曲繼松, 張麗娟, 馮海萍, 楊冬艷

(寧夏農(nóng)林科學院種質(zhì)資源研究所,寧夏銀川 750002）

根域限制對檸條基質(zhì)黃瓜幼苗生長及氣體交換參數(shù)的影響

曲繼松, 張麗娟, 馮海萍, 楊冬艷

(寧夏農(nóng)林科學院種質(zhì)資源研究所,寧夏銀川 750002）

為了解檸條基質(zhì)育苗過程中根域體積大小對黃瓜幼苗生長和光合生理特性的影響,以黃瓜品種德爾99為試材,采用自配育苗基質(zhì)[檸條粉∶珍珠巖∶蛭石=7∶2∶1(體積比）],按照不同規(guī)格穴盤(每盤32～288穴）進行育苗。結(jié)果表明：黃瓜幼苗株高隨著根域體積減小而逐漸增高,根系長度與根域體積的皮爾遜系數(shù)為0.962 7,根系體積與根域體積的皮爾遜系數(shù)為0.960 2,地下部干質(zhì)量、壯苗系數(shù)與根域體積的皮爾遜系數(shù)分別為0.899 0、0.888 8；每盤32穴處理、每盤50穴處理、每盤72穴處理壯苗系數(shù)均大于0. 25；黃瓜幼苗的凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度隨著根域體積的減小而降低,每盤72穴處理的水分利用效率值最高,為2.513 9。綜合壯苗指數(shù)、根系活力、氣體交換參數(shù)等多方面因素考慮,建議檸條基質(zhì)培育黃瓜幼苗時使用每盤72穴的穴盤。

檸條基質(zhì)；根域體積；黃瓜幼苗；干物質(zhì)積累；光合特性

穴盤育苗是對傳統(tǒng)育苗方式的一次革新,影響穴盤苗質(zhì)量的關鍵因素是基質(zhì)和穴盤規(guī)格?；|(zhì)是容器苗生長發(fā)育的載體,基質(zhì)成分及其相對比例對苗木生長影響顯著。但是穴盤規(guī)格對特定基質(zhì)條件下單一種類蔬菜幼苗影響的研究卻不多,尤其是新型替代草炭的檸條基質(zhì)更是鮮有報道。容器苗根域體積是固定的,容易對地下部分生長造成限制,進而影響地上部分的生長,基質(zhì)與容器的篩選一直是國內(nèi)外容器育苗研究的重要內(nèi)容[1-7]。本課題組2009～2013年以檸條粉作為育苗基質(zhì)的試驗取得了初步成效,尤其是在西瓜[8]、甜瓜[9]、茄子[10]、辣椒[11]等育苗上有較好表現(xiàn)。目前通過檸條基質(zhì)配型篩選研究基本確定了檸條基質(zhì)的配比類型,但是在使用檸條基質(zhì)進行多種蔬菜育苗的過程中穴盤選擇存在一定不確定性,因此本試驗對單一蔬菜品種育苗的穴盤選擇進行研究,為檸條資源合理利用和工廠化育苗生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點和時間

試驗地點位于寧夏回族自治區(qū)銀川市寧夏農(nóng)林科學院園林場試驗基地內(nèi),試驗時間為2013年10月20日～11月30日。試驗在10 m跨度育苗專用日光溫室內(nèi)進行,所有穴盤在育苗床架上按照南北方向擺放。穴盤橫向并排一字排開,與溫室前沿平行,距離溫室前沿3 m。

1.2 試驗材料和處理

供試黃瓜品種為德爾99,引自于天津德瑞特種業(yè)公司。供試檸條粉購自寧夏回族自治區(qū)鹽池縣源豐草產(chǎn)業(yè)有限公司。1 m3檸條粉加入2.0 kg尿素、商品有機肥(N∶P∶K=12∶8∶9）5 kg,高溫靜態(tài)發(fā)酵90 d后,加入珍珠巖和蛭石(檸條粉∶珍珠巖∶蛭石=7∶2∶1,體積比）,作為育苗基質(zhì)使用。使用29 cm×58 cm標準穴盤,每個處理1個穴盤,重復3次。各處理見表1。

