不同復合基質對盆栽芫荽生長狀況的綜合評價

張力方， 李志元， 劉宇翔， 張紅麗， 秦勇

（新疆農業大學園藝學院，烏魯木齊 830052）

芫荽（Coriandrum sativumL.）又稱香菜、阿拉伯香菜、中國香菜[1]，屬傘形科（Umbelliferae）芫荽屬（Coriandrum），為一年生草本植物[2]，是公認的藥用、芳香和香料植物，原產于地中海地區、孟加拉國、俄羅斯、亞洲和中歐等地[3]。芫荽含有豐富的次生代謝產物、維生素和礦物質[4]，被廣泛用于制藥[5]、化妝品和香水行業[6]，對人體健康至關重要。

為了提高芫荽的生產效益，需要確定適宜其生長的基質栽培條件。王闖等[7]研究發現，用椰糠∶菇渣∶珍珠巖=2∶2∶1組成的復配基質進行番茄育苗有較好的育苗效果，表明椰糠可以替代草炭進行育苗。高婷等[8]研究發現，椰糠復合基質中椰糠所占比例對白菜幼苗的生長有重要影響。王躍華等[9]、仇淑芳等[10]將草炭與椰糠混配，認為椰糠比例在20%～30%時最適宜白菜生長。秦立金等[11]研究發現，有機肥可以促進芫荽的生長以及生物量的積累。李彩霞等[12]研究發現，椰糠比例大的基質中番茄幼苗葉片的葉綠素含量小，且在純椰糠基質中栽培的幼苗葉綠素含量最低。目前，有關復合基質培育盆栽芫荽的研究較少，并且對不同復合基質栽培效果進行比較的研究罕見報道。本研究通過分析比較不同復合基質對盆栽芫荽生長狀況、同化物和品質指標的影響，并結合主成分分析法和隸屬函數法進行綜合評價，篩選出適合盆栽芫荽的栽培基質，以期為芫荽優質栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2021年5—7月在新疆農業大學園藝學院校內試驗基地及園藝學院綜合實驗室進行，地處42°45′32″N、86°37′33″E， 海拔800 m。

供試品種為‘大葉香菜’，購自新疆天地禾種業有限公司。

供試基質：草炭（丹麥品氏托普）、蛭石（市售）、珍珠巖（市售）、椰糠（新疆沙田農業綜合開發有限公司）。肥料為生物有機肥，有機質含量≥40%，容重0.86 kg·L-1，由新疆山川秀麗生物有限公司和烏魯木齊市辛化綠農農資有限公司聯合生產。

1.2 試驗方法

1.2.1 芫荽盆栽試驗設計 以蔬菜栽培常用配方(草炭∶珍珠巖∶蛭石=2∶1∶1)為對照，通過減少草炭用量，增加椰糠的比例進行試驗設計，選取聚乙烯長條形盆（550 mm×250 mm×180 mm）進行盆栽試驗。試驗采用隨機區組設計，每盆18株，3次重復，即每個配方處理各54株。將草炭、蛭石、珍珠巖、椰糠按照不同的比例進行混配(詳見表1)。

表1 不同處理的基質配比Table 1 Matrix ratio of different treatments

1.2.2 播種、管理和采收 用0.1%的高錳酸鉀溶液浸泡塑料長條盆15 min后清洗；用0.1%的甲霜·惡霉靈（主要成分為0.5%甲霜靈和2.5%惡霉靈，由貴州貴大科技生產有限責任公司生產）澆透各個復合基質，晾曬24 h后澆透清水，裝滿長條盆備用。芫荽種子為半球形，外包1層果皮，先將種子果皮碾碎、搓開種子[13]，然后將種子放入55 ℃溫水中浸泡20 min，然后室溫浸種20 h，撈出后均勻擺放在墊有1層濾紙的90 mm培養皿中，潤濕濾紙，進行催芽。催芽溫度為（20±0.1）℃，濕度60%，光/暗周期為12 h/12 h[14]。當80%種子露白后按照“一穴兩粒”進行播種，并覆蓋1層1 cm的基質，然后澆透水，覆蓋1層聚乙烯薄膜。待幼苗長出，揭開薄膜。當幼苗長到3 cm左右時進行第1次間苗；苗高8 cm時進行第2次間苗[15]。在播后45 d，芫荽植株20 cm左右時采收。

