崔馨元，趙 瑞，陳俊琴

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，沈陽 110161）

穴盤育苗是現(xiàn)代工廠化育苗的核心技術(shù)，具有省工、省力、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)，但在穴盤育苗條件下，容易造成穴盤苗徒長，導(dǎo)致成苗質(zhì)量下降[1]。抑制穴盤苗徒長的措施有很多，可分為非環(huán)境調(diào)節(jié)和環(huán)境調(diào)節(jié)，目前常采用的措施是化學(xué)防治，不僅污染環(huán)境，而且農(nóng)藥殘留對(duì)產(chǎn)品和環(huán)境的污染問題突出。許多研究表明，紫外（UV）輻射增強(qiáng)對(duì)植物株高有明顯的抑制作用[2-4]，適當(dāng)劑量的紫外線不僅可以使植株健壯[5-6]，還可以防治病害[7]?？蓪V照射手段引入穴盤苗栽培管理，以達(dá)到防止穴盤苗徒長、培育壯苗的目的。UV輻射在黃瓜上的應(yīng)用，已有大量報(bào)道，普遍的結(jié)論是同時(shí)抑制莖葉和根系生長，基本上都是出于環(huán)保目的開展研究，有關(guān)UV輻射增強(qiáng)對(duì)黃瓜穴盤苗的生長發(fā)育及質(zhì)量的研究還未見報(bào)道。本試驗(yàn)從不同波段UV輻射對(duì)黃瓜穴盤苗的影響入手，研究黃瓜穴盤苗的形態(tài)指標(biāo)和生化指標(biāo)變化，尋求最佳的UV波段，為黃瓜工廠化育苗中壯苗培育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

供試黃瓜品種為露地二號(hào)，采用沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)無土育苗營養(yǎng)基質(zhì)和50孔穴盤進(jìn)行育苗。UV-100型12 W手提式紫外燈（柏照儀器有限公司），燈管中心波長分別為 365 nm（UV-A），302 nm（UV-B），254 nm（UV-C）。試驗(yàn)時(shí)將紫外燈懸于各處理穴盤上方50 cm處。

試驗(yàn)于2008年3月中旬在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜基地日光溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理1個(gè)對(duì)照，處理 1（T1：UV-A 輻射增強(qiáng) 0.11 J·m-2·s-1），處理2（T2：UV-B 輻射增強(qiáng) 0.11 J·m-2·s-1），處理 3（T3：UV-C 輻射增強(qiáng) 0.11 J·m-2·s-1），對(duì)照（CK：不進(jìn)行UV輻射處理）。日光溫室內(nèi)自然光照射時(shí)間為8 h，空氣濕度為60%，常規(guī)穴盤育苗。UV照射于黃瓜穴盤苗一葉一心時(shí)開始，三葉一心時(shí)結(jié)束，每天20：00至23： 00照射3 h。每處理3盤，5次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，采用隨機(jī)區(qū)組排列。

1.2 調(diào)查和測(cè)試項(xiàng)目

1.2.1 黃瓜穴盤苗生長指標(biāo)測(cè)定

于黃瓜穴盤苗三葉一心時(shí)取樣，每個(gè)處理取5株，5次重復(fù)，下同。

測(cè)定株高、莖粗、全株干鮮重、葉面積，并根據(jù)公式計(jì)算壯苗指標(biāo)、G值和根冠比。

壯苗指數(shù)=（莖粗/株高）×全株干重[8]；G 值＝全株干重/育苗天數(shù)；根冠比=地下部干重/地上部干重。

1.2.2 黃瓜穴盤苗生理指標(biāo)測(cè)定

黃瓜根系活力測(cè)定采用甲烯藍(lán)法，葉綠素含量測(cè)定采用丙酮乙醇（1：1）混合液法。

1.2.3 黃瓜穴盤苗光合作用測(cè)定

用LI-6400光合系統(tǒng)（LI-COR）測(cè)定，包括凈光合速率（Pn）、胞間 CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Ts）、氣孔導(dǎo)度（Gs）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同波段UV輻射對(duì)黃瓜穴盤苗生長的影響結(jié)果見表1。

從表1可以看出，黃瓜穴盤苗在UV輻射增強(qiáng)條件下，波長越短株高降低越明顯。在常規(guī)穴盤育苗條件下CK徒長明顯，其中T1與CK相比株高降低3.74%，差異不顯著，T2和T3處理分別降低16.63%和23.27%，差異顯著。這表明UV-B和UV-C輻射能有效抑制黃瓜株高，達(dá)到矮化目的。除T1與CK相比莖粗減少顯著外，其他處理莖粗減少不明顯。經(jīng)UV照射后，各處理黃瓜葉面積明顯減少，其中T2和T3處理與對(duì)照在α=0.05水平均達(dá)到顯著水平，這是因?yàn)辄S瓜對(duì)UV增強(qiáng)的適應(yīng)性主要是通過改變形態(tài)結(jié)構(gòu)，如葉片變厚、植株矮化等來調(diào)節(jié)的。經(jīng)UV輻射后，T2、T3處理全株鮮重降低明顯，T3處理干重降低明顯，這表明UV-C輻射阻礙黃瓜的干物質(zhì)積累。

