王高飞　邢丹　牟玉梅　王永平　周鹏

摘 要：为探明添加不同水平的两种生物炭对辣椒幼苗生长及养分含量的影响，为生物炭在辣椒育苗过程中的有效利用提供依据，在育苗基質中分别添加质量分数为2%、5%的稻秆炭和稻壳炭。结果表明：育苗基质添加生物炭能够促进辣椒幼苗的生长发育以及对养分的吸收利用。与CK相比，生物炭处理辣椒幼苗株高、茎粗、叶面积、SPAD值、根生物量、地上部生物量增幅分别为0.63%～20.63%、4.83%～27.24%、4.24%～12.10%、0.71%～9.91%、7.69%～69.23%、17.05%～36.36%，添加生物炭增加了辣椒幼苗壮苗指数和G值。其中HC5处理辣椒幼苗壮苗指数和G值都最高，分别为0.53、0.028。添加生物炭增加了辣椒幼苗氮、磷、钾含量，HC5处理辣椒幼苗氮、磷含量最高，与CK相比分别增加27.18%、33.33%。因此，生物炭用于基质育苗培育优质椒苗是可行的，其中5%稻壳炭壮苗效果最好，育苗效果最优。

关键词：辣椒;育苗;生物炭;养分;壮苗

中图分类号：S641.3 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）04-053-04

Abstract： To investigate the effects of two different levels of biochar on the growth and nutrient content of pepper seedlings， and to provide a basis for the effective use of biochar in the process of pepper seedlings， a greenhouse seedling experiment was carried out， adding 2% to the seedling substrate ， 5% rice straw charcoal and rice husk char.The results showed that the addition of biochar to the seedling substrate could promote the growth and development of pepper seedlings， the absorption and utilization of nutrients were also increased. Compared with CK， the increases of plant height， stem thickness， leaf area， SPADvalue， root biomass， and aboveground biomass of pepper seedlings treated with biochar were 0.63%-20.63%， 4.83%-27.24%， 4.24%-12.10%， 0.71%-9.91%， 7.69%-69.23%， 17.05%-36.36%， the seedling growth index and G value of pepper were increased by the addition of biochar. Among them， the seedling growth index and G value of pepper seedlings treated with HC5 were the highest， which were  0.53 and 0.028. The nitrogen， phosphorus and potassium contents of pepper seedlings were increased by the addition of biochar. The HC5 treated pepper seedlings were found the highest nitrogen and phosphorus contents， which were increased by 27.18% and 33.33% compared with CK， respectively. Therefore， it is suitable to use biochar in substrate seedling cultivation to produce high-quality pepper seedlings， among them， 5% rice hull charcoal showed the best seedling strengthening effect and the best seedling raising effect.

Key words： Pepper; Seedlings; Biochar; Nutrients; Strong seedlings

辣椒是一种重要的蔬菜和调味品，是我国种植面积最大的蔬菜种类之一[1]，育苗过程是辣椒种植的重要环节，优质苗不但能提高移栽后成活率，而且对后期辣椒产量和品质具有重要的影响。近年来随着辣椒大面积种植，如何在辣椒育苗过程中培育优质壮苗，已成为辣椒产业持续高效发展急需解决的问题。

生物炭（Biochar）是农林废弃物等生物质在缺氧条件下热裂解形成的稳定富碳产物[2]，具有孔隙结构发达、比表面积巨大[3-4]、含碳量高、芳香度高、吸附性强等特点[5-6]。张爱平等[7]研究发现，生物炭可以促进水稻对氮素的吸收利用，提高水稻产量。李明阳等[8]研究发现，生物炭可以提高大豆叶面积指数、地下部分干物质累计量以及大豆产量。宋婷婷等[9]通过培养试验发现，生物炭对黄瓜幼苗生长的影响与生物炭添加量有关，随施用量的增加， 表现出先促进、后抑制的趋势。由此可见，作物生长与生物炭材料及添加量相关。前人已有生物炭对蔬菜作物生长影响的相关研究，而生物炭对采用漂浮方式培育的辣椒幼苗生长以及氮磷钾养分影响的研究较少。因此，笔者以稻秆和稻壳为供试生物炭材料，设置质量分数为2%、5%添加水平，以辣椒为供试作物，通过温室育苗试验，研究不同材料及用量生物炭对辣椒幼苗生长及养分含量的影响，为生物炭在辣椒育苗过程中的合理利用及培育优质壮苗提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验辣椒品种为辣研102，由贵州省农业科学院辣椒研究所提供。漂浮育苗基质购自黔南金福有限责任公司（理化性质见表1）。不同原料生物炭包括稻秆炭（BC）和稻壳炭（HC），2种原料在450 ℃裂解1 h获得（理化性质见表1）。

