硅藻土基質(zhì)配方對(duì)盆栽觀賞辣椒生長(zhǎng)的影響

1、硅藻土基質(zhì)配方對(duì)盆栽觀賞辣椒生長(zhǎng)的影響摘要:研究了五彩椒在硅藻土、草炭、蛭石、珍珠巖4種組分按不同比例配成的5種混合基質(zhì)下的生長(zhǎng)差異,試驗(yàn)采用了一種自制的自動(dòng)連續(xù)精確控水盆栽裝置,并為所有處理設(shè)置了相同的供水吸力,用于分析5種不同基質(zhì)的吸水能力。結(jié)果表明:硅藻土是一種優(yōu)良的基質(zhì)添加成分,其吸水、保水性能均優(yōu)于蛭石和珍珠巖;試驗(yàn)同時(shí)得出:50%草炭+25%蛭石+25%硅藻土、40%草炭+20%蛭石+20%珍珠巖+20%硅藻土2種基質(zhì)配方比其它基質(zhì)配方更理想,相對(duì)于其它3種基質(zhì)配方,這2種配方基質(zhì)理化性質(zhì)更好,吸水、保水、保肥能力都強(qiáng)于其它基質(zhì)量配方,栽培下的五彩椒生理指標(biāo)和形態(tài)指標(biāo)更優(yōu),值得進(jìn)一

2、步研究與推廣。近年來,我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展迅猛,設(shè)施園藝面積已突破250萬hm2(2007年)1,約占世界設(shè)施園藝總面積的85%,總面積居世界第一;在設(shè)施園藝研究領(lǐng)域中我國(guó)也取得了很大的進(jìn)展不僅試驗(yàn)研究出比較適合我國(guó)氣候條件與國(guó)情的園藝設(shè)施,而且在保護(hù)地栽培、節(jié)水灌溉機(jī)械化育苗以及蔬菜花卉無土栽培等方面也取得了很大成就,但設(shè)施栽培中的無土栽培介質(zhì)水分管理還缺乏科學(xué)的量化指標(biāo),作為無土栽培的基礎(chǔ),栽培基質(zhì)是決定植物根系生長(zhǎng)環(huán)境的主要因素,因此尋找一種理化性質(zhì)更優(yōu)良的栽培基質(zhì)是發(fā)展設(shè)施栽培的關(guān)鍵所在2-3。硅藻能作為蔬菜及園藝無土栽培基質(zhì)的用途已引起人們的重視,目前在澳大利亞和美國(guó)已經(jīng)有園藝工作者將硅

3、藻土粉與硅藻土顆粒作為栽培基質(zhì)種植花卉和蔬菜4,并已取得很好的效果。硅藻土是一種硅藻和其它微生物生物化學(xué)沉積成的硅質(zhì)沉積巖化石,其細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水滲透性強(qiáng)和pH近中性的特點(diǎn),使它具備為植物生長(zhǎng)提供一個(gè)完美的生長(zhǎng)環(huán)境的能力5-6。試驗(yàn)使用不同比例的硅藻土、草炭、蛭石與珍珠巖混合成不同的基質(zhì)配方,采用一種自制的負(fù)水頭精確控水盆栽裝置7-8,種植觀賞彩椒9,比較含硅藻土配方基質(zhì)與常規(guī)配方基質(zhì)的理化性質(zhì)及其對(duì)觀賞辣椒生長(zhǎng)的影響,以期提出一種更優(yōu)于常規(guī)基質(zhì)的新配方基質(zhì)。1、 材料與方法1.1供試材料吉林產(chǎn)工業(yè)純硅藻土(SiO2含量85%,容重0.401g/cm3,總孔隙度80.2%,粒徑00

4、.1 mm),草炭(容重0.253 g/cm3,總孔隙度87.7%,粒徑05 mm),蛭石(容重0.168 g/cm3,總孔隙度86.11%,粒徑02 mm),珍珠巖(容重0.122 g/cm3,總孔隙度92.3%,粒徑24 mm),觀賞辣椒品種為“五彩椒”。1.2試驗(yàn)處理試驗(yàn)于2006年12月5日至2007年4月20日在北京市農(nóng)林科學(xué)院日光溫室內(nèi)進(jìn)行,試驗(yàn)設(shè)5個(gè)不同基質(zhì)配方處理,分別為S1、S2、S3、S4、S5,每處理3個(gè)重復(fù),基質(zhì)配比見表1.1.3試驗(yàn)方法試驗(yàn)采用一種自制的負(fù)水頭精確供水盆栽裝置種植五彩椒,將栽培基質(zhì)按表1比例混勻后填入高為30 cm、直徑為32 cm的圓柱體盆栽裝置中,

