崔丹丹,韓金磊,徐有權,王婧,李勝利*
(1 河南農(nóng)業(yè)大學園藝學院,河南鄭州 450046;2 鄭州市公園廣場事務中心,河南鄭州 450046)
大蔥(AlliumfistulosumL.)是百合科蔥屬的二年生作物,屬于藥食同源植物,含有揮發(fā)油、含硫類化合物、甾體皂苷類、黃酮類等多種活性成分,除用作調(diào)味佐料外,還具有抗菌、降血脂、抑制腫瘤細胞增殖、增強免疫力等功能(李瑩 等,2022)。我國是世界上最主要的大蔥生產(chǎn)和出口國家(喬立娟 等,2021;霍晴 等,2022),目前大蔥育苗多采用工廠集約化育苗,具有占地面積小、有效縮短育苗周期、節(jié)省勞動力和成本、減輕病蟲害、提高種苗質(zhì)量等優(yōu)點。為加快大蔥機械化和標準化種植進程,苗期常用植物生長調(diào)節(jié)劑進行處理,使蔥苗健壯整齊,便于后續(xù)機械化移栽。
控制作物徒長常用的植物生長延緩劑主要包括嘧啶類(多效唑和烯效唑)、季銨鹽類(矮壯素)、環(huán)己酮類(調(diào)環(huán)酸鈣和抗倒酯等),其能夠抑制赤霉素的生物合成(Asahina et al.,2007)。研究指出,外源噴施烯效唑和矮壯素處理能夠降低植物的株高,防止徒長,在黃瓜(邵久之 等,2022)、辣椒(劉松年 等,2022)、西瓜(楊玉良 等,2023)、蔞蒿(鄭丹 等,2021)和煙草(李峰 等,2015)等作物上也報道了相似的結果。萘乙酸作為一種廣譜型植物生長調(diào)節(jié)劑,具有促進作物扦插生根、提高幼苗壯苗指數(shù)的作用(張陽鋒 等,2020)。然而目前關于植物生長調(diào)節(jié)劑在大蔥育苗上的研究鮮有報道。本試驗研究了矮壯素、萘乙酸和烯效唑3 種植物生長調(diào)節(jié)劑對大蔥幼苗形態(tài)指標、干物質(zhì)累積和壯苗指數(shù)的影響,旨在探究不同植物生長調(diào)節(jié)劑的最適施用濃度,以期為大蔥工廠化育苗的苗期管理技術提供理論依據(jù)。
供試大蔥品種為豫藝墨玉,購自河南豫藝種業(yè)有限公司。矮壯素(有效含量為50%,水劑)購自四川國光農(nóng)化股份有限公司;萘乙酸和烯效唑均為分析純,購自上海源葉生物有限公司。
試驗于2019 年9—12 月在河南農(nóng)業(yè)大學毛莊科教園區(qū)的日光溫室內(nèi)進行。選取飽滿、整齊一致的大蔥種子,經(jīng)溫湯浸種后播于200 孔穴盤中,每穴3 粒。設置清水對照(CK)、矮壯素(100、300、600 mg · L-1,分別記為C1、C2 和C3)、萘乙酸(100、500、1 000 mg · L-1,分別記為N1、N2和N3)和烯效唑(100、500、1 000 mg · L-1,分別記為S1、S2 和S3),共10 個處理,每個處理設置3 次重復。播種后14 d,每穴盤噴施100 mL。分別于噴施后14、21、28 d 和35 d 進行取樣,測定各項指標。
1.3.1 株高、莖粗、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量測定 隨機選取每個處理長勢一致的5 株幼苗,測定株高、莖粗、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。株高和莖粗分別用直尺和游標卡尺進行測量。將蔥苗分為根、假莖和葉片3 部分,稱量鮮質(zhì)量后于105 ℃殺青15 min,65 ℃烘至恒重,測量干質(zhì)量。計算根冠比和壯苗指數(shù):根冠比 = 根系干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量;壯苗指數(shù) = (莖粗/株高 + 根系干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量)×全株干質(zhì)量。
1.3.2 色素含量測定 選取每個處理長勢一致的幼苗,取新鮮葉片0.5 g,采用乙醇提取比色法測定色素含量(陳建勛和王曉峰,2006),每個處理設置3 次重復。
試驗結果以平均值 ± 標準誤表示,通過Microsoft Excel 2013 和SPSS 22.0 軟件分別進行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析,采用Duncan 法進行多重比較和顯著性分析,使用Origin Pro2021 軟件繪圖。
