辣椒（Capsicum annuum L.）是中国重要的蔬菜种类之一，2017年中国辣椒播种面积为76.13万hm2，年产量达1782.12万t。辣椒栽培以育苗移栽为主。穴盘育苗因其节能、省工等一系列优点，是辣椒育苗的主要方式。穴盘苗生长速率较快，但单株根系发育空间小且育苗基质持水量有限，故应根据苗期的实际需求及时补充水肥，以保证穴盘苗健壮生长。潮汐灌溉是一种新型灌溉方式，水或营养液从穴盘底部的排水孔进入，依靠栽培基质的毛细管虹吸作用运至植株根部，供其吸收利用。与传统顶部灌溉相比，潮汐灌溉具有诸多优势：水肥供给更加均匀精准、营养液循环使用可提高水肥利用率、降低设施环境空气湿度，减少植株病害发生、自动化控制可降低劳动成本等。研究发现，潮汐灌溉条件下黄瓜、西葫芦等蔬菜幼苗的生长势和光合作用强于顶部灌溉且壮苗率高。潮汐灌溉已成为蔬菜穴盘育苗发展的热点，受到了广泛关注。近年来，研究人员在潮汐灌溉设备优化、自动化控制改良等方面进行了一些探索，然而在潮汐灌溉条件下蔬菜穴盘苗高效管理技术方面的研究相对缺乏。试验以辣椒品种'中椒6号’为材料，采用潮汐式穴盘育苗方式，比较了不同供液高度下的基质吸水速率、穴盘苗生长指标、叶绿素含量、根系活力以及水分利用率，旨在筛选辣椒潮汐式穴盘育苗适宜的供液高度，为辣椒穴盘苗的优质高效生产提供科学依据。供试辣椒品种为'中椒6号’（C.annuumL.cv.Zhongjiao6），由中国农业科学院蔬菜花卉研究所培育。试验用穴盘为98孔穴盘（540mm×280mm×50mm，上口径32mm，下口径12mm，单穴孔容积约24mL），购自台州隆基塑业有限公司。育苗基质为草炭、蛭石、珍珠岩的混合基质（3:1:1，v/v），其中草炭为品氏托普草炭，粒径0~10mm，pH为5.5，购自北京林大林业科技股份有限公司；蛭石和珍珠岩全部采用园艺级（粒径3~5mm），购自河北灵寿县汇鑫蛭石厂。育苗用水溶肥为“花无缺”20-10-20+TE和20-20-20+TE，购自上海永通化工有限公司。试验于2018年9~11月在中国农业科学院蔬菜花卉研究所玻璃连栋温室中进行。辣椒种子室温下去离子水浸种8h后，用5%次氯酸钠溶液消毒10min，去离子水冲洗至无次氯酸钠残留。种子28℃恒温催芽，挑选出芽整齐一致的种子播于装有育苗基质的98孔穴盘中，基质初始相对含水量为45%。播种深度1.5cm，每穴孔1粒种子。播种后覆盖蛭石，每穴盘用喷壶顶部灌水1L。试验在简易潮汐苗盘（1515mm×560mm×40mm）中进行，每个苗盘放置5个穴盘。灌溉方式为潮汐灌溉，每次施用水溶肥。每天上午9:00~11:00，采用称重法测量基质相对含水量，当含水量为45%~50%时进行灌溉。灌溉时，将肥料溶液以7.5L/min匀速加入苗盘中至供液高度为1、2、3cm，保留一定时间后，将肥料溶液排出并收集于回液桶中，回液经EC调整浓度后作为进液循环使用。辣椒穴盘苗培育至7叶1心期成苗。每个供液高度处理共3次重复，每重复5个穴盘，随机区组排列。基质相对含水量采用风干称重法测定。取200mL基质于环刀中，称重（W1），然后将基质置于避风处自然风干至恒重（W2），用吸管吸取洁净水缓慢滴入风干基质中，直至水均匀地充满基质，静置3h，若水位下降，继续滴水至充满基质，称此时基质质量（W3），计算基质相对含水量=[（W1-W2）/（W3-W2）]×100%。