線國蘭，賈 靚，張偉偉，關(guān)博文，陳修斌,2*，楊 彬

（1.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院，甘肅 張掖 734000；2.河西走廊精準(zhǔn)設(shè)施園藝工程技術(shù)研究中心，甘肅 張掖 734000）

張掖市地處河西走廊中部，屬溫帶大陸性氣候，境內(nèi)地勢平坦，光熱資源充足，年日照總時長3 000 h以上。近年來，隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以日光溫室為主體的設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)有了較大的發(fā)展。番茄（Solanum lycopersicum）是日光溫室栽培的主要蔬菜種類之一，番茄種植已成為農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收的重要途徑。育苗是番茄生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，但常規(guī)番茄育苗大多采用通用的商品基質(zhì)，一方面不利于番茄壯苗培育，另一方面增加了育苗生產(chǎn)成本，制約了番茄育苗的工廠化生產(chǎn)。

目前，關(guān)于不同基質(zhì)配比在蔬菜上的應(yīng)用研究，國內(nèi)學(xué)者李元文等[1]篩選了適宜于彩色辣椒無土栽培的基質(zhì)配方；程立巧等[2]研究了不同基質(zhì)對番茄幼苗生長的影響，得到了草炭、爐渣、蛭石按1∶1∶1的體積比配成基質(zhì)，最適宜于番茄幼苗生長的結(jié)論；崔廣祿[3]通過研究基質(zhì)與椰糠不同配比，篩選出基質(zhì)∶椰糠按7∶3體積配比，有利于西瓜無土栽培生產(chǎn)。而采用有機(jī)基質(zhì)與無機(jī)基質(zhì)混配應(yīng)用于番茄育苗生產(chǎn)中的研究報道較少。

張掖市是我國較大的玉米制種基地，生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的玉米秸稈，同時該地區(qū)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中又產(chǎn)生大量的下腳料，因而農(nóng)業(yè)廢棄物資源比較豐富。本研究立足于本地的生產(chǎn)實(shí)際，以玉米秸稈、食用菌下腳料、牛糞、蛭石、珍珠巖等基質(zhì)為原料，組成不同配比的混合基質(zhì)，從番茄幼苗生長、葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)等變化上，研究不同基質(zhì)配比對番茄幼苗生長的影響，以期篩選出適合于張掖市番茄壯苗培育的育苗基質(zhì)，為提高農(nóng)業(yè)資源利用率、實(shí)現(xiàn)番茄壯苗培育與集約化生產(chǎn)提供理論和技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2019年4—8月在張掖市綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司大棚內(nèi)進(jìn)行。供試的基質(zhì)種類為草炭、玉米秸稈、珍珠巖、牛糞、食用菌下腳料、蛭石，以“福美十號”番茄為指示品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)6個處理，分別為對照CK（草炭∶珍珠巖∶蛭石＝5∶1∶1），A1（草炭∶玉米秸稈∶食用菌下腳料∶珍珠巖＝2∶1∶1∶1）、A2（草炭∶牛糞∶蛭石∶玉米秸稈∶食用菌下腳料＝2∶0.5∶0.5∶1∶1）、A3（草炭∶玉米秸稈∶牛糞∶食用菌下腳料∶蛭石＝1∶2∶0.5∶0.5∶1）、A4（草炭∶玉米秸稈∶珍珠巖∶牛糞∶食用菌下腳料∶蛭石＝1∶1∶1∶0.5∶0.5∶1）、A5（草炭∶玉米秸稈∶食用菌下腳料∶牛糞∶珍珠巖∶蛭石＝0.5∶1∶0.5∶0.5∶1∶1）。采用72孔穴盤，每個處理裝1盤，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。將以上基質(zhì)按照不同處理確定的體積比混合均勻后裝入穴盤。將番茄種子播種于穴盤內(nèi)，每孔播種1粒，深度0.5 cm，然后覆蓋相應(yīng)基質(zhì)，出苗前保持白天25～28 ℃，晚上15～18 ℃，出苗后白天22～25 ℃，晚上12～15 ℃。

1.3 測定項(xiàng)目

1.3.1 出苗統(tǒng)計(jì)與形態(tài)指標(biāo)測定

播種后第10天，統(tǒng)計(jì)各處理的出苗率；幼苗生長后期，各處理隨機(jī)選取4株，統(tǒng)計(jì)其葉片數(shù)，用游標(biāo)卡尺測定株高、莖粗，測定地上部分鮮質(zhì)量、地下部分鮮質(zhì)量等指標(biāo)。