1.2 试验设计

试验设2个生物炭类型（稻秆和稻壳），2个生物炭添加水平（w，2%、5%）[10]，分别表示为BC2、BC5、HC2、HC5，同时设不添加生物炭空白对照处理（CK），2%、5%分别表示添加的生物炭占育苗基质干质量的2%和5%。各处理N （0.15 g·kg-1）、 P2O5 （0.15 g·kg-1） 和 K2O （0.15 g·kg-1） 以复合肥添加至育苗池水中，并搅拌溶解。

试验在贵州省农科院辣椒所温室大棚进行（控制室温28 ℃，光照时间10 h·d-1）。2019年1月将辣椒种子和不同处理的基质材料装入规格为50穴的方格穴盘中，进行室内育苗，每个穴盘即为1个处理，每个穴盘6次重复，随机区组排列。于成苗期（播种后50 d）采样。

1.3 测定项目及方法

辣椒播种50 d后调查植株株高、茎粗、叶面积、SPAD值、采集植株地上部和地下部（根、茎、叶），清洗干净后放入烘箱在105 ℃杀青10 min，80 ℃下烘干至恒质量，记录生物量。SPAD值反映植物叶片叶绿素的相对含量，生物量对植物专称植物量，狭义的生物量仅指以质量表示的，可以是鲜质量或干质量，而干质量更具代表性。株高用直尺测量，以基质表面到生长点的高度为准;茎粗用游标卡尺测定，以基质表面上方1 cm为准;叶面积用叶面积仪测量;SPAD值用SPAD仪测定。干样粉碎后过80目筛，用于全氮、全磷、全钾的测定。全氮用硫酸-过氧化氢消煮-凯氏定氮法测定;全磷用硫酸-过氧化氢消煮-钼锑抗比色法测定;全钾用硫酸-过氧化氢消煮-火焰光度法[11]测定。

1.4 数据处理

利用Excel 2007 和SPSS 21.1 软件进行数据处理、方差分析，用Origin 9.1作图。

其中壮苗指数计算公式为：壮苗指数=（茎粗/株高+根干质量/地上部干质量）×总干质量[12];G值=全株干质量/育苗时间（d）[13]。

2 结果与分析

2.1 生物炭对辣椒幼苗生长的影响

由表2可知，所有生物炭处理均增加了辣椒幼苗株高、茎粗、叶面积、SPAD值，其中HC5处理辣椒幼苗株高、茎粗、SPAD值均高于其他处理，与CK相比，分别增加20.63%、27.24%、9.91%。辣椒幼苗株高、茎粗除HC2处理与CK差異不显著外，其余生物炭处理均显著高于CK。所有生物炭处理叶面积、SPAD值均大于CK，但差异都不显著。稻秆炭和稻壳炭处理，辣椒幼苗株高、茎粗、叶面积、SPAD值均表现出5%添加量处理大于2%添加量处理的趋势，其中HC5处理辣椒幼苗株高、茎粗显著高于HC2处理。2%生物炭添加量，稻秆炭处理辣椒幼苗株高显著高于稻壳炭处理，而5%生物炭添加量稻壳炭处理显著高于稻秆炭处理，茎粗、叶面积、SPAD值同一生物炭添加量下稻秆炭和稻壳炭处理差异不显著。

2.2 生物炭对辣椒幼苗生物量的影响

由图1可知，生物炭促进了辣椒幼苗根生物量和地上部生物量的积累。CK处理辣椒幼苗根生物量、地上部生物量均最低。HC5处理辣椒幼苗根生物量显著高于其他处理。与CK相比，生物炭处理辣椒幼苗根生物量和地上部生物量增幅分别为7.69%～69.23%、17.05%～36.36%，辣椒幼苗根生物量除HC2处理，其余生物炭处理均显著高于对照CK，辣椒幼苗地上部生物量所有处理间差异均不显著。稻秆杆和稻壳生物炭两种添加量对辣椒幼苗根生物量及地上部生物量的影响，均表现为5%添加量大于2%添加量，且辣椒幼苗根生物量HC5处理显著高于HC2处理。

2.3 生物炭对辣椒幼苗植株氮、磷、钾含量的影响

辣椒幼苗植株烘干至恒质量后，将根茎叶混合粉碎过筛，测定整个植株氮、磷、钾含量。由表3可知，生物炭提高了辣椒幼苗氮、磷、钾含量。与CK相比，生物炭处理辣椒幼苗氮、磷、钾含量增幅分别为5.37%～27.18%、8.33%～33.33%、3.73%～23.88%。BC5、HC5处理椒幼苗氮、磷、钾含量都显著高于CK。辣椒幼苗氮含量除HC2处理与CK差异不显著外，其他生物炭处理均显著高于CK。辣椒幼苗磷、钾含量生物炭处理均显著高于CK。BC2与BC5相比，辣椒幼苗氮、磷、钾含量BC5显著大于BC2。HC2与HC5相比，辣椒幼苗氮、磷含量HC5显著大于HC2，钾含量两者差异不显著。