分别于播种后17天（子叶平展期）、39天（4叶1心期）和58天（7叶1心期）取样，每处理随机选取15株穴盘苗，参照褚群等的方法测定株高、茎粗、叶面积、根体积等生长指标，采用称重法测定地上部和地下部的鲜质量和干质量，计算穴盘苗的根冠比和壮苗指数。采用SPAD-502Plus型叶绿素仪（KonikaMinolta，日本）测定穴盘苗最新展开叶的叶绿素含量，根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定。于播种后58天取样，穴盘苗洗净后杀青、烘干，测定全株干质量，统计每株幼苗的供液和回液体积，计算肥料溶液消耗量，并参照王正等计算穴盘苗的水分利用率（g/L）=幼苗单株干质量/（单株供液总体积－单株回液体积）。试验结果用平均值±标准误差（mean±SD）表示，采用MicrosoftExcel软件处理数据和作图，采用SAS9.1.3软件最小显著差异法进行的差异显著性分析（P<0.05）。如图1所示，在灌溉初期，基质的相对含水量随吸水时间延长呈线性升高，随着灌溉继续，基质吸水速率逐渐降低，至基质相对含水量达到平台期。
比较不同供液高度下基质的吸水情况，基质吸水速率在1cm时最慢，3cm时最快。1、2、3cm供液高度下，基质相对含水量达到平台期所用时间分别为灌溉后16、14、13min，且平台期的基质相对含水量分别约为87%、95%和110%。根据基质的吸水速率以及灌溉时供液和排液流速，确定每次灌溉时肥料溶液的供液时间、排液时间和保留时间，如表1所示。当穴盘苗基质相对含水量为45%~50%时进行潮汐灌溉，1、2、3cm供液高度下，供液时间分别为1、2、3min，排液时间分别为4、8、12min，保留时间分别为25、4、1min。排液结束后，1、2、3cm供液高度对应灌溉终点的基质相对含水量分别为80%~90%、90%~100%和100%~110%。
比较不同供液高度下辣椒穴盘苗的生长指标，如表2所示。在子叶平展期，穴盘苗地上部生长指标（株高、茎粗、叶面积、地上部鲜质量和干质量）和地下部生长指标（根体积、地下部鲜质量和干质量）在三个供液高度间无显著差异。到4叶1心期，穴盘苗地上部生长指标在供液高度为3cm时最大，但地下部生长指标在三个供液高度间差异不显著。7叶1心期时，穴盘苗地上部生长指标（除株高）和地下部生长指标在3cm和2cm间无显著差，且显著高于1cm。
以根冠比和壮苗指数反映穴盘苗的综合质量。在3个生长期，穴盘苗的根冠比在不同供液高度间均无显著差异；对于壮苗指数，在子叶平展期，3个供液高度间无显著差异，在4叶1心和7叶1心期，供液高度1cm时穴盘苗的壮苗指数最小，2、3cm供液高度下壮苗指数较大且差异不显著。比较不同供液高度下辣椒穴盘苗最新展开叶的叶绿素含量，如图2所示，在子叶平展期，子叶的叶绿素含量在3个供液高度间无显著差异；在4叶1心期，2、3cm供液高度下叶绿素含量显著高于1cm供液高度；在7叶1心期，叶绿素含量以2cm供液高度时最高，3cm和1cm间差异不显著。比较不同供液高度下辣椒穴盘苗的根系活力，在子叶平展期，1、2cm供液高度下根系活力显著高于3cm供液高度；在4叶1心和7叶1心期，2cm供液高度下根系活力最高，在1、3cm供液高度下根系活力较低且无显著差异（图2）。