1.3.2 葉片熒光參數(shù)測定

分別在番茄幼苗生長前期（2019年5月31日）、中期（6月19日）、末期（7月8日），于10：00—12：00，選擇每個處理同一部位的葉片，用英國Hansatech公司的Handy PEA植物效率分析儀測定經(jīng)過暗適應(yīng)20 min以上的葉片初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）、最大初始熒光（Fo）及穩(wěn)態(tài)熒光（Fs）、光照條件下最大熒光（Fm），每處理3次重復(fù)，并計(jì)算PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)換效率（Fv/Fm），葉片PSⅡ潛在活性（Fv/Fo）[4]；其中，F(xiàn)v＝（Fm-Fo），F(xiàn)v/Fo＝（Fm-Fo）/Fo，F(xiàn)v/Fm＝（Fm-Fo）/Fm，每個處理隨機(jī)測定4株，取其平均值。

1.3.3 幼苗生化指標(biāo)測定

在幼苗生長末期（7月10日），每處理隨機(jī)選4株，參照李合生[5]的方法測定生化指標(biāo)，根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）法，過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚氧化法，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 9.50和Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，采用Duncan's法進(jìn)行差異顯著性分析，顯著性水平設(shè)置為α＝0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對番茄出苗率及幼苗生長的影響

從表1可以看出，A1、A2、A3、A4與A5處理的番茄出苗率均高于對照（CK），以處理A3的番茄出苗率最高，其值可達(dá)98.25%，顯著高于CK、A1、A2、A4、A5處理，分別高出9.58、5.83、4.57、7.40、6.92個百分點(diǎn)，不同處理間呈現(xiàn)一定差異。幼苗株高、莖粗、葉片數(shù)也以處理A3為最高，分別為44.60 cm、0.50 cm與9.12片，均顯著高于其他處理，分別比CK多出14.72 cm、0.07 cm與1.45片；根冠比是反映幼苗地上與地下生長量大小的重要衡量指標(biāo)，本試驗(yàn)中，以處理A3的番茄幼苗根冠比最高，達(dá)到7.95，較CK高出68.43%。說明采用處理A3（草炭∶玉米秸稈∶牛糞∶食用菌下腳料∶蛭石＝1∶2∶0.5∶0.5∶1）的基質(zhì)配比，更利于番茄出苗與幼苗生長。

2.2 不同處理對番茄幼苗葉片F(xiàn)v/Fm和Fv/Fo的影響

Fv/Fm為PSⅡ的光化學(xué)效率，它反映了暗適應(yīng)下光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)效率，F(xiàn)v/Fo反映PSⅡ潛在活性[6]。從圖1可以看出，在番茄幼苗生長前期和末期，不同配比處理的葉片F(xiàn)v/Fm值均高于CK；幼苗生長中期只有A1、A3處理的Fv/Fm值高于CK，且與CK存在顯著差異；不同生長時期均以A3處理的Fv/Fm值最高，在幼苗生長前期、中期和末期分別為0.82、0.74和0.79，與CK相比分別提高了14.35%、37.43%和42.63%，差異顯著。

表1 不同處理對番茄出苗率及幼苗生長的影響

從圖2可以看出，在番茄幼苗生長前期，A1、A3、A4、A5處理的葉片F(xiàn)v/Fo值均高于CK，且差異顯著（除A1外）；幼苗生長中期不同配比處理的Fv/Fo值均顯著高于CK，以A3處理最高；幼苗生長后期只有A3、A4處理的Fv/Fo值高于CK，其中A3處理顯著高于CK；不同生長時期均以A3處理的Fv/Fo值最高，幼苗生長前期、中期和末期分別為3.92、2.97和3.23，與CK相比分別提高了42.01%、40.59%和10.55%。由此可見，A3基質(zhì)配比處理的番茄幼苗葉片保持了較強(qiáng)的光化學(xué)效率，葉片潛在活性也較強(qiáng)，其他處理可能由于營養(yǎng)配比不均，導(dǎo)致育苗基質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生逆境脅迫；因此，其他處理的幼苗生理活性較弱，F(xiàn)v/Fm和Fv/Fo值低于或顯著低于CK，這與前人的研究結(jié)果相一致[7]。

2.3 不同處理對番茄幼苗生化指標(biāo)的影響

不同處理對番茄幼苗根系活力影響見表2，從表2可以看出，不同基質(zhì)配比處理的番茄幼苗根系活力均高于CK，其中以A3處理最高，分別較CK、A1、A2、A4、A5處理高出70.30、21.84、36.79、48.03、60.40 μg/（g·h），且差異顯著。說明A3處理不同基質(zhì)配比的營養(yǎng)耦合呈協(xié)同效應(yīng)，可保持幼苗較強(qiáng)的養(yǎng)分與水分吸收能力，其他處理基質(zhì)配比營養(yǎng)失調(diào)，導(dǎo)致根系活力降低[8]。

