王克磊，朱隆靜，蘇世聞，陳先知，徐 堅

(溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院/溫州市設(shè)施蔬菜工程技術(shù)研究中心，浙江 溫州 325000)

花椰菜是生產(chǎn)中重要的蔬菜之一，在全國各地都有廣泛種植?；ㄒ斯S化育苗技術(shù)的快速發(fā)展為花椰菜的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培奠定了基礎(chǔ)，育苗過程中的水分管理控制直接影響種苗的質(zhì)量。目前，工廠化育苗的水分管理有傳統(tǒng)的頂部灑水灌溉與新型的潮汐灌溉等方式[1]。潮汐灌溉是一種節(jié)水、高效的灌溉技術(shù)，水分通過栽培基質(zhì)底部進(jìn)入，依靠基質(zhì)的毛細(xì)管虹吸作用將水肥吸收供給植物[1-2]，此種方式可有效解決傳統(tǒng)頂部灑水灌溉水資源浪費嚴(yán)重、灌溉不均勻以及造成苗床濕度大等不利影響，其通過自身的控制系統(tǒng)易于實現(xiàn)水肥的循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)水、減肥、減藥的“一節(jié)雙減”的目的[3]。

在我國，潮汐灌溉技術(shù)發(fā)展起步較遲。2013年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)行了《溫室灌溉系統(tǒng)安裝與驗收規(guī)范》，其中部分內(nèi)容是針對潮汐式灌溉技術(shù)的[4]。近幾年，我國科研工作者對潮汐灌溉系統(tǒng)裝備的設(shè)計[5-7]，以及西葫蘆[1]、番茄[2]、黃瓜[7-8]、辣椒[9]等蔬菜作物的潮汐灌溉育苗制度和潮汐灌溉育苗專用基質(zhì)[10]等方面做了大量的相關(guān)研究，研發(fā)出了潮汐灌溉育苗相關(guān)設(shè)備，提出了相關(guān)蔬菜的潮汐灌溉育苗制度參數(shù)。雖然做了大量研究，但由于潮汐灌溉系統(tǒng)設(shè)備價格高，目前使用相對還較少，同時潮汐灌溉技術(shù)中的灌溉高度、灌溉頻率等關(guān)鍵參數(shù)尚不明確。因此，本試驗以花椰菜為研究對象，研究了灌溉高度、灌溉頻率和灌溉時長等參數(shù)對花椰菜穴盤苗生長發(fā)育、基質(zhì)性狀和水分利用率等的影響，篩選花椰菜潮汐灌溉適宜的技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為潮汐灌溉育苗技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2018年3～6月在溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院種子種苗科技園玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行。供試花椰菜品種為“甌松60天”，由溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜所選育。育苗基質(zhì)由江蘇省鎮(zhèn)江培蕾有機(jī)肥有限公司提供，基質(zhì)容重0.21 g/cm3，pH值6.88，電導(dǎo)率0.38 mS/cm。潮汐灌溉育苗水位動態(tài)管理系統(tǒng)由溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院設(shè)計，包括育苗架、設(shè)置在育苗架上的若干個水平放置的潮汐式專用托盤以及營養(yǎng)液循環(huán)裝置(專利號：ZL201520333950.6)。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置2種灌溉方式即潮汐灌溉和頂部灑水灌溉，根據(jù)課題組前期在番茄[2]和黃瓜[8]的預(yù)試驗結(jié)果，潮汐灌溉設(shè)置灌溉高度為2.5 cm，設(shè)置3個灌溉頻率分別為1 d/次、2 d/次、3 d/次，即試驗共計4個處理(表1)。每個處理3次重復(fù)，每個重復(fù)3個穴盤。2018年3月14日種子直播于50孔穴盤中。3月22日選取生長健壯一致的種苗按照表1中的試驗設(shè)計進(jìn)行處理。灌水處理時間于上午9：00進(jìn)行。