5、填入基質(zhì)高度為25 cm,每盆種植一株五彩椒,將供水吸力設(shè)置為60hpa。營(yíng)養(yǎng)液采用霍格蘭配方(Hoagland和Arnon,1938)10,每株每10 d澆100 mL。1.4測(cè)定項(xiàng)目基質(zhì)含水率采用烘干法;容重、孔隙度、pH、EC采用栽培基質(zhì)常用理化性質(zhì)一條龍測(cè)定法,其中pH值使用上海大譜儀器廠生產(chǎn)的PHB-5式pH計(jì)測(cè)定;電導(dǎo)率(EC)用上海電磁儀器廠生產(chǎn)的DDS-11電導(dǎo)儀測(cè)定11;選擇不同日期用直尺測(cè)定五彩椒株高與開展度;莖粗、葉片數(shù)、花果數(shù)均為收獲時(shí)測(cè)定,其中莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)定;單果重為最大值、總產(chǎn)量為4月20日之前累計(jì)產(chǎn)量。2負(fù)水頭精確控水盆栽裝置工作原理圖1所示為自制精確控水盆栽

6、裝置原理圖,盆栽裝置由儲(chǔ)水容器、吸水管、控壓管、集氣管和陶瓷盤構(gòu)成,可以將供水吸力控制在0400 hPa的范圍內(nèi)(hPa為百帕斯卡,即102Pa)。關(guān)閉集氣筒下的閥門,打開上閥門,向集氣筒中注滿水;關(guān)閉上閥門,打開集氣筒下的閥門,集氣筒中的水開始流入陶瓷盤(特殊材料制成,透水不透氣),土壤開始向陶瓷盤吸水,陶瓷盤內(nèi)的壓力變小,進(jìn)而集氣管的壓力減小導(dǎo)致控壓管水位下降壓強(qiáng)減小,大氣壓就會(huì)把儲(chǔ)水容器中的水壓入。此時(shí)的負(fù)壓即相當(dāng)于控壓管進(jìn)水口與儲(chǔ)水容器水面的高度差h厘米水柱的壓力,1 cm水柱產(chǎn)生的壓力為1 hPa,為了控制不同的供水量,可以將控壓管提升或者降低一個(gè)高度h,負(fù)壓值就變?yōu)閔+h,而土壤(

7、基質(zhì))含水量隨著供水負(fù)壓值的變化而變化12。圖1精確控水盆栽裝置原理圖3結(jié)果與分析3.1不同基質(zhì)配方的理化性質(zhì)分析基質(zhì)容重小,疏松、透氣性好,但不易固定根系;容量過大,則基質(zhì)過于緊實(shí),透氣透水性差,不利于作物生長(zhǎng)13,由表2可知,試驗(yàn)中5種基質(zhì)容重均在0.20.8 g/cm3之間,添加硅藻土成分的S2、S4、S5配方基質(zhì)容重均大于未添加硅藻土成分的基質(zhì)配方S1、S3,其更接近基質(zhì)的最佳容重值0.5 g/cm314?；|(zhì)的孔隙度是衡量基質(zhì)的吸水和透氣能力的重要指標(biāo),總孔隙度大的基質(zhì)較輕,基質(zhì)疏松,有利于作物根系生長(zhǎng),但對(duì)于作物根系的固定作用的效果較差,易倒伏。最理想的孔隙度范圍在60%90%之間

