利用炉渣和菇渣进行辣椒无土栽培的研究

吴英杰，李玉娜，郑幸果，胡玉福，肖海华

（1.浙江大学环境与资源学院，浙江杭州310058；2.四川农业大学资源学院，四川成都611130）

利用炉渣和菇渣进行辣椒无土栽培的研究

吴英杰1，2，李玉娜2，郑幸果2，胡玉福2，肖海华2

（1.浙江大学环境与资源学院，浙江杭州310058；2.四川农业大学资源学院，四川成都611130）

将废弃物炉渣和菇渣按照不同配比（炉渣∶菇渣＝3∶1、1∶1、1∶3）作为辣椒无土栽培基质，筛选来源广泛、价格低廉且适合辣椒生长的基质配方，以菜园土为对照，测定了株高、冠幅、根长、光合参数、生物量、产量以及果实有机酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量。结果表明：在体积比1∶1的混配基质中，辣椒增产18.73%，有机酸含量增加0.47%，可溶性蛋白含量增加0.22%，可溶性糖含量增加0.90%；在体积比3∶1的混配基质中，辣椒增产10.85%，有机酸含量增加0.27%，可溶性蛋白含量增加0.19%，可溶性糖含量未见显著变化；在体积比1∶3的混配基质中，有机酸含量增加0.80%，可溶性蛋白含量增加0.31%，可溶性糖含量增加0.21%，但辣椒产量显著降低。得出体积比1∶1和3∶1的炉渣、菇渣混配基质是适合辣椒生长的无土栽培基质配方，其中以体积比1∶1最好。

辣椒；无土栽培基质；炉渣；菇渣

随着我国无土栽培面积的不断扩大，栽培基质对于无土栽培发展的限制日益受到重视［1］。因此，开发和利用来源广泛且价格低廉的基质已成为当前设施园艺领域的热点［2－5］。辣椒的无土栽培基质多选用泥炭、蛭石、珍珠岩［6－8］，随着人们环保意识的不断增强，泥炭作为一种资源，其不可再生性和高价位日益受到重视［9］，蛭石和珍珠岩的价位也较高。本研究选用废弃物炉渣和菇渣作为栽培基质，其来源广泛且价格低廉。为弥补单一基质理化性质的不足，本研究选择2种基质进行混配［10］。通过对辣椒生长期间株高、冠幅、根长、光合参数、生物量、产量、果实有机酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量的测定，探讨炉渣、菇渣不同配比对辣椒生长的影响，筛选出适合辣椒无土栽培、来源广泛且价格低廉的基质配方。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试辣椒：七星椒（四川省内江市威远县朝天椒品种）；供试基质：炉渣和菇渣；供试花盆口径17 cm，高14 cm；育苗基质配方为营养土∶蛭石＝1∶1。

1.2 试验设计

试验于2015年4—10月在四川农业大学进行，共设计4个处理，每个处理重复4次，随机排列。按表1进行配比，充分混匀，每盆施有效成分≥45%（15－15－15）云河牌复合肥（四川蓥峰实业有限公司生产）2 g作基肥，开花后每盆再追施该复合肥2 g，3 d浇一次霍格兰全素营养液。

表1 不同处理的基质配比（体积比）Table 1 The substrate proportion of different treatments（volume proportion）

1.3 测定项目及方法

基质物理性质（容重、孔隙度）的测定参照连兆煌浸提法［11］，基质pH值的测定参照董爱香浸提法［12］。株高、冠幅和根长的测定使用米尺（根长的测定每株选取最长的三条根求平均值），光合参数的测定使用L1－6400光合仪（在盛花期选取植株中部叶片进行测定），干重和鲜重的测定使用电子天平，辣椒果实有机酸含量的测定用氢氧化钠滴定法，可溶性蛋白含量的测定用考马斯亮蓝比色法，可溶性糖的测定采用蒽酮比色法［13］。数据统计分析使用SPSS17.0软件。

2 结果与分析

2.1 不同配比基质的理化性质

基质容重在0.1～0.8 g·cm－3范围内较适宜，总孔隙度在54%～96%范围内较适宜［14］。由表2可以看出，T2、T3、T4的容重均在范围内且不是太小，既有利于辣椒根系的生长，又使植株不易倒伏。各处理的总孔隙度均在范围内，大小孔隙比适宜，故保水性均比较好，保水性顺序为：T3＞T2＞T4＞T1。辣椒生长适宜的pH值环境为弱酸性到弱碱性，各处理pH值均为弱酸性，均适合辣椒生长。

表2 不同配比基质的理化性质Table 2 Physical and chemical properties of different substrates

2.2 不同配比基质下辣椒的形态指标

由图1可知，T3处理株高显著高于对照；各处理冠幅均显著大于对照，最大值T3比对照增大了78%；各处理根长均显著长于对照，最大值T2比对照长出52%。在4个处理中，T3的株高和冠幅均显著大于其他处理，长势最好，其次是T2。T1和T4处理在辣椒植株形态上均不如T3和T2，这个结果和各处理基质的保水性具有一致性。T2的根长显著大于各处理，随着炉渣比例的减少，菇渣比例的增加，从T2到T3再到T4，根长呈现出递减的趋势。综上，各处理在形态指标方面，T3最具优势，T2其次。