辣椒穴盘苗长至7叶1心期成苗，统计苗期总供液、回液体积和肥料施用量并计算水分利用率，如表3所示，1cm供液高度下的供液、回液体积以及肥料施用量均最小，苗期供液总体积为8.52L/盘，肥料溶液消耗量为7.72L/盘；苗期肥料施用量为7.41g/盘，其中肥料消耗量为5.61g/盘。2cm供液高度下，苗期供液总体积较1cm供液高度增加了30.40%，肥料施用量为1cm时的1.40倍。3cm供液高度下，供液、回液体积以及肥料施用量最大，苗期供液总体积为13.65L/盘，肥料溶液消耗量为10.06L/盘，苗期肥料施用量为13.02g/盘，肥料消耗量为7.32g/盘。
计算3个供液高度下辣椒穴盘苗的水分利用率，2cm供液高度下穴盘苗的水分利用率最大，3cm供液高度次之，1cm供液高度最小，分别为2.68、2.54、2.18g/L（表3）。
穴盘育苗中水肥供应至关重要，水肥过度亏缺限制穴盘苗的生长，适度水肥亏缺可以保证根系良好的通气环境，增强根系活力，促进幼苗生长，而过量的水肥供应不仅造成水肥浪费，且幼苗易徒长，穴盘苗品质下降。潮汐灌溉中水肥供应精确、可控，便于实现适度亏缺灌溉。本试验中，1、2cm供液高度下，基质主要通过毛细作用吸水，吸水相对缓慢、可控，而3cm供液高度下，基质吸水速率快，且随着灌溉量增加，肥料溶液供应和排出的时间相应延长，至液体排尽时，基质已达到饱和含水量，无法实现适度亏缺灌溉。比较潮汐灌溉不同供液高度下辣椒穴盘苗的各项生长指标，结果表明，随着幼苗生长发育，3个供液高度间逐渐表现出差异。在子叶平展期，穴盘苗的各项生长指标在3个供液高度间未表现出显著差异，至4叶1心期，穴盘苗的地上部生长指标在3个供液高度间表现出显著差异，以3cm供液高度最大，至7叶1心成苗期，壮苗指数、地上部和地下部生长指标均以2cm和3cm供液高度下最优。进一步比较穴盘苗根系活力，在4叶1心和7叶1心期，均以2cm供液高度下最高。分析原因，在生长早期，穴盘苗对水分、养分的需求较小，不同供液高度间幼苗生长无显著差异，之后随着苗龄增长，穴盘苗对水肥的需求逐渐增大，1cm供液高度下的灌溉量较少，穴盘苗生长受到限制；而3cm供液高度下，灌溉终点基质相对含水量较高，不仅幼苗地上部易徒长，且根部透气性差，不利于根系生长；2cm供液高度下，由于适度亏缺灌溉，穴盘苗地上部生长受到限制，不易发生徒长，且良好的基质透气性环境可有效地保障根系生长和活力。可见，2cm供液高度下，水肥供应适度，既可保障穴盘苗正常生长，还可有效控制穴盘苗徒长，提高根系活力，有利于穴盘苗定植后缓苗和生长。不同供液高度下，灌溉量不同，穴盘苗的水分利用率也有差异。该试验中，供液高度越大，供液和回液体积越大。1cm供液高度下，尽管供液体积较小，但穴盘苗生长受到限制，实际水分利用率较低；2cm供液高度下，水肥供应适量，并有效保障了穴盘苗生长，水分利用率显著高于1cm供液高度。此外，在潮汐灌溉系统下，水肥实现了循环利用，肥料溶液由水泵从供液池中抽出送至苗床，被基质吸收后，剩余溶液经过滤去杂后，采用紫外线或臭氧消毒等方法进行灭菌，之后进入供液池循环使用。供液高度越低，灌溉供液量和回液量越少，水泵所需的动力能耗越小，同时营养液过滤、消毒处理的成本降低，灌溉更经济。综合穴盘苗质量、水分利用率和生产成本等多重因素，筛选到辣椒潮汐式穴盘育苗适宜的供液高度为2cm。该灌溉高度下，穴盘苗根系活力旺盛、地上部不易徒长，水分利用率高，且灌溉的动力成本以及回液处理成本低。
作者：李倩1，田雅楠2，赵加欣1，曹玲玲2，尚庆茂1，董春娟1（1.中国农业科学院蔬菜花卉研究所，农业农村部园艺作物生物学与种质创制重点实验室；2.北京市农业技术推广站）
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