谢彦如,唐 丹,张 蒲,赵志信,董瑞芳,崔拥民,徐有章,桂瑞琪,叶丽红,李美辰,秦 勇
(1.新疆农业大学林学与园艺学院,乌鲁木齐 830052;2.新疆农业规划研究院,乌鲁木齐 830002;3.新疆沙田农业综合开发有限公司,新疆和田 848000)
1.1.1 辣椒品种
供试辣椒品种为航椒S605(北京神州绿鹏农业科技有限责任公司)。基质为椰糠(由新疆沙田农业综合开发有限公司提供)、沙子(取自当地沙漠)、商品有机肥(沧州兴业生物科技有限公司、新疆喀什撒百利农业科技有限公司生产,含有机质70%,蛋白质30%)。
1.1.2 育苗基质
育苗基质为椰糠∶商品有机肥∶沙子=20∶1∶1(体积比)。基质的理化性状:容重为0.25 g/cm3,总孔隙度为60.52%,通气孔隙为21.79%,持水孔隙为38.72%,气水比为1∶1.8,pH7.55,EC值1.57 mS/cm。全氮18.88 g/kg,水解性氮4 025.1 mg/kg,有效磷281.7 mg/kg,速效钾6 409 mg/kg,有机质1 154.9 g/kg。
1.1.3 育苗穴盘
辣椒育苗采用50孔(10×5孔)的塑料穴盘育苗(浙江台州农力穴盘厂)。
1.1.4 供试肥料
通过表2对比显示,双氧水脱硫在脱硫效率、项目投资上与氨法脱硫和半干法脱硫相当,双氧水法脱硫并制备硫酸铝的工艺在副产品价格、预防二次污染、设备维护上具有一定优势,特别在资源综合利用上可以处理电解铝生产过程产生的危险废物铝灰,变废为宝,生产具有较高经济价值的硫酸铝。
尿素(阿克苏华锦化肥有限责任公司生产,含N 46.4%);磷酸二氢钾(什邡市长丰化工有限公司生产,含P2O551.7%,含K2O 34%);硫酸钾(阿拉尔日月钾业有限公司生产,含K2O 51%)。
1.2.1 试验设计
采取随机区组设计,氮磷钾等量施肥参照李祥云等[6],梯度设置参照赵明等[8]略有改动,共设5个处理和1个对照。每个处理3次重复,每个重复种植1个穴盘。表1
表1 试验施肥处理设计Table 1 Experiment design for fertilization treatment
1.2.2 种子处理、播种及播种后管理
2019年2月3日,在新疆和田地区沙田农业综合有限公司的日光温室(长度60 m,跨度9 m,后墙高度5 m,脊高5.6 m,后坡长度1 m,棚内温度15~25℃,光照强度10 000~40 000 lx,湿度为24%~84%)中育苗,按照试验方案,分别将各处理需要加入的化肥溶解于定量水中,喷洒入定量的育苗基质中,充分拌匀,装入穴盘,压穴,使基质低于盘面0.5~1 cm。供试种子浸种消毒并催芽后,播于穴盘中,每穴1粒,再用各处理预留基质均匀盖种至与盘面齐平即可,浇透水,覆盖薄膜,摆放于育苗床上。定量浇灌清水,以保持基质湿润[6]。2月9日开始出苗,3月23日育苗结束(育苗总时长为42 d,不包括出苗时间)。
1.2.3 测定指标
1.2.3.1 幼苗生长
待幼苗生长至6叶1心时(出苗后第42 d),每个重复选取7株长势相近的幼苗做好标记,用直尺测量株高,幼苗叶片的最大叶长和最大叶宽,并计算出最大叶片面积,叶面积=叶长×叶宽[9]。用电子游标卡尺测量茎粗。用手持叶绿素测定仪测定幼苗第2片真叶叶绿素SPAD值,取其平均值[10]。测定完毕后,将每个重复标记好的7株幼苗,从穴盘中取出清洗干净根部,用直尺测量其主根长,用排水法测量根体积[11],用电子天平称量植株地上部分和地下部分鲜重后采集部分真叶,待后续指标测定。测完鲜重后将其在105℃条件下杀青15 min,在75℃恒温箱中烘干至恒重,称量地上部分和地下部分干重,根据所测项目数据计算出全株鲜重、全株干重、干鲜比、根冠比、G值以及壮苗指数[12]。
1.2.3.2 幼苗生理
育苗结束,测定幼苗各项生理指标,除根长根体积取根测定外,随机取长势基本一致的辣椒幼苗第3、 4片真叶测定,每个处理重复3次[5]。叶绿素含量采用乙醇比色法测定[13];可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[13];VC含量采用海联生物试剂盒测定;可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G-250染色法测定[13]。
1.2.4 隶属函数计算