1.3 測量指標與方法

1.3.1 復合基質理化性質指標的測定 ①復合基質物理性質的測定。把按比例配置的復合基質風干后，裝入已知體積的燒杯中（燒杯質量為W1）直至裝滿，稱其質量為W2；用紗布封口，并用皮筋扎緊，再將燒杯放入水中，浸泡24 h，取出稱其質量（W3）；把燒杯倒扣3 h，直至容器中沒有水分滲出為止，稱其質量為W4；最后將皮筋和紗布取下，稱量皮筋和紗布的質量為W5。用200 mL的燒杯裝滿水，將水倒入量筒得到燒杯體積V。根據以下公式計算[16]。

②復合基質化學性質的測定。基質pH、電導率（electrical conductivity，EC）的測定[17]：準備好pH計（PHC-3C筆試，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）和電導率儀（DDS-307型，上海虹益儀器有限公司），把電極插入與基質浸提液pH接近的緩沖液中，校正待用。取風干自然狀態基質與蒸餾水按照1∶5的比例進行混合，浸提10 min，過濾，取其濾液用pH計測量pH，用電導儀測EC值（mS·cm-1）。

1.3.2 生長指標的測定 待芫荽生長到商品成熟時，在每盆中隨機選取5株，用直尺測量株高（莖基部到生長點之間的距離）、最大葉長、最大葉寬、主根長（根莖部到根尖）；用游標卡尺測量莖粗（植株子葉節下1 cm處的直徑）；用葉綠素測定儀（SPAD-502，日本）測定葉綠素相對含量。測定完上述指標后，將植株連根拔起，清洗干凈，用排水法測量根體積；用電子天平稱量植株的鮮質量。然后將其用牛皮紙袋分裝，在105 ℃條件下殺青15 min后用烘箱在75 ℃條件下烘干至恒重，稱量植株的干質量[18]，并通過公式計算干鮮比、根冠比、壯苗指數[19]。

1.3.3 品質的測定 采用蒽酮比色法測定可溶性糖的含量[20]；采用考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白含量；用96%乙醇浸提比色法測定葉綠素含量；用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C的含量[21]。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2013進行數據整理和圖表處理；利用SPSS 20.0進行單因素方差分析、相關性分析以及主成分分析。使用隸屬函數值法對盆栽芫荽生長及生理指標進行綜合分析。隸屬函數值[R（Xi）]、綜合指標的權重（Wi）及綜合評價值（D）的計算公式如下所示[22]。

其中Xi為第i個指標，Xmin、Xmax分別為參試材料某一指標的最小值和最大值；R（Xi）和Wi分別為第i個指標的隸屬函數值和權重；Ci為各指標第i個綜合指標的方差貢獻率；Xi表示綜合指標中第i個值。進行綜合指標（Fn）的計算時，X1至X22分別代表株高、莖粗、最大葉長、最大葉寬、SPAD值、地上部鮮質量、地下部鮮重量、地上部干質量、地下部干質量、全株鮮質量、全株干質量、根系長度、干鮮比、根冠比、壯苗指數、蛋白質含量、維生素C含量、可溶性糖含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、類胡蘿卜素含量、葉綠素（a+b）含量。

2 結果與分析

2.1 不同復合基質理化性質的比較

不同復合基質的各個理化性質之間存在很大差異。由表2可知，與對照相比，椰糠復合基質的容重、氣水比有所增加；持水孔隙度、總孔隙度、電導率（EC）有所減小。當所含椰糠、蛭石比例不變，草炭比例減小時（T1處理和T3處理），復合基質的容重、總孔隙度、持水孔隙度、pH減小；通氣孔隙度、氣水比、EC增大。當不含草炭，椰糠比例一定時，增加珍珠巖比例，減少蛭石比例時（T4處理和T5處理），復合基質的容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度、氣水比、EC減小；pH增大。當不含草炭且蛭石比例一定時，隨著椰糠比例的增加（T5處理和T6處理），復合基質的容重增大；總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度、氣水比、EC、pH減小。T6處理的容重最大，為0.52 g·cm-3，對照的總孔隙度、持水孔隙度最大，分別為50.13%、37.94%。T2處理的通氣孔隙度、氣水比最大。T1處理的pH最大，為7.47。CK的EC值最大，為1.00 mS·cm-1，顯著大于除T4處理之外的其他處理（P＜0.05）。

