陳修斌 祖廷勛 楊彬 李翊華 許耀照

（河西學院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學院，甘肅 張掖 734000）

河西走廊指甘肅境內(nèi)黃河以西，東起烏鞘嶺，西至古玉門關，南、北介于兩山之間的狹長平地.該地帶自東至西分屬于武威、金昌、張掖、酒泉、嘉峪關等5 地市，該區(qū)南側為祁連山脈，東、東北和西面依次被騰格里沙漠、巴丹吉林沙漠和庫姆塔格三大沙漠包圍，境內(nèi)有沙漠面積7.54×104hm2，戈壁面積8.55×104hm2［1］，區(qū)域內(nèi)地勢平坦，土地肥沃，日照充足，水、土、光、熱資源豐富，發(fā)展以日光溫室為主體的設施農(nóng)業(yè)有得天獨厚的區(qū)位優(yōu)勢.近年來，河西走廊的五地市認真貫徹省政府“關于河西戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展的意見”［甘政辦發(fā)（2017）138號］，在戈壁、沙灘和荒漠區(qū)大力建造日光溫室，戈壁溫室蔬菜種植已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè).

葉綠素熒光參數(shù)能夠反映植物的內(nèi)部變化和植物的生長狀況，通過葉綠素熒光動力學可以在不損傷植物的情況下測試植物葉片的光合反應速率［2］，目前有關葉綠素熒光參數(shù)在植物學上應用研究方面，國內(nèi)學者許永安［3］研究了甜瓜葉綠素熒光參數(shù)在低溫脅迫條件下的變化規(guī)律；胡能兵等［4］通過設定不同高溫干旱脅迫條件，對5個辣椒種質(zhì)葉綠素熒光參數(shù)的變化進行研究；線國蘭等［5］研究番茄葉片葉綠素熒光參數(shù)的變化，得出了適合番茄無土栽培的最適宜基質(zhì).甘小虎、陳耀兵等［6-7］以花生糠、草炭與珍珠巖為主要原料，從不同基質(zhì)配比對辣椒形態(tài)及產(chǎn)量等性狀影響的變化方面進行了研究，得到了適合于本區(qū)辣椒無土栽培的最適宜基質(zhì)配方，而應用葉綠素熒光參數(shù)在辣椒無土栽培不同基質(zhì)配比的篩選方面缺少系統(tǒng)報道.本研究選擇在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中產(chǎn)生的玉米秸稈、菌渣等農(nóng)業(yè)廢棄物為主要原料，加入一定量的牛糞、珍珠巖、商品基質(zhì)等，組成不同種類的栽培基質(zhì)進行辣椒無土栽培，以期篩選出適合于本區(qū)溫室辣椒生產(chǎn)的最適宜無土栽培基質(zhì)，為辣椒實現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術支撐.

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2019年4～9月在張掖市甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司溫室內(nèi)進行.供試的基質(zhì)種類為草炭、玉米秸稈、菌渣、牛糞、珍珠巖，玉米秸稈粉碎成粒徑為2～3cm的片狀材料，然后按每1m3加入4kg的尾菜腐熟劑，在20～25℃的溫度條件下發(fā)酵4～5d；菌渣的種類選擇雞腿菇的下腳料，堆放在溫室內(nèi)，用塑料薄膜覆蓋發(fā)酵25～30d；以辣椒“博隴（37-94）”為指示品種，品種由瑞克斯旺種子種苗集團公司生產(chǎn).

