周華杰 尹楊 李璇 包振興 劉義玲
摘 要:為探討根際通氣栽培對(duì)薄皮甜瓜生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響,以薄皮甜瓜‘玉美人為試材,在營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)槽式栽培條件下,進(jìn)行根際不同通氣量(CK:不通氣;h:20 L·min-1;a:40 L·min-1)處理,研究了薄皮甜瓜在不同根際通氣量下植株生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收的變化規(guī)律。結(jié)果表明,通氣處理可以顯著增加根際O2濃度,降低根際CO2濃度。處理第10 d時(shí),a和h處理株高分別較CK高出18%和8%。根長(zhǎng)、根體積、根系活力和葉綠素(a+b)含量在處理第20 d時(shí),a和h處理分別較CK高14.94%、43.69%、49.37%、19.35%和12.64%、21.83%、34.13%、11.52%。通氣處理顯著提高了甜瓜單瓜質(zhì)量,a和h處理分別是CK的1.5倍和1.2倍。果實(shí)中可溶性固形物、蛋白質(zhì)、維生素C和可溶性總糖含量均顯著高于CK。通氣栽培促進(jìn)了根系對(duì)基質(zhì)中堿解氮、速效磷和速效鉀的吸收。在處理30 d時(shí),a和h處理基質(zhì)中堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別比CK降低了23%、21% 、21%和14%、14%、13%。綜合分析表明,在甜瓜果實(shí)發(fā)育期,a處理更有利于植株生長(zhǎng)、果實(shí)發(fā)育及根系對(duì)養(yǎng)分的吸收。
關(guān)鍵詞: 甜瓜;基質(zhì)栽培;根際通氣;養(yǎng)分吸收
Abstract: In order to investigate the effects of rhizosphere aeration cultivation on the growth and nutrient absorption of oriental melon, the oriental melon‘Yumeiren was used as material in the study,and different rhizosphere ventilation treatments (CK:no aeration treatment;h:20 L·min-1;a:40 L·min-1) were conducted under the conditions of nutrient matrix groove cultivation.The variations of plant growth and nutrient absorption under different rhizosphere ventilation were studied. The results showed that aeration treatments could significantly increase the concentration of rhizosphere O2 and reduce the concentration of rhizosphere CO2. On the 10th day of treatment,the plant heights of treatments a and h were 18% and 8% higher than those of CK,respectively. The root length,root volume,root activity and chlorophyll(a+b) content on the 20th day of treatment,a and h treatments were 14.94%,43.69%,49.37%,19.35% and 12.64%,21.83%,34.13%,11.52% higher than the CK,respectively. Aeration treatments significantly increased single melon fruit weight,a and h treatments were 1.5 and 1.2 times that of the ck,respectively.The contents of soluble solid,protein,vitamin C and total soluble sugar in fruits were significantly higher than those in CK. Aeration cultivation promoted the absorption of available nitrogen,available phosphorus and available potassium by the root system. At 30 days,the contents of available nitrogen,available phosphorus,and available potassium in matrix,a and h treatments reduced by 23%,21%,21%,and 14%,14%,13% compared to ck,respectively. Comprehensive analysis showed that the treatment a was more conducive to plant growth,fruit development,and root absorption of nutrients during the melon fruit development period.