表1 不同處理對(duì)生長發(fā)育指標(biāo)的影響Table 1 Effect of different treatments on growth index

由表2可知，不同波段的UV輻射對(duì)黃瓜穴盤苗的壯苗指標(biāo)影響不同。經(jīng)UV處理后，與CK相比只有T2處理的壯苗指數(shù)和根冠比的提高達(dá)顯著水平，G值變化不明顯。其中UV-A輻射與對(duì)照相比無明顯變化；UV-C輻射提高了黃瓜穴盤苗的壯苗指數(shù)，降低了G值和根冠比，UV-B輻射全面提高了黃瓜穴盤苗的各項(xiàng)壯苗指標(biāo)。

表2 不同處理對(duì)壯苗指標(biāo)的影響Table 2 Effect of different treatments on exponent of stern seedling

2.2 不同波段UV輻射增強(qiáng)對(duì)黃瓜根系活力的影響結(jié)果見表3。

由表3可知，UV輻射降低了植物根系活力的各項(xiàng)指標(biāo)。各處理中T3處理的根系總吸收面積、活躍吸收面積和活躍吸收比與CK相比降低達(dá)顯著水平，分別降低了4.01%、7.21%和3.32%，T1和T2處理各項(xiàng)根活指標(biāo)降低未達(dá)顯著水平，這表明3個(gè)處理中，UV-C輻射抑制了黃瓜根系生長，UVA和UV-B輻射對(duì)黃瓜根系生長影響不明顯。

由此可知，在UV輻射3個(gè)波段中UV-A輻射不能抑制穴盤苗徒長，UV-B和UV-C輻射可以抑制穴盤苗徒長。但UV-C輻射阻礙黃瓜的干物質(zhì)積累，降低了G值和根冠比，抑制黃瓜根系生長，因而UV-B為最佳的輻射波段。

表3 不同處理對(duì)根系活力的影響Table 3 Effect of different treatments on root system activity

2.3 不同波段UV輻射增強(qiáng)對(duì)黃瓜葉片光合作用和葉綠素含量的影響

結(jié)果見表4。

由表4可知，氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率三種指標(biāo)的趨勢(shì)基本相同，CK>T1>T2>T3。UV輻射處理后，穴盤苗氣孔導(dǎo)度變小，胞間CO2濃度隨之降低，蒸騰速率減緩，為光合作用提供的原料變少。凈光合速率的變化趨勢(shì)為CK>T2>T1>T3。與以上三種指標(biāo)變化趨勢(shì)稍有不同，說明凈光合速率不僅受光合速率影響，還與其他因素相關(guān)，表1中全株干重的變化趨勢(shì)與凈光合速率的變化趨勢(shì)一致，驗(yàn)證了這一結(jié)果。UV輻射提高了黃瓜葉片內(nèi)葉綠素含量，說明適當(dāng)劑量的UV輻射有利于黃瓜葉片內(nèi)葉綠素的形成。

表4 不同處理對(duì)光合作用的影響Table 4 Effect of different treatments on photosynthesis

3 討論與結(jié)論

在UV輻射3個(gè)波段中，UV-B輻射波段抑制黃瓜穴盤苗的株高，比對(duì)照降低16.63%，壯苗指標(biāo)和根冠比為最高，同時(shí)葉綠素含量升高，對(duì)根系活力和光合作用影響不大。而UV-A輻射不能抑制穴盤苗徒長，UV-C輻射雖然株高比對(duì)照降低23.27%，但干物質(zhì)含量比對(duì)照下降12.57%，G值和根冠比低于對(duì)照，同時(shí)抑制黃瓜根系生長。UV輻射降低黃瓜穴盤苗的光合作用，提高了葉綠素含量。因而UV-B為矮化壯苗的最佳輻射波段。而UV-B輻射在黃瓜育苗過程中的照射時(shí)間和照射時(shí)長有待進(jìn)一步研究。

