木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)對(duì)辣椒生長和產(chǎn)量的影響

何時(shí)雨 馬旭東 李伯松 覃新導(dǎo) 劉哲宇

（中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣州實(shí)驗(yàn)站，廣東 廣州 510140）

木薯是世界3大薯類作物（木薯、馬鈴薯、甘薯）之一，在我國已有200年的栽培歷史[1]，具有高產(chǎn)、高淀粉含量的特性，被譽(yù)為“淀粉之王”[2]；同時(shí)也是熱帶地區(qū)最重要的塊根能源作物，熱能生產(chǎn)量僅次于水稻、甘蔗和玉米，是世界上6億人的主要食物來源，也是我國重要的飼料和工業(yè)原料作物[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年中國木薯種植面積達(dá)28.57萬hm2，總產(chǎn)量459.95 萬 t[4]。

木薯莖稈是木薯生產(chǎn)過程中的伴生物，產(chǎn)量幾乎與木薯產(chǎn)量相當(dāng)，資源豐富。但木薯莖稈目前仍尚無成熟的利用技術(shù)，除10%～15%的莖稈被保存下來留作種莖外，剩余部分多被丟棄或曬干后用作燃料，利用率較低，這不僅造成資源的浪費(fèi)，還破壞了生態(tài)環(huán)境。國內(nèi)對(duì)木薯莖稈的資源化利用研究開展較晚，研究內(nèi)容主要包括粉碎還田、栽培食用菌、育苗基質(zhì)等方面[5]，但多處于初步研究階段，尚未形成比較成熟的工業(yè)化利用模式。

近年來，無土栽培技術(shù)在我國花卉、蔬菜等產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)一步深入，栽培基質(zhì)研究也日益深化。無土栽培基質(zhì)的原料包括有機(jī)基質(zhì)材料和無機(jī)基質(zhì)材料，隨著國家對(duì)環(huán)境污染問題的重視以及人們對(duì)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品需求的不斷增加，蔬菜產(chǎn)品的有機(jī)基質(zhì)栽培成為近期研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。據(jù)悉，目前世界上90%以上的商業(yè)性無土栽培采用基質(zhì)栽培方式[6]。國外的園藝栽培基質(zhì)研究發(fā)展較快，其中最為典型的是荷蘭，據(jù)報(bào)道，目前荷蘭基質(zhì)栽培技術(shù)的應(yīng)用比例已經(jīng)高達(dá)80%以上[7]，相比較之下，我國的園藝栽培技術(shù)研究起步時(shí)間較晚，且技術(shù)相對(duì)不夠成熟。

農(nóng)作物秸稈、各種農(nóng)產(chǎn)品的副產(chǎn)物，可二次利用的廢棄有機(jī)物，以及各種木材的鋸末、刨花、樹皮等均可作為有機(jī)基質(zhì)原料用以配制無土栽培基質(zhì)。木薯莖稈質(zhì)輕，粉碎后疏松、孔隙度大，且營養(yǎng)元素相對(duì)豐富，完全具備作為有機(jī)栽培基質(zhì)的潛力[8-9]。進(jìn)一步研究木薯莖稈基質(zhì)化利用，既可減少有機(jī)廢棄物對(duì)生態(tài)環(huán)境的不利影響，又能顯著降低園藝作物育苗及栽培所需栽培基質(zhì)的成本，對(duì)我國農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)的健康發(fā)展具有一定的積極作用。本試驗(yàn)以辣椒為評(píng)價(jià)作物，研究經(jīng)發(fā)酵腐熟后的木薯莖稈與椰糠的最佳復(fù)配比例，以期為木薯莖稈基質(zhì)在辣椒等作物無土栽培上的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

圖1 不同復(fù)合基質(zhì)配方下辣椒各時(shí)期生長高度

圖2 不同復(fù)合基質(zhì)配方下辣椒植株總生長高度

圖3 不同復(fù)合基質(zhì)配方下辣椒各時(shí)期葉片數(shù)量

圖4 不同復(fù)合基質(zhì)配方下辣椒各時(shí)期頂部分支數(shù)量

1.1 試驗(yàn)材料及方法

供試?yán)苯菲贩N為華諾改良圣峰尖椒王188，采用60孔穴盤育苗，育苗時(shí)間為2017年10月4日。所需發(fā)酵腐熟木薯莖稈取自本課題組發(fā)酵池（發(fā)酵前的木薯莖稈來源于本課題組廣州花都試驗(yàn)基地，自然干燥后機(jī)器粉碎）。椰糠、肥料、無紡布袋等均購于廣州大田農(nóng)業(yè)有限公司。