苗期噴施不同植物生長調(diào)節(jié)劑對大蔥幼苗根系數(shù)量的影響如表1 所示。外源噴施適宜濃度的矮壯素、烯效唑和萘乙酸均能夠顯著增加大蔥幼苗的根系數(shù)量,但促生作用隨處理后時間的延長而逐漸減弱。在14 d 時,矮壯素、萘乙酸和烯效唑處理的蔥苗根系數(shù)量分別比對照增加60.00%~85.00%、80.00%~115.00%和70.00%~95.00%;在21 d 時,3 種植物生長調(diào)節(jié)劑對應的蔥苗根系數(shù)量分別較對照增加50.00%~73.33%、50.00%~100.00% 和70.00%~93.33%,其中N3 處理的根數(shù)最多。在28 d 和35 d 時,與對照相比,除N2、S3 外的其他處理均能顯著促進大蔥幼苗的根系生長,但各處理間無顯著差異。
表1 不同植物生長調(diào)節(jié)劑對大蔥幼苗根數(shù)的影響 個
除根系外,大蔥幼苗的地上部生長也受到植物生長調(diào)節(jié)劑的影響(圖1)。試驗結果顯示,隨著處理后時間的延長,矮壯素和烯效唑處理顯著降低蔥苗株高;蔥苗株高隨萘乙酸噴施濃度增加而降低,但除28 d 和35 d 高濃度處理外均未低于對照(圖1-A)。3 種植物生長調(diào)節(jié)劑不同濃度處理的蔥苗莖粗大多高于對照處理,且隨著處理后時間的延長,莖粗增幅逐漸增大(圖1-B)。以上結果表明,蔥苗株高和莖粗的變化與植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和濃度均相關。
圖1 不同植物生長調(diào)節(jié)劑對大蔥幼苗株高和莖粗的影響
如表2 所示,與對照相比,除C3 處理的葉綠素b 含量外,噴施矮壯素處理能夠顯著提高蔥苗葉片的葉綠素a、葉綠素b 和總?cè)~綠素含量,隨噴施濃度升高呈先上升后下降的趨勢,而類胡蘿卜素含量則隨矮壯素施用濃度升高呈現(xiàn)先降低后升高趨勢,均低于對照處理。萘乙酸處理的葉綠素含量與噴施濃度相關,N3 處理的葉綠素a 含量較對照處理高69.62%,N1 和N3 處理的葉綠素b 和總?cè)~綠素含量顯著高于對照處理,萘乙酸各濃度處理的類胡蘿卜素含量與對照無顯著差異。烯效唑處理對蔥苗葉片色素含量無顯著影響。
表2 不同植物生長調(diào)節(jié)劑對大蔥幼苗葉片色素含量的影響mg · g-1(FW)
苗期噴施3 種植物生長調(diào)節(jié)劑能夠顯著促進大蔥幼苗的干物質(zhì)累積(圖2)。在同一植物生長調(diào)節(jié)劑處理條件下,葉片干質(zhì)量和假莖干質(zhì)量隨噴施濃度升高而逐漸降低(圖2-A、B);然而,根系干物質(zhì)累積呈不同趨勢,矮壯素處理的根系干質(zhì)量與其濃度呈正比,萘乙酸和烯效唑處理的根系干質(zhì)量則隨噴施濃度升高呈先增加后降低的趨勢(圖2-C)。在處理后35 d 時,噴施矮壯素處理的蔥苗總干質(zhì)量、葉片干質(zhì)量、假莖干質(zhì)量和根系干質(zhì)量分別較對照增加21.19%~43.54%、1.64%~32.56%、29.99%~54.78% 和59.72%~66.19%;萘乙酸處理的干質(zhì)量分別對應增加63.56%~70.08%、34.34%~39.97%、74.58%~116.36%和80.36%~153.75%;然而,烯效唑處理的蔥苗總干質(zhì)量、葉片干質(zhì)量和假莖干質(zhì)量分別較對照降低2.74%~23.59%、7.56%~31.59%、27.95%~47.33%, 根系干質(zhì)量較對照增加47.37%~59.51%。
隨著蔥苗生育期延長,蔥苗干物質(zhì)的器官分配呈不同結果(圖3)。除烯效唑外,各處理的假莖干質(zhì)量占比總體呈增加趨勢,在處理后35 d 時最高;植物生長調(diào)節(jié)劑處理的根系干質(zhì)量占比呈先增加后降低的趨勢,在21 d 和28 d 時最高,而對照處理的根系干質(zhì)量占比則先降低后增加,在28 d時最低。處理后35 d,S1~S3 處理對蔥苗根系的促生作用、對假莖生長的抑制作用最佳。