Key words: Melon; Medium cultivation; Rhizosphere aeration; Nutrient absorption
近年來(lái),對(duì)于如何改善植物外部生長(zhǎng)環(huán)境促進(jìn)植物生長(zhǎng)的研究已有很多,并取得了豐碩的成果[1-5],但根區(qū)氣體環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)影響的理論與栽培技術(shù)的研究還不系統(tǒng)和完善。研究發(fā)現(xiàn),土壤空氣O2的臨界值為14%,CO2臨界值為4%[6]。當(dāng)土壤中的O2體積分?jǐn)?shù)在20%以下時(shí),植物的呼吸速率便開始下降,低于10%時(shí),無(wú)氧呼吸出現(xiàn)并增強(qiáng),使植物產(chǎn)生酸中毒,抑制根尖細(xì)胞的分裂,根的吸收功能減弱甚至喪失,影響根系內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸,對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育造成嚴(yán)重危害[7]。當(dāng)土壤中的CO2體積分?jǐn)?shù)高于5%時(shí)能明顯抑制植物根系呼吸作用,CO2體積分?jǐn)?shù)達(dá)到10%~15%時(shí)阻礙植物根系生長(zhǎng)和種子發(fā)芽,超過(guò)15%阻礙根系呼吸和吸收功能,使根系不能擴(kuò)展,甚至造成植物窒息而死[8]?,F(xiàn)代設(shè)施蔬菜栽培中,由于長(zhǎng)期大量施肥、少中耕、機(jī)械化操作增加、設(shè)施內(nèi)通風(fēng)較差等原因,導(dǎo)致土壤緊實(shí),通氣孔隙度減小,在很大程度上限制了土壤與大氣的氣體交換[9-12]。劉義玲等[13]研究表明根際長(zhǎng)期高體積分?jǐn)?shù)的CO2會(huì)抑制甜瓜生長(zhǎng)。牛文全等[14]和郭超等[15]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)玉米根際通氣處理能顯著增強(qiáng)其根系活力,促進(jìn)根系生長(zhǎng),提高了根系吸收養(yǎng)分和水分的能力。
甜瓜根系發(fā)達(dá),對(duì)氧氣的需求量大,根系呼吸強(qiáng)度高,栽培介質(zhì)中通氣不良是限制其產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因子之一[16]。因此,如何解決根際水氣矛盾,并找到調(diào)控根際氣體環(huán)境的有效栽培方式,對(duì)設(shè)施甜瓜的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培具有重要意義。本試驗(yàn)在基質(zhì)槽式栽培條件下,研究了根際通氣處理對(duì)薄皮甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育及營(yíng)養(yǎng)吸收利用的影響,以期明確甜瓜在果實(shí)發(fā)育期合適的通氣量,為生產(chǎn)上改善植株生長(zhǎng)的根際環(huán)境措施的研發(fā)與應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 供試材料
試驗(yàn)采用品種為‘玉美人薄皮甜瓜,于2017年3—7月在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院后山科研基地日光溫室內(nèi)進(jìn)行。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理(h、a、CK):h處理在甜瓜第1雌花開放當(dāng)天通氣12 h,通氣時(shí)間段為早上7點(diǎn)到晚上19:00,通氣量為20 L·min-1,以后每隔48 h通氣12 h;a處理在甜瓜第1雌花開放當(dāng)天通氣12 h,通氣時(shí)間段為早上7:00到晚上19:00,通氣量為40 L·min-1,以后每隔48 h通氣12 h;CK(對(duì)照)為不做通氣處理,為保證處理間槽內(nèi)空間一致性,槽內(nèi)也插10根通氣管并用膠帶封口。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)處理3次重復(fù),每個(gè)處理共計(jì)33株苗,單蔓整枝吊蔓栽培,人工授粉,單株留2個(gè)瓜。定量澆山崎甜瓜配方營(yíng)養(yǎng)液,其他栽培管理與生產(chǎn)相同。
1.3 試驗(yàn)栽培裝置
本試驗(yàn)栽培裝置縱斷面如圖1所示,栽培槽長(zhǎng)400 cm,寬20 cm,深18 cm。槽底部鋪設(shè)一層高2.5 cm帶孔支架,保證槽內(nèi)空間聯(lián)通,且可使多余的水分與基質(zhì)隔離,帶孔支架上再鋪設(shè)一層紗網(wǎng)用來(lái)防止基質(zhì)落入下層空間。紗網(wǎng)上填充15 cm厚的基質(zhì)。基質(zhì)以牛糞和草炭為主。每個(gè)基質(zhì)槽內(nèi)插10根高25 cm,直徑25 mm的硬質(zhì)塑料管,塑料管內(nèi)部再插入一根通氣軟管用來(lái)連接通氣泵,塑料管與通氣軟管連接處用膠塞連接并用膠帶封實(shí),保持其密閉性,防止漏氣。氣體經(jīng)過(guò)導(dǎo)氣軟管進(jìn)入硬質(zhì)塑料管,經(jīng)過(guò)通氣孔和下部的開口處進(jìn)入基質(zhì)中,從而達(dá)到通氣的目的。
