不同配比基質(zhì)對(duì)草莓母苗生長(zhǎng)和抽生匍匐莖的影響

朱 麗，陳曉東，喬玉山，趙密珍*，袁華招，劉春杰，蔡偉建，王 健

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹(shù)研究所/江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210014；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，江蘇 南京 210095；3.徐州安耕農(nóng)業(yè)科技服務(wù)有限公司，江蘇 徐州 221126）

【研究意義】草莓（Fragaria ananassaDuch.）為薔薇科草莓屬的多年生草本植物，屬漿果類(lèi)水果[1]。草莓栽培具有結(jié)果早、周期短、見(jiàn)效快的優(yōu)點(diǎn)，是一種高效益的果樹(shù)[2]。近年來(lái)，隨著草莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，草莓苗的需求量逐年擴(kuò)大。傳統(tǒng)的草莓種苗繁育多采用大田育苗，而大田種植土地面積有限，需要進(jìn)行連作，這種繁苗方式由于真菌和細(xì)菌性土傳病害的遺存[3]，會(huì)產(chǎn)生連作障礙。土壤病毒害物質(zhì)累積、養(yǎng)分失衡、理化性質(zhì)惡化、微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變[4-5]，會(huì)使得種苗生長(zhǎng)質(zhì)量差，出現(xiàn)植株長(zhǎng)勢(shì)衰弱、病蟲(chóng)害增多、抽生匍匐莖數(shù)量減少等現(xiàn)象[6]；同時(shí)種苗的移栽成活率降低，子苗的繁育也受到影響。而基質(zhì)育苗可有效改善傳統(tǒng)土壤因土傳病害和水分、空氣、養(yǎng)分供應(yīng)的矛盾而帶來(lái)的病苗、弱苗現(xiàn)象?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前基質(zhì)育苗已經(jīng)成為草莓壯苗生產(chǎn)的可靠途徑[7]，基質(zhì)可滿(mǎn)足草莓所需的穩(wěn)定、均衡的持水和通氣要求，并提供需要的無(wú)機(jī)離子等[8]，植株根系根據(jù)需求選擇吸收水分和養(yǎng)分[9]。草莓基質(zhì)選擇多采用傳統(tǒng)的草炭、珍珠巖和蛭石復(fù)配而成。草炭是植物殘?bào)w，由于不能完全分解，在多水的嫌氣條件下堆積而成，含有大量水分、腐殖質(zhì)以及一部分礦物質(zhì)，有機(jī)質(zhì)含量高，質(zhì)地疏松輕盈，被廣泛利用。椰糠是椰子外殼加工椰纖維過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，具有可再生性，近年來(lái)已在全球范圍內(nèi)逐步替代泥炭，發(fā)展成為重要的無(wú)土栽培基質(zhì)，在很多果蔬作物生產(chǎn)中得到了研究和應(yīng)用[10]。但由于草莓對(duì)栽培基質(zhì)的保水保肥能力、透水通氣要求較高，至今未形成較穩(wěn)定的配置方案。【本研究切入點(diǎn)】陶粒作為一種新興材料，具有多孔、質(zhì)輕、表面強(qiáng)度高的特殊構(gòu)造，因此有隔水保氣作用，且抗凍性良好，能夠滿(mǎn)足植物需水和透氣的要求，逐漸走進(jìn)大眾視野?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】研究以草炭、椰糠、蛭石、珍珠巖、陶粒為基質(zhì)原料，復(fù)配3 種基質(zhì)，對(duì)比不同配比基質(zhì)對(duì)草莓母苗生長(zhǎng)和抽生匍匐莖的影響，為篩選適宜草莓母苗生長(zhǎng)的基質(zhì)配方提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試草莓為生長(zhǎng)一致的‘寧玉’組培脫毒原種一代基質(zhì)苗，供試基質(zhì)均為商品基質(zhì)，分別為草炭（粒徑0～10 mm和10～30 mm 2種類(lèi)型）、椰糠、珍珠巖、蛭石和陶粒。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以草炭、椰糠、珍珠巖、蛭石和陶粒為原料，設(shè)3組復(fù)配處理（表1）。草莓采用盆栽種植，容量為3 L，每盆1 株，每個(gè)處理組設(shè)15 盆，3 個(gè)重復(fù)，于2019 年12 月12 日定植于江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的單層塑料大棚中，進(jìn)行常規(guī)水肥管理。于2020年6月5日，按隨機(jī)取樣法，每個(gè)處理組分成3組，每組隨機(jī)取樣3盆，共9盆進(jìn)行測(cè)定。