表1 試驗設(shè)計

1.3 測定指標(biāo)及方法

花椰菜穴盤苗形態(tài)學(xué)指標(biāo)測定。處理后25 d，分別取樣測定幼苗的株高、莖粗、植株地上部鮮重、地下部鮮重，然后在105 ℃下殺青，85 ℃烘干至恒重，稱量植株地上部干重、地下部干重，并計算壯苗指數(shù)(莖粗/株高×全株干質(zhì)量)、G值(全株干質(zhì)量/育苗天數(shù))。采用STD4800高質(zhì)量高速掃描儀(根系分析系統(tǒng))進(jìn)行根系生長的測定。

花椰菜穴盤苗生理指標(biāo)測定。在處理后25 d的上午9：00，采用便攜式光合系統(tǒng)(LI-COR-6400)測定花椰菜幼苗的光合指標(biāo)。葉綠素含量采用SPAD-502葉綠素儀測定。

基質(zhì)和灌溉量指標(biāo)測定。試驗期間，定期采用WET-2-K4土壤三參數(shù)測定儀(英國)測量基質(zhì)含水量、電導(dǎo)率和溫度。到達(dá)浸盤時間后，回收每個處理多余的水分，記錄吸水量，計算出總灌溉量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件和Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對花椰菜幼苗生育期的影響

由表2可知，不同處理下花椰菜的生育周期進(jìn)程不同。各處理的出苗期基本一致，T1處理的1葉1心期較其他3個處理提早1 d，2葉1心期較T2處理提早1 d，較其他處理提早2 d。整體來看，T1處理較其他處理在發(fā)育進(jìn)程上分別提早1～2 d，T3處理與CK處理的生育進(jìn)程基本一樣。

表2 不同處理對花椰菜幼苗生育期的影響 月/日

2.2 不同處理對花椰菜幼苗生長質(zhì)量的影響

從表3可以看出，不同處理對花椰菜幼苗生長影響顯著不同。株高以T1處理最高，為89.99 mm，CK處理最低，為61.05 mm，且不同處理間差異顯著，從植株株高來看，T1處理有徒長的表現(xiàn)。莖粗由大到小分別為T2>CK、T3>T1，T2處理的莖粗較CK、T1分別增加10.4%、13.4%，且不同處理間差異顯著。T2和T3處理的根系體積差異不顯著，但均顯著高于T1和CK處理。地上部鮮重與地上部干重均以T1處理最高，且不同處理間的地上部干重差異顯著。T1和T2處理的地下部干重差異不顯著，但與CK和T3處理間差異顯著。

表3 不同處理對花椰菜幼苗生長質(zhì)量的影響

2.3 不同處理對花椰菜幼苗壯苗指數(shù)、G值和根冠比的影響

壯苗指數(shù)與G值是評價種苗質(zhì)量好壞的重要參數(shù)。由表4可知，潮汐灌溉處理間(T1、T2、T3)壯苗指數(shù)差異不顯著，但均顯著高于CK處理。G值以T2處理最大，為0.00511，CK處理最小，為0.00417，不同處理間差異顯著。各處理的干重根冠比由大到小為T2>T1>CK>T3，鮮重根冠比各處理間差異顯著。

表4 不同處理對花椰菜幼苗壯苗指數(shù)、G值和根冠比的影響

2.4 不同處理對花椰菜幼苗生理指標(biāo)的影響

從圖1可以看出，各處理間的葉綠素含量相對值無明顯差異?；ㄒ擞酌绻夂纤俾室訲2處理最高，為12.28 μmol/(m2·s)，顯著高于其他3個處理，分別較CK、T1、T3處理提高49.2%、18.4%、22.6%?；ㄒ擞酌绲乃掷眯室訲2處理顯著高于其他3個處理。根系活力由大到小分別為T2、T3、CK、T1處理，且各處理間差異顯著。

圖1 不同處理對花椰菜幼苗生理指標(biāo)的影響

2.5 不同處理對基質(zhì)變化及用水量的影響

育苗過程中基質(zhì)的性狀變化與幼苗的根系生長及養(yǎng)分吸收有直接關(guān)系。由表5可知，CK處理的基質(zhì)電導(dǎo)率最大，為311 mS/m，與其他3個處理間差異顯著，而T1、T2處理間差異不顯著，但顯著低于T3處理。