1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法
分別在通氣處理0、10、20、30、40 d進(jìn)行取樣測(cè)定(氣體指標(biāo)測(cè)定與取樣均在不通氣時(shí)間段)。采用單株采樣,每個(gè)處理重復(fù)取樣3次。氣體每次檢測(cè)時(shí)間均在14:00—15:00之間,其他指標(biāo)取樣時(shí)間為15:00—17:30之間。
1.4.1 根際CO2、O2體積分?jǐn)?shù)測(cè)量 根際CO2氣體采用泵吸式復(fù)合式氣體檢測(cè)儀(科爾諾電子科技有限公司型號(hào)為GT-903)檢測(cè)。檢測(cè)方法為:將泵吸式復(fù)合式氣體檢測(cè)儀進(jìn)氣口連接橡皮管,從熱熔管中插入栽培槽底部連通空間,測(cè)量連通空間中CO2體積分?jǐn)?shù)。根際O2采用光纖測(cè)氧儀(德國(guó)品牌Pyro-science,型號(hào)為FirestingO2)檢測(cè)。檢測(cè)方法為將光纖測(cè)氧儀探針從熱熔管中插入栽培槽底部連通空間,測(cè)量連通空間中O2體積分?jǐn)?shù)。對(duì)于溫室內(nèi)空氣中CO2體積分?jǐn)?shù)與O2體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定位置為溫室中間部位,即試驗(yàn)材料栽培床上部位置。
1.4.2 生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)測(cè)量 根長(zhǎng)、株高、莖粗使用卷尺、游標(biāo)卡尺測(cè)量;根體積采用排水法測(cè)量;根系活力測(cè)定采用氯化三苯基四氮唑(TTC)還原法;葉綠素含量測(cè)定采用丙酮乙醇混合液法[17]。
1.4.3 果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 單果質(zhì)量使用天平稱量;可溶性固形物含量使用電子測(cè)糖儀直接測(cè)定;可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法;可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250法;維生素C含量測(cè)定采用鉬藍(lán)比色法[17]。
1.4.4 栽培基質(zhì)的養(yǎng)分測(cè)定 堿解氮測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法;速效磷測(cè)定采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法;速效鉀測(cè)定采用NH4OAc(乙酸銨)浸提-原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定法[18]。
1.5 統(tǒng)計(jì)分析
試驗(yàn)采用SPSS軟件和Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析作圖,并用Duncans法進(jìn)行顯著性分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 根際通氣對(duì)薄皮甜瓜根際CO2和O2體積分?jǐn)?shù)的影響
由圖 2-A可以看出,基質(zhì)中CO2體積分?jǐn)?shù)顯著高于溫室內(nèi)CO2體積分?jǐn)?shù),h處理與a處理的CO2體積分?jǐn)?shù)顯著低于CK。隨著通氣時(shí)間的延長(zhǎng),基質(zhì)內(nèi)CO2體積分?jǐn)?shù)緩慢降低,降低的幅度顯著高于對(duì)照。由圖2-B可以看出,基質(zhì)中O2體積分?jǐn)?shù)顯著低于溫室內(nèi)O2體積分?jǐn)?shù),在處理10 d以后,各處理間O2體積分?jǐn)?shù)差異顯著,隨著甜瓜的生長(zhǎng),基質(zhì)中O2體積分?jǐn)?shù)保持穩(wěn)定,h和a處理較CK分別提高了25%和50%。表明根際通氣可以顯著降低根際CO2體積分?jǐn)?shù),增加O2體積分?jǐn)?shù)并保持穩(wěn)定。
2.2 根際通氣對(duì)薄皮甜瓜生長(zhǎng)的影響
由圖3可以看出,通氣處理對(duì)株高、莖粗、根長(zhǎng)和根體積均產(chǎn)生不同程度的影響。在第10 d時(shí),各處理間株高(圖3-A)差異顯著,a處理和h處理分別較CK高出18%和8%。各處理均生長(zhǎng)至第22節(jié)位時(shí)進(jìn)行打頂,在處理第20 d各處理株高均趨于穩(wěn)定。莖粗(圖3-B)在第20 d時(shí),a和h處理間差異不顯著,但顯著高于CK。a處理和h處理根長(zhǎng)(圖3-C)在10~30 d時(shí)有顯著差異,在第40 d時(shí)差異不顯著,但均顯著高于CK。a處理和h處理根體積(圖3-D)均顯著高于CK,不同通氣量處理間無(wú)明顯差異。表明通氣處理栽培對(duì)地上部分影響不明顯,主要影響了甜瓜的根系生長(zhǎng)。