UV輻射對(duì)植物株高有抑制作用，這一結(jié)果已被廣泛認(rèn)可。研究表明，UV輻射增強(qiáng)對(duì)植物株高的抑制作用隨UV輻射增強(qiáng)而愈加明顯[2]，其作用主要是通過抑制節(jié)間伸長來實(shí)現(xiàn)的[3]。也有研究表明，UV輻射增強(qiáng)導(dǎo)致節(jié)間縮短是由于細(xì)胞數(shù)目的減少，而不是細(xì)胞長度的變短[4]。本試驗(yàn)中，黃瓜穴盤苗在UV輻射增強(qiáng)條件下，株高降低，且波長越短，降低越明顯，這與李曼華的研究結(jié)果一致[2]。UV-A對(duì)植物的株高影響不明顯，UV-B和UV-C抑制效果顯著，這可能是因?yàn)樵谧匀画h(huán)境中，只有UV-A和少量的UV-B輻射能夠到達(dá)地面，所以補(bǔ)充照射自然光中所缺少的UV-B和UV-C波段對(duì)植物的影響明顯。

UV輻射能夠抑制許多植物的光合作用。研究表明，UV輻射破壞光系統(tǒng)Ⅱ的反應(yīng)中心，產(chǎn)生光抑制，使葉綠體的放氧活性下降，從而降低植物葉綠素（Chl）含量，且葉綠素a的降幅大于葉綠素b[8]，同時(shí)UV輻射使葉片氣孔部分關(guān)閉，導(dǎo)致光合作用能力降低。孫令強(qiáng)等以黃瓜幼苗為材料，研究UVB輻射對(duì)黃瓜幼苗生長和光合作用的影響[10]。結(jié)果表明，低劑量UV-B輻射（0.05 J·m-2·s-1）明顯促進(jìn)黃瓜幼苗根的生長和根系活力加強(qiáng)，有利于黃瓜葉綠素的形成；但是高劑量的 UV-B 輻射（0.24 J·m-2·s-1）抑制黃瓜幼苗根系活力，對(duì)黃瓜幼苗葉綠素的破壞嚴(yán)重并導(dǎo)致光合速率下降。說明適當(dāng)增加少量UVB輻射對(duì)培育黃瓜壯苗有利。本試驗(yàn)UV輻射劑量是0.11 J·m-2·s-1，抑制黃瓜穴盤苗根的生長和根系活力，UV-C波段尤為明顯；UV輻射抑制黃瓜穴盤苗的光合作用，但促進(jìn)葉綠素的生成。

一般而言，UV輻射增強(qiáng)花粉萌發(fā)和花粉管伸長會(huì)受到抑制作用，但也有花粉萌發(fā)受UV的促進(jìn)的報(bào)道。Torabinejad等通過對(duì)34種花粉的研究發(fā)現(xiàn)，單子葉植物花粉比雙子葉植物花粉敏感，野外植物的花粉比室內(nèi)植物花粉敏感[11]。

本試驗(yàn)中，沒有對(duì)UV輻射后的穴盤苗進(jìn)行定植，在后續(xù)試驗(yàn)中應(yīng)進(jìn)行定植后效應(yīng)的研究，包括UV輻射對(duì)黃瓜花芽分化、發(fā)育和性型分化的影響。

[1] 張劍,隋艷暉.溫室生產(chǎn)抑制穴盤苗徒長關(guān)鍵[J].中國花卉園藝,2006,20(10):43-44.

[2] 李曼華.UV-B輻射增加對(duì)冬小麥和玉米影響的對(duì)比研究[D].南京:南京氣象學(xué)院,2004.

[3] 李丹丹,程智慧,張靜,等.短期UV-C間斷和連續(xù)照射對(duì)辣椒幼苗生長及生理的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào),2007,35(9):167-172.

[4] Gonzalez R,Mepsted R,Wellbum A R.Non-photosynthetic mechanisms of growth reduction in pea sativum exposed to UV-B radiation[J].Plant Cell Environ,1998,21:23-32.

[7] 張亞冰,劉崇懷,潘興,等.鹽脅迫下不同耐鹽性葡萄砧木丙二醛和脯氨酸含量的變化[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2006(4):84-86.

[8] 趙瑞,葛曉光,馬健,等.番茄穴盤育苗株型化學(xué)調(diào)控的研究[J].中國蔬菜,2000(3):17-20.

[9] Brosche M,Strid A.Molecular events following pdrception of ultraviolet-B radiation by plants[J].Physiologia Plantarum,2003,117:1-10.

[10] 孫令強(qiáng),李召虎,段留生,等.UV-B輻射對(duì)黃瓜幼苗生長和光合作用的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2006,21(6):79-82.

[11] Torabinejad J,Caldwell M M,Flint S D,et al.Susceptibility of pollen to UV-B radiation:an assay of 34 taxa[J].American Journal of Botany,1998,85(3):360-369.