表2 不同復合基質的理化性質Table 2 Physical and chemical properties of different compound substrates

2.2 復合基質對芫荽生長的影響

2.2.1 不同復合基質對芫荽生長狀況的影響 株高、莖粗、最大葉長、最大葉寬等作為芫荽的生長指標，反映了芫荽植株的生長情況。由圖1可知，當所含椰糠、蛭石比例不變，草炭減小時（T1處理和T3處理），芫荽的株高、莖粗、葉綠素相對含量增加；而最大葉長、最大葉寬和根系長度均減小。當不含草炭且蛭石比例一定時，隨著椰糠比例的增加（T5處理和T6處理），株高、葉綠素相對含量有所增加；而莖粗、最大葉長、最大葉寬、根系長度有所減小。當不含草炭且椰糠比例一定，增加珍珠巖比例，減少蛭石比例時（T4處理和T5處理），株高、葉綠素相對含量減小；而莖粗、最大葉長、最大葉寬、根系長度增加。其中T2處理的株高最大，與其他處理之間存在顯著差異（P＜0.05），相比對照增加了44.87%；T2處理的莖粗最大，但與對照差異不顯著（P ＞0.05）；對照的最大葉長、最大葉寬均為最大；T3處理的葉綠素相對含量最大，為33.33；T5處理的根系長度最大。

圖1 不同復合基質下芫荽各生長指標Fig. 1 Coriander growth indexes in different compound substrates

2.2.2 不同復合基質對芫荽同化物積累的影響不同復合基質影響芫荽同化物的積累。由圖2可知，當所含椰糠、蛭石比例不變，草炭比例減小時（T1處理和T3處理），芫荽植株的干質量和鮮質量均減小。當不含草炭且蛭石比例一定，隨著椰糠比例的增加（T5處理和T6處理），地下部干質量減小；而鮮質量、全株干質量、地上部干質量增加。當不含草炭且椰糠比例一定，增加珍珠巖比例，減少蛭石比例時（T4處理和T5處理），鮮質量和干質量均減小。其中，T1處理的地上部、全株鮮質量與其他處理之間存在顯著差異，相比對照分別增加了41.15%、40.54%；T2處理的地下部鮮質量最大，相比對照增加了43.75%；T2處理的地上部、地下部以及全株干質量最大，相比對照分別增加了14.71 %、33.33%、18.92%。

圖2 不同復合基質下芫荽的同化物Fig. 2 Coriander assimilate in different compound substrates

由表3可知，當所含椰糠、蛭石比例不變，草炭比例減小時（T1處理和T3處理），干鮮比和根冠比增加；而壯苗指數減小。當不含草炭且蛭石比例一定，隨著椰糠比例的增加（T5處理和T6處理），干鮮比和根冠比減小；而壯苗指數增加。當不含草炭，椰糠比例一定，增加珍珠巖比例，減少蛭石比例時（T4處理和T5處理），干鮮比、根冠比和壯苗指數均增加。其中，T2處理的干鮮比和根冠比最大，相比對照分別增加了31.33%、64.39%；T1處理的壯苗指數最大，相比對照增加了18.88%。

表3 不同復合基質下芫荽干鮮比、根冠比、壯苗指數Table 3 Dry to fresh ratio， root to shoot ratio and strong surface index of coriander under different compound substrates