8、15,試驗(yàn)中全部配方基質(zhì)的孔隙度都在理想范圍之內(nèi),之間差異并不顯著;大小孔隙比能夠反映出基質(zhì)中氣、水之間的狀況,是衡量基質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo),與總孔隙度合在一起可全面地表明基質(zhì)中氣和水的狀態(tài),一般而言,大小孔隙比在0.250.5范圍內(nèi)為宜,這時(shí)基質(zhì)持水量大,通氣性又良好,作物都能良好地生長(zhǎng),處理S2、S4、S5都處于適宜范圍之類,其中以S4的大小孔隙比最小;EC值是基質(zhì)水溶液的離子總濃度的指標(biāo)。不同作物所適應(yīng)的EC值不同,理想基質(zhì)EC值應(yīng)小于2.5 ms/cm16。EC值過低,作物吸收礦質(zhì)不足,難以正常生長(zhǎng),而EC值過高則會(huì)因礦質(zhì)離子濃度過高,造成鹽害,根系失水出現(xiàn)燒根,作物無法正常生長(zhǎng)。試驗(yàn)的5

9、種基質(zhì)EC均低于2.5 ms/cm。其中S4、S5處理均大于其它處理,礦質(zhì)濃度高,更適合作物的生長(zhǎng)?；|(zhì)的pH值是一個(gè)很重要的參數(shù),它不僅影響到鹽類的溶解度,同時(shí)影響植物原生質(zhì)膜對(duì)礦質(zhì)鹽類的透過性,即影響到根系對(duì)礦質(zhì)鹽類的吸收14。表2中各基質(zhì)pH值均略呈酸性,其中S3、S4、S5處理pH接近于中性,適合種植大部分作物。3.2負(fù)壓60 hpa供水下各配方基質(zhì)含水率的變化試驗(yàn)采用一種自制的負(fù)水頭精確控水盆栽裝置,設(shè)置了相同的供水吸力值,根據(jù)相同供水吸力的基質(zhì)含水值就可以得出不同基質(zhì)的吸水與保水能力,從圖2可以看出,在相同的供水吸力60 hpa下,S2、S4、S5處理最大含水率分別為152.22%

10、、178.22%、173.38%,與S1、S3的124.53%、135.85%差異極顯著。說明添加硅藻土成分的基質(zhì)配方吸水與保水能力明顯大于其它基質(zhì)配方,其中S4基質(zhì)配方保水能力最強(qiáng),其次是S5配方,說明這2種基質(zhì)配方比其它3種基質(zhì)配方具有更強(qiáng)的吸水與保水能力。3.3不同基質(zhì)配方對(duì)五彩椒株高和開展度增長(zhǎng)的影響從圖3可以看出,五彩椒在不同的基質(zhì)配比的株高有一定的差異,尤其在五彩椒進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)階段(2007年1月28日后,株高達(dá)到28 cm左右)表現(xiàn)更為明顯,其中植株在S5和S4基質(zhì)配方上的生長(zhǎng)潛力最大,最大高度分別達(dá)到62.78 cm和58.90 cm,均高于S1、S2、S3的46.66、51.

11、90、49.05 cm。其中S4、S5基質(zhì)中的植株平均日增長(zhǎng)量分別為0.50、0.46 cm,均高于其它3個(gè)基質(zhì)配方,說明S5基質(zhì)配方栽培植株株高增長(zhǎng)潛力最大,其次是S4基質(zhì)配方。從圖4可以看出,5種基質(zhì)配方中,S4、S5基質(zhì)配方種植的彩椒開展度都明顯大于S1、S2、S3基質(zhì)配方,其中S4基質(zhì)配方在收獲期的開展度達(dá)到86.78 cm,與S5的78.35 cm差異顯著,與S1、S2、S3基質(zhì)配方下的彩椒開展度差異極顯著。觀賞花卉一般要求合適的株高和較大的開展度17,結(jié)合各基質(zhì)配方的株高和開展度值,可以得出S4處理栽培的五彩椒比其他基質(zhì)配方具有更好的形態(tài)結(jié)構(gòu),其次是S5基質(zhì)配方。3.4不同基質(zhì)配方

12、對(duì)五彩椒葉片數(shù)、總花果數(shù)、莖粗及單果重的影響表3中五彩椒的各生理指標(biāo)均為4月20日的測(cè)量值,單果重為最大單果重。通過表3可以看出S4、S5處理的葉片數(shù)和總花果數(shù)較多,與S3處理差異顯著,與S1、S2處理極顯著,S4、S5基質(zhì)配方種植的五彩椒更具有觀賞價(jià)值,產(chǎn)量潛力更高。在莖粗和最大單果重方面,S4、S5處理之間差異不顯著,但兩者與S1、S2、S3處理之間差異極顯著,其中用硅藻土代替的蛭石成分的S2處理各指標(biāo)值都要優(yōu)于含蛭石成分的S1處理,用硅藻土代替珍珠巖成分的S4處理各指標(biāo)值要優(yōu)于含珍珠巖成分的S3處理。說明硅藻土成分的添加會(huì)明顯優(yōu)化栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)。3.5不同基質(zhì)配方對(duì)五彩椒干物質(zhì)積累的