SOD活性的大小可以反映葉片細(xì)胞對鹽害逆境的適應(yīng)能力[9]。由表2可以看出，各處理中以A3番茄幼苗葉片SOD的活性最強(qiáng)，顯著高于其他處理，其值可達(dá)386.23 U/g，與CK相比高出81.80 U/g；A5處理最低，其值為138.42 U/g；說明A3處理番茄幼苗葉片SOD的活性最強(qiáng)，而處理A5葉片的SOD活性最弱。究其原因可能是以A3處理的基質(zhì)配比合理，番茄幼苗葉片中SOD活性最高，清除體內(nèi)大量活性氧自由基的能力最強(qiáng)，因此葉片保持了較高代謝水平。

POD是細(xì)胞膜系統(tǒng)的保護(hù)酶，對保持體內(nèi)代謝平衡起著重要的作用[10]。從表2可以看出，A3處理番茄幼苗葉片POD活性顯著高于其他處理（除A2外），其值為6.26 U/（g·min），較CK高出4.25 U/（g·min）；處理A5的番茄葉片POD活性最低，其值為1.68 U/（g·min），各處理POD活性大小順序?yàn)锳3＞A2＞A1＞A4＞CK＞A5，這表明各處理由于不同種類基質(zhì)用量不同，導(dǎo)致其營養(yǎng)供應(yīng)水平存在差異，使基質(zhì)產(chǎn)生了脅迫環(huán)境，從而反映在番茄幼苗葉片上，出現(xiàn)POD活性強(qiáng)弱不同。

葉片MDA含量越高，表明受傷害程度越大[11]。從表2可以看出，A5處理的MDA含量最高，為9.24 μmol/g，A3處理的MDA含量最低，為6.02 μmol/g，A3處理比CK降低2.93 μmol/g。這說明A3處理番茄幼苗葉片的細(xì)胞膜脂過氧化程度低，而A5處理的幼苗葉片細(xì)胞受傷害最大。這可能是不同種類基質(zhì)配比處理的養(yǎng)分組成存在差異，導(dǎo)致不同基質(zhì)間營養(yǎng)耦合作用呈現(xiàn)拮抗作用[12]。

可溶性蛋白質(zhì)含量的高低可反映植株體內(nèi)氮代謝水平或側(cè)面反映植株的生長能力[13]。從表2可以看出，A3處理的番茄幼苗葉片可溶性蛋白含量最高，可達(dá)0.203 mg/g，顯著高于其他處理，較CK高出0.16 mg/g；不同處理中以A5的番茄葉片中可溶性蛋白的含量最低，較CK降低了37.21%，這說明采用處理A3的基質(zhì)配比有利于幼苗葉片可溶性蛋白的含量的提高，而A5處理的基質(zhì)配比不利于可溶性蛋白的含量增加；究其原因是不同基質(zhì)配比中的氮素營養(yǎng)水平不同，從而影響了葉片內(nèi)可溶性蛋白的形成。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)研究了不同種類基質(zhì)及其配比對番茄幼苗生長與葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化，結(jié)果表明：以采用A3處理番茄幼苗出苗率最高，幼苗株高、莖粗、葉片數(shù)、根冠比等農(nóng)藝性狀也顯著優(yōu)于其他處理，究其原因是A3處理的PSⅡ光化學(xué)效率與PSⅡ潛在活性最強(qiáng)；這表明采用A3處理（草炭∶玉米秸稈∶牛糞∶食用菌下腳料∶蛭石＝1∶2∶0.5∶0.5∶1）的基質(zhì)配比，可激發(fā)葉片在暗適應(yīng)下PSⅡ的最大量子產(chǎn)額及葉片PSⅡ潛在活性，這與Shangguan等[14-15]的研究相一致；而其他處理的基質(zhì)配比，由于營養(yǎng)元素不平衡，基質(zhì)營養(yǎng)濃度過高或過低，使幼苗生長的基質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生脅迫條件，葉片的光合機(jī)構(gòu)受到傷害[16-17]，從而使Fv/Fm、Fv/Fo的值處于較低水平。

表2 不同處理對番茄幼苗生化指標(biāo)的影響

植株的生理活性高低與生長的環(huán)境有關(guān)[18-19]。本試驗(yàn)中以A3處理的番茄幼苗根系活力最強(qiáng)，SOD與POD活性最高，可溶性蛋白含量也高于其他處理，而MDA的含量最低，說明采用A3的基質(zhì)配比所構(gòu)成的根系營養(yǎng)環(huán)境，更有利于植株生長與代謝能力的提高，其他處理由于基質(zhì)成分的營養(yǎng)水平失衡，從而造成幼苗根系活力、葉片SOD與POD活性、可溶性蛋白與MDA含量等指標(biāo)的差異。關(guān)于不同種類基質(zhì)及其配比處理的基質(zhì)理化性狀及其對植株根系活力等影響方面將進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)研究。