根際氧濃度對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響

鄭小蘭，侯亞兵,2，王瑞嬌，趙群法，王媛媛，孫治強(qiáng)

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，江蘇 南京 210095)

根際氧濃度對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響

鄭小蘭1，侯亞兵1,2，王瑞嬌1，趙群法1，王媛媛1，孫治強(qiáng)1

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，江蘇 南京 210095)

為了探究設(shè)施園藝作物栽培時(shí)適宜的水氣環(huán)境，采用水培試驗(yàn)，以河南四號(hào)和粉珍珠2個(gè)栽培番茄品種為研究對(duì)象，設(shè)置3個(gè)氧水平：低氧(0.5～2.0 mg/L)、正常氧(7.0～8.0 mg/L)和飽和氧(14.0～17.0 mg/L)處理，以不通氣作為空白對(duì)照CK，研究根際不同氧濃度對(duì)番茄幼苗植株的形態(tài)生長(zhǎng)、生物量、根系活力和光合色素的影響。結(jié)果表明，隨著根際氧濃度的增加，番茄幼苗的長(zhǎng)勢(shì)越好，根系活力增加，但葉綠素含量降低。在處理末期，正常氧處理與飽和氧處理顯著提高番茄幼苗的最長(zhǎng)根長(zhǎng)并增加番茄幼苗的干、鮮質(zhì)量。其中，在18 d河南四號(hào)正常氧和飽和氧處理下總干質(zhì)量比CK分別增加24.00%和74.86%，而低氧處理比CK降低3.43%；最長(zhǎng)根長(zhǎng)分別增加67.23%和230.55%，而低氧處理比CK降低1.63%。飽和氧處理下根系更發(fā)達(dá)健壯，地上部分長(zhǎng)勢(shì)更好，生物量積累最多。因此，在設(shè)施園藝栽培管理中，增加營(yíng)養(yǎng)液中根際氧濃度有利于番茄生物量的積累，進(jìn)而提高產(chǎn)量。

番茄幼苗；根際氧濃度；形態(tài)生長(zhǎng)；氧飽和；低氧；根構(gòu)型

根是植物吸收養(yǎng)分和水分的重要器官，也是與植物地上部進(jìn)行物質(zhì)交換的重要器官[1]。當(dāng)土壤板結(jié)通透性降低或者水培營(yíng)養(yǎng)液中氧氣不足時(shí)，植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育和生理功能即受影響[2]。根際低氧脅迫下，黃瓜幼苗根系三羧酸循環(huán)顯著受阻，無(wú)氧呼吸代謝增強(qiáng)[3]；番茄的光合作用、葉片蒸騰速率和光系統(tǒng)Ⅱ效率降低[4]；網(wǎng)紋甜瓜根系蘋果酸脫氫酶活性顯著降低，有氧呼吸減弱[5]；營(yíng)養(yǎng)液缺氧時(shí)黃瓜和番茄生長(zhǎng)受阻，黃瓜的耐缺氧性優(yōu)于番茄[6]。根際低氧使番茄根抗病性減弱，而提高氧濃度可以增強(qiáng)植株的抗病性[7]。已有研究表明，基質(zhì)通氣栽培可以顯著提高黃瓜產(chǎn)量[8]，珍珠巖通氣栽培和氣霧栽培可顯著增加番茄的株高、莖粗、根系活力和吸收能力[9]。對(duì)水培和淹水的番木瓜進(jìn)行通氣和施用H2O2或CaO2后可緩解植株低氧脅迫癥狀，并促進(jìn)淹水過(guò)后植株的復(fù)蘇[10]。根際環(huán)境通氣可促進(jìn)棉花幼苗對(duì)礦質(zhì)元素的吸收、減弱鹽脅迫對(duì)棉花幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的抑制作用[11]，對(duì)土壤進(jìn)行通氣處理可顯著增加番茄植株的莖粗、葉面積指數(shù)、葉綠素含量和干物質(zhì)質(zhì)量[12]；因此，根際氧環(huán)境對(duì)植株的生長(zhǎng)至關(guān)重要。近年來(lái)，隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)尤其是設(shè)施園藝作物栽培的發(fā)展，水培法因其眾多優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到人們青睞?，F(xiàn)今，番茄已發(fā)展成為全球性的重要蔬菜，因此，探討番茄營(yíng)養(yǎng)液栽培中根際溶氧濃度對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響，對(duì)提高水培設(shè)施農(nóng)作物的產(chǎn)量具有重要意義。本試驗(yàn)通過(guò)人工通氣處理控制營(yíng)養(yǎng)液中溶解氧濃度，研究根際不同氧濃度，尤其是營(yíng)養(yǎng)液中氧濃度對(duì)番茄苗期生長(zhǎng)發(fā)育的影響，旨在為水培番茄的栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄品種為粉珍珠和河南四號(hào)。其中粉珍珠是無(wú)限生長(zhǎng)型櫻桃番茄，由河南豫藝種業(yè)提供；河南四號(hào)是自封頂型，粉色中果番茄，由鄭州蔬菜研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)日光溫室內(nèi)進(jìn)行。供試種子經(jīng)催芽后播于裝有基質(zhì)的72孔穴盤內(nèi)，基質(zhì)配比為草炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1。播種27 d后，選取生長(zhǎng)健壯一致的幼苗洗凈根部基質(zhì)，定植到裝有1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液的水培箱(65 cm×40 cm×15 cm)內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)液pH值調(diào)為6.5±0.1，電導(dǎo)率為2.2～2.5 ms/cm，水培箱上蓋有定植板，每定植板上有45個(gè)直徑2.5 cm的定植孔，孔間距為7 cm。