1.2 試驗設計

試驗共設6個處理，分別為對照CK（草炭：珍珠巖：菌渣=4∶1∶1），處理A1（草炭：玉米秸稈：牛糞=2∶1∶0.5）、處理A2（草炭：菌渣：牛糞=2∶1∶0.5）、處理A3（草炭：玉米秸稈：菌渣：珍珠巖：牛糞=1∶2∶1∶0.5∶0.5）、處理A4（草炭：玉米秸稈：菌渣：牛糞=1∶1∶1∶0.5）、處理A5（草炭：玉米秸稈：菌渣：珍珠巖：牛糞=1∶2∶2∶1∶0.5）.將以上不同種類的基質(zhì)按照不同的體積比，混合均勻后裝入栽培槽內(nèi)；栽培槽的設置為南北方向與溫室走向重直，槽的寬度70cm，深度30cm，長8m，槽內(nèi)鋪設規(guī)格為0.08 毫米棚膜，槽間距40cm，每槽正中央安裝1 條滴灌帶，每槽為一個小區(qū).采用田間隨機區(qū)組試驗設計，不同處理分別種植1槽，重復3次.于4月10日將具有6 葉1 心的辣椒幼苗定植于栽培槽內(nèi)，株距45cm，行距60cm，每穴雙株定植，保苗數(shù)4800株/667m2.分別于辣椒結果初期、中期、末期，每667m2追施尿素20kg、硫酸鉀15kg；植株與環(huán)境管理同日光溫室常規(guī)管理.

1.3 測定項目

1.3.1 葉片熒光參數(shù)測定在辣椒結果前期（7月10日）、中期（8月10日）、末期（9月10日），于上午10：00～12：00，每個處理選擇同位的葉子，用英國Hansatech 公司的Handy PEA 植物效率分析儀測定經(jīng)過暗適應20min 以上的葉片初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）、可變熒光（Fv），并計算［8］PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)換效率（Fv/Fm），葉片PSⅡ活性Fv/Fo、其中，F(xiàn)v＝（Fm－Fo），F(xiàn)v/Fo=（Fm－Fo）/Fo，F(xiàn)v/Fm=（Fm－Fo）/Fm，每個處理隨機測定4株，3次重復，取其平均值.

1.3.2 形態(tài)指標與產(chǎn)量統(tǒng)計 形態(tài)指標于辣椒生長期（8月25日），每處理隨機選6株，用卷尺測定其株高、莖粗、開展度；產(chǎn)量統(tǒng)計是在每次收獲時，各處理按小區(qū)分別統(tǒng)計產(chǎn)量，最后折合成666m2產(chǎn)量.

1.3.3 果實品質(zhì)測定 在辣椒果實采收的末期（9月15日），隨機選取不同處理的18個果實，測定其可溶性糖、可溶性固形物、Vc、可溶性蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量；Vc采用鉬藍比色法，可溶性蛋白質(zhì)含量用紫外分光光度法，游離氨基酸含量用茚三酮法，可溶性糖含量用苯酚法，手持折光儀測定可溶性固形物含量［9］，重復3次，取其平均值.

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 9.50 和Excel 2003 軟件進行數(shù)據(jù)計算與分析，采用Duncan’s 法進行差異顯著性分析，顯著性水平設置為α=0.05.

2 結果與分析

2.1 不同處理對辣椒葉片F(xiàn)v/Fm和Fv/Fo的影響

Fv/Fm為PSⅡ的光化學效率，F(xiàn)v/Fo反映PSⅡ潛在活性［10］.從圖1可以看出，以處理A3的基質(zhì)配比，在辣椒結果前期、中期、末期的Fv/Fm 數(shù)值最高，分別為0.69、0.63、0.67，與處理CK 相比，分別高出17.31%、47.29%與54.98%，不同處理間呈現(xiàn)一定差異；Fv/Fo的變化與Fv/Fm相似，也以處理A3 在辣椒結果前期、中期、末期數(shù)值最高，分別為3.05、2.90、2.81，與處理CK 相比，分別高出61.41%、45.97%與16.98%，顯著高于其他處理；這表明由處理A3 組成的基質(zhì)配比，辣椒葉片保持較強的光化學效率，葉片潛在活性較強，其他處理由于營養(yǎng)配比失調(diào)，植株對養(yǎng)分與水分的吸收能力降低，其代謝能力較弱，從而導致Fv/Fm 和Fv/Fo 數(shù)值低于其他處理，這與前人的研究結果相一致［11］.

注：圖中不同小寫字母表示差異達5%顯著水平.Note：Different lowercase letters in the figure indicate that the difference reaches a significant level of 5%.