2.4 生物炭对辣椒幼苗壮苗指数及G值的影响

由表4可知，生物炭增加了辣椒幼苗壮苗指数和G值。其中HC5处理辣椒幼苗壮苗指数和G值都最高。与CK相比，各生物炭处理辣椒幼苗壮苗指数和G值均高于CK，增幅分别为18.18%～60.61%、20.00%～40.00%。辣椒幼苗壮苗指数除HC2处理与CK差异不显著外，其他均显著高于CK。G值所有处理差异均不显著。稻秆和稻壳生物炭对辣椒幼苗壮苗指数和G值的影响都表现出5%添加量显著高于2%添加量的趋势。

3 讨 论

3.1 生物炭对辣椒幼苗生长的影响

已有研究表明，生物炭结构特殊，可促进蔬菜作物生长，对产量提高有促进效应[14-16]。本研究结果表明，育苗基质加入生物炭增加了幼苗株高、茎粗、叶面积、SPAD值，增幅分别为0.63%～20.63%、4.83%～27.24%、4.24%～12.10%、0.73%～9.86%。这与魏永霞等[17]的研究结果相似，这是由于生物炭固有的结构特征与理化特性，使其施入基质后对基质容重、含水量、孔隙度、阳离子交换量、养分含量等[18]产生一定影响，从而对作物生长产生积极作用[19]。本研究发现，生物炭的添加增加了辣椒幼苗根生物量和地上部生物量，与CK相比，增幅分别为7.69%～69.23%、17.05%～36.36%。这主要是由于生物炭具有丰富的多微孔结构，比表面积较大，自身含有一定的矿物质养分，将其施入基质能够提高基质养分吸持容量及矿质养分含量，如 P、K、Ca、Mg、Zn 和 Cu[20-22]，可为作物提供良好的生存环境。本研究发现，生物炭的添加增加了辣椒幼苗壮苗指数和G值，辣椒幼苗壮苗指数除HC2处理与CK差异不显著外，其他均显著高于CK。其中HC5处理辣椒幼苗壮苗指数、G值均最高，且壮苗指数显著高于其他处理。其原因可能是生物炭对作物生长发育的影响与炭化材料和添加量都有关。株高、茎粗、叶面积、SPAD值、生物量等都是反映植株生长发育情况的重要指标，株高和茎粗一定程度上反映植株吸收光照的能力，叶面积反映植株吸收光照的范围，SPAD值则反映植物叶片叶绿素的相对含量，而壮苗指数和G值则直接反映育苗效果。这些指标与植物后期的产量和品质密切相关[23]。由此看出，优质壮苗不但能为植株健壮生长奠定基础，而且对植株的增产具有重要作用，因此在育苗基质中添加生物炭培育优质椒苗是较为有效的一项措施。

3.2 生物炭对辣椒幼苗植株氮、磷、钾含量的影响

辣椒幼苗的养分含量直接反映辣椒后期生长发育情况以及成熟期产量多少。Laird 等[24]研究表明，生物炭能够提高豌豆根系的固氮量。同时有研究表明，生物炭可以促进番茄对氮、磷、钾的吸收[25]。本研究发现，生物炭的添加增加了辣椒幼苗氮、磷、钾含量，辣椒幼苗氮含量除HC2处理与CK差异不显著外，其他生物炭处理均显著高于CK。辣椒幼苗磷、钾含量生物炭处理均显著高于CK。稻秆炭和稻壳炭处理辣椒幼苗氮、磷、钾含量均表现为5%添加量显著高于2%添加量的趋势。其中同一生物炭添加量，稻秆炭和稻壳炭处理相比，辣椒幼苗氮、磷含量差异都不显著，钾含量表现为2%生物炭添加量稻壳炭处理显著高于稻秆炭处理，而5%生物炭添加量表现为稻秆炭处理显著高于稻壳炭处理。这可能是由于生物炭本身含有一定数量的对辣椒幼苗有益的元素（如氮、磷、钾等）和一些微量元素，为辣椒幼苗的生长提供了良好的元素供应源，而不同材料生物炭本身所含的养分含量不同，同时对基质中的养分离子吸附效果不同[26]。

4 结 论

育苗基质添加生物炭能够促进辣椒幼苗的生长发育以及养分的吸收利用。稻秆炭和稻壳炭均提高了辣椒幼苗壮苗指数和G值，其中5%稻壳炭壮苗指数和G值均高于其他处理，较未施生物炭分别提高60.61%、40.00%，育苗效果最好。

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