木薯茎秆复合基质对辣椒生长和产量的影响

何时雨 马旭东 李伯松 覃新导 刘哲宇

（中国热带农业科学院广州实验站，广东 广州 510140）

木薯是世界3大薯类作物（木薯、马铃薯、甘薯）之一，在我国已有200年的栽培历史[1]，具有高产、高淀粉含量的特性，被誉为“淀粉之王”[2]；同时也是热带地区最重要的块根能源作物，热能生产量仅次于水稻、甘蔗和玉米，是世界上6亿人的主要食物来源，也是我国重要的饲料和工业原料作物[3]。据统计，2013年中国木薯种植面积达28.57万hm2，总产量459.95 万 t[4]。

木薯茎秆是木薯生产过程中的伴生物，产量几乎与木薯产量相当，资源丰富。但木薯茎秆目前仍尚无成熟的利用技术，除10%～15%的茎秆被保存下来留作种茎外，剩余部分多被丢弃或晒干后用作燃料，利用率较低，这不仅造成资源的浪费，还破坏了生态环境。国内对木薯茎秆的资源化利用研究开展较晚，研究内容主要包括粉碎还田、栽培食用菌、育苗基质等方面[5]，但多处于初步研究阶段，尚未形成比较成熟的工业化利用模式。

近年来，无土栽培技术在我国花卉、蔬菜等产业中的应用进一步深入，栽培基质研究也日益深化。无土栽培基质的原料包括有机基质材料和无机基质材料，随着国家对环境污染问题的重视以及人们对优质农产品需求的不断增加，蔬菜产品的有机基质栽培成为近期研究和应用的热点。据悉，目前世界上90%以上的商业性无土栽培采用基质栽培方式[6]。国外的园艺栽培基质研究发展较快，其中最为典型的是荷兰，据报道，目前荷兰基质栽培技术的应用比例已经高达80%以上[7]，相比较之下，我国的园艺栽培技术研究起步时间较晚，且技术相对不够成熟。

农作物秸秆、各种农产品的副产物，可二次利用的废弃有机物，以及各种木材的锯末、刨花、树皮等均可作为有机基质原料用以配制无土栽培基质。木薯茎秆质轻，粉碎后疏松、孔隙度大，且营养元素相对丰富，完全具备作为有机栽培基质的潜力[8-9]。进一步研究木薯茎秆基质化利用，既可减少有机废弃物对生态环境的不利影响，又能显著降低园艺作物育苗及栽培所需栽培基质的成本，对我国农业生态循环的健康发展具有一定的积极作用。本试验以辣椒为评价作物，研究经发酵腐熟后的木薯茎秆与椰糠的最佳复配比例，以期为木薯茎秆基质在辣椒等作物无土栽培上的应用提供参考。

1 材料与方法

图1 不同复合基质配方下辣椒各时期生长高度

图2 不同复合基质配方下辣椒植株总生长高度

图3 不同复合基质配方下辣椒各时期叶片数量

图4 不同复合基质配方下辣椒各时期顶部分支数量

1.1 试验材料及方法

供试辣椒品种为华诺改良圣峰尖椒王188，采用60孔穴盘育苗，育苗时间为2017年10月4日。所需发酵腐熟木薯茎秆取自本课题组发酵池（发酵前的木薯茎秆来源于本课题组广州花都试验基地，自然干燥后机器粉碎）。椰糠、肥料、无纺布袋等均购于广州大田农业有限公司。

本研究开展时间为2017年10月～2018年5月。根据发酵木薯茎秆与椰糠的体积比设置6个处理，每个处理3个重复，6袋（30cm×35cm无纺布袋，直径×高）为1个重复，每袋均加入150 g腐熟鸡粪和30 g复合肥（雅冉15-15-15，45%）与基质混匀作为底肥。待苗长至约8cm高时，挑选大小一致，营养状况良好的辣椒苗移栽到各处理基质中。移栽成活后，根据辣椒生长情况定期浇水、施肥，喷药，保证辣椒植株健康生长。以后每隔约14d统计1次株高，叶片数量，分叉数量；开始开花时根据各处理生长情况适时统计开花数及成果数指标。

1.2 数据分析

试验数据以实测值计，试验结果用SPSS17.0软件Duncan多重比较法进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同配比木薯茎秆复合基质对辣椒生长量的影响

辣椒在不同时间段生长速度不同，不同配比的发酵木薯茎秆复合基质与全椰糠基质对辣椒植株生长的影响差别较大。前5个生长时段，除第1个时段60%木薯茎秆配比生长最快外，其它4个时段均是全椰糠基质的辣椒生长最快；在最后1个时间段，80%，100%，40%木薯茎秆配比基质的辣椒植株生长量大幅超过了全椰糠基质（图 1）。