2.2.3 不同復合基質對芫荽葉片品質的影響 不同復合基質中栽培的芫荽葉片品質之間存在差異。由表4可知，與對照相比，加入椰糠后芫荽葉片中可溶性蛋白、類胡蘿卜素含量、葉綠素a含量均有所增加。當所含椰糠、蛭石比例不變，草炭比例減小時（T1處理和T3處理），可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、類胡蘿卜素含量和葉綠素（a+b）含量增加；而維生素C含量減小。當不含草炭且蛭石比例一定，隨著椰糠比例的增加（T5處理和T6處理），可溶性蛋白含量和葉綠素b含量增加，而維生素C含量、可溶性糖含量、葉綠素a含量、類胡蘿卜素含量和葉綠素（a+b）含量減小。當不含草炭且椰糠比例一定，增加珍珠巖比例，減少蛭石比例時（T4處理和T5處理），可溶性蛋白含量、葉綠素a含量和葉綠素b含量減小；而維生素C含量和可溶性糖含量增加。其中T7處理的可溶性蛋白和類胡蘿卜素含量最大，相比對照分別增加了63.84%、67.86%；T2處理的維生素C含量最大，與其他處理之間存在顯著差異，相比對照增加了57.58%；T3處理的葉綠素（a+b）含量最大，相比對照增加了42.11%。

表4 不同復合基質下芫荽的品質Table 4 Coriander quality in different compound substrates

2.2.4 不同復合基質中盆栽芫荽的綜合評價 對盆栽芫荽的株高、莖粗、鮮質量、干質量、根系長度、葉綠素相對含量（SPAD值）、可溶性蛋白、可溶性糖、葉綠素a含量、葉綠素b含量、類胡蘿卜含量、葉綠素（a+b）含量、維生素C含量等22個指標進行主成分分析。選取前n個累積貢獻率＞85%且特征值大于1的主成分進行分析，以此反映原有變量的絕大部分信息。由表5可知，前6個主成分的累積貢獻率達到96.122%，超過了85 %，且特征值大于1，因此可以選取前6個主成分作為芫荽生長狀況、同化量和品質指標選擇的綜合指標（F），根據6個主成分貢獻率可以得到6個主成分的權重分別為0.380、0.220、0.140、0.110、0.090和0.050。根據表6主成分特征向量得出綜合指標（Fn）的計算公式。

表5 各主成分的特征值和貢獻率Table 5 Eigenvalues and contribution rates of each principal component

表6 主成分特征向量Table 6 Principal component feature vector

由表6可知，第1主成分全株干質量的特征值比較大；第2主成分根冠比的特征值比較大；第3主成分葉綠素（a+b）含量的特征值比較大；第4主成分可溶性糖含量的特征值比較大；第5主成分葉綠素b含量的特征值比較大；第6主成分根系長度的特征值比較大。綜上所述，選取全株干質量、根冠比、葉綠素（a+b）含量、可溶性糖含量、葉綠素b含量和根系長度等指標對盆栽芫荽進行綜合評價，用以上指標可以反映絕大部分盆栽芫荽的生長信息。

如表7所示，經過計算，T2處理的F1和F2最大；T1處理的F3最大；T7處理的F4最大；T3處理的F5最大；T5處理的F6最大。通過權重和隸屬函數計算D值得出了綜合排名：T2＞T3＞T1＞CK＞T6＞T7＞T4＞T5＞T8。其中T2處理的芫荽D值較大，為0.81；T8處理的芫荽D值最小，為0.31；其他處理的芫荽D值在0.36～0.62之間，說明用T2處理栽培芫荽效果良好。

表7 主成分得分及綜合評價Table 7 Principal component scores and comprehensive evaluation

3 討論

3.1 合理的椰糠占比有利于芫荽的生長

基質的組成成分不同或相同成分占比不同，植株的生長會有所不同[23]。合理的基質配比能夠促進番茄的生長。劉升學等[24]研究表明，珍珠巖∶蛭石=2∶1的基質有利于番茄莖粗和地下部的生長。陳素娟等[25]采用醋糟∶蛭石=1∶1的復合基質培育番茄幼苗，提高了幼苗的長勢。椰糠具有較強緩沖性能，本試驗除對照以外的其他處理均有不同比例的椰糠，但并不是占比越多越好。張明偉[26]提出育苗基質中添加20%～30%椰糠最適合白菜生長；仇淑芳等[10]研究發現草炭與椰糠配比為2∶1時有利于紫油菜的生長。本試驗設計了9種復合基質進行芫荽栽培，結果表明當草炭和椰糠的配比為2∶1時（T2處理），芫荽株高、莖粗等生長指標優于其他處理。