本研究開展時(shí)間為2017年10月～2018年5月。根據(jù)發(fā)酵木薯莖稈與椰糠的體積比設(shè)置6個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，6袋（30cm×35cm無紡布袋，直徑×高）為1個(gè)重復(fù)，每袋均加入150 g腐熟雞糞和30 g復(fù)合肥（雅冉15-15-15，45%）與基質(zhì)混勻作為底肥。待苗長至約8cm高時(shí)，挑選大小一致，營養(yǎng)狀況良好的辣椒苗移栽到各處理基質(zhì)中。移栽成活后，根據(jù)辣椒生長情況定期澆水、施肥，噴藥，保證辣椒植株健康生長。以后每隔約14d統(tǒng)計(jì)1次株高，葉片數(shù)量，分叉數(shù)量；開始開花時(shí)根據(jù)各處理生長情況適時(shí)統(tǒng)計(jì)開花數(shù)及成果數(shù)指標(biāo)。

1.2 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以實(shí)測值計(jì)，試驗(yàn)結(jié)果用SPSS17.0軟件Duncan多重比較法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)對(duì)辣椒生長量的影響

辣椒在不同時(shí)間段生長速度不同，不同配比的發(fā)酵木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)與全椰糠基質(zhì)對(duì)辣椒植株生長的影響差別較大。前5個(gè)生長時(shí)段，除第1個(gè)時(shí)段60%木薯莖稈配比生長最快外，其它4個(gè)時(shí)段均是全椰糠基質(zhì)的辣椒生長最快；在最后1個(gè)時(shí)間段，80%，100%，40%木薯莖稈配比基質(zhì)的辣椒植株生長量大幅超過了全椰糠基質(zhì)（圖 1）。

比較辣椒移栽后在各配比復(fù)合基質(zhì)上的總生長高度發(fā)現(xiàn)（圖2），加入木薯莖稈的各基質(zhì)配方的辣椒總生長高度均一定程度的低于全椰糠配方，但僅80%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方顯著矮于全椰糠配方，其它處理間則差異不顯著。

2.2 不同配比木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)對(duì)辣椒抽生葉片數(shù)量、頂部分支的影響

由圖3可以看出，前5個(gè)時(shí)間段，60%、100%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)栽培的辣椒葉片數(shù)量均多于全椰糠基質(zhì)，且60%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)與全椰糠在前4個(gè)時(shí)間段的葉片數(shù)量指標(biāo)差異顯著（60%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)，全椰糠前 4個(gè)時(shí)間段葉片數(shù)分別為：10.39±0.4a，9.0±0.25b；19.61±1.16a，14.72±0.49b；27.89±1.55a，22.56±0.73b；39.83±1.93a，34.39±0.83b；40.11±1.79a，37.39±0.68a）。

由圖4可以看出，60%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)栽培辣椒在各生長階段其頂部分支能力顯著好于其它處理。

2.3 不同配比木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)對(duì)辣椒開花、結(jié)果的影響

由表1可以看出，各處理間第1朵花開放時(shí)間均無顯著差異，但第1個(gè)果結(jié)果時(shí)間卻差異顯著。60%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方結(jié)果最早，其次是40%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方，全椰糠基質(zhì)配方與其它處理均無顯著差異。第1次統(tǒng)計(jì)果重表明，40%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方的單果重顯著高于除20%配方以外的其它添加木薯莖稈的配方，但與全椰糠基質(zhì)配方差異不顯著；第2次、第3次統(tǒng)計(jì)果重表明，40%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方的單果重略高于其它處理，但僅在第3次統(tǒng)計(jì)時(shí)與60%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方達(dá)到差異顯著水平。