比较辣椒移栽后在各配比复合基质上的总生长高度发现（图2），加入木薯茎秆的各基质配方的辣椒总生长高度均一定程度的低于全椰糠配方，但仅80%木薯茎秆复合基质配方显著矮于全椰糠配方，其它处理间则差异不显著。

2.2 不同配比木薯茎秆复合基质对辣椒抽生叶片数量、顶部分支的影响

由图3可以看出，前5个时间段，60%、100%木薯茎秆复合基质栽培的辣椒叶片数量均多于全椰糠基质，且60%木薯茎秆复合基质与全椰糠在前4个时间段的叶片数量指标差异显著（60%木薯茎秆复合基质，全椰糠前 4个时间段叶片数分别为：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）。

由图4可以看出，60%木薯茎秆复合基质栽培辣椒在各生长阶段其顶部分支能力显著好于其它处理。

2.3 不同配比木薯茎秆复合基质对辣椒开花、结果的影响

由表1可以看出，各处理间第1朵花开放时间均无显著差异，但第1个果结果时间却差异显著。60%木薯茎秆复合基质配方结果最早，其次是40%木薯茎秆复合基质配方，全椰糠基质配方与其它处理均无显著差异。第1次统计果重表明，40%木薯茎秆复合基质配方的单果重显著高于除20%配方以外的其它添加木薯茎秆的配方，但与全椰糠基质配方差异不显著；第2次、第3次统计果重表明，40%木薯茎秆复合基质配方的单果重略高于其它处理，但仅在第3次统计时与60%木薯茎秆复合基质配方达到差异显著水平。

表1 不同复合基质配方下辣椒第一朵花开花、结果时间及各时期单果重

表2 不同复合基质配方下辣椒各时期开花数量

表3 不同复合基质配方下辣椒各时期结果数量

由表2、表3可以看出，除2018.1.02和2018.1.26这2个时间段外，60%木薯茎秆复合基质配方的辣椒开花数量则显著高于其它处理；60%木薯茎秆复合基质配方结果数量优势则更为显著。

3 讨论和结论

栽培基质被广泛应用于花卉、蔬菜等植物种苗生产及无土栽培领域。农作物秸秆中含有大量的有机质及部分大量、微量元素，是重要的有机肥源之一[10]。木薯茎秆和木薯渣是木薯生产、加工过程中的主要废弃物，目前循环利用程度较低，不仅浪费资源还对环境造成了一定程度的破坏。腐熟的木薯茎秆密度适中、养分较为丰富，可作为育苗基质[6]。本试验结果表明，木薯茎秆腐熟后与椰糠按一定比例复配可作为无土栽培基质，其最佳配比为40%和60%2个处理。相比全椰糠基质配方，60%木薯茎秆复合基质配方栽培的辣椒植株略为矮化，前期叶片数量增长快，分支、开花、结果数量也显著提高，而40%木薯茎秆复合基质配方与对照全椰糠相比单果重显著增加。李红雨[11]等研究表明，木薯茎秆粉碎还田可有效降低土壤容重，增加土壤孔隙度，增加土壤有机质含量，明显改善土壤物理性状，增加土壤碱解氮、速效钾等速效养分含量；使用适量的木薯杆粉碎还田还可提高木薯的产量。李光义[6-9]等也对木薯茎秆堆肥基质化处理的最佳发酵工艺及不同处理腐熟后的品质进行了评价，研究结果表明，基质腐熟后的各项理化指标基本达到栽培基质的要求。这可能也是本研究中40%及60%木薯茎秆复合基质配方相比对照全椰糠基质栽培辣椒各项指标均有所增加的原因。

随着城市附近优质耕地被各种住宅、工厂、基建工程等占用的情况不断增加及土壤污染程度的加重，无土栽培技术具备省工省力、节水节肥、对外界环境依赖程度低、避免土壤连作障碍等诸多优点而深受人们欢迎。草炭、椰糠是常用的无土栽培基质，但草炭为不可再生资源，过度开采会影响湿地保护，分布也不均匀，受地域等因素的限制较大；椰糠虽为可再生资源，但国内产量有限，进口较多；国产草炭和椰糠都面临供不应求的局面，木薯茎秆等副产物的基质化利用研究就显得尤为重要。复合基质在温度、水、气、肥的协调方面要比单一基质强很多，在实际应用中也较多[12]。复合基质中各基质的不同配比对植物的生长发育、品质和产量会产生不同的影响，因此在使用前需要探索合适的配比。本研究对发酵木薯茎秆在辣椒无土栽培生产上的利用进行了评价，筛选出了较为理想的木薯茎秆、椰糠复合基质配方，既解决了木薯茎秆利用率低、污染环境的问题，又为无土栽培基质提供了新的原料，具有显著的经济效益和生态效益。