在甜瓜整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,各處理甜瓜根系活力(圖3-E)均呈先升高后下降的趨勢(shì)。根系活力在第10 d時(shí)a處理與h處理差異極顯著。在第20 天時(shí),各處理甜瓜根系活力均達(dá)到最大值,其中a處理較CK高出49%;h處理較CK高出34%。在20 d以后,通氣量的不同對(duì)甜瓜根系活力無(wú)顯著影響。說(shuō)明根際通氣處理對(duì)甜瓜的根系活力有顯著影響,在通氣前期(20 d之前)不同通氣量對(duì)甜瓜的根系活力有顯著影響,在通氣后期(20 d之后),不同通氣量處理對(duì)甜瓜根系活力無(wú)顯著影響。
2.3 根際通氣對(duì)薄皮甜瓜葉片光和色素含量的影響
葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素,它在光合作用的光吸收中起核心作用。由圖4可知,隨著甜瓜的生長(zhǎng),葉綠素含量均為先增加后減少,不同通氣量處理的葉綠素含量顯著高于對(duì)照。葉綠素a、葉綠素b和葉綠素(a+b)在通氣30 d時(shí)均達(dá)到最大值,a處理與h處理與CK間差異顯著。由圖4-A可以看出,在處理30 d時(shí),a處理葉綠素a較CK高28%;h處理較CK高11%;圖4-B可以看出葉綠素b變化趨勢(shì)與葉綠素a相同,不同通氣量處理與CK均產(chǎn)生顯著差異。圖4-C可以看出葉綠素(a+b)在處理30 d時(shí),a處理較CK上升了27%,h處理較CK上升了11%。以上結(jié)果表明通氣可以增加葉綠素的含量,不同通氣量的處理,對(duì)葉綠素a、葉綠素b、葉綠素(a+b)的含量具有顯著影響。
2.4 根際通氣對(duì)薄皮甜瓜單果質(zhì)量、果實(shí)品質(zhì)的影響
由表1可以看出不同通氣量處理對(duì)甜瓜的單果質(zhì)量有顯著影響。a處理的甜瓜單果質(zhì)量是h處理的1.3倍,是CK的1.5倍;h處理的甜瓜單果質(zhì)量是CK的1.2倍;說(shuō)明通氣處理可以顯著提高甜瓜的產(chǎn)量。通氣量較大的a處理產(chǎn)量最高。a處理和h處理可溶性固形物、可溶性蛋白含量、維生素C含量分別比對(duì)照高32%、89%、70%和16%、32%、34%。綜上所述可知,通氣處理對(duì)甜瓜果實(shí)品質(zhì)有顯著影響,且隨著通氣量的增加,果實(shí)的可溶性固形物、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、維生素C含量均有較大的提高。
2.5 根際通氣對(duì)薄皮甜瓜基質(zhì)養(yǎng)分含量的影響
由圖5可以看出,基質(zhì)中速效磷、速效鉀含量與堿解氮含量均隨著甜瓜的生長(zhǎng)呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。在處理10 d時(shí),基質(zhì)中堿解氮含量、速效磷含量和速效鉀含量均以CK最高且h處理與a處理之間無(wú)明顯差異;在處理20~40 d時(shí),各處理基質(zhì)中堿解氮含量、速效磷含量和速效鉀含量均存在顯著差異,其中在處理30 d時(shí),各處理間差異最大,h處理的堿解氮含量、速效磷含量和速效鉀含量分別比CK降低了14%、14%和13%;a處理的堿解氮含量、速效磷含量和速效鉀含量分別比CK降低了23%、21%和21%;a處理較h處理的堿解氮含量、速效磷含量和速效鉀含量分別降低了11%、9%、9%。從而說(shuō)明,通氣處理有效促進(jìn)了甜瓜對(duì)基質(zhì)中堿解氮、速效磷和速效鉀的吸收,且隨著通氣量的增加,甜瓜對(duì)養(yǎng)分的吸收也增加。
3 討論與結(jié)論
3.1 根際通氣對(duì)薄皮甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響
通氣處理能有效促進(jìn)番茄、黃瓜、馬鈴薯等植株根系、株高、莖粗、生物量等的生長(zhǎng),增加葉片葉綠素含量[19-21],促進(jìn)光合作用的進(jìn)行,增強(qiáng)作物根系活力,促進(jìn)根系生長(zhǎng)。郭超等[15]和楊潤(rùn)亞等[22]研究了根際通氣對(duì)盆栽玉米與鹽分脅迫對(duì)玉米植株生長(zhǎng)狀況及生物量的影響結(jié)果表明,通氣處理顯著提高了玉米的株高、莖粗、葉面積與葉綠素含量,促進(jìn)玉米根系和地上部分干物質(zhì)的積累。李勝利等[20]通過(guò)不同的根際通氣處理對(duì)盆栽黃瓜生長(zhǎng)初期及根際CO2含量影響的研究結(jié)果表明,根際通氣處理可降低根際CO2含量,改善黃瓜植株根系生長(zhǎng)環(huán)境并促進(jìn)株高、莖粗等的生長(zhǎng)。