表1 草莓盆栽育苗的基質(zhì)配比（體積比）Tab.1 Matrix ratio of strawberry potted seedlings（volume ratio）

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 理化性質(zhì)的測(cè)定 取體積為2 L 的塑料量杯，稱(chēng)量（W1）；將自然風(fēng)干的待測(cè)基質(zhì)裝入塑料量杯至2 L 刻度線(xiàn)，稱(chēng)量（W2）；然后將裝有基質(zhì)的塑料量杯用濕紗布封口，浸泡24 h 后（水位線(xiàn)始終超過(guò)量杯頂部），從水中取出，飽和水狀態(tài)下稱(chēng)量（W3），封口濕紗布稱(chēng)量（W4）；最后再用濕紗布包住塑料量杯，倒置8 h，使量杯內(nèi)的水分（重力水）自由瀝干，稱(chēng)量（W5）[11]。相關(guān)物理指標(biāo)公式如下：

pH 和電導(dǎo)率（EC）的測(cè)定方式：將自然風(fēng)干的基質(zhì)與去離子水按體積比1∶5 混合，充分?jǐn)嚢?0 min后用保鮮膜封口，靜置10 h，取過(guò)濾水，用pH計(jì)和電導(dǎo)儀進(jìn)行測(cè)定[11]。

1.3.2 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 株高使用直尺測(cè)量植株根部基面到中心點(diǎn)最高處的自然垂直高度，單位為cm；莖粗用游標(biāo)卡尺在距離根部2 cm 處測(cè)量其莖部窄面的直徑，單位為mm；葉面積使用直尺測(cè)量中心葉向外展開(kāi)的第3 片葉的葉長(zhǎng)×葉寬×0.72[12]，單位為mm；單株根長(zhǎng)用直尺測(cè)量根部基部到根部尾部的距離，單位為cm；莖葉鮮質(zhì)量取其根部以上部分，用電子天平進(jìn)行稱(chēng)量，單位為g；根系鮮質(zhì)量取其根部，用電子天平進(jìn)行稱(chēng)量，單位為g；葉綠素含量選取草莓自上而下第1～3 片葉，采用丙酮乙醇浸提法進(jìn)行測(cè)定。具體方法：把葉片碾磨粉末，然后稱(chēng)取約0.3 g，用丙酮∶乙醇=1∶1 的浸提液定容至10 mL，浸提24 h，用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在663 nm 和645 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。按以下計(jì)算公式計(jì)算葉綠素含量：

式（7）中，A633表示浸提液在633 nm 波長(zhǎng)下的吸光值，A645表示浸提液在645 nm 波長(zhǎng)下的吸光值，V表示浸提液體積（mL），W表示提取葉綠素的葉片質(zhì)量[13]。

1.3.3 根系活力的測(cè)定 采用植物根系活力檢測(cè)試劑盒（萘胺微板法）（編號(hào)：R30348-100T），購(gòu)于上海源葉生物科技有限公司。

1.3.4 根系相關(guān)抗氧化酶活性和丙二醛含量的測(cè)定 過(guò)氧化物酶（POD）活性、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、多酚氧化酶（PPO）活性和丙二醛（MDA）含量的測(cè)定方法均采用檢測(cè)試劑盒（編號(hào)分別為：BC0095、BC0215、BC0175、BC0195 和BC0025），購(gòu)于上海索萊寶生物科技有限公司。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2016軟件整理數(shù)據(jù)，使用SPSS 21.0軟件對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比基質(zhì)的基本理化性質(zhì)