圖3 不同植物生長調(diào)節(jié)劑對大蔥幼苗干物質(zhì)器官分配的影響
處理后35 d 時,不同處理的蔥苗壯苗指數(shù)和根冠比如表3 所示。植物生長調(diào)節(jié)劑處理能夠顯著提高蔥苗的壯苗指數(shù),噴施3 種植物生長調(diào)節(jié)劑的最適濃度處理分別為C2、N2 和S2,其對應的壯苗指數(shù)分別較對照增加87.93%、151.72%和111.00%。蔥苗根冠比隨植物生長調(diào)節(jié)劑處理濃度升高而呈增加趨勢,高濃度的矮壯素和中、高濃度的萘乙酸能夠顯著提高蔥苗的根冠比,不同濃度烯效唑處理的根冠比分別較對照增加69.57%、91.30%和143.48%。
表3 不同植物生長調(diào)節(jié)劑對大蔥幼苗根冠比和壯苗指數(shù)的影響
隨著經(jīng)濟發(fā)展和居民消費升級,加快現(xiàn)代化設施農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重大意義?!度珖F(xiàn)代設施農(nóng)業(yè)建設規(guī)劃(2023—2030 年)》中提出,建設現(xiàn)代設施集約化育苗工程,加快補齊商品化育苗短板,滿足蔬菜高質(zhì)量健康種苗的需求。設施蔬菜集約化育苗工程建設離不開優(yōu)質(zhì)壯苗的培育技術,未來機械化、標準化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展更是提高了對種苗質(zhì)量的要求,尤其是適合機械化移栽的種苗(李勝利和吳幗秀,2023)。大蔥育苗過程中易徒長,噴施植物生長調(diào)節(jié)劑是生產(chǎn)上控制徒長常用的方法,然而關于大蔥苗期控制徒長的研究較少,因此篩選適宜培育大蔥健壯幼苗的植物生長調(diào)節(jié)劑對大蔥集約化育苗具有重要的現(xiàn)實意義。形態(tài)指標是衡量植物幼苗生長好壞的重要參數(shù)。本試驗中,噴施適宜濃度的矮壯素、萘乙酸和烯效唑處理均能夠顯著增加蔥苗的根系數(shù)量,促進根系生長,這與前人的研究結果一致(錢曄 等,2023)。與對照相比,矮壯素和烯效唑處理的蔥苗株高顯著降低,莖粗增加,主要是由于二者可以抑制赤霉素生物合成,降低內(nèi)源赤霉素含量(孟憲敏 等,2022;Ou et al.,2022);而萘乙酸處理的株高高于對照,莖粗則低于烯效唑處理,這可能與其可以促進細胞伸長有關(Li &Liu,2003)。3 種植物生長調(diào)節(jié)劑中,烯效唑處理的蔥苗株高最低,且莖粗最大,控制徒長的效果較好。然而,烯效唑處理的蔥苗色素含量和干物質(zhì)累積量呈現(xiàn)出不一致的結果。烯效唑處理的葉片色素含量與對照無顯著差異,且總干質(zhì)量低于對照,僅有根系干質(zhì)量顯著高于對照。研究表明,5~50 mg ·L-1的烯效唑處理能夠顯著提高樹番茄葉片色素含量,增加各部位的生物量(Huang et al.,2021);在噴施20 mg · L-1烯效唑處理的甜菜幼苗研究中也得到了相似結果(Wang et al.,2022)。這與本試驗結果不一致,可能是由于施用濃度、施用時期和作物種類等差異引起的,具體機制仍需進一步深入探究。壯苗指數(shù)和根冠比是反映植物幼苗質(zhì)量好壞的兩個重要指標(桑嘉駿 等,2022)。本試驗結果表明,葉面噴施3 種植物生長調(diào)節(jié)劑均能顯著提高蔥苗的壯苗指數(shù)和根冠比,萘乙酸處理的壯苗指數(shù)最大,而根冠比最佳的處理為烯效唑??紤]到大蔥育苗周期較長,選擇能夠促進蔥苗根系生長、抑制幼苗徒長的生長調(diào)節(jié)劑較為適宜。
綜上所述,在大蔥播種后14 d,葉面噴施矮壯素、萘乙酸和烯效唑均能促進蔥苗根系的生長,增加莖粗,其中矮壯素和烯效唑能夠顯著降低蔥苗株高;烯效唑處理能夠顯著增加蔥苗根系干物質(zhì)量,減少地上部假莖和葉片干物質(zhì)累積,提高蔥苗的壯苗指數(shù)和根冠比,且存在一定的濃度效應,高濃度顯著抑制蔥苗的根系生長和干物質(zhì)累積,壯苗指數(shù)減小。因此,大蔥苗期控制徒長時,烯效唑的最適噴施濃度為500 mg · L-1,試驗結果對大蔥工廠集約化育苗具有一定的指導意義。