不同有機生態型基質配比對辣椒生長發育的影響

曾長立 ，劉麗，陳禪友 ，雷剛

（1.江漢大學醫學與生命科學學院，湖北武漢，430056；2.江漢大學文理學院）

在生活水平日益提高的今天，人們越來越關注蔬菜的品質，因此，如何更好地改善蔬菜品質是當今急需解決的問題。采用有機生態型無土栽培技術能提高蔬菜產量、改善品質，生產出“有機蔬菜”，同時帶來巨大的經濟效益和社會效益。該技術是指不用天然土壤，而使用基質，不用傳統的營養液灌溉，而使用有機固態肥并直接用清水來澆灌作物的一種無土栽培技術[1]。傳統的營養液無土栽培生產成本高，且對環境的污染問題難以解決。有機生態型無土栽培模式克服了營養液栽培的缺點，如肥料成本可降低60%~80%[2]，用玉米秸稈、菇渣代替草炭作為基質，進行櫻桃番茄無土栽培每667 m2成本可降低1 500元，大大提高了產出/投入[3]。而且該技術能有效地利用廢棄物，減少環保處理廢棄物的壓力，變廢為寶。同時又適合我國國情，符合我國農業有機可持續發展的方向[4]。近年食用菌產業發展迅猛，各種菇渣急劇增加，但其利用率不到30%，菇渣與鋸木屑成為我國大量的農業廢料，因此，本試驗重點研究了菇渣、鋸木屑、珍珠巖3種基質不同配比對辣椒營養生長及葉片保護酶活性的影響，以期篩選出較佳的有機基質配比，為辣椒的有機生態型無土栽培提供理論依據和技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在江漢大學生命科學學院進行，供試品種為亨椒3號。選擇大小一致的辣椒種子，經5%次氯酸鈉溶液進行10 min表面消毒后，用穴盤進行育苗。

1.2 試驗處理

選用鋸木屑、菇渣和珍珠巖作為有機基質，前兩者經過高溫腐熟后待用，后者用15%次氯酸鈉溶液浸泡30 min后用清水沖洗干凈待用。基質配比見表1，共6個處理，每處理重復3次。2008年3月15日播種，4月5日在加有機基質的塑料盆 （直徑為28 cm，高度為20 cm）中進行定植。定植前10 d，用水澆透基質。每盆加入基質0.01 m3，同時加入100 g消毒雞糞和5 g三元復合肥。

1.3 測定項目與方法

在植株5~6片葉時測定株高、莖粗、葉片葉綠素含量、SOD和POD活性。其中，葉綠素含量測定采用SPAD-502葉綠素儀 （日本產），SOD活性測定采用NBT光還原法[5]。POD和CAT活性測定分別采用愈創木酚比色法和H2O2紫外吸收法[6]。APX活性的測定參照陳建勛等[7]的方法。

2 結果與分析

2.1 不同有機基質配比對辣椒株高、莖粗的影響

由表1可知，生態型有機基質不同配比對辣椒株高及莖粗的影響存在明顯不同。對株高而言，處理4的最大，處理3最小。通過方差分析可知，處理4和6之間沒有顯著差異，但與處理5之間差異顯著，說明在促進辣椒生長上，鋸木屑的體積含量為50%時，效果最好。但當鋸木屑的含量增加到60%時，即處理2的葉片數反而下降，說明3種基質中鋸木屑起著十分關鍵的作用，而且其用量必須合理。在莖粗影響上，也有類似的規律。因此，3種基質中，鋸木屑的體積含量為50%時，能促進辣椒生長，增加莖粗，其中以 3種基質配比為 3∶5∶2時效果最佳。

表1 不同有機基質配比對辣椒株高、莖粗、葉片數和葉綠素含量的影響

2.2 不同有機基質配比對辣椒葉片數與葉綠素含量的影響

通過對辣椒的葉片數進行調查分析表明（表1），不同處理間有顯著差異。處理3的葉片數最少，平均只有5.4片，而處理4的葉片數最多，達到6.7片。在鋸木屑含量體積同為50%的處理4和6之間葉片數差異不顯著，但當鋸木屑的含量降低到40%時，葉片數顯著下降，即處理4與處理1和5之間差異達到顯著水平。而當鋸木屑的含量增加到60%時，葉片數并沒有增加，反而有下降的趨勢。

葉綠素含量的多少與光合作用的強度直接相關。從表1可以看出，處理4的葉綠素含量最高，達到36.5，而處理3的最小，只有31.7，兩者差異達到顯著水平。與處理2相比，鋸木屑含量增加到60%時，并沒有提高葉綠素含量，反而使其急劇下降，且兩者之間差異十分明顯。

2.3 不同有機基質配比對辣椒葉片細胞保護酶活性的影響

通過對辣椒葉片的細胞保護酶活性測定結果可知（圖1），4種細胞保護酶中SOD和APX活性的變化在各處理間變化比較明顯，而POD和CAT活性則差異不大。其中，SOD和APX的變化趨勢基本一致。都是處理4的酶活性最強，而處理3的酶活性最小。處理1和2均比較低，說明這2種酶對有機基質的不同配比比較敏感，因此，合理的有機基質配比，可以大大提高SOD和APX活性，對消除辣椒植株體內的活性氧及自由基離子，維持細胞內環境的穩定起著重要的作用。

3 小結與討論

有機生態型無土栽培是20世紀90年代中期由我國首創的一項農業新技術，其創新之處在于它把有機農業導入無土栽培，突破了無土栽培必須使用營養液的傳統觀念，從而為無土栽培在我國的推廣應用開辟了一條全新的途徑[1]。有機生態型無土栽培中，基質的選擇可以根據栽培作物的特性而定。本研究中，選用菇渣、鋸木屑和珍珠巖作為栽培基質，其中鋸木屑具有良好的保水性能和生理酸性，通氣性適度，經過腐熟和自然分解可釋放出如烏敏酸等營養物質[8]，這對喜歡弱酸性環境的辣椒苗來說是十分有益的。因此，3種基質的配比為3∶5∶2時，能促進辣椒的快速生長。

植物在正常生長尤其是在非生物脅迫條件下會產生活性氧（ROS），如 O2.-、OH.-和 H2O2，它是氧在生物機體內產生的有毒代謝產物。最近，已有研究證明ROS是對植物有高度活性和毒害的物質，能引起蛋白質、油脂、DNA和碳水化合物的破壞而導致細胞死亡[9～12]。 然而，抗氧化酶如 SOD、APX、POD和CAT能夠消除活性氧自由基[13]。在有機生態型無土栽培過程中，不合理的基質配比，可能會造成對作物生長不利的逆境。本研究中不同有機生態型基質配比對辣椒葉片細胞保護酶活性影響存在差異（圖1）。其中對SOD、APX活性的影響較大，而對POD、CAT活性的影響較小。這充分表明，前兩者在辣椒的生長發育中對外界環境的響應更敏感。該結果與形態上的生長趨勢是一致的，因此，細胞保護酶活性的增強，可以及時地清除體內產生的ROS，維持細胞膜結構的完整性和內環境的穩定，從而能顯著促進辣椒的生長，增加株高和莖粗，促進葉片發育，提高葉綠素含量。

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