隶属函数分析提供了一条在多指标测定基础上对化肥施用量配方进行综合评价的途径,避免了单一指标的片面性[14]。全株干重、干鲜比、根冠比、G值以及壮苗指数,综合评价肥料处理配方。
数据、图表处理在 Microsoft Excel2010中进行,用DPS v7.05软件对试验数据进行方差分析,采用 LSD 进行差异显著性比较。并使用隶属函数对生长及品质指标进行分析,隶属函数值计算方法:R(Xi)=(Xi-Xmin) / (Xmax-Xmin) 式中Xi为指标测定值,Xmax、Xmin为所有参试材料某一指标的最大值和最小值[14]。
研究表明,株高平均值最大的是处理3,为11.94 cm;最小的是处理4,为9.95 cm;CK为11.77 cm,各处理之间差异达到极显著(P<0.01)。茎粗平均值最大的是处理2,为2.36 mm;茎粗最小的是处理4,为1.97 mm;CK为2.17 mm;处理2、处理3、CK有显著性差异(P<0.05),处理2与处理4有极显著差异。叶面积最大是处理3,为7.55 cm2;叶面积最小的是处理4,为5.88 cm2;CK为7.26 cm2,仅次于处理3;处理2与CK差异不显著,其余各处理间差异达到极显著。根长最长的是处理3,平均值为12.63 cm;最短的是处理4,为10.00 cm;CK为12.53 cm;根体积最大的是处理5,为0.471 cm3;最小的是处理4,为0.329 cm3;CK为0.414 cm3。CK与处理3差异不显著,处理1与处理2有显著性差异,处理4与处理5差异达到极显著。表2
表2 不同化肥施用量下辣椒幼苗生长变化Table 2 Effects of different fertilizer application rates on growth of pepper seedlings
研究表明,辣椒幼苗地上部鲜重是处理3的值最大,为1.308 g;处理4的值最小,仅为0.902 g;各处理间达到极显著差异;地上部干重方面,最大是处理2,为0.139 g;最小是处理4,为0.083 g;处理1与CK差异不显著,其余各处理间差异达到极显著水平;地下部鲜重是处理5的值最大,为0.548 g;处理4的值最小,为0.331 g;各处理间差异达到极显著水平。地下部干重是处理2的值最大,为0.046 g;处理4的值最小,为0.026 g;处理3与处理5差异不显著,处理1与处理5有显著性差异,其余处理间差异达到极显著水平。全株鲜重最大的是处理3,为1.803 g;最小的是处理4,仅为1.233 g;各处理间差异达到极显著水平。干重方面,处理2的值最大,为0.185 g;处理4的值最小,为0.109 g;处理1与CK有显著性差异,其余处理间差异达到极显著水平。表3
表3 不同化肥施用量下辣椒幼苗干鲜重变化Table 3 Effects of different fertilizer application rates on dry and fresh weight of pepper seedlings
研究表明,干鲜比最大的是处理2,为10.42%;其次是CK,为9.94%;最小的是处理5,为8.65%。根冠比处理1的值最大,为0.337 8;而处理3的值最小,仅为0.292 1;CK为0.301 2。从G值处理3的值最大,为0.037 6;其次是处理5,为0.336 6;CK为0.029 7。壮苗指数处理2的值最大,为0.099 6;其次是处理3,为0.083 4;最小的是处理4,为0.055 6。表4
表4 不同化肥施用量下辣椒幼苗干鲜比、根冠比、G值、壮苗指数变化Table 4 Effects of different fertilizer applications rates on dry-fresh ratio、root-shoot ratio、G value and seedling index of pepper seedlings