13、影響通過表4可以看出S4、S5處理基質(zhì)配方在地上干物質(zhì)積累和地下干物質(zhì)積累量都明顯大于其它3種處理,合適的根冠比代表植物生長(zhǎng)比較勻稱,對(duì)于花卉來說,合適的根冠比代表植株既能滿足地上部生長(zhǎng)觀賞的需要,又能保持比較發(fā)達(dá)的根系滿足吸水吸肥的需要18,從表4可以看出S5處理鮮根冠比要大于S4處理,兩者之間差異顯著,但兩者根冠比都大于其它3種處理。結(jié)合表3中的五彩椒各生理指標(biāo)可以得出,S4、S5兩處理基質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)具有更好的保水保肥能力和較好的通氣性,更有利于植株養(yǎng)分的積累,同時(shí)也說明添加硅藻土成分更有利于基質(zhì)的保水、保肥。表4不同基質(zhì)配方對(duì)五彩椒干物質(zhì)積累的影響、3.6不同基質(zhì)配方對(duì)五彩椒產(chǎn)量的影響圖

14、5為2006年12月5日至2007年4月20日之間五彩椒果實(shí)的累積產(chǎn)量,可以看出,5種基質(zhì)配方處理中S4處理的產(chǎn)量最高為143.547 g,其次為S5處理138.253 g,2處理的產(chǎn)量都大于其它3種處理的產(chǎn)量值,差異極顯著。結(jié)合表4可知S3處理植株的物質(zhì)積累量和產(chǎn)量值要大于含硅藻土成分的S2處理,這可能是由于硅藻土顆粒太細(xì),泥炭與硅藻土混合后基質(zhì)孔隙度要低于加入蛭石和珍珠巖成分的基質(zhì)配方,雖然吸水保水能力強(qiáng),但基質(zhì)不易透氣,抑制了植株根系的呼吸,植株某些生理指標(biāo)值也就變小19,這在與S4、S5處理比較中可以體現(xiàn),S4、S5處理吸水、保水能力都很好、孔隙度也很合適,植株在各生理指標(biāo)上就明顯優(yōu)于

15、其它處理。4結(jié)論與討論試驗(yàn)用硅藻土基質(zhì)和常用基質(zhì)蛭石、珍珠巖與泥炭配成不同比例的基質(zhì)做栽培比較試驗(yàn),采用負(fù)水頭精確控水盆栽裝置,試驗(yàn)結(jié)果證明,在相同的供水吸力和其它環(huán)境因子相同的條件下,處理S2(草炭+硅藻土)、處理S4(草炭+蛭石+硅藻土)基質(zhì)吸水與保水性能、五彩椒各生理、形態(tài)指標(biāo)均分別優(yōu)于S1(草炭+蛭石)、S3(草炭+蛭石+珍珠巖),S4處理與S5(草炭+蛭石+珍珠巖+硅藻土)兩者理化性質(zhì)與種植的五彩椒各生理指標(biāo)差異都不顯著。綜合不同基質(zhì)配方的理化性質(zhì)和栽培五彩椒的各生理指標(biāo)值可以得出,硅藻土可能是一種很好的栽培花卉,蔬菜的基質(zhì),其高吸水的性能為植株生長(zhǎng)提供了橫向流動(dòng)的水分和養(yǎng)分,促進(jìn)毛

16、細(xì)作用,加上其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和無毒、無污染的物理特性21,能作為一種新型的基質(zhì)配方成分,其能否單獨(dú)作為一種栽培基質(zhì)和提高硅藻土顆粒的大小,能否更好地為植株提供生長(zhǎng)環(huán)境,有待于進(jìn)一步的試驗(yàn)。試驗(yàn)另一個(gè)結(jié)論就是得出2種更好的栽培配方基質(zhì),S4(草炭蛭石硅藻土=211)和S5(草炭蛭石硅藻土珍珠巖=2111),比較前人的基質(zhì)配方研究13,19,21,這2種基質(zhì)配方栽培五彩椒的觀賞效果好、經(jīng)濟(jì)效益高。參考文獻(xiàn)1宗錦耀.深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,大力促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)又好又快發(fā)展J.農(nóng)機(jī)市場(chǎng),2007,12:4-6.2張紅萍,張法瑞.中國(guó)設(shè)施園藝的歷史回顧與思考J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2004,20(6):291-2