表5 不同處理對基質(zhì)變化及用水量的影響

基質(zhì)含水量以T1處理最高，為22.3%，CK處理最低，且不同處理間差異顯著。試驗期間，CK、T1、T2、T3處理的耗水量分別為14.38、10.47、7.45、6.41 kg，且不同處理間差異顯著，可以看出潮汐灌溉的節(jié)水效果明顯，而且灌溉次數(shù)也顯著低于傳統(tǒng)灌溉。

3 討論

潮汐灌溉是一種新型節(jié)水灌溉方式，以底部進(jìn)水、毛細(xì)管吸水為主要特征[3]，并通過循環(huán)裝置有效回收多余水肥，可以實現(xiàn)水肥的閉合循環(huán)利用，有著非常良好的發(fā)展前景。目前，相關(guān)學(xué)者在潮汐灌溉設(shè)備研發(fā)、潮汐灌溉指標(biāo)對植物的生長影響的方面有過報道。高艷明等[7]報道潮汐灌溉處理下的黃瓜幼苗壯苗指數(shù)、G值、凈光合速率等指標(biāo)顯著高于傳統(tǒng)頂部灌溉處理。李倩等[11]報道潮汐灌溉供液高度2 cm時辣椒穴盤苗生長最好。在本試驗中，T2處理的植株較CK在生育進(jìn)程、植株生長指標(biāo)及生理指標(biāo)均有顯著提高，表明潮汐灌溉下花椰菜幼苗生長優(yōu)于傳統(tǒng)灌溉，與前人在相關(guān)方面研究報道基本一致，同時本試驗的潮汐灌溉處理較傳統(tǒng)灌溉處理節(jié)水27%～55%，也證實了潮汐灌溉節(jié)水效果明顯。試驗發(fā)現(xiàn)，潮汐灌溉可顯著降低基質(zhì)的電導(dǎo)率，與黃瓜潮汐灌溉試驗報道一致[12]，可能與潮汐灌溉方式對基質(zhì)的淋洗使鹽分含量減少有關(guān)系。潮汐灌溉的灌溉指標(biāo)包含灌溉高度、灌溉頻率、灌水時間等方面，不同的指標(biāo)將對植株生長產(chǎn)生不同影響。在黃瓜潮汐灌溉育苗上研究表明對黃瓜株高、莖粗等影響的主次順序為灌溉頻率>灌水高度>灌水時間[7]。在番茄潮汐灌溉育苗上報道對番茄植株鮮重、植株干重、壯苗指數(shù)影響最大的是灌溉頻率，對灌溉量影響最大的是灌溉方式[5]。而在本試驗中，在課題組前期工作的基礎(chǔ)上先對灌溉高度、灌溉頻率2個因素進(jìn)行試驗篩選出灌溉頻率2 d/次較為適宜，而對于灌溉時長及苗期生長發(fā)育不同時段的灌水指標(biāo)如何細(xì)化控制等還需進(jìn)一步試驗篩選。

4 結(jié)論

從整個試驗過程來看，T2處理的花椰菜生長狀況優(yōu)于其他處理，同時花椰菜的壯苗指數(shù)和G值也達(dá)到最大，表明在本試驗所設(shè)置的處理參數(shù)條件下，該灌溉頻率能顯著促進(jìn)花椰菜的生長。

(1)與頂部灑水灌溉(CK)處理相比，T2處理花椰菜幼苗高度適中，壯苗指數(shù)和G最大，生長較好。

(2)與頂部灑水灌溉(CK)處理相比，T1、T2和T3處理分別節(jié)水27.12%、47.98%和55.14%，T2處理的花椰菜幼苗光合速率、水分利用率及根系活力最好。

(3)適宜的潮汐灌溉制度促進(jìn)花椰菜幼苗生育期提早、生長勢好、節(jié)水效果明顯，T2處理可作為花椰菜潮汐灌溉技術(shù)的參考指數(shù)。