不同基质配比对温室辣椒叶片荧光参数及产量品质影响

陈修斌 祖廷勋 杨彬 李翊华 许耀照

（河西学院农业与生态工程学院，甘肃 张掖 734000）

河西走廊指甘肃境内黄河以西，东起乌鞘岭，西至古玉门关，南、北介于两山之间的狭长平地.该地带自东至西分属于武威、金昌、张掖、酒泉、嘉峪关等5 地市，该区南侧为祁连山脉，东、东北和西面依次被腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠和库姆塔格三大沙漠包围，境内有沙漠面积7.54×104hm2，戈壁面积8.55×104hm2［1］，区域内地势平坦，土地肥沃，日照充足，水、土、光、热资源丰富，发展以日光温室为主体的设施农业有得天独厚的区位优势.近年来，河西走廊的五地市认真贯彻省政府“关于河西戈壁农业发展的意见”［甘政办发（2017）138号］，在戈壁、沙滩和荒漠区大力建造日光温室，戈壁温室蔬菜种植已经成为农业增效、农民增收的支柱产业.

叶绿素荧光参数能够反映植物的内部变化和植物的生长状况，通过叶绿素荧光动力学可以在不损伤植物的情况下测试植物叶片的光合反应速率［2］，目前有关叶绿素荧光参数在植物学上应用研究方面，国内学者许永安［3］研究了甜瓜叶绿素荧光参数在低温胁迫条件下的变化规律；胡能兵等［4］通过设定不同高温干旱胁迫条件，对5个辣椒种质叶绿素荧光参数的变化进行研究；线国兰等［5］研究番茄叶片叶绿素荧光参数的变化，得出了适合番茄无土栽培的最适宜基质.甘小虎、陈耀兵等［6-7］以花生糠、草炭与珍珠岩为主要原料，从不同基质配比对辣椒形态及产量等性状影响的变化方面进行了研究，得到了适合于本区辣椒无土栽培的最适宜基质配方，而应用叶绿素荧光参数在辣椒无土栽培不同基质配比的筛选方面缺少系统报道.本研究选择在农业产业化发展过程中产生的玉米秸秆、菌渣等农业废弃物为主要原料，加入一定量的牛粪、珍珠岩、商品基质等，组成不同种类的栽培基质进行辣椒无土栽培，以期筛选出适合于本区温室辣椒生产的最适宜无土栽培基质，为辣椒实现高产优质化生产提供理论依据和技术支撑.

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2019年4～9月在张掖市甘州区党寨镇绿之源农业发展有限公司温室内进行.供试的基质种类为草炭、玉米秸秆、菌渣、牛粪、珍珠岩，玉米秸秆粉碎成粒径为2～3cm的片状材料，然后按每1m3加入4kg的尾菜腐熟剂，在20～25℃的温度条件下发酵4～5d；菌渣的种类选择鸡腿菇的下脚料，堆放在温室内，用塑料薄膜覆盖发酵25～30d；以辣椒“博陇（37-94）”为指示品种，品种由瑞克斯旺种子种苗集团公司生产.

1.2 试验设计

试验共设6个处理，分别为对照CK（草炭：珍珠岩：菌渣=4∶1∶1），处理A1（草炭：玉米秸秆：牛粪=2∶1∶0.5）、处理A2（草炭：菌渣：牛粪=2∶1∶0.5）、处理A3（草炭：玉米秸秆：菌渣：珍珠岩：牛粪=1∶2∶1∶0.5∶0.5）、处理A4（草炭：玉米秸秆：菌渣：牛粪=1∶1∶1∶0.5）、处理A5（草炭：玉米秸秆：菌渣：珍珠岩：牛粪=1∶2∶2∶1∶0.5）.将以上不同种类的基质按照不同的体积比，混合均匀后装入栽培槽内；栽培槽的设置为南北方向与温室走向重直，槽的宽度70cm，深度30cm，长8m，槽内铺设规格为0.08 毫米棚膜，槽间距40cm，每槽正中央安装1 条滴灌带，每槽为一个小区.采用田间随机区组试验设计，不同处理分别种植1槽，重复3次.于4月10日将具有6 叶1 心的辣椒幼苗定植于栽培槽内，株距45cm，行距60cm，每穴双株定植，保苗数4800株/667m2.分别于辣椒结果初期、中期、末期，每667m2追施尿素20kg、硫酸钾15kg；植株与环境管理同日光温室常规管理.

1.3 测定项目

1.3.1 叶片荧光参数测定在辣椒结果前期（7月10日）、中期（8月10日）、末期（9月10日），于上午10：00～12：00，每个处理选择同位的叶子，用英国Hansatech 公司的Handy PEA 植物效率分析仪测定经过暗适应20min 以上的叶片初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm）、可变荧光（Fv），并计算［8］PSⅡ原初光能转换效率（Fv/Fm），叶片PSⅡ活性Fv/Fo、其中，Fv＝（Fm－Fo），Fv/Fo=（Fm－Fo）/Fo，Fv/Fm=（Fm－Fo）/Fm，每个处理随机测定4株，3次重复，取其平均值.

1.3.2 形态指标与产量统计 形态指标于辣椒生长期（8月25日），每处理随机选6株，用卷尺测定其株高、茎粗、开展度；产量统计是在每次收获时，各处理按小区分别统计产量，最后折合成666m2产量.