1.3 測定方法

1.3.1 生長指標的測定 出苗后30 d,用直尺測量幼苗株高、根長,采用排水法測定根系體積,采用氯化三苯基四氮唑(TTC）法[12]測定根系活力。每個處理測量5株,隨機選擇。計算根冠比和壯苗指數(shù),根冠比=地下部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量,壯苗指數(shù)= (莖粗/株高+地下部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量）×全株干質(zhì)量[8]。

表1 各處理的根域體積Table 1 The root domain volume of each treatment

1.3.2 氣體交換參數(shù)的測定 采用TPS-2便攜式光合作用測定系統(tǒng)測定凈光合速率(Pn）、蒸騰速率(Tr）、氣孔導度(Gs）、胞間CO2濃度(Ci）。計算水分利用效率(WUE）,WUE=Pn/Tr。每處理選取3片完好的功能葉進行測量,每葉片重復3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用DPS3.01軟件Duncan's新復極差法和Excel軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 根域限制對黃瓜幼苗生長的影響

從表2可以發(fā)現(xiàn),在株高方面,黃瓜幼苗株高并沒有隨根域體積減小而降低,而是隨著根域體積減小而逐漸增高,其大小與根域體積呈負相關；處理7最高,為9.2 cm；處理2最矮,僅為5.1 cm,為處理7的55.43%。在莖粗方面,處理3最大,為4.032 mm；處理7最小,為3.296 mm；各處理大小順序為：處理3＞處理2＞處理4＞處理1＞處理5＞處理6＞處理7。在葉片數(shù)量方面,所有處理均為2葉1心。

表2 根域體積對黃瓜幼苗生長的影響Table 2 Effect of root-zone volume on growth of cucumber seedling

2.2 根域限制對黃瓜幼苗根系發(fā)育的影響

在黃瓜幼苗根系長度方面,處理1最大,為10.4 cm,處理7最小,為5.3 cm,僅為處理1的50.96%,各處理大小順序為：處理1＞處理2＞處理3＞處理4＞處理5＞處理6＞處理7,根系長度與根域體積呈線性正相關關系,皮爾遜系數(shù)為0.962 7；根系體積大小關系與根系長度類似,處理1最大,為0.91 ml,其值為處理7的3.14倍,根系體積與根域體積呈線性正相關關系,皮爾遜系數(shù)為0.960 2；在根系活力方面,處理2最大,為0.474 μg/(g·h）,處理7值最小,為處理2的74.47%,總體趨勢為隨著根系體積的減小而逐漸減小(表3）。

2.3 根域限制對黃瓜幼苗干物質(zhì)積累的影響

在黃瓜幼苗干物質(zhì)積累方面,幼苗地上部鮮質(zhì)量各處理之間差異顯著,處理6最大,為1.113 g,處理2最小,僅為0.747 g,各處理大小關系為：處理6＞處理7＞處理4＞處理5＞處理3＞處理1＞處理2,無顯著規(guī)律；地上部干質(zhì)量變化與地上部鮮質(zhì)量相似,無明顯規(guī)律(表4）。黃瓜幼苗地下部鮮質(zhì)量各處理之間差異顯著,各處理大小關系為：處理1＞處理2＞處理3＞處理4＞處理5＞處理6＞處理7,地下部鮮質(zhì)量與根域體積呈線性正相關,皮爾遜系數(shù)為0.834 0；地下部干質(zhì)量變化規(guī)律與地下部鮮質(zhì)量相一致,皮爾遜系數(shù)為0.899 0；全株鮮質(zhì)量和全株干質(zhì)量變化無顯著規(guī)律；根冠比值大小隨著根域體積的減小而減小,皮爾遜系數(shù)為0.869 7；在壯苗系數(shù)方面,各處理大小關系為：處理1＞處理2＞處理3＞處理4＞處理5＞處理6＞處理7,皮爾遜系數(shù)為0.888 8,處理1、處理2、處理3均大于0.25,而其他處理均小于0.2。

表3 根域體積對黃瓜幼苗根系的影響Table 3 The effect of root-zone volume on root growth of cucumber seedling

表4 根域體積對黃瓜幼苗干物質(zhì)積累的影響Table 4 Effect of root-zone volume on accumulation of dry matter of cucumber seedling

