不同有机生态型基质配比对辣椒生长发育的影响

曾长立 ，刘丽，陈禅友 ，雷刚

（1.江汉大学医学与生命科学学院，湖北武汉，430056；2.江汉大学文理学院）

在生活水平日益提高的今天，人们越来越关注蔬菜的品质，因此，如何更好地改善蔬菜品质是当今急需解决的问题。采用有机生态型无土栽培技术能提高蔬菜产量、改善品质，生产出“有机蔬菜”，同时带来巨大的经济效益和社会效益。该技术是指不用天然土壤，而使用基质，不用传统的营养液灌溉，而使用有机固态肥并直接用清水来浇灌作物的一种无土栽培技术[1]。传统的营养液无土栽培生产成本高，且对环境的污染问题难以解决。有机生态型无土栽培模式克服了营养液栽培的缺点，如肥料成本可降低60%~80%[2]，用玉米秸秆、菇渣代替草炭作为基质，进行樱桃番茄无土栽培每667 m2成本可降低1 500元，大大提高了产出/投入[3]。而且该技术能有效地利用废弃物，减少环保处理废弃物的压力，变废为宝。同时又适合我国国情，符合我国农业有机可持续发展的方向[4]。近年食用菌产业发展迅猛，各种菇渣急剧增加，但其利用率不到30%，菇渣与锯木屑成为我国大量的农业废料，因此，本试验重点研究了菇渣、锯木屑、珍珠岩3种基质不同配比对辣椒营养生长及叶片保护酶活性的影响，以期筛选出较佳的有机基质配比，为辣椒的有机生态型无土栽培提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在江汉大学生命科学学院进行，供试品种为亨椒3号。选择大小一致的辣椒种子，经5%次氯酸钠溶液进行10 min表面消毒后，用穴盘进行育苗。

1.2 试验处理

选用锯木屑、菇渣和珍珠岩作为有机基质，前两者经过高温腐熟后待用，后者用15%次氯酸钠溶液浸泡30 min后用清水冲洗干净待用。基质配比见表1，共6个处理，每处理重复3次。2008年3月15日播种，4月5日在加有机基质的塑料盆 （直径为28 cm，高度为20 cm）中进行定植。定植前10 d，用水浇透基质。每盆加入基质0.01 m3，同时加入100 g消毒鸡粪和5 g三元复合肥。

1.3 测定项目与方法

在植株5~6片叶时测定株高、茎粗、叶片叶绿素含量、SOD和POD活性。其中，叶绿素含量测定采用SPAD-502叶绿素仪 （日本产），SOD活性测定采用NBT光还原法[5]。POD和CAT活性测定分别采用愈创木酚比色法和H2O2紫外吸收法[6]。APX活性的测定参照陈建勋等[7]的方法。

2 结果与分析

2.1 不同有机基质配比对辣椒株高、茎粗的影响

由表1可知，生态型有机基质不同配比对辣椒株高及茎粗的影响存在明显不同。对株高而言，处理4的最大，处理3最小。通过方差分析可知，处理4和6之间没有显著差异，但与处理5之间差异显著，说明在促进辣椒生长上，锯木屑的体积含量为50%时，效果最好。但当锯木屑的含量增加到60%时，即处理2的叶片数反而下降，说明3种基质中锯木屑起着十分关键的作用，而且其用量必须合理。在茎粗影响上，也有类似的规律。因此，3种基质中，锯木屑的体积含量为50%时，能促进辣椒生长，增加茎粗，其中以 3种基质配比为 3∶5∶2时效果最佳。

表1 不同有机基质配比对辣椒株高、茎粗、叶片数和叶绿素含量的影响

2.2 不同有机基质配比对辣椒叶片数与叶绿素含量的影响

通过对辣椒的叶片数进行调查分析表明（表1），不同处理间有显著差异。处理3的叶片数最少，平均只有5.4片，而处理4的叶片数最多，达到6.7片。在锯木屑含量体积同为50%的处理4和6之间叶片数差异不显著，但当锯木屑的含量降低到40%时，叶片数显著下降，即处理4与处理1和5之间差异达到显著水平。而当锯木屑的含量增加到60%时，叶片数并没有增加，反而有下降的趋势。

叶绿素含量的多少与光合作用的强度直接相关。从表1可以看出，处理4的叶绿素含量最高，达到36.5，而处理3的最小，只有31.7，两者差异达到显著水平。与处理2相比，锯木屑含量增加到60%时，并没有提高叶绿素含量，反而使其急剧下降，且两者之间差异十分明显。

2.3 不同有机基质配比对辣椒叶片细胞保护酶活性的影响

通过对辣椒叶片的细胞保护酶活性测定结果可知（图1），4种细胞保护酶中SOD和APX活性的变化在各处理间变化比较明显，而POD和CAT活性则差异不大。其中，SOD和APX的变化趋势基本一致。都是处理4的酶活性最强，而处理3的酶活性最小。处理1和2均比较低，说明这2种酶对有机基质的不同配比比较敏感，因此，合理的有机基质配比，可以大大提高SOD和APX活性，对消除辣椒植株体内的活性氧及自由基离子，维持细胞内环境的稳定起着重要的作用。

3 小结与讨论

有机生态型无土栽培是20世纪90年代中期由我国首创的一项农业新技术，其创新之处在于它把有机农业导入无土栽培，突破了无土栽培必须使用营养液的传统观念，从而为无土栽培在我国的推广应用开辟了一条全新的途径[1]。有机生态型无土栽培中，基质的选择可以根据栽培作物的特性而定。本研究中，选用菇渣、锯木屑和珍珠岩作为栽培基质，其中锯木屑具有良好的保水性能和生理酸性，通气性适度，经过腐熟和自然分解可释放出如乌敏酸等营养物质[8]，这对喜欢弱酸性环境的辣椒苗来说是十分有益的。因此，3种基质的配比为3∶5∶2时，能促进辣椒的快速生长。

植物在正常生长尤其是在非生物胁迫条件下会产生活性氧（ROS），如 O2.-、OH.-和 H2O2，它是氧在生物机体内产生的有毒代谢产物。最近，已有研究证明ROS是对植物有高度活性和毒害的物质，能引起蛋白质、油脂、DNA和碳水化合物的破坏而导致细胞死亡[9～12]。 然而，抗氧化酶如 SOD、APX、POD和CAT能够消除活性氧自由基[13]。在有机生态型无土栽培过程中，不合理的基质配比，可能会造成对作物生长不利的逆境。本研究中不同有机生态型基质配比对辣椒叶片细胞保护酶活性影响存在差异（图1）。其中对SOD、APX活性的影响较大，而对POD、CAT活性的影响较小。这充分表明，前两者在辣椒的生长发育中对外界环境的响应更敏感。该结果与形态上的生长趋势是一致的，因此，细胞保护酶活性的增强，可以及时地清除体内产生的ROS，维持细胞膜结构的完整性和内环境的稳定，从而能显著促进辣椒的生长，增加株高和茎粗，促进叶片发育，提高叶绿素含量。

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