研究表明,可溶性糖平均值最大的是处理1,为9.8%;平均值最小的是处理2,为6.2%;CK为6.8%;处理3与处理5、处理4与CK差异不显著。可溶性蛋白中,处理2的平均值最大,为22.1 mg/g;最小的是CK,为14.8 mg/g。处理3与处理4、处理4与处理5有显著性差异,处理1与处理5差异不显著。处理2与CK差异达到极显著水平。VC含量平均值最大的是处理3,为0.160 mg/g;最小的是处理1,为0.124 mg/g;CK为0.154 mg/g;各处理间达到极显著差异;叶绿素含量中,处理5的平均值最大,为1.86 mg/g;处理3的值最小,为1.33 mg/g;CK的叶绿素含量为1.48 mg/g;CK与处理2有显著性差异,其余处理间达到极显著水平。表5
表5 不同化肥施用量下辣椒幼苗叶片生理指标变化Table 5 Effects of different fertilizer applications rates on physiological indexes of pepper seedlings
研究表明,对影响辣椒幼苗品质和生长的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、VC含量、叶绿素含量、株高、茎粗、全株干重、全株鲜重、根冠比值、干鲜比、G值、壮苗指数这12个指标进行隶属函数分析,处理2的隶属函数平均值最大为0.78,明显优于其他处理,而处理4的隶属函数平均值最小只有0.22。表6
表6 不同化肥施用量下辣椒幼苗品质及生长指标隶属函数值的比较Table 6 Comparison of Subordinate Function Values of Quality and Growth Indexes of Pepper Seedlings with Different Fertilizer Application Rates
作为判断辣椒壮苗的指标,简单指标和复合指标各有其特点。简单指标中的干重、叶面积、茎粗等能稳定反映出幼苗的质量,可作为壮苗的基础性指标。但叶片数、茎粗等指标对环境条件变化敏感,可靠性不稳定,只能作为参考标准。复合指标与简单指标相比,则更能全面反映幼苗的素质[15-17]。而复合指标则用干鲜比、G值、壮苗指数以及根冠比来比较,试验中简单指标结合复合指标的综合分析,处理2(N∶P2O5∶K2O=200∶200∶200,(g/m3)在茎粗、干鲜比、壮苗指数等优于其他处理,处理2的辣椒幼苗质量高,这与赵明等[8]在甜(辣)椒育苗基质的优化施肥技术研究中评价优质壮苗的方法相似。
辣椒养分缺乏时,施肥可以改善辣椒品质,当施肥量超过最佳养分范围时,辣椒会降低品质,当过量偏施某一种养分时,辣椒的生理生长受到影响,因此,氮磷钾肥配合施用对辣椒正常生长发育至关重要[18]。叶绿素是重要的光合作用物质,叶绿素含量的多少在一定程度上可反映出幼苗的代谢水平和生长潜力[6]。适量施用氮肥能提高蔬菜中的VC的含量,但用量过高反而会降低其含量。试验中,可溶性糖在化肥施用量最少时含量最高;可溶性蛋白和VC含量呈现先上升后下降的趋势,这与唐恒朋[19]研究的VC含量变化一致。叶绿素含量在处理5(N∶P2O5∶K2O=500∶500∶500,g/m3)时最高,处理5(N∶P2O5∶K2O=500∶500∶500,单位:g/m3)的辣椒幼苗代谢水平可能最好。经过分析辣椒幼苗叶片的生理指标,可以发现处理2(N∶P2O5∶K2O=200∶200∶200,g/m3)的可溶性蛋白和VC含量高于其他处理,处理2的氮肥施用量比较合适。
在化肥施用量不同的条件下,辣椒苗的各个生长指标的最佳值未统一出现在1个处理中,有的处理生长状况好,但品质稍差。隶属函数平均值越高,该处理越优秀;平均值越低,该处理越不适用。试验中隶属函数平均值最高为处理2(0.78),最低为处理4(0.22),处理2的植株在多项指标综合后,其均值最高,该处理表现最为优秀,而处理4的植株在多项指标综合后,均值最低,该配方最不适用于辣椒穴盘苗的生长。
采用椰糠∶商品有机肥∶沙子=20∶1∶1(体积比)的基质配方进行辣椒育苗时,处理2(N∶P2O5∶K2O=200∶200∶200,g/m3)的辣椒幼苗在茎粗、干重、干鲜比等方面均优于其他处理,其壮苗指数最大为0.099 6,隶属函数平均值最大为0.78;而处理4(N∶P2O5∶K2O=400∶400∶400,g/m3)的辣椒幼苗在株高、茎粗、叶面积等方面均是最小值,其壮苗指数也是最小,为0.055 6,隶属函数平均值最小为0.22。 处理2(N∶P2O5∶K2O=200∶200∶200,g/m3)可以作为辣椒穴盘育苗时基质中的化肥施用量,有利于辣椒幼苗的生长。