定植后2 d開始處理。本試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理，即低氧處理(T1)，向營(yíng)養(yǎng)液中充氮?dú)?，?qū)趕氧氣，維持氧質(zhì)量濃度在0.5～2.0 mg/L；正常氧處理(T2)，用氣泵向營(yíng)養(yǎng)液中通入空氣，維持正常氧質(zhì)量濃度7.0～8.0 mg/L；飽和氧處理(T3)，向營(yíng)養(yǎng)液中通入氧氣，維持氧質(zhì)量濃度為14.0～17.0 mg/L；不通氣處理(CK，氧質(zhì)量濃度在6.4～1.2 mg/L)作為對(duì)照。各處理氧質(zhì)量濃度由實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)控制，該系統(tǒng)由溶解氧實(shí)時(shí)控制儀(哈爾濱億唐科技有限公司生產(chǎn))、氧氣瓶、氮?dú)馄亢涂諝鈮嚎s泵組成，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)控水體溶解氧濃度(各處理根際氧濃度變化見(jiàn)圖1)。

圖1 處理后營(yíng)養(yǎng)液中溶氧量和溫度變化Fig.1 Dissolved oxygen and temperature in nutrient solutions after treatment

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 生長(zhǎng)形態(tài)指標(biāo) 處理后每3 d測(cè)定番茄幼苗的葉片數(shù)、株高、莖粗和最長(zhǎng)根長(zhǎng)。其中，葉片數(shù)為真葉個(gè)數(shù)；株高是莖部到生長(zhǎng)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度；最長(zhǎng)根長(zhǎng)為植株根的最大長(zhǎng)度，用直尺測(cè)量；莖粗為距子葉下部0.5 cm的粗度，用游標(biāo)卡尺測(cè)量。

1.3.2 根系形態(tài) 取植株根系用清水沖洗干凈，然后用EPSEN v700掃描儀掃描。再用根系圖像分析軟件WinRHIZO(Canada，Regent Instruments)分析測(cè)定每株根系的平均直徑、總長(zhǎng)、根表面、根體積。

1.3.3 生物量的測(cè)定 于處理后18 d每處理隨機(jī)選取12株幼苗，105 ℃殺青15 min，80 ℃烘干至恒重，用萬(wàn)分之一天平稱重。

1.3.4 光合色素含量和根系活力的測(cè)定 參考趙世杰等[13]的方法，用乙醇浸提法測(cè)定光合色素含量，采用TTC法測(cè)定根系活力。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溶氧質(zhì)量濃度對(duì)番茄幼苗生物量影響

