薛 萍,佟 靜,武占會(huì),季延海,王寶駒,董印麗*,王麗萍
(1.河北工程大學(xué)園林與生態(tài)工程學(xué)院,河北 邯鄲 056038;2.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心,北京 100097;3.農(nóng)業(yè)部華北都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100097)
辣椒栽培以育苗移栽為主。穴盤育苗因其具有節(jié)能、省工等一系列優(yōu)點(diǎn),成為辣椒育苗的主要方式[1]。目前,穴盤育苗普遍采用頂部噴灌系統(tǒng),灌溉水或肥料溶液先經(jīng)幼苗莖葉再進(jìn)入根部基質(zhì),易導(dǎo)致灌溉不均勻,造成水、肥的浪費(fèi)[2]?;谏鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)和節(jié)水、減肥、減藥即“一節(jié)雙減”的需要,國內(nèi)園藝產(chǎn)業(yè)界對(duì)潮汐式灌溉日趨關(guān)注[3]。潮汐式灌溉是一種新型灌溉方式,有別于傳統(tǒng)的頂部灌溉,不需要從植株冠層及根表進(jìn)行補(bǔ)水灌溉,而是使水或營養(yǎng)液從穴盤底部的排水孔進(jìn)入,由下向上運(yùn)輸?shù)街仓旮抗┢湮绽肹3-4]。潮汐式灌溉技術(shù)在蔬菜穴盤育苗中的應(yīng)用起步較晚,近年來研究人員在設(shè)備優(yōu)化、自動(dòng)化控制以及基質(zhì)配比、穴盤選型等方面進(jìn)行了一些探索;然而,關(guān)于潮汐式灌溉條件下蔬菜穴盤苗營養(yǎng)液篩選方面的研究較少[5-9]。本試驗(yàn)以辣椒為試材,進(jìn)行潮汐式穴盤育苗,比較不同配方營養(yǎng)液對(duì)辣椒穴盤苗生長發(fā)育的影響,從中篩選出合適的辣椒育苗營養(yǎng)液,從而減少肥料浪費(fèi),獲得壯苗,并降低成本。
試驗(yàn)于2019年9—11月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心連棟智能溫室中進(jìn)行。
供試?yán)苯菲贩N:國塔166(國家蔬菜工程技術(shù)研究中心);基質(zhì):草炭與蛭石以3∶1體積比混合均勻;育苗盤:規(guī)格為72孔。
2019年9月10日播種,于08:00—09:00采用干濕交替方式澆水,其他進(jìn)行常規(guī)管理。試驗(yàn)采用北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心潮汐灌溉育苗系統(tǒng),設(shè)置T1(日本山崎番茄配方)、T2(Hoagland和Arnon配方)、T3(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)配方)、T4(Rothamsted配方)、T5(日本山崎甜椒配方)、T6(Arnon和Hoagland番茄配方)6個(gè)不同營養(yǎng)液配方處理, 每個(gè)處理3次重復(fù)。不同營養(yǎng)液配方見表1。
1.4.1 形態(tài)指標(biāo)測定
每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取5株,自播種后29 d開始,每隔7 d(播種后29、36、43、50、57 d)測定辣椒株高、莖粗;于播種后57 d,分別稱量辣椒地上部和地下部鮮質(zhì)量,然后105 ℃殺青15 min,75 ℃烘干至恒質(zhì)量,稱量地上部和地下部干質(zhì)量。根據(jù)上述參數(shù),計(jì)算穴盤苗的根冠比和壯苗指數(shù)[10]。壯苗指數(shù)=(莖粗/株高+地下部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量)×全株干質(zhì)量。
于播種后57 d,每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取5株,分別測定根系形態(tài)和根系活動(dòng)。根系形態(tài)指標(biāo)采用WinRHIZ2003b根系分析系統(tǒng)測定,幼苗根系活力采用TTC法測定[11]。
1.4.2 生理指標(biāo)測定
于播種后57 d,每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取5株辣椒,采用95%乙醇浸提法測定葉綠素含量[12];于晴天09:00—11:00,采用LI-6400XT(美國,LICOR)測定光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)及蒸騰速率(Tr)[13]。
用Office 2019和SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。
表1 不同營養(yǎng)液配方成分 mg/L
2.1.1 不同營養(yǎng)液配方對(duì)辣椒植株形態(tài)指標(biāo)的影響
從圖1和圖2可以看出,辣椒株高、莖粗生長指標(biāo)均隨時(shí)間的增長呈上升趨勢。播種后57 d,幼苗株高以T6配方處理植株最高,T2配方最低,其他處理間接近。莖粗以T6配方植株最大,T4配方其次,T1和T2配方處理莖粗最細(xì),分別比T6處理植株降低15%和18%。
2.1.2 不同營養(yǎng)液配方對(duì)辣椒植株干鮮質(zhì)量的影響
由表2可知,地上鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、地下干質(zhì)量均以T6配方處理最大,地上干、鮮質(zhì)量以T2配方處理最小,地下干質(zhì)量以T4配方處理最小。地下鮮質(zhì)量值以T1配方植株為最大,與T6、T2和T5配方差異不顯著,T4配方處理最小。