表1 不同復(fù)合基質(zhì)配方下辣椒第一朵花開花、結(jié)果時(shí)間及各時(shí)期單果重

表2 不同復(fù)合基質(zhì)配方下辣椒各時(shí)期開花數(shù)量

表3 不同復(fù)合基質(zhì)配方下辣椒各時(shí)期結(jié)果數(shù)量

由表2、表3可以看出，除2018.1.02和2018.1.26這2個(gè)時(shí)間段外，60%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方的辣椒開花數(shù)量則顯著高于其它處理；60%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方結(jié)果數(shù)量優(yōu)勢則更為顯著。

3 討論和結(jié)論

栽培基質(zhì)被廣泛應(yīng)用于花卉、蔬菜等植物種苗生產(chǎn)及無土栽培領(lǐng)域。農(nóng)作物秸稈中含有大量的有機(jī)質(zhì)及部分大量、微量元素，是重要的有機(jī)肥源之一[10]。木薯莖稈和木薯渣是木薯生產(chǎn)、加工過程中的主要廢棄物，目前循環(huán)利用程度較低，不僅浪費(fèi)資源還對(duì)環(huán)境造成了一定程度的破壞。腐熟的木薯莖稈密度適中、養(yǎng)分較為豐富，可作為育苗基質(zhì)[6]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，木薯莖稈腐熟后與椰糠按一定比例復(fù)配可作為無土栽培基質(zhì)，其最佳配比為40%和60%2個(gè)處理。相比全椰糠基質(zhì)配方，60%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方栽培的辣椒植株略為矮化，前期葉片數(shù)量增長快，分支、開花、結(jié)果數(shù)量也顯著提高，而40%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方與對(duì)照全椰糠相比單果重顯著增加。李紅雨[11]等研究表明，木薯莖稈粉碎還田可有效降低土壤容重，增加土壤孔隙度，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，明顯改善土壤物理性狀，增加土壤堿解氮、速效鉀等速效養(yǎng)分含量；使用適量的木薯?xiàng)U粉碎還田還可提高木薯的產(chǎn)量。李光義[6-9]等也對(duì)木薯莖稈堆肥基質(zhì)化處理的最佳發(fā)酵工藝及不同處理腐熟后的品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，研究結(jié)果表明，基質(zhì)腐熟后的各項(xiàng)理化指標(biāo)基本達(dá)到栽培基質(zhì)的要求。這可能也是本研究中40%及60%木薯莖稈復(fù)合基質(zhì)配方相比對(duì)照全椰糠基質(zhì)栽培辣椒各項(xiàng)指標(biāo)均有所增加的原因。

隨著城市附近優(yōu)質(zhì)耕地被各種住宅、工廠、基建工程等占用的情況不斷增加及土壤污染程度的加重，無土栽培技術(shù)具備省工省力、節(jié)水節(jié)肥、對(duì)外界環(huán)境依賴程度低、避免土壤連作障礙等諸多優(yōu)點(diǎn)而深受人們歡迎。草炭、椰糠是常用的無土栽培基質(zhì)，但草炭為不可再生資源，過度開采會(huì)影響濕地保護(hù)，分布也不均勻，受地域等因素的限制較大；椰糠雖為可再生資源，但國內(nèi)產(chǎn)量有限，進(jìn)口較多；國產(chǎn)草炭和椰糠都面臨供不應(yīng)求的局面，木薯莖稈等副產(chǎn)物的基質(zhì)化利用研究就顯得尤為重要。復(fù)合基質(zhì)在溫度、水、氣、肥的協(xié)調(diào)方面要比單一基質(zhì)強(qiáng)很多，在實(shí)際應(yīng)用中也較多[12]。復(fù)合基質(zhì)中各基質(zhì)的不同配比對(duì)植物的生長發(fā)育、品質(zhì)和產(chǎn)量會(huì)產(chǎn)生不同的影響，因此在使用前需要探索合適的配比。本研究對(duì)發(fā)酵木薯莖稈在辣椒無土栽培生產(chǎn)上的利用進(jìn)行了評(píng)價(jià)，篩選出了較為理想的木薯莖稈、椰糠復(fù)合基質(zhì)配方，既解決了木薯莖稈利用率低、污染環(huán)境的問題，又為無土栽培基質(zhì)提供了新的原料，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。