒幼苗生长。究其原因是不同基质配比组成的营养环境差异对幼苗生长产生了不同影响，反映在幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）的活性与过氧化物酶（POD）活性上，表现最强，幼苗生长过程中叶片的细胞膜脂过氧化程度最低，其叶片中积累较多可溶性蛋白。
叶绿素荧光动力学参数能有效地反映出叶片内部光合元件的运转情况。试验中处理Ⅳ辣椒幼苗叶片 Fo 最小，说明该处理组成的营养环境更有利于维持 PS Ⅱ反应中心的稳定性；而且该处理下叶片 Fm、Fv/Fm 与 Fv/Fo 的数值显著高于其他处理，表明该处理有利于提高辣椒叶片PS Ⅱ反应中心的光化学活性，从而增强其对光能的利用效率；反映在幼苗生长上，处理Ⅳ的辣椒株高、茎粗、叶片数及冠根比等形态指标也显著高于其他处理。本试验中处理Ⅳ的辣椒幼苗 SOD、POD 活性、可溶性蛋白含量等高于其他处理，而 MDA的含量最低，说明采用处理Ⅳ的基质配比最为适宜，从而促进了植株生长与代谢能力提高，辣椒幼苗保持较强的生理活性。其他处理由于营养水平失衡，因此叶片中 SOD 与 POD 活性、可溶性蛋白含量与 MDA 含量上存在不同差异。试验表明，采用处理Ⅳ（玉米秸秆 : 蛭石 : 珍珠岩 : 牛粪 =2:3:3:2）的基质配比，更利于辣椒幼苗形态构建及代谢水平的提高，本研究结论可以为辣椒壮苗培育及实现工厂化育苗提供技术支撑，也可为当地玉米制种产业发展的过程中产生的玉米秸秆废弃物开发利用提供有效的途径。作者：张彬霞，陈修斌，线国兰，李翊华 ，杨 彬
单位：河西学院农业与生态工程学院，河西走廊精准设施园艺工程技术研究中心
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