為了探究不同基質(zhì)的物理性質(zhì)對(duì)草莓母苗生長(zhǎng)狀況的影響，對(duì)基質(zhì)的基本理化性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定。由表2可知，3組復(fù)配基質(zhì)的pH值與EC值的理化性質(zhì)相近。T3的總孔隙度比T1、T2低1.95%、7.68%，差異較小，皆在可適宜種植范圍；T3 的草炭粒徑小，蛭石容量大，因此容重最高，比T1 高23.81%、比T2 高44.44%（P＜0.05），差異顯著。容重影響持水能力，T3的持水能力最高，T2最低；蛭石粘性大，T3的通氣孔隙最低，T2 最高。持水孔隙由總孔隙度和通氣孔隙相減而得，因此T3 持水孔隙最高，T2 持水孔隙最低，T1 適中。由水氣比可知，T1 通氣孔隙和持水孔隙適中，T2 通氣孔隙大于持水孔隙，而T3 持水孔隙較大于通氣孔隙，適宜生長(zhǎng)。pH 值（自來(lái)水灌溉）穩(wěn)定在6.3～6.4，EC 值（自來(lái)水灌溉）穩(wěn)定在0.5～0.6 ms/cm，草莓（自來(lái)水灌溉）正常生長(zhǎng)的EC 值在0.5～0.7 ms/cm，pH 值中性或偏酸性，3 組復(fù)配基質(zhì)均適宜草莓苗的生長(zhǎng)。

表2 不同配比基質(zhì)的基本理化性質(zhì)Tab.2 Basic physical and chemical properties of matrix with different ratios

2.2 不同配比基質(zhì)對(duì)草莓母苗莖葉生長(zhǎng)及匍匐莖抽生情況的影響

研究分析了不同基質(zhì)配比對(duì)草莓地上部分生長(zhǎng)的影響，由圖1 可知，在相同的田間管理下，T3 的草莓葉柄長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗、株高和莖葉鮮質(zhì)量均為最高，分別比T1 高22.24%、17.70%、7.14%、35.76%、7.96%和21.28%（P＜0.05），比處理T2 高27.36%、22.29%、9.78%、40.00%、31.03%和43.53%（P＜0.05），差異顯著。匍匐莖的抽生數(shù)量反映了該基質(zhì)是否適合作為草莓母苗培育基質(zhì)的重要指標(biāo)，分析了3 組基質(zhì)實(shí)驗(yàn)匍匐莖的抽生情況，結(jié)果表明T3 抽生匍匐莖數(shù)量最多，平均每株抽生3.99 條，與T1、T2 相比，差異顯著；葉綠素含量差異較小，T1 最高，為0.56 mg/g，T2 最低，為0.47 mg/g，T3 含量適中，為0.50 mg/g。

圖1 不同配比基質(zhì)對(duì)草莓母苗莖葉生長(zhǎng)及匍匐莖抽生情況的影響Fig.1 Effect of different proportion matowth of rix on stem and leaf growth and stolon grstrawberry mother plants

2.3 不同配比基質(zhì)對(duì)草莓母苗健康狀況、生物鮮質(zhì)量和根長(zhǎng)的影響

不同配比基質(zhì)處理，所得草莓母苗質(zhì)量也不同，由表3和圖2可知，3組處理的草莓母苗均生長(zhǎng)健康，無(wú)明顯病蟲(chóng)害，單株根長(zhǎng)以T1 最高，T3 最低，T2 適中。但T3 的草莓總鮮質(zhì)量和地下部分鮮質(zhì)量均為最高，分別比T1高36.42%和71.79%（P＜0.05），比T2高44.04%和56.21%（P＜0.05），差異顯著。地上部分鮮質(zhì)量比T1高7.96%（P＞0.05），差異不顯著，比T2高31.03%（P＜0.05），差異顯著。