由表1可以看出，T1處理下河南四號(hào)除了根干、鮮質(zhì)量略高于CK外，其葉干、鮮質(zhì)量和總干、鮮質(zhì)量相比CK是負(fù)增長(zhǎng)，但是都與CK差異不顯著；而T2和T3處理下葉干、鮮質(zhì)量和根干、鮮質(zhì)量均高于CK，除葉鮮質(zhì)量，其余與CK相比差異顯著；T1處理下粉珍珠葉干、鮮質(zhì)量和根干、鮮質(zhì)量都是最小，相比CK差異顯著。其中河南四號(hào)T3處理葉的鮮質(zhì)量顯著高于T2處理，而粉珍珠T3處理葉的鮮質(zhì)量與T2差異不顯著。隨著氧質(zhì)量濃度增加番茄幼苗的干鮮質(zhì)量也呈逐漸增加的趨勢(shì)，但增加幅度品種之間存在差異，其中河南四號(hào)T1、T2和T3處理的總鮮質(zhì)量分別比CK增加 -11.07%，28.10%，87.43%，總干質(zhì)量增加 -3.43%，24.00%，74.86%；粉珍珠T1、T2和T3處理的總鮮質(zhì)量分別比CK增加 -53.15%，4.01%，5.37%，總干質(zhì)量增加-52.08%，5.21%，5.73%。這表明2種材料對(duì)氧濃度響應(yīng)水平可能存在差異。

表1 根際氧質(zhì)量濃度對(duì)番茄幼苗生物量積累的影響Tab.1 Effects of dissolved oxygen in rhizosphere on biomass accumulation of tomato seedlings

注：不同字母表示0.05水平差異顯著。表2、圖5-6同。

Note：Different letters indicate significance at 0.05 level.The same as Tab.2,Fig.5-6.

2.2 不同溶氧質(zhì)量濃度對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響

2.2.1 對(duì)株高的影響 從圖2可以看出，無(wú)論是粉珍珠還是河南四號(hào)，處理6 d后幼苗植株的差異開始逐步顯現(xiàn)，飽和氧處理(T3)和正常氧處理(T2)顯著增加供試品種的株高。其中粉珍珠T1處理的株高明顯低于CK，而河南四號(hào)T1處理和CK處理的曲線接近重合，說(shuō)明番茄幼苗對(duì)低氧的響應(yīng)因品種不同而略有差異。因此，增氧可顯著增加番茄幼苗植株株高。

圖2 不同根際氧濃度對(duì)番茄株高的影響Fig.2 Effects of dissolved oxygen in rhizosphere on plant height

2.2.2 對(duì)莖粗的影響 從圖3可以看出，在處理9 d后，T3處理明顯增加2種品種幼苗的莖粗，與對(duì)照相比差異達(dá)到顯著水平。處理18 d后T3處理下粉珍珠的莖粗比CK增加11.71%，河南四號(hào)增加28.74%。而在處理12 d后，T2處理顯著增加河南四號(hào)的莖粗，在處理18 d比對(duì)照增加了11.16%，T1和CK處理則處于同一生長(zhǎng)水平；粉珍珠莖粗在T1、T2和CK處理下的生長(zhǎng)曲線非常接近，沒(méi)有表現(xiàn)出顯著性差異。說(shuō)明向營(yíng)養(yǎng)液中增氧可以增大番茄幼苗莖粗。

2.2.3 對(duì)最長(zhǎng)根長(zhǎng)的影響 從圖4可以看出，番茄幼苗最大根長(zhǎng)對(duì)氧質(zhì)量濃度的響應(yīng)最明顯。在處理后期與CK相比，T3、T2處理極顯著地增加最大根長(zhǎng)，處理18 d后T3處理下粉珍珠和河南四號(hào)的根長(zhǎng)分別比CK增加250.46%，230.55%，而T1比CK降低1.63%。T2處理下粉珍珠和河南四號(hào)的根長(zhǎng)分別比CK增加60.87%，67.23%，而T1和CK處理下最長(zhǎng)根長(zhǎng)基本一致。這表明提高水培營(yíng)養(yǎng)液氧濃度可以促進(jìn)根長(zhǎng)伸長(zhǎng)。

2.3 不同溶氧質(zhì)量濃度對(duì)番茄幼苗根系形態(tài)生長(zhǎng)的影響

從圖5可以看出，T2和T3處理下河南四號(hào)和粉珍珠的幼苗總根長(zhǎng)、根表面積和根體積均高于CK；但T2和T3處理的根系平均直徑低于對(duì)照。由圖5可知，不同根際氧濃度處理下粉珍珠的總根長(zhǎng)、根體積和根表面積的大小順序都為T1