图1 不同配比基质对辣椒株高、冠幅、根长的影响Fig.1 Effects of different treatments on height，crown，root length of hot pepper

2.3 不同配比基质下辣椒的光合参数

由图2和图3可知，净光合速率T3显著高于对照；胞间CO2浓度T3显著高于对照；蒸腾速率T3和T2均显著高于对照；气孔导度T3显著高于对照。T3的株高和冠幅均最大，故T3处理植株具有最大的接受光照面积，光合作用最强，气孔进行气体交换的效率最高，其次是T2。T1冠幅最小，T4株高最低，所以在光合作用强度上T1和T4不占优势。各处理在光合作用强度上表现出的效果依次为：T3＞T2＞T1＞T4。

图2 不同配比基质对辣椒净光合速率和胞间CO2浓度的影响Fig.2 Effects of different treatments on net photosynthetic rate and cell CO2concentration of hot pepper

2.4 不同配比基质下辣椒的生物量

由表3可知，地上部鲜重T3和T2处理显著大于对照，T3处理比对照多出11.38 g；地下部鲜重T2和T3显著大于对照，T2处理比对照多出135%；整株鲜重排序为：T3＞T2＞T1＞T4。干重是衡量有机物质积累的指标，地上部干重T3显著大于对照，大了2.51 g·株－1；地下部干重T2和T3显著大于对照，T2比对照高130%；整株干重排序为：T3＞T2＞T1＞T4，此排序与鲜重合计排序一致，也与光合作用强度一致。根冠比可以反映作物根系生长状况，T2的根冠比最大，表明T2根系机能活性最强，其次是T3，这与根的长短呈正相关。较大的根冠比有助于辣椒对营养物质的吸收，所以T2和T3处理植株的株型和光合作用强度均优于T1和T4。

图3 不同配比基质对辣椒蒸腾速率和气孔导度的影响Fig.3 Effects of different treatments on transpiration rate and stomatal conductance of hot pepper

表3 不同配比基质对辣椒生物量的影响Table 3 Effects of different substrates on biom ass of hot pepper

2.5 不同配比基质下辣椒的产量和品质

由表4可知，在产量上，T2和T3处理显著高于对照，T2处理比对照增产了10.85%，T3处理比对照增产了18.73%；在单果鲜重和单果干重上，T3和T2显著大于对照；在有机酸含量上，各处理均显著高于对照，T3比对照增加0.47%，T2比对照增加0.27%，T4比对照增加0.80%；在可溶性蛋白含量上，各处理均显著高于对照，T3比对照增加0.22%，T2比对照增加0.19%，T4比对照增加0.31%；在可溶性糖含量上，T3和T4显著大于T1，T3比对照增加0.90%，T4比对照增加0.21%。T4处理中菇渣分量最多，菇渣分解产生腐殖酸，被辣椒吸收利用，因此T4处理辣椒果实中有机酸比例最高，并且随着基质中菇渣比例的减少，辣椒果实中有机酸含量也呈递减趋势。蛋白质由氨基酸组成，氨基酸作为一种取代酸，其含量也和菇渣分解产生的腐殖酸有密切关联。随着基质中菇渣含量的减少，辣椒果实中蛋白质含量也呈递减趋势。有机酸在还原性条件下会转化为糖，辣椒果实中可溶性糖含量由多到少排序为：T3＞T4＞T2＞T1，这并没有完全符合有机酸和蛋白质含量T4＞T3＞T2＞T1的规律，但是T3和T4含量较高，T2和T1含量较低的趋势明显。综合考虑辣椒产量和品质两个方面，T2和T3优势明显。

表4 不同配比基质对辣椒产量和品质的影响Table 4 Effects of different substrates on yield and quality of hot pepper

3 讨论与结论

近年来无土栽培的研究多倾向于在泥炭、蛭石、珍珠岩中添加一种或几种废弃物以降低栽培成本并探索高价位基质的替代物。陈丽平等［15］以土壤为对照，比较了菇渣、珍珠岩、菇渣和珍珠岩1∶1混合，三种基质对辣椒生长的影响，结果表明菇渣和1∶1混合基质对辣椒生长具有促进作用，尤其是菇渣的促进作用最明显。李静等［16］将炉渣、菇渣、珍珠岩以不同比例混合，进行莴笋的基质栽培，其中，炉渣∶菇渣∶珍珠岩＝1∶4∶1处理的栽培效果优于对照及各处理。

