潮汐灌溉模式下不同营养液对辣椒幼苗生长的影响

2020-12-16武占会季延海王宝驹董印丽王丽萍

蔬菜 2020年12期

薛萍，佟静，武占会，季延海，王宝驹，董印丽*，王丽萍

（1.河北工程大学园林与生态工程学院，河北邯郸 056038；2.北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京 100097；3.农业部华北都市农业重点实验室，北京 100097）

辣椒栽培以育苗移栽为主。穴盘育苗因其具有节能、省工等一系列优点，成为辣椒育苗的主要方式[1]。目前，穴盘育苗普遍采用顶部喷灌系统，灌溉水或肥料溶液先经幼苗茎叶再进入根部基质，易导致灌溉不均匀，造成水、肥的浪费[2]。基于生态环境保护和节水、减肥、减药即“一节双减”的需要，国内园艺产业界对潮汐式灌溉日趋关注[3]。潮汐式灌溉是一种新型灌溉方式，有别于传统的顶部灌溉，不需要从植株冠层及根表进行补水灌溉，而是使水或营养液从穴盘底部的排水孔进入，由下向上运输到植株根部供其吸收利用[3-4]。潮汐式灌溉技术在蔬菜穴盘育苗中的应用起步较晚，近年来研究人员在设备优化、自动化控制以及基质配比、穴盘选型等方面进行了一些探索；然而，关于潮汐式灌溉条件下蔬菜穴盘苗营养液筛选方面的研究较少[5-9]。本试验以辣椒为试材，进行潮汐式穴盘育苗，比较不同配方营养液对辣椒穴盘苗生长发育的影响，从中筛选出合适的辣椒育苗营养液，从而减少肥料浪费，获得壮苗，并降低成本。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验于2019年9—11月在北京市农林科学院蔬菜研究中心连栋智能温室中进行。

1.2 试验材料

供试辣椒品种：国塔166（国家蔬菜工程技术研究中心）；基质：草炭与蛭石以3∶1体积比混合均匀；育苗盘：规格为72孔。

1.3 试验方法

2019年9月10日播种，于08：00—09：00采用干湿交替方式浇水，其他进行常规管理。试验采用北京市农林科学院蔬菜研究中心潮汐灌溉育苗系统，设置T1（日本山崎番茄配方）、T2（Hoagland和Arnon配方）、T3（华南农业大学配方）、T4（Rothamsted配方）、T5（日本山崎甜椒配方）、T6（Arnon和Hoagland番茄配方）6个不同营养液配方处理，每个处理3次重复。不同营养液配方见表1。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 形态指标测定

每个重复随机选取5株，自播种后29 d开始，每隔7 d（播种后29、36、43、50、57 d）测定辣椒株高、茎粗；于播种后57 d，分别称量辣椒地上部和地下部鲜质量，然后105 ℃杀青15 min，75 ℃烘干至恒质量，称量地上部和地下部干质量。根据上述参数，计算穴盘苗的根冠比和壮苗指数[10]。壮苗指数＝（茎粗/株高＋地下部干质量/地上部干质量）×全株干质量。

于播种后57 d，每个重复随机选取5株，分别测定根系形态和根系活动。根系形态指标采用WinRHIZ2003b根系分析系统测定，幼苗根系活力采用TTC法测定[11]。

1.4.2 生理指标测定

于播种后57 d，每个重复随机选取5株辣椒，采用95%乙醇浸提法测定叶绿素含量[12]；于晴天09：00—11：00，采用LI-6400XT（美国，LICOR）测定光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）及蒸腾速率（Tr）[13]。

1.5 数据分析

用Office 2019和SPSS 20.0统计软件进行数据处理与分析。

表1 不同营养液配方成分 mg/L

2 结果与分析

2.1 不同营养液配方对辣椒幼苗生长指标的影响

2.1.1 不同营养液配方对辣椒植株形态指标的影响

从图1和图2可以看出，辣椒株高、茎粗生长指标均随时间的增长呈上升趋势。播种后57 d，幼苗株高以T6配方处理植株最高，T2配方最低，其他处理间接近。茎粗以T6配方植株最大，T4配方其次，T1和T2配方处理茎粗最细，分别比T6处理植株降低15%和18%。

2.1.2 不同营养液配方对辣椒植株干鲜质量的影响

由表2可知，地上鲜质量和干质量、地下干质量均以T6配方处理最大，地上干、鲜质量以T2配方处理最小，地下干质量以T4配方处理最小。地下鲜质量值以T1配方植株为最大，与T6、T2和T5配方差异不显著，T4配方处理最小。