圖3 根際氧質(zhì)量濃度對(duì)莖粗的影響Fig.3 Effects of dissolved oxygen in rhizosphere on stem diameter

圖4 根際氧質(zhì)量濃度對(duì)最大根長(zhǎng)的影響Fig.4 Effects of dissolved oxygen in rhizosphere on the longest root length

圖5 根際氧質(zhì)量濃度對(duì)番茄幼苗根系生長(zhǎng)的影響Fig.5 Effects of dissolved oxygen in rhizosphere on root growth of tomato seedlings

2.4 不同氧質(zhì)量濃度對(duì)番茄幼苗葉片光合色素的影響

從表2可以看出，T1和CK處理的光合色素含量普遍略高，且T1和CK處理下河南四號(hào)和粉珍珠的葉綠素a、總?cè)~綠素和類胡蘿卜素沒(méi)有顯著差異。隨著氧質(zhì)量濃度增加，葉綠素含量呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，其中T1處理的總?cè)~綠素含量最高，T2次之，T3最小。兩品種在T3處理下的光合色素含量最低，無(wú)論是葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a/b、總?cè)~綠素還是類胡蘿卜素與對(duì)照相比均達(dá)到顯著水平(粉珍珠葉綠素a/b除外)，其中河南四號(hào)和粉珍珠的葉綠素a降低最明顯，降幅分別為32.17%和43.25%；總?cè)~綠素降幅為29.97%和42.98%；類胡蘿卜素降幅為4.70%和6.86%。這可能是一定時(shí)期內(nèi)番茄幼苗為適應(yīng)低氧和飽和氧環(huán)境而做出的生理反應(yīng)，低氧處理下相對(duì)生長(zhǎng)率較低，植株不得不合成更多的葉綠素加強(qiáng)光合作用，進(jìn)而增加凈同化率促使植株生長(zhǎng)；而高氧處理下植株生長(zhǎng)過(guò)快，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)元素供給不足從而使光合色素相對(duì)較低。

表2 根際氧質(zhì)量濃度對(duì)番茄幼苗葉片光合色素含量的影響Tab.2 Effects of dissolved oxygen in rhizosphere on contents of photosynthetic pigments in leaves of tomato seedlings

2.5 不同溶氧質(zhì)量濃度對(duì)番茄幼苗根系活力的影響

由圖6可以看出，各處理對(duì)兩品種番茄幼苗根系活力影響的變化規(guī)律基本相同，T2處理下根系活力最大，T3處理次之，T1和CK處理下根系活力較低，且CK和T1處理的根系活力沒(méi)有顯著差異。其中，河南四號(hào)和粉珍珠在T2處理下根系活力顯著高于其他3個(gè)處理。這說(shuō)明根際增氧可增加根系活力，但是過(guò)高的氧質(zhì)量濃度反而不利于根系活力的增加。粉珍珠的T2處理根系活力分別比T1和CK處理高出217.67%和173.93%，河南四號(hào)T2處理根系活力分別比T1和CK處理高78.82%和84.27%。由此可見(jiàn)，因品種差異，番茄幼苗在不同氧質(zhì)量濃度下根系活力的響應(yīng)有所差別，粉珍珠的變化幅度要大于河南四號(hào)。

圖6 根際氧質(zhì)量濃度對(duì)番茄幼苗根系活力的影響Fig.6 Effects of dissolved oxygen in rhizosphere on root vitality of tomato seedlings

