不同基質(zhì)對香蕉幼苗根系生長分析動態(tài)研究

孫寅虎 李芹 張光勇 劉學(xué)敏 楊紹瓊 鄧成菊 高梅 陳偉強(qiáng) 李偉 杜浩 李宗鍇

摘 要 以椰糠、混合基質(zhì)（體積比珍珠巖∶泥炭=4∶1）、復(fù)合生物菌劑、紅壤土為基質(zhì)，對‘紅研一號香蕉組培苗進(jìn)行營養(yǎng)杯栽培試驗。通過測定和分析幼苗的生長狀況及根系形成的動態(tài)影響，篩選出最適合的栽培基質(zhì)。試驗結(jié)果表明：混合基質(zhì)栽培的香蕉幼苗在葉片數(shù)、葉片寬、葉面積、假莖粗、假莖高方面都有明顯優(yōu)勢，對比其他栽培基質(zhì)處理可縮短7 d左右的育苗時間。第35 d后，香蕉組培苗的生長狀況均表現(xiàn)為混合基質(zhì)>椰糠>紅壤土>復(fù)合生物菌劑；在根系形成影響的過程中，第7 d后，混合基質(zhì)和椰糠在根系長度、表面積、體積方面一直優(yōu)于對照；但在21 d后，復(fù)合生物菌劑培養(yǎng)的香蕉幼苗的根系長度、表面積、體積等出現(xiàn)快速增長，由此表明，復(fù)合生物菌劑對根系的促進(jìn)生長作用十分明顯；35 d后，香蕉幼苗的根系形態(tài)總體表現(xiàn)為復(fù)合生物菌劑>混合基質(zhì)>椰糠>紅壤土。綜合幼苗生長狀況及根系形成的動態(tài)影響結(jié)果表明，混合基質(zhì)更適合培育優(yōu)質(zhì)、健壯的無菌香蕉種苗，可廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 香蕉幼苗 ；基質(zhì) ；生長狀況 ；根系形成

中圖分類號 S668 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.02.001

Abstract Banana variety Hongyan 1 was tissue cultured and its plantlets were cultured in containers with different substrates， i.e. coconut coir dust， perlite/peat mixture （perlite∶peat = 4∶1）， complex microbial agents， or red loam， to determine and analyze their growth and the dynamic effects of different substrates on root formation for screening of the most suitable culture substrate. The results showed that the leaf number， leaf width， leaf area， and thickness and height of pseudostems of the banana plantlets were significantly higher in the treatment with the perlite/peat mixture than in the treatment with other substrates， and that the time for raising plantlets on the perlite/peat mixture was shortened by about 7 days as compared to the other treatments. After 35 days of container culture， the banana plantlets grew well on the substrates in the order of perlite/peat mixture > coconut bran > red soil > complex microbial agents. The perlite/peat mixture and the coconut coir dust were better in root formation with higher length， surface area and volume of the roots than the control after 7 d of culture， but after 21 days of culture the banana plantlets cultured on the complex microbial agents showed fast root growth in length， surface area and volume， which indicated an obvious effect of the complex microbial agents on the growth of root system. After 35 days of culture， the banana plantlets treated was better in root morphology in the order of the complex microbial agents > the perlite/peat mixture > the coconut coir dust > the red soil. Considering the plantlet growth and root formation it is concluded that the perlite/peat mixture is more suitable for the culture of high quality and robust disease-free banana plantlets which can be spread for wide use.