2.1.3 不同营养液配方对辣椒幼苗根系活力的影响

由图3可知，T4配方处理的幼苗根系活力最大，为702.38 mg/（g·h），显著高于其他处理；T1配方处理其次，与T2、T3、T5、T6差异不显著；T3配方处理幼苗根系活力最小，且T3配方比T4配方低50.42%。

2.1.4 不同营养液配方对辣椒幼苗根冠比和壮苗指数的影响

由图4可知，T3配方处理根冠比最大，T2配方处理其次，T4配方处理最小，且T3与T2配方处理差异不显著，T1、T4、T5、T6配方处理间差异不显著。从图5可以看出，壮苗指数以T6配方处理最大，且与T3、T1差异不显著；T4配方处理最小，且与T6差异显著；T6壮苗指数分别较T1、T2、T3、T4、T5高出44.44%、62.50%、30.00%、116.67%、62.50%。。

2.1.5 不同营养液配方对辣椒幼苗根系形态的影响

由表3可知，T5配方处理的根表面积、总根长、根系总体积值均为最高，T6配方其次，T1配方最低；T6配方处理的根尖数最多，T5配方与T6差异不显著。

2.2 不同营养液配方对辣椒幼苗生理指标的影响

2.2.1 不同营养液配方处理对辣椒幼苗光合色素含量的影响

由表4可知，T6配方处理辣椒幼苗叶绿素a和叶绿素（a＋b）含量均最高，分别与T5、T4、T3配方处理差异不显著；T5配方处理辣椒幼苗叶绿素b和类胡萝卜素含量均最高，分别与T2、T3、T4、T6配方处理差异不显著；T1配方处理各光合色素含量均为最低。

2.2.2 不同营养液配方对辣椒幼苗光合参数的影响

由表5可以看出，T6配方处理的净光合速率、气孔导度最大；T4配方处理的蒸腾速率最大，且与T3、 T5、T6配方差异不显著；T1配方处理的小胞间CO2浓度最大，T6配方处理最低。

3 结论与讨论

3.1 不同营养液配方对辣椒幼苗生长指标的影响

植物对生物量的分配是一种对地上、地下资源的权衡[14]。本试验中Arnon和Hoagland番茄配方氮含量最高，辣椒幼苗茎粗、株高、地上鲜质量、地上干质量、地下干质量、壮苗指数也最高，这与公华锐等[15]的研究结果一致，氮（N）素是构成植株蛋白质、核酸、叶绿素及多种营养物质的主要成分，N素营养水平直接影响作物的生长、产量及品质。华南农业大学配方处理的幼苗根冠比最高，可能是因为华南农业大学配方的磷含量较低，而根系是吸收磷的器官, 当磷元素有限时, 根系会首先满足自己的需要；因此，根系所受到的影响就小于地上部分所受到的影响[16]。陈晓娜等[17]研究表明，当水分充足时，氮添加会抑制白刺根系生长，且随氮添加浓度的增加抑制作用逐渐增加，白刺总根长、根系表面积和根系体积所受的抑制作用均较显著。本试验中Arnon和Hoagland番茄配方处理的辣椒根表面积、总根长、根系总体积比日本山崎甜椒配方低，可能是因为该配方中氮含量较高，抑制了根系的生长。Rothamsted配方处理的根系活力最高，可能是因为该配方高磷环境提高了单位根质量的表面积，促进了细根的发育，从而提高了根系吸收活力[18]。

表2 不同营养液配方对辣椒植株干鲜质量的影响 g

3.2 不同营养液配方对辣椒幼苗生理指标的影响

叶绿素含量是衡量叶片进行光合作用强弱的重要指标之一[19]。吴丽君等[20]研究表明，叶绿素的合成是一系列酶促反应，受诸多环境因子、发育因子以及营养状况等因素的影响。吴晓艳等[21]研究表明，植物叶片中叶绿素含量的高低，不仅影响叶片对光能的吸收，还影响叶片光合作用的强弱。本研究结果表明，Arnon和Hoagland番茄配方处理的幼苗叶片叶绿素a、叶绿素（a＋b）含量最高，净光合速率、气孔导度最高，蒸腾速率与Rothamsted配方处理差异不显著，其原因可能是：营养液中所含的 N、P、K 等元素都直接或间接地参与到光合作用中[22]，其中氮元素添加显著增加了植物的叶绿素含量和净光合速率[23]；适宜的磷浓度显著提高了植物叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素（a＋b）及类胡萝卜素的含量, 同时提高了植物叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度[24]；在合理的供钾水平范围内, 钾素能在一定程度上增强叶片的蒸腾速率, 进而给植物提供强劲的蒸腾拉力，有利于其自身养分的输送[25]。在本试验中，Arnon和Hoagland 番茄配方有利于辣椒幼苗叶绿素合成及光合作用的顺利进行。