1.3.3 果实品质测定 在辣椒果实采收的末期（9月15日），随机选取不同处理的18个果实，测定其可溶性糖、可溶性固形物、Vc、可溶性蛋白质和游离氨基酸含量；Vc采用钼蓝比色法，可溶性蛋白质含量用紫外分光光度法，游离氨基酸含量用茚三酮法，可溶性糖含量用苯酚法，手持折光仪测定可溶性固形物含量［9］，重复3次，取其平均值.

1.4 数据分析

采用DPS 9.50 和Excel 2003 软件进行数据计算与分析，采用Duncan’s 法进行差异显著性分析，显著性水平设置为α=0.05.

2 结果与分析

2.1 不同处理对辣椒叶片Fv/Fm和Fv/Fo的影响

Fv/Fm为PSⅡ的光化学效率，Fv/Fo反映PSⅡ潜在活性［10］.从图1可以看出，以处理A3的基质配比，在辣椒结果前期、中期、末期的Fv/Fm 数值最高，分别为0.69、0.63、0.67，与处理CK 相比，分别高出17.31%、47.29%与54.98%，不同处理间呈现一定差异；Fv/Fo的变化与Fv/Fm相似，也以处理A3 在辣椒结果前期、中期、末期数值最高，分别为3.05、2.90、2.81，与处理CK 相比，分别高出61.41%、45.97%与16.98%，显著高于其他处理；这表明由处理A3 组成的基质配比，辣椒叶片保持较强的光化学效率，叶片潜在活性较强，其他处理由于营养配比失调，植株对养分与水分的吸收能力降低，其代谢能力较弱，从而导致Fv/Fm 和Fv/Fo 数值低于其他处理，这与前人的研究结果相一致［11］.

注：图中不同小写字母表示差异达5%显著水平.Note：Different lowercase letters in the figure indicate that the difference reaches a significant level of 5%.

2.2 不同处理对辣椒生长与产量的影响

在辣椒生长期（8 月25 日），从不同处理对辣椒形态指标影响的数值测定来看（表1），以处理A3 的辣椒在株高、茎粗与开展度等性状表现上，明显高于其他处理，分别为96.53cm、1.65cm 和43.26cm，与对照（CK）相比，分别高出10.24%、25%、14.63%；而从不同处理对小区每次采收合计的产量及折667m2产量统计数据来看，也以处理A3为最高，分别为56.75kg/8.8m2与4365.21 kg/667m2，不同处理对辣椒产量大小的影响顺序为A3＞A5＞CK＞A4＞A1＞A2，说明采用处理A3 的基质配比，更利于辣椒形态构建与植株生长，辣椒保持较强的生长势，从而导致产量的提高.

表1 不同处理对辣椒生长与产量影响Table 1 Effects of different treatments on pepper growth and yield

2.3 不同处理对辣椒果实品质影响

从不同处理对辣椒果实采收在生长末期品质指标的测定数据分析可以看出（表2），不同处理辣椒果实内可溶性糖的含量以A3为最高，达到1.28 mg/g，与CK 相比高出11.30%；可溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白及游离氨基酸的含量，以处理A3的基质配比最高，分别为5.63%、87.35 mg/100g、19.63 ug/g.FW-1与131.25 mg/g.FW-1，与处理CK相比高出9.96%、10.93%、43.81%与7.02%，不同处理间的可溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白及游离氨基酸含量的含量呈现显著差异水平.究其原因主要可能由于不同基质配比在营养成份组成上存在差异，导致辣椒对养分吸收不同，从而反映在不同处理品质指标上的不同.

表2 不同处理对辣椒果实品质影响Table 2 Effect of different treatments on pepper fruit quality

3 结论与讨论

作物叶片叶绿素荧光参考的变化可以反映植物光合作用各过程的变化特点［12］，Fv/Fm反映了暗适应下光系统Ⅱ的最大光化学效率，Fv/Fo 反映PSⅡ潜在活性［13］.本试验中采用处理A3 的基质配比，辣椒在结果初期、中期和末期，其Fv/Fm值保持最高，说明本处理辣椒叶片保持最大的光化学效率，提高光合作用的原初光能转换效率和电子传输活性，有利于叶片PS Ⅱ光反应的进行［14］，从而促进了叶片PSⅡ潜在活性的增强，因此本处理辣椒叶片Fv/Fo的数值保持较高水平，其他基质配比（CK、A1、A2、A4、A5）由于营养失衡，导致光合电子传递速率变慢，因此Fv/Fm和Fv/Fo值也表现出较低，这一研究与张辉等［15］人报道相同.处理A3的辣椒在株高、茎粗与开展度等数值上显著高于其他处理，主要是由于辣椒叶片生理活性的提高，促进了植株生长，辣椒保持较强代谢能力，最终导致小区产量的增加；试验中以处理A3的基质配比，其辣椒果实的可溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白及游离氨基酸含量的含量显著高于其他处理，这主要是由于适宜的营养配比促进了辣椒对营养物质的吸收，处理A3的营养配比有利于辣椒对各种养分的协同吸收，从而促进了营养物质积累，提高了辣椒的营养品质，这与赵金华等［16］的研究一致.

本试验结果表明：采用处理A3 的基质配比，辣椒叶片生理活性最高，植株保持较强的生长势，果实的产量最高、品质最优，这一研究结论可为本区温室辣椒无土栽培中实现高产优质化生产提供技术支撑.