Keywords banana plantlet ； substrate ； growth ； root formation

在香蕉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，香蕉二級苗的質(zhì)量問題直接關(guān)乎香蕉是否優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)。香蕉是云南省紅河州面積、產(chǎn)量最大，涉及面較廣的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[1]。目前，紅河州香蕉育苗主要為土壤育苗，但是大量挖掘土壤，不僅會造成土壤的流失，而且土壤中難免會攜帶病蟲害，對香蕉組培苗生長不利，尤其是枯萎病和線蟲，一但感染后移栽大田，對香蕉生長極其不利[2-3]。因此，尋找一種取材方便、安全、實用的基質(zhì)，對保護(hù)資源，實現(xiàn)香蕉可持續(xù)發(fā)展有重要意義。為了尋找和篩選出更好的基質(zhì)配比，國內(nèi)外許多學(xué)者通過不同的方法進(jìn)行了研究。戴敏潔[3]、鄺瑞彬[4]、王必尊[5]、馮美利[6]、何應(yīng)對[7]、丁哲利[8]研究報道指出，以全椰糠或者以椰糠為主的基質(zhì)配方對香蕉生長發(fā)育好；豐峰[9]、魏玉云[10]等研究報道指出，以全珍珠巖或者以珍珠巖為主的基質(zhì)配方對香蕉生長發(fā)育好；而復(fù)合生物菌劑在黃瓜、蘿卜等作物中有明顯促進(jìn)作物生長，對根際線蟲及枯萎病有較好的防控作用[11-14]，但是以復(fù)合生物菌劑作為基質(zhì)，對香蕉組培苗是否有促進(jìn)生長發(fā)育作用還未見報道。此外，目前在國內(nèi)對基質(zhì)篩選主要是以基質(zhì)理化性質(zhì)、幼苗光合特性、葉片營養(yǎng)元素含量及作物生長指標(biāo)為方法[3-10]，但是以根系形成形態(tài)影響變化來篩選基質(zhì)的方法還未見報道。因此，本研究以混合基質(zhì)（珍珠巖∶泥炭=4∶1）、椰糠、復(fù)合微生物菌劑、紅壤土為培養(yǎng)基質(zhì)，培育‘紅研一號香蕉組培苗，通過測定和分析幼苗生長狀況及根系形成動態(tài)影響，以期為篩選出更經(jīng)濟(jì)實惠的育苗基質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試材料

供試香蕉組培苗品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N‘紅研一號，由云南省紅河熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所良繁中心提供；供試基質(zhì)為混合基質(zhì)（體積比珍珠巖∶泥炭=4∶1）、椰糠、復(fù)合生物菌劑、紅壤土。珍珠巖和泥炭購自昆明花卉中心，椰糠購自廣東花卉中心的進(jìn)口材料，復(fù)合生物菌劑由云南金滿田科技公司提供，紅壤土取自云南省紅河熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗地。

1.1.2 儀器和設(shè)備

直尺、游標(biāo)卡尺（德國美耐特），葉面積測定儀（浙江托普儀器有限公司），計算機(jī)圖像分析儀（WinRHIZO，Regent Ins Inc，加拿大）。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗于2017年7月在云南省紅河熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所香蕉育苗基地進(jìn)行。先將香蕉組培苗在沙床上處理1個月后，挑選大小一致，葉片數(shù)為4片完整的組培幼苗移栽于10 cm×10 cm的育苗袋中，試驗設(shè)3個處理，1個對照。即處理1混合基質(zhì)（珍珠巖∶泥炭=4∶1）；處理2椰糠；處理3復(fù)合生物菌劑；CK為紅壤土。每種基質(zhì)處理100株，重復(fù)3次，栽培好的香蕉苗放于大棚內(nèi)進(jìn)行培育管理，定期施肥和噴灑農(nóng)藥。1周以后，每重復(fù)取3株香蕉苗，測定和統(tǒng)計地上部分生長狀況，用WinRHIZO分析各處理的根系形態(tài)。

1.2.2 測定項目及方法

（1）地上部分統(tǒng)計和測定方法根據(jù)中華人民共和國農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)香蕉組培苗（NY/T 357-2007）進(jìn)行統(tǒng)計和測定。1周以后，每重復(fù)取3株香蕉苗，統(tǒng)計總?cè)~片數(shù)；用游標(biāo)卡尺測量假莖粗度；用直尺測量假莖高度、葉片寬；用便攜式葉面積測定儀（YMJ-C型）對最先展開葉的葉面積進(jìn)行測量。