表3 不同配比基質(zhì)對(duì)草莓母苗健康狀況、生物鮮質(zhì)量和根長(zhǎng)的影響Tab.3 Effects of different proportion matrix on health status，biological freshness and root length of strawberry mother plants

圖2 不同配比基質(zhì)的草莓母苗根系Fig.2 Root system of strawberry mother plants with different proportion matrix

2.4 不同配比基質(zhì)對(duì)草莓根系活力、抗氧化酶活性及丙二醛含量的影響

為了進(jìn)一步探究不同配比基質(zhì)對(duì)草莓母苗生理特性的影響，對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定。由圖3 可知，T3 的根系活力最高，比T1 高866.19%（P＜0.05），差異顯著；比T2 高32.69%（P＞0.05），差異不顯著。T3 的過(guò)氧化物酶POD 含量最高，T1 的含量最低，T2 含量適中，T3 比T1 高24.15%（P＞0.05），比T2 高0.15%（P＞0.05），三者差異不顯著。苯丙氨酸解氨酶PAL 的含量以T3 最高，以T1 的含量最低，T3 比T1高79.10%（P＜0.05），比T2 高74.65%（P＜0.05），差異顯著。多酚氧化酶PPO 的含量以T1 最高，以T2 最低，二者差異顯著；而超氧化物歧化酶SOD 的含量以T2 最高，以T1 最低，T3 適中。丙二醛MDA 的含量以T1 最高，以T3 最低，T3 比T1 低33.69%，比T2 低13.03%。查閱文獻(xiàn)可知，POD、PAL、PPO 和SOD 的活性能力越高，植株的抗逆能力越強(qiáng)，MDA 的含量越低，植物細(xì)胞膜受傷害程度越小，由上可得，T3的草莓苗的根系抗性能力相較于其他兩組較好。

圖3 不同配比基質(zhì)對(duì)草莓母苗根系活力、抗氧化酶活性及丙二醛含量的影響Fig.3 Effect of different proportion matrix on root activity，antioxidant enzyme activity and malondialdehyde content of strawberry mother plants

3 討論

3.1 不同配比基質(zhì)的基本理化性質(zhì)對(duì)草莓母苗生長(zhǎng)的影響

研究表明，從理化性質(zhì)來(lái)看，3 組不同配比基質(zhì)處理均能滿(mǎn)足植株生長(zhǎng)的要求，T3 的容重較高于T1和T2，盆栽種植，水氣比相較于T1、T2 達(dá)到較好水平，有較好的保水性，植株能茁壯生長(zhǎng)，從通氣孔隙與持水孔隙來(lái)看，T1的保水性和通氣性相近，冬季生長(zhǎng)，低溫保暖性差，根系生長(zhǎng)發(fā)育受阻，T2的通氣性大于保水性，基質(zhì)貯水保肥能力弱，植株則發(fā)育不良。在pH 值和EC 值中，3 組處理差異較小，因田間水肥管理均使用自來(lái)水灌溉，測(cè)得的數(shù)據(jù)則比無(wú)離子水試驗(yàn)較高，但均在適宜生長(zhǎng)范圍。

3.2 不同配比基質(zhì)對(duì)草莓母苗根莖葉生長(zhǎng)、匍匐莖抽生情況及健康狀況的影響

從所測(cè)的植株莖葉表型性狀結(jié)果得出，T3 的草莓母苗的葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗、株高和莖葉鮮質(zhì)量分別高于T1 和T2，表現(xiàn)出T3 根部以上部分生長(zhǎng)優(yōu)于其他兩組處理，植株生長(zhǎng)健壯，且匍匐莖抽生數(shù)量也為最佳。T3 的葉綠素含量比T1 低，比T2 高，3 組處理差異較小，推測(cè)是日照角度和周?chē)…h(huán)境的變化影響。3 組處理的草莓母苗在整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)均無(wú)病蟲(chóng)害發(fā)生，推測(cè)原因?yàn)椴葺N苗是組培脫毒原種一代基質(zhì)苗，并且于12 月初進(jìn)行定植，冬春季溫度低，水肥散失慢，且在大棚防雨防蟲(chóng)條件下，病蟲(chóng)害不易發(fā)生。