2.1.3 不同營養(yǎng)液配方對(duì)辣椒幼苗根系活力的影響
由圖3可知,T4配方處理的幼苗根系活力最大,為702.38 mg/(g·h),顯著高于其他處理;T1配方處理其次,與T2、T3、T5、T6差異不顯著;T3配方處理幼苗根系活力最小,且T3配方比T4配方低50.42%。
2.1.4 不同營養(yǎng)液配方對(duì)辣椒幼苗根冠比和壯苗指數(shù)的影響
由圖4可知,T3配方處理根冠比最大,T2配方處理其次,T4配方處理最小,且T3與T2配方處理差異不顯著,T1、T4、T5、T6配方處理間差異不顯著。從圖5可以看出,壯苗指數(shù)以T6配方處理最大,且與T3、T1差異不顯著;T4配方處理最小,且與T6差異顯著;T6壯苗指數(shù)分別較T1、T2、T3、T4、T5高出44.44%、62.50%、30.00%、116.67%、62.50%。。
2.1.5 不同營養(yǎng)液配方對(duì)辣椒幼苗根系形態(tài)的影響
由表3可知,T5配方處理的根表面積、總根長、根系總體積值均為最高,T6配方其次,T1配方最低;T6配方處理的根尖數(shù)最多,T5配方與T6差異不顯著。
2.2.1 不同營養(yǎng)液配方處理對(duì)辣椒幼苗光合色素含量的影響
由表4可知,T6配方處理辣椒幼苗葉綠素a和葉綠素(a+b)含量均最高,分別與T5、T4、T3配方處理差異不顯著;T5配方處理辣椒幼苗葉綠素b和類胡蘿卜素含量均最高,分別與T2、T3、T4、T6配方處理差異不顯著;T1配方處理各光合色素含量均為最低。
2.2.2 不同營養(yǎng)液配方對(duì)辣椒幼苗光合參數(shù)的影響
由表5可以看出,T6配方處理的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度最大;T4配方處理的蒸騰速率最大,且與T3、 T5、T6配方差異不顯著;T1配方處理的小胞間CO2濃度最大,T6配方處理最低。
植物對(duì)生物量的分配是一種對(duì)地上、地下資源的權(quán)衡[14]。本試驗(yàn)中Arnon和Hoagland番茄配方氮含量最高,辣椒幼苗莖粗、株高、地上鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量、壯苗指數(shù)也最高,這與公華銳等[15]的研究結(jié)果一致,氮(N)素是構(gòu)成植株蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素及多種營養(yǎng)物質(zhì)的主要成分,N素營養(yǎng)水平直接影響作物的生長、產(chǎn)量及品質(zhì)。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)配方處理的幼苗根冠比最高,可能是因?yàn)槿A南農(nóng)業(yè)大學(xué)配方的磷含量較低,而根系是吸收磷的器官, 當(dāng)磷元素有限時(shí), 根系會(huì)首先滿足自己的需要;因此,根系所受到的影響就小于地上部分所受到的影響[16]。陳曉娜等[17]研究表明,當(dāng)水分充足時(shí),氮添加會(huì)抑制白刺根系生長,且隨氮添加濃度的增加抑制作用逐漸增加,白刺總根長、根系表面積和根系體積所受的抑制作用均較顯著。本試驗(yàn)中Arnon和Hoagland番茄配方處理的辣椒根表面積、總根長、根系總體積比日本山崎甜椒配方低,可能是因?yàn)樵撆浞街械枯^高,抑制了根系的生長。Rothamsted配方處理的根系活力最高,可能是因?yàn)樵撆浞礁吡篆h(huán)境提高了單位根質(zhì)量的表面積,促進(jìn)了細(xì)根的發(fā)育,從而提高了根系吸收活力[18]。
表2 不同營養(yǎng)液配方對(duì)辣椒植株干鮮質(zhì)量的影響 g
葉綠素含量是衡量葉片進(jìn)行光合作用強(qiáng)弱的重要指標(biāo)之一[19]。 吳麗君等[20]研究表明,葉綠素的合成是一系列酶促反應(yīng),受諸多環(huán)境因子、發(fā)育因子以及營養(yǎng)狀況等因素的影響。吳曉艷等[21]研究表明,植物葉片中葉綠素含量的高低,不僅影響葉片對(duì)光能的吸收,還影響葉片光合作用的強(qiáng)弱。本研究結(jié)果表明,Arnon和Hoagland番茄配方處理的幼苗葉片葉綠素a、葉綠素(a+b)含量最高,凈光合速率、氣孔導(dǎo)度最高,蒸騰速率與Rothamsted配方處理差異不顯著,其原因可能是:營養(yǎng)液中所含的 N、P、K 等元素都直接或間接地參與到光合作用中[22],其中氮元素添加顯著增加了植物的葉綠素含量和凈光合速率[23];適宜的磷濃度顯著提高了植物葉片葉綠素a、葉綠素b、葉綠素(a+b)及類胡蘿卜素的含量, 同時(shí)提高了植物葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度[24];在合理的供鉀水平范圍內(nèi), 鉀素能在一定程度上增強(qiáng)葉片的蒸騰速率, 進(jìn)而給植物提供強(qiáng)勁的蒸騰拉力,有利于其自身養(yǎng)分的輸送[25]。在本試驗(yàn)中,Arnon和Hoagland 番茄配方有利于辣椒幼苗葉綠素合成及光合作用的順利進(jìn)行。
表3 不同營養(yǎng)液配方對(duì)辣椒幼苗根系形態(tài)的影響
表4 不同營養(yǎng)液配方對(duì)辣椒幼苗光合色素的影響 mg/g
綜合比較不同配方處理下辣椒的植株生長及生理指標(biāo)情況發(fā)現(xiàn),Arnon和Hoagland 番茄配方處理的辣椒幼苗株高、莖粗、干物質(zhì)積累、葉綠素含量、光合參數(shù)(凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率)、壯苗指數(shù)均最高,是適合辣椒潮汐灌溉式穴盤育苗的配方。
表5 不同營養(yǎng)液配方對(duì)辣椒幼苗葉片光合參數(shù)的影響