（2）根系形態(tài)的測定將植株根系鮮樣充分洗凈整理后，用計算機(jī)圖像分析儀（WinRHIZO，Regent Ins Inc，加拿大）掃描后利用軟件分析其總根長、根表面積、根體積、直徑等數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003和SPSS（V17.0）軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，利用Duncan法進(jìn)行多重比較，顯著性水平ɑ進(jìn)行多重比。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)對香蕉幼苗生長狀況的影響

根據(jù)表1可以看出，移栽14 d內(nèi)香蕉組培苗生長緩慢。14 d后，假莖高、假莖粗、葉片寬及葉面積快速增長。在不同生長階段，各處理之間存在顯著性差異。其中，在第35 d，處理1和處理2的葉片數(shù)比處理3及對照多，存在顯著性差異；而在第21 d后，處理3的葉片寬和葉面積顯著性低于其他處理；第21 d后，處理3一直低于其他處理，存在顯著差異。在第35 d，處理3假莖粗最低，與其他處理存在顯著性差異；第28 d后，由葉片數(shù)、假莖高、假莖粗、葉片寬、葉面積可以看出，處理1已經(jīng)達(dá)到香蕉二級苗出圃標(biāo)準(zhǔn)，而其他處理及對照在第35 d才達(dá)到香蕉二級苗出圃標(biāo)準(zhǔn)，說明處理1對香蕉組培苗有明顯促進(jìn)生長作用。

2.2 不同基質(zhì)對香蕉幼苗根系生長的影響

2.2.1 對香蕉幼苗根長影響動態(tài)研究

根長反映了根系的延伸范圍，根系擴(kuò)張延伸更有利于植物吸收土壤中的水分和養(yǎng)分。從表2、圖1～2可以看出，在香蕉組培苗的根系生長發(fā)育中，處理2在前28 d一直優(yōu)異于其他處理及對照，在第35 d略低于處理3，但兩個處理之間不存在顯著性差異；在第21～35 d，處理3對根系長度的促進(jìn)作用最明顯，在第35 d根系長度是第21 d的3.66倍。第35 d時，各處理間對根系長度的促進(jìn)生長都顯著高于對照，其中以處理3（257.80 cm）>處理2（245.62 cm）>處理1（233.26 cm）>對照（184.85 cm），處理3與對照間存在顯著性差異。說明復(fù)合微生物菌肥對作物根系的長度需要一定的積累量，當(dāng)達(dá)到積累量后則可快速促進(jìn)根系長度的生長。

2.2.2 對香蕉幼苗根系表面積影響動態(tài)研究

根系表面積的增加擴(kuò)大了植物與土壤的接觸面積，根系表面積由根長和直徑共同決定。從表2、圖1、3可以看出，在第14 d至第21 d，處理3顯著低于處理1和處理2，存在顯著性差異，在第21 d后，各處理間的根系表面積均快速增加，其中以處理3增加最快。這可能與處理3在這段時間內(nèi)根系長度快速增長有關(guān)。在第35 d后，各處理的根系表面積均高于對照，處理1（65.13 cm2）>處理3（64.11 cm2）>處理2（62.53 cm2）>對照（52.17 cm2），但無顯著性差異。

2.2.3 對香蕉幼苗根系平均直徑影響動態(tài)研究

根系直徑的大小反映主根的發(fā)達(dá)程度，主根越發(fā)達(dá)，植株生命力越強(qiáng)。從表2、圖1、4可以看出，在第14 d至第21 d，處理3的根系直徑高于對照和其他處理。在第35 d，處理3的根系直徑最低，但與其他處理及對照無顯著性差異。這可能與處理3的根系長度快速增長有關(guān)，也說明復(fù)合微生物菌肥在前21 d促進(jìn)根系的橫向生長，抑制根系的縱向生長；在21 d后，對根系的橫向及縱向生長都有促進(jìn)作用。