2.2 不同處理對辣椒生長與產(chǎn)量的影響

在辣椒生長期（8 月25 日），從不同處理對辣椒形態(tài)指標影響的數(shù)值測定來看（表1），以處理A3 的辣椒在株高、莖粗與開展度等性狀表現(xiàn)上，明顯高于其他處理，分別為96.53cm、1.65cm 和43.26cm，與對照（CK）相比，分別高出10.24%、25%、14.63%；而從不同處理對小區(qū)每次采收合計的產(chǎn)量及折667m2產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，也以處理A3為最高，分別為56.75kg/8.8m2與4365.21 kg/667m2，不同處理對辣椒產(chǎn)量大小的影響順序為A3＞A5＞CK＞A4＞A1＞A2，說明采用處理A3 的基質(zhì)配比，更利于辣椒形態(tài)構建與植株生長，辣椒保持較強的生長勢，從而導致產(chǎn)量的提高.

表1 不同處理對辣椒生長與產(chǎn)量影響Table 1 Effects of different treatments on pepper growth and yield

2.3 不同處理對辣椒果實品質(zhì)影響

從不同處理對辣椒果實采收在生長末期品質(zhì)指標的測定數(shù)據(jù)分析可以看出（表2），不同處理辣椒果實內(nèi)可溶性糖的含量以A3為最高，達到1.28 mg/g，與CK 相比高出11.30%；可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白及游離氨基酸的含量，以處理A3的基質(zhì)配比最高，分別為5.63%、87.35 mg/100g、19.63 ug/g.FW-1與131.25 mg/g.FW-1，與處理CK相比高出9.96%、10.93%、43.81%與7.02%，不同處理間的可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白及游離氨基酸含量的含量呈現(xiàn)顯著差異水平.究其原因主要可能由于不同基質(zhì)配比在營養(yǎng)成份組成上存在差異，導致辣椒對養(yǎng)分吸收不同，從而反映在不同處理品質(zhì)指標上的不同.

表2 不同處理對辣椒果實品質(zhì)影響Table 2 Effect of different treatments on pepper fruit quality

3 結論與討論

作物葉片葉綠素熒光參考的變化可以反映植物光合作用各過程的變化特點［12］，F(xiàn)v/Fm反映了暗適應下光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學效率，F(xiàn)v/Fo 反映PSⅡ潛在活性［13］.本試驗中采用處理A3 的基質(zhì)配比，辣椒在結果初期、中期和末期，其Fv/Fm值保持最高，說明本處理辣椒葉片保持最大的光化學效率，提高光合作用的原初光能轉(zhuǎn)換效率和電子傳輸活性，有利于葉片PS Ⅱ光反應的進行［14］，從而促進了葉片PSⅡ潛在活性的增強，因此本處理辣椒葉片F(xiàn)v/Fo的數(shù)值保持較高水平，其他基質(zhì)配比（CK、A1、A2、A4、A5）由于營養(yǎng)失衡，導致光合電子傳遞速率變慢，因此Fv/Fm和Fv/Fo值也表現(xiàn)出較低，這一研究與張輝等［15］人報道相同.處理A3的辣椒在株高、莖粗與開展度等數(shù)值上顯著高于其他處理，主要是由于辣椒葉片生理活性的提高，促進了植株生長，辣椒保持較強代謝能力，最終導致小區(qū)產(chǎn)量的增加；試驗中以處理A3的基質(zhì)配比，其辣椒果實的可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白及游離氨基酸含量的含量顯著高于其他處理，這主要是由于適宜的營養(yǎng)配比促進了辣椒對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，處理A3的營養(yǎng)配比有利于辣椒對各種養(yǎng)分的協(xié)同吸收，從而促進了營養(yǎng)物質(zhì)積累，提高了辣椒的營養(yǎng)品質(zhì)，這與趙金華等［16］的研究一致.

本試驗結果表明：采用處理A3 的基質(zhì)配比，辣椒葉片生理活性最高，植株保持較強的生長勢，果實的產(chǎn)量最高、品質(zhì)最優(yōu)，這一研究結論可為本區(qū)溫室辣椒無土栽培中實現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化生產(chǎn)提供技術支撐.