2.4 根域限制對黃瓜幼苗氣體交換參數(shù)的影響

黃瓜幼苗氣體交換參數(shù)凈光合速率(Pn）、蒸騰速率(Tr）、氣孔導度(Gs）、胞間CO2濃度(Ci）受根域體積影響顯著。隨著根域體積的減小,Pn、Tr、Gs、Ci均降低,且與根域體積呈線性正相關,皮爾遜系數(shù)分別為0.887 4、0.931 6、0.800 6、0.945 6。在水分利用效率(WUE）方面,其值變化無顯著規(guī)律,處理3最高,為2.513 9,處理1最小,為2.406 3(表5）。

3 討論

無論是何種苗齡,均表現(xiàn)為穴盤孔數(shù)越少,蔬菜幼苗生長勢越強[13]。本試驗結(jié)果表明,黃瓜幼苗株高隨著根域體積減小而逐漸增高,其值與根域體積的皮爾遜系數(shù)為0.962 7；根系體積與根域體積的皮爾遜系數(shù)為0.960 2；地下部鮮質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、根冠比、壯苗系數(shù)與根域體積的皮爾遜系數(shù)分別為0.834 0、0.899 0、0.869 7、0.888 8,每盤32穴處理、每盤50穴處理、每盤72穴處理壯苗系數(shù)均大于0.25?？傮w而言,根域體積越大對黃瓜幼苗形態(tài)指標越有利,這與張海利等的結(jié)果相一致[14]。

表5 根域體積限制對黃瓜幼苗葉片氣體交換參數(shù)的影響Table 5 Effect of root-zone volume on gas exchange parameters in the leaves of cucumber seedling

隨著根域體積的減小,黃瓜幼苗的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、胞間CO2濃度均降低,且與根域體積的皮爾遜系數(shù)分別為0.887 4、0.931 6、0.800 6、0.945 6,這一結(jié)果與孫磊玲等研究結(jié)果相一致[15]。雖有根域限制對植株光合作用無影響的報道[16],但極度根域限制仍會使光合速率下降[17]。每盤72穴處理的WUE值最高,為2.513 9。

綜合黃瓜幼苗植株壯苗指數(shù)、根系活力、氣體交換參數(shù)(Pn、Tr、Gs、Ci、WUE）等多方面的分析比較結(jié)果表明,每盤72穴的穴盤較適宜進行檸條基質(zhì)黃瓜育苗。

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(責任編輯：張震林）

Effect of root-zone volume on the growth and gas exchange parameters of cucumber seedlings in caragana substrates

QU Ji-song, ZHANG Li-juan, FENG Hai-ping, YANG Dong-yan

(Institute of Germplasm Resources,Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Science,Yinchuan 750002,China）

To explore the effects of volume size of root domain on growth and photosynthetic physiological characteristics of cucumber seedlings cultured incaraganasubstrates,the cucumber variety,De Er 99 with different root sizes(32 cells to 288 cells per plate）were nurtured in self-made nursery matrix(caraganapowder∶perlite∶vermiculite=7∶2∶1 by volume）.The results show that the cucumber seedling height gradually increased as the root domain volume decreased.The Pearson correlation coefficient was 0.962 7 between root length and root domain volume,was 0.960 2 between root volume and the volume of the root domain,was 0.899 0 between root dry mass and root domain volume,and was 0.888 8 between seedling indexes and root domain volume.The seedling indexs of treatments of 32 cells per plate,50 cells per plate and 72 cells per plate were greater than 0.25.The net photosynthetic rate,transpiration rate and intercellular CO2concentration of cucumber seedlings reduced with the decrease of root domain volume.The water use efficiency value of 72 cells per plate treatment was the highest,reaching 2.513 9.The treatment of 72 cells per plate was recommend to be the favorable volume size for cucumber seedling growth.

caraganasubstrate；root-zone volume；cucumber seedling；dry matter accumulation；photosynthetic characteristic

S316、S642.2

A

1000-4440(2015）01-0130-04

曲繼松,張麗娟,馮海萍,等.根域限制對檸條基質(zhì)黃瓜幼苗生長及氣體交換參數(shù)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學報,2015,31(1）：130-133.

10.3969/j.issn.1000-4440.2015.01.020

2014-05-14

寧夏自然科學基金項目(NZ12241）；寧夏科技攻關項目(2012ZYH110）；寧夏重大科技專項子項目(2013ZDN04）

曲繼松(1980-）,男,吉林永吉人,碩士,助理研究員,從事設施環(huán)境調(diào)控和工廠化育苗研究。(Tel）0951-6886778；(E-mail）qujs119@126.com