3.2 合理的椰糠占比有利于芫荽同化物的積累

不同復合基質栽培的芫荽同化物積累量的多少存在差異，這與基質本身養分的供給有密切關系，還與基質的理化性質有關[27]。宋曉曉等[28]研究發現不同有機基質栽培的生菜有不同的單株產量。本研究結果表明，不同復合基質芫荽同化物的積累量不同。T2處理芫荽的干質量大于其他處理，從基質的性質來看，T2處理的容重為0.26 g·cm-3，總孔隙度為48.66%，pH為7.07，電導率為0.49 mS·cm-1；而T5處理的干質量最小，其容重為0.31 g·cm-3，總孔隙度為36.48%，pH為7.11，電導率為0.66 mS·cm-1。將2種復合基質進行對比，發現2種處理的基質組成成分不同，T5處理中有椰糠、蛭石、珍珠巖，而T2處理只有草炭和椰糠；由于蛭石的存在，增加了復合基質的容重，減小了總孔隙度；并且T5處理的椰糠占比大于T2處理，因此減小了復合基質的EC、pH。這些復合基質不同的理化性質影響根系的吸收，進而影響到同化物的積累量。時振宇等[29]研究發現，與用含有95%椰糠的復合基質相比，含有74%椰糠的復合基質培育的番茄幼苗有更大的生物量。本試驗中椰糠占比最大為75%，芫荽植株的同化物積累量并沒有隨椰糠比例的增加而增加，椰糠占比最大處理（T6處理）的同化物積累量反而小于對照，說明椰糠占比過大不利于生物量的積累，這與前人研究結果[29]相一致。由于本試驗是在校內試驗基地進行的，不排除受到光照的影響，再加上陰雨天溫度較低，對植株的同化物積累也會產生一定影響。

3.3 椰糠占比的多少影響芫荽植株的品質

蔬菜的品質受到多種因素的影響，比如光環境、溫度、濕度、栽培基質等。新疆烏魯木齊市晝夜溫差大，正午氣溫較高，而芫荽是喜冷涼蔬菜，為了給芫荽提供良好的環境條件，栽培時搭建了遮陽網，但遮陽網又不利于植物進行光合作用。蔬菜葉片葉綠素含量的多少可以反映光合作用的強弱以及有機物積累的多少[30]。本試驗中，椰糠復合基質（T1～T8處理）的葉綠素a和類胡蘿卜素含量均大于對照，這與周暢等[31]發現草炭和椰糠的不同組合可以提高葉綠素含量的結果一致。但T6處理的葉綠素（a+b）含量小于對照，經過對比發現，同樣含有椰糠和蛭石的T4處理中椰糠占比小于T6處理，但葉綠素（a+b）含量大于對照，說明椰糠占比過大會影響植物葉片葉綠素的形成，這在李彩霞等[12]的研究中也有報道。有可能是因為椰糠的纖維素、木質素含量過高，能給植株提供的礦物質元素含量低，尤其缺乏氮、鎂元素，從而影響葉綠素的合成[8]。維生素C可以減輕過氧化對膜脂的傷害程度，從而延緩衰老，因此維生素C的含量是評定蔬菜品質的重要指標之一[32]。合理的復合基質能夠提高蔬菜品質[32]，仇淑芳等[10]研究發現，當草炭∶椰糠=2∶1時，紫油菜的可溶性糖含量和可溶性蛋白含量較高。本試驗中草炭∶椰糠為2∶1時，芫荽的可溶性蛋白含量、維生素C含量、葉綠素含量和類胡蘿卜素含量高于對照。與前人研究不同的是，本試驗中T2處理（草炭∶椰糠=2∶1）的品質指標并不是所有處理中最大的，只是大于對照，這或許與蔬菜品種不同有關，也有可能因為基質提供的營養不夠，因此栽培芫荽時需要添加一些生物有機肥，而添加的生物有機肥量需要進一步研究。