一些研究者舍弃高价位基质的加入，运用某种或某几种废弃物与高价位基质进行对照试验，获得了一定的成效。刘超杰等［17］以泥炭∶蛭石＝2∶1为对照，以不同粉碎程度的醋糟对辣椒进行栽培，其中6mm筛网粉碎1次的醋糟栽培效果优于对照及其他处理。甘小虎等［18］以泥炭作对照，用中药渣对辣椒进行基质栽培，中药渣栽培的辣椒在长势和产量上均优于泥炭。吕祝章等［19］以大田种植为对照，以炉渣∶菇渣∶河沙＝3∶1∶1对花生进行无土栽培，增产了125.12%。这类研究利用各种废弃物，在前人的基础上更进一步地降低了栽培成本，获得了良好的效果。

本研究选择炉渣、菇渣两种基质混配是为了弥补单一基质理化性质的不足。首先，炉渣是碱性的，菇渣经过微生物分解会产生腐殖酸，二者混合后酸碱中和，使混配基质的pH值向中性靠近，从而使混配基质适合辣椒生长。其次，炉渣透气性好，但持水量低，而菇渣持水量高，二者混配既改进了通气性，又改进了吸水性。第三，菇渣容重较小，栽种辣椒容易倒伏，而炉渣容重较大，混入炉渣后，可改进菇渣的这一缺点。第四，菇渣氮、磷含量较高，且含有大量有机质，不宜单独作为栽培基质，将其与炉渣混合相当于施入了有机肥，提高了炉渣的肥性，可持久地提供辣椒养分。

不同基质理化性质的优劣可以从辣椒生长上看出，T2含炉渣最多，根系生长状况最好，根长最长，根冠比最大，有助于吸收更多的水和无机盐，从而有利于辣椒生长。除了炉渣会影响植株生长外，菇渣也会促进辣椒的生长：T4处理含菇渣最多，其果实有机酸和蛋白质的含量最高。本研究中T3处理的辣椒无论是营养生长还是生殖生长都表现出最好的栽培效果，T3中两种基质各占一半，这种混合基质的理化性质不是偏向炉渣或菇渣的某一边，而是各取所长。在使用炉渣∶菇渣＝1∶1的混配基质对辣椒进行无土栽培的试验当中，辣椒营养生长和果实品质等指标均达到了最佳的效果，弥补了单一基质的不足。

本研究表明，在炉渣、菇渣体积比1∶1的混配基质中，辣椒增产18.73%，有机酸含量增加0.47%，可溶性蛋白含量增加0.22%，可溶性糖含量增加0.90%；在体积比3∶1的混配基质中，辣椒增产10.85%，有机酸含量增加0.27%，可溶性蛋白含量增加0.19%，但可溶性糖含量未见显著增加；在体积比1∶3的混配基质中，有机酸含量增加0.80%，可溶性蛋白含量增加0.31%，可溶性糖含量增加0.21%，但辣椒显著减产。体积比1∶1和3∶1的炉渣、菇渣混配基质均对辣椒生长具有促进作用，并且价格低廉、来源广泛，是适合辣椒无土栽培的基质配方，其中以配比1∶1最好。

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Study on wastes slag and mushroom residue as cultivation substrates for hot pepper

WU Ying-jie1，2，LIYu-na2，ZHENG Xing-guo2，HU Yu-fu2，XIAO Hai-hua2
（1.College of Environmentɑl＆Resource Science of Zhejiɑng University，Hɑngzhou，Zhejiɑng 310058，Chinɑ；2.College of Resources，Sichuɑn Agriculturɑl University，Chengdu，Sichuɑn 611130，Chinɑ）

To screen easily acquired and cheap soilless cultivation substrate for hot pepper，this experiment chose slag andmushroom residue of different proportions to carry out the soilless cultivation of hot pepper.Wemeasured the height，crown，root length，photosynthetic parameters，biomass，yield，fruit organic acids，fruit soluble proteins，fruit soluble sugar ofhotpeppers growing in differentproportionsof slag andmushroom residue（1∶3，1∶1，3∶1）.The yield of hot pepper in the 1∶1 mixed substrate was increased by 18.73%，the fruit organic acids by 0.47%，the fruit soluble proteins by 0.22%and the fruit soluble sugar by 0.90%.The yield of hot pepper in the 3∶1 mixed substrate was increased by 10.85%，the fruit organic acids by 0.27%，the fruit soluble proteins by 0.19%.The fruit organic acids of hot pepper in the 1∶3 mixed substrate was elevated by 0.80%，the fruit soluble proteins by 0.31%，the fruit soluble sugar by 0.21%.Themixed substrate of slag andmushroom residue at the volume proportion of1∶1 and 3∶1 is suitable，cheap and easily acquired for soilless cultivation of hot pepper.

hot pepper；soilless cultivation substrate；slag；mushroom residue

S641.3

：A

1000-7601（2017）01-0022-04

10.7606／j.issn.1000-7601.2017.01.04

2016-01-10

四川省科技计划项目（2014SZ0159）；四川省科技计划项目（2014SZ0057）

吴英杰（1993—），男，四川内江人，硕士，研究方向为污染环境修复。E-mail：wuyingjie93＠163.com。

肖海华（1975—），女，河北保定人，博士，副教授，硕导，研究方向植物营养学。E-mail：haihuaxiao＠126.com。