3.3 不同配比基質(zhì)對(duì)草莓根系活力、抗氧化酶活性及丙二醛含量的影響

在測(cè)定的草莓苗生物量、根系活力和相關(guān)抗氧化酶活性方面，T3 的草莓母苗的總鮮質(zhì)量、地上部分鮮質(zhì)量、根系鮮質(zhì)量、根系活力均比T1 和T2 高，根系過(guò)氧化物酶POD、苯丙氨酸解氨酶PAL 活性也高于T1 和T2，多酚氧化酶PPO 和超氧化物歧化酶SOD 含量雖不是最佳，但總含量在較好范圍內(nèi)，研究發(fā)現(xiàn)，PPO、POD、PAL 和SOD 是植物體內(nèi)常見(jiàn)的抗氧化酶，當(dāng)植物受到病害或者是逆境脅迫時(shí)，這些酶會(huì)被激活或被大量合成，從而起到保護(hù)植物的作用[14]。T3的草莓苗POD和PAL的含量大于其他兩組，表明其抗逆性?xún)?yōu)于其他兩組。而T3 的MDA 含量比T1 和T2 低，MDA 是膜脂過(guò)氧化的主要產(chǎn)物，其累積量可作為衡量細(xì)胞膜受傷害程度的指標(biāo)[15]。MDA 含量低，表明T3 的草莓苗抗逆性高，對(duì)草莓提高抗性具有重要作用。根系是植物吸收養(yǎng)分、水分的主要器官，根系生長(zhǎng)的生長(zhǎng)狀況將直接影響到草莓莖葉發(fā)育及健康程度，根系發(fā)達(dá)，則植株生長(zhǎng)健壯。

4 結(jié)論

目前我國(guó)草莓土壤栽培帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)不斷增多，連作障礙、前茬病原菌、寄生蟲(chóng)卵和雜草遺留等問(wèn)題，使得草莓生長(zhǎng)發(fā)育受阻，產(chǎn)量和品質(zhì)嚴(yán)重下降，已成為制約草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要障礙。在草莓產(chǎn)業(yè)內(nèi)，無(wú)土栽培的發(fā)展趨勢(shì)興盛，基質(zhì)化育苗的需求量愈來(lái)愈大[16]，優(yōu)良基質(zhì)的尋求十分迫切。而草莓苗適于生長(zhǎng)在土壤肥沃、保水保肥能力強(qiáng)、透水通氣性好、質(zhì)地疏松且偏酸性的土壤環(huán)境，良好的基質(zhì)能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改良土壤結(jié)構(gòu)，使得土質(zhì)疏松，空隙度增加，促進(jìn)微生物活力和作物根系發(fā)育[17]。通過(guò)研究得出，T3（草炭（0～10 mm）∶椰糠∶珍珠巖∶蛭石∶陶粒=3∶1∶0.5∶1.5∶0.5的基質(zhì)配比通氣保水性佳，偏酸性，基本滿(mǎn)足草莓苗適宜生長(zhǎng)環(huán)境的需求，該配比不僅能夠較好地促進(jìn)草莓母苗的生長(zhǎng)發(fā)育及其匍匐莖的抽生，提高草莓植株抗逆性，為草莓母苗提供一種穩(wěn)定、安全的環(huán)境，同時(shí)也為子苗的生長(zhǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)，達(dá)到較好的壯苗效果。然而，此次研究處理配方較少，是否存在效果更佳的體積配方以及對(duì)于配方的微量調(diào)控還有待進(jìn)一步探索。