3 結(jié)論與討論

氧是高等植物進(jìn)行正常生理代謝和生長(zhǎng)發(fā)育的必要條件之一，在氧化磷酸化能量代謝過(guò)程中氧是呼吸鏈電子傳遞的最終受體，驅(qū)動(dòng)合成ATP和NAD(P)+，為細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育提供能量[14]。當(dāng)植株根部氧氣含量大幅度發(fā)生變化，對(duì)植株最直觀的表現(xiàn)就是生長(zhǎng)形態(tài)的變化。前人研究表明，低氧脅迫下植物生長(zhǎng)緩慢，長(zhǎng)勢(shì)減弱，植株變矮小，葉片萎蔫、老化，生物量降低等[5，15-16]。本試驗(yàn)從水培番茄的營(yíng)養(yǎng)液溶解氧出發(fā)，研究根際氧濃度對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)根際氧濃度與番茄幼苗生長(zhǎng)密切相關(guān)，增加氧濃度顯著促進(jìn)番茄幼苗植株生長(zhǎng)，表現(xiàn)為正常氧(T2)和飽和氧濃度(T3)下株高、莖粗、根長(zhǎng)、生物量和根系活力等大幅度增加。在飽和氧濃度下，番茄幼苗長(zhǎng)勢(shì)最好，各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)除根系平均直徑外均達(dá)到最大，但是光合色素含量有所降低。不通氣處理(CK)和低氧處理(T1)的幼苗生長(zhǎng)趨于同一水平，植株葉片數(shù)、株高、莖粗、根長(zhǎng)、生物量根系活力等各個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)值較低，幼苗生長(zhǎng)受阻，但生長(zhǎng)幅度因番茄品種不同存在差異。

前人研究發(fā)現(xiàn)，低氧脅迫下蘋果幼苗新葉數(shù)減少，根系長(zhǎng)、最長(zhǎng)新根長(zhǎng)、株高、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均有不同程度降低[17]。對(duì)番茄、黃瓜根部進(jìn)行通氣處理的研究表明，適量根際通氣有利于植株生長(zhǎng)，其莖粗、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)量、根系活力顯著高于未通氣處理[18-19]。這和本研究的結(jié)果基本一致。缺氧條件下細(xì)胞有氧呼吸中斷或受阻，產(chǎn)能減少，相對(duì)應(yīng)反映到器官、個(gè)體水平上，則是生長(zhǎng)、運(yùn)輸?shù)闹鲃?dòng)過(guò)程減慢，生長(zhǎng)發(fā)育遲緩[14]，而通氣增氧可以有效改善這一狀況。還有研究表明，植物根系在淹水條件下向氧性生長(zhǎng)特性，則能夠降低根系之間對(duì)氧氣、水分和養(yǎng)分的需求競(jìng)爭(zhēng)[20]。Pradhan 等[21]對(duì)水稻的研究表明，水稻根系在通氣不良的條件下生長(zhǎng)，根系變粗，變短。對(duì)營(yíng)養(yǎng)液充氣增氧處理發(fā)現(xiàn)，水稻根粗顯著低于不充氣處理[22]。本研究發(fā)現(xiàn)，提高氧濃度番茄幼苗根系總長(zhǎng)、總體積和表面積不同程度增加，平均直徑卻降低，和前人研究基本一致，說(shuō)明增氧可以促根系縱向伸長(zhǎng)，根系生長(zhǎng)較好，從而增加了對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)植株生長(zhǎng)。植物在厭氧環(huán)境根皮層細(xì)胞常發(fā)生程序性死亡，形成通氣組織，這是一種重要的避免缺氧機(jī)制[23]。同時(shí)植物根系外皮層栓化增厚阻止氧從通氣組織向根外擴(kuò)散，減少?gòu)较蜓鯎p失。本試驗(yàn)中低氧處理下根系平均直徑明顯高于氧正常和飽和氧處理，很可能是根系對(duì)低氧的這種適應(yīng)性機(jī)制造成的。低氧處理下光合色素是植物光合作用中參與吸收、傳遞光能或引起原初光化學(xué)反應(yīng)的色素，其含量直接影響光合作用的強(qiáng)弱。已有研究發(fā)現(xiàn)，低氧脅迫降低蘋果砧木幼苗的光合色素水平[17]。甲宗霞[24]通過(guò)對(duì)盆栽番茄灌水加氣的研究表明，適宜的加氣量可以增加葉綠素含量和植株根系活力。陸曉民等[25]研究認(rèn)為，低氧脅迫下黃瓜幼苗凈光合速率降低，葉綠素含量顯著增加。而本研究發(fā)現(xiàn)，葉片光合色素含量隨氧質(zhì)量濃度升高而降低，飽和氧處理下葉綠素含量最低，與前人研究結(jié)果有一定的差異。這可能是由于一定時(shí)期內(nèi)番茄幼苗為適應(yīng)氧質(zhì)量濃度變化而做出的生理反應(yīng)，很有可能是番茄幼苗通過(guò)增加葉綠素，進(jìn)而適應(yīng)短期低氧環(huán)境的一種響應(yīng)機(jī)制。