2.2.4 對香蕉幼苗根體積影響動態(tài)研究

根系體積是根系發(fā)育狀況的直接反應(yīng)。從表2、圖1、5可以看出，從第7 d開始，處理1的根系體積都高于其他處理及對照；在第21 d，處理1>處理2>對照>處理3，處理1與對照存在顯著性差異。從第28 d后，各處理的根系體積均高于對照，表現(xiàn)為處理1>處理2>處理3對照，但無顯著性差異。

3 討論和結(jié)論

根據(jù)《中華人民共和國農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)香蕉組培苗（NY/T 357-2007）》規(guī)定，當(dāng)香蕉袋裝苗葉片數(shù)≥8片或≤5片，假莖粗0.7～0.9 cm，葉片寬5.2～6.7 cm；則達(dá)到二級苗的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)香蕉袋裝苗葉片數(shù)5～7片，假莖粗≥0.9 cm，葉片寬≥6.8 cm；則達(dá)到一級苗的標(biāo)準(zhǔn)。研究結(jié)果顯示，移栽后第28 d，處理1就已經(jīng)達(dá)到二級苗的標(biāo)準(zhǔn)，處理2、處理3及對照則是第35 d才達(dá)到二級苗的標(biāo)準(zhǔn)。處理1可以提前7 d左右時間出苗。在基質(zhì)影響幼苗的參數(shù)中，葉片數(shù)、假莖高和假莖粗都是衡量香蕉苗生長快慢和優(yōu)劣的重要指標(biāo)，葉片寬和葉面積是對光能吸收的重要指標(biāo)。第28 d后，在葉片數(shù)、假莖高、假莖粗、葉片寬、葉面積都呈現(xiàn)出處理1>處理2>對照>處理3?？梢缘贸鼋Y(jié)論，在這幾種基質(zhì)中，混合基質(zhì)（珍珠巖∶泥炭=4∶1）最適合香蕉苗的生長，其次是椰糠。

在植物生長發(fā)育過程中，根系活力是衡量作物生長好壞的一個重要指標(biāo)。實驗結(jié)果表明，從根系長度、根系表面積、根系體積來看，各處理均大于對照，其中以復(fù)合微生物菌肥對根系的促進(jìn)作用最好，混合基質(zhì)（體積比珍珠巖∶泥炭=4∶1）次之。但是，復(fù)合微生物菌劑培養(yǎng)香蕉組培苗地上部分生長發(fā)育緩慢，低于對照組。筆者認(rèn)為，這可能與本實驗所選試劑中所含微生物菌落更適合根系的生長有關(guān)，這有待進(jìn)一步研究和證實。

利用取材容易、來源豐富、對植株生長狀況有優(yōu)良作用的基質(zhì)替代常規(guī)基質(zhì)是保護(hù)資源、實現(xiàn)香蕉產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。本次實驗結(jié)果表明，混合基質(zhì)更有利于香蕉組培苗的生長發(fā)育，椰糠次之。戴敏潔[3]、王必尊[5]、魏玉云[9]、豐峰[10]等實驗結(jié)果都表明合理的基質(zhì)配比更有利于苗木的生長發(fā)育。目前，用微生物菌劑作為基質(zhì)的研究在我國尚未見報道，雖然復(fù)合微生物菌劑對于香蕉組培苗地上部分生長發(fā)育緩慢，但在在植株生長后期，快速促進(jìn)植株根系的生長，明顯優(yōu)于其他處理。因此，實際生產(chǎn)中可以結(jié)合復(fù)合微生物菌劑對苗木的優(yōu)缺點，與椰糠、泥炭、珍珠巖等無土栽培基質(zhì)進(jìn)行配比優(yōu)化，篩選最佳配方，本實驗為以后基質(zhì)的配比篩選提供打下了一定基礎(chǔ)。

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