17、95.3Jiang W J, Liu W, Yu H J, et al. Development of Soilless Culture inMainland China J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2001,17(1):10-15.4Wang Y T, Blanchard M, Lopez R, et al.Greenhouse GrowerJ.Willoughby,2005,23(9):70.5Croosley P. Industrial MineralsJ.2000,390(3):119.6楊宇翔.國(guó)產(chǎn)硅藻土結(jié)構(gòu)的研究J.化學(xué)學(xué)報(bào),1996,54:57-64.7薛緒掌,趙春江.串聯(lián)式負(fù)水頭供水盆

18、栽試驗(yàn)裝置P.中國(guó)專利:200510123976.9, 2006-07-12.8薛緒掌,張仁鐸.用盤式負(fù)壓入滲儀數(shù)據(jù)計(jì)算土壤導(dǎo)水參數(shù)J.水利學(xué)報(bào), 2001(10):13-19.9陳靈芝,王蘭蘭,程鴻.觀賞辣椒的類型及栽培技術(shù)J.甘肅農(nóng)業(yè)科技,2003(9):25-26.10安娜,須暉木.霧培番茄不同營(yíng)養(yǎng)液配方的生產(chǎn)效果比較J.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,37(3):495-497.11荊延德,張志國(guó).栽培基質(zhì)常用理化性質(zhì)“一條龍”測(cè)定法J.北方園藝,2002(3):18-19.12萬克江,薛緒掌,王志敏,等.供水吸力對(duì)黃瓜若干生理指標(biāo)的影響J.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2005,23(6):98-1

19、02.13郁書君,李貞植,俞奉植.杜鵑無土栽培基質(zhì)配方的研究J .園藝學(xué)報(bào),2004,31(2):210-211.14程智慧,周艷麗,孟煥文.番茄有機(jī)基質(zhì)理化特性和栽培效益分析J.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2005,21(7):266-269.15俞繼英,周芳勇,林建軍.仙客來栽培基質(zhì)配方的研究J.林業(yè)科技開發(fā),2005,4(19):53-55.16李謙盛,郭世榮,李式軍.基質(zhì)EC值與作物生長(zhǎng)的關(guān)系及其測(cè)定方法比較J.中國(guó)蔬菜,2004(1):70-71.17何家驊,雷海清.幾種盆栽觀賞蔬菜試種初報(bào)J.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2006(5):506-508.18楊貴羽,羅遠(yuǎn)培,李保國(guó).苗期土壤含水率變化對(duì)冬小麥根、

20、冠生物量累積動(dòng)態(tài)的影響J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2004,20(2):83-87.19王國(guó)良,宗良綱,李曉征.不同無土基質(zhì)對(duì)微型盆栽月季生長(zhǎng)發(fā)育的影響J.園藝學(xué)報(bào),2003,30(5):618-620.20姜洪義,王一萍,萬維新.沸石、硅藻土孔結(jié)構(gòu)及調(diào)濕性能的研究J.硅酸鹽通報(bào),2006,25(6):30-33.21楊莉,孫保平,趙方瑩,等.不同輕基質(zhì)配方對(duì)邊坡綠化植物-藤本月季生長(zhǎng)指標(biāo)的影響研究J.水土保持研究,2006,13(6):165-167.Influences of Diatomite Medium Proportion on Vegetative Growth of PotCapsicu

21、mannuumLI Shao1,2, XUE Xu-zhang1, GUO Wen-shan2, LI Xia1,ZHAO Bao-ping1,CHEN Fei1(1.National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture, Beijing 100097,China;2.Jiangsu Province Key Lab ofCrop Genetics and Physiology, Yangzhou,Jiangsu 225009, China)Abstract:The effects of diatomite medium proportion on vegetative growth of potCapsicumannuumwas studied in thispaper; In order to testing the suck water capability of the five difference medium, a new sort of precise water controlpotted plant device was taken for this exper