綜上所述，根際低氧環(huán)境下，番茄幼苗根系活力降低，生長(zhǎng)緩慢，提高根際氧質(zhì)量濃度可顯著促進(jìn)幼苗植株生長(zhǎng)。隨著植株生長(zhǎng)，不通氣的空白對(duì)照和低氧處理氧質(zhì)量濃度逐漸接近，對(duì)植株的生長(zhǎng)有一定抑制作用。番茄幼苗在飽和氧處理下長(zhǎng)勢(shì)最好、生物量積累最多。因此，改善根際的氧環(huán)境，有利于促進(jìn)設(shè)施蔬菜的生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量。

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《天津農(nóng)業(yè)科學(xué)》征訂啟事

《天津農(nóng)業(yè)科學(xué)》是天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息研究所主辦的綜合性學(xué)術(shù)期刊，創(chuàng)刊于1974年。國(guó)際刊號(hào)：ISSN 1006-6500，國(guó)內(nèi)刊號(hào)：CN:12-1256/S。本刊為月刊，大16開，150頁(yè)，每期定價(jià)5元，全年60元。

本刊為美國(guó)化學(xué)文摘CA收錄期刊、中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊，中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)源期刊，全國(guó)優(yōu)秀農(nóng)業(yè)期刊。

開設(shè)欄目有：植物生理與生物技術(shù)、作物栽培與設(shè)施園藝、植物保護(hù)、土壤肥料與節(jié)水灌溉、畜牧獸醫(yī)與水產(chǎn)養(yǎng)殖、園林綠化、貯藏加工、農(nóng)產(chǎn)品安全、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息技術(shù)、農(nóng)業(yè)科研管理、三農(nóng)問(wèn)題研究、農(nóng)業(yè)區(qū)劃等。

適合各級(jí)農(nóng)業(yè)科研人員、農(nóng)技推廣人員、農(nóng)業(yè)行政管理干部、農(nóng)業(yè)大中專院校師生參閱。

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Effects of Oxygen Concentration in Rhizosphere on the Growth of Tomato Seedlings

ZHENG Xiaolan1，HOU Yabing1,2，WANG Ruijiao1，ZHAO Qunfa1，WANG Yuanyuan1，SUN Zhiqiang1

(1. Horticulture College of Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China; 2. College of Horticulture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)

To investigate the influence of oxygen concentrations in the root system on tomato development in hydroponics cultivation，two tomato cultivars，which called Henan 4 and Fenzhenzhu，were grown in nutrient solution under four dissolve oxygen (DO) concentrations，which were hypoxia (0.5-2.0 mg/L; Nitrogen treatment)，normoxia (7.0-8.0 mg/L; Air treatment)，supersaturate oxygen (14.0-17.0 mg/L; Oxygen treatment) and no aeration as control (6.4-1.2 mg/L). Plant biomass，root vitality，photosynthetic pigment contents and growth indexes were investigated at seedling stage. The result showed that with the increase of oxygen concentration, the growth of seedlings was better, and the root vitality of seedlings increased, but photosynthetic pigment contents reduced. Compared with CK, normoxia and saturated oxygen treatment significantly increased the longest root length and the dry and fresh quality of tomato seedlings at the end of treatment. On the 18th day, for the Henan 4 which compared with CK, the total dry weight increased 24.00% and 74.86% under normoxia and saturated oxygen treatment, respectively. And the longest root length increased 67.23% and 230.55%, respectively. However, the total dry weight reduced 3.43%, and the longest root length reduced 1.63% under hpoxia treatment. The roots and shoots were more flourishing and biomass were the highest under saturated oxygen, thus improving the oxygen concentration in rhizosphere could be beneficial to the growth and yield of tomato.

Tomato seedlings;Rhizosphere oxygen concentration;Form growth;Oxgen Saturation;Hypoxia;Rootarchitecture

2017-06-12

國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-25-C-06)

鄭小蘭(1991-)，女，河南商城人，在讀碩士，主要從事優(yōu)化水培番茄栽培措施研究。

孫治強(qiáng)(1956-)，男，河南鄭州人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事設(shè)施蔬菜栽培研究。

S641.2

A

1000-7091(2017)04-0208-07

10.7668/hbnxb.2017.04.033