本試驗(yàn)結(jié)果表明,基質(zhì)通氣栽培能夠大量增加基質(zhì)中氧氣含量,減少基質(zhì)中的CO2含量。通氣栽培對(duì)甜瓜的根長(zhǎng)、根體積、根系活力和葉片葉綠素含量有明顯的促進(jìn)作用。根系吸收營(yíng)養(yǎng)和水分是消耗能量的過(guò)程,而能量的供給主要是由根系有氧呼吸提供的。對(duì)基質(zhì)根際進(jìn)行通氣處理,增強(qiáng)了土壤有氧呼吸,提高了根系吸收養(yǎng)分和水分的能力,進(jìn)而促進(jìn)了甜瓜地下部的生長(zhǎng)。通氣栽培對(duì)甜瓜生殖生長(zhǎng)期的株高和莖粗的影響并不大,這可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)通氣時(shí)間為甜瓜生殖生長(zhǎng)期,此時(shí)甜瓜的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)不如生殖生長(zhǎng)旺盛,與此同時(shí)甜瓜果實(shí)對(duì)根系吸收的養(yǎng)分需求量也比較大,從而導(dǎo)致甜瓜的株高和莖粗與對(duì)照相比并沒(méi)有明顯的差異。這與郭超等[15]和楊潤(rùn)亞等[22]對(duì)盆栽玉米的研究結(jié)果略有不同,可能是由于作物不同及通氣開始時(shí)期不同所致,本研究在果實(shí)發(fā)育期開始通氣,植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)基本已達(dá)到最旺盛時(shí)期,主要影響果實(shí)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的形成過(guò)程。
3.2 根際通氣對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響
不同通氣量處理對(duì)甜瓜的果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)均有影響。馬金明[23]研究發(fā)現(xiàn),根際CO2體積分?jǐn)?shù)的升高抑制了網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)橫徑、縱經(jīng)的生長(zhǎng)速度,從而抑制了果實(shí)的膨大速率,導(dǎo)致網(wǎng)紋甜瓜果實(shí)正常的發(fā)育受到阻礙,從而降低了果實(shí)的產(chǎn)量。
作物同化物的積累與分配是作物生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[24]。長(zhǎng)期通氣處理促進(jìn)了植物的光合作用,增加了干物質(zhì)的積累[25],這勢(shì)必會(huì)促進(jìn)甜瓜果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)的形成。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),通氣顯著了增加了薄皮甜瓜的產(chǎn)量,通氣量越大,對(duì)果實(shí)的單果質(zhì)量影響越大。這與張璇等[26]、孫周平等[27]和張國(guó)紅等[28]在根際通氣條件下可顯著提高作物產(chǎn)量的研究結(jié)果一致。褚麗敏等[29]研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)對(duì)番茄通氣處理,不僅提高了番茄的產(chǎn)量,也顯著提高番茄的果實(shí)品質(zhì),其中對(duì)于番茄的可溶性固形物影響最大,比對(duì)照提高30%以上。本試驗(yàn)中,a處理的可溶性固形物、可溶性蛋白含量、維生素C含量均為最高,h處理次之??赡苁怯捎陔S著基質(zhì)中氧氣含量的增加,根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收能力加強(qiáng),植株的光合作用增大,促進(jìn)光合產(chǎn)物從源到庫(kù)的分配,進(jìn)而影響果實(shí)的發(fā)育過(guò)程,提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。因此,通氣栽培有利于甜瓜果實(shí)品質(zhì)的提高,且在一定范圍內(nèi)隨著通氣量的增加,對(duì)甜瓜果實(shí)品質(zhì)形成的促進(jìn)作用也增強(qiáng)。
3.3 根際通氣對(duì)薄皮甜瓜基質(zhì)養(yǎng)分含量的影響
前人研究發(fā)現(xiàn),根際通氣提高了黃瓜根系代謝能力水平、基質(zhì)酶活性和基質(zhì)養(yǎng)分含量[8,30-31],這可能是因?yàn)楦鶇^(qū)氣體環(huán)境的變化直接影響土壤微生物和植物生長(zhǎng),影響了土壤酶活性,加快了土壤有機(jī)質(zhì)的礦化,提高土壤養(yǎng)分有效性[32]。
本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,隨著甜瓜的生長(zhǎng),基質(zhì)中堿解氮含量、速效磷含量和速效鉀含量均以CK最高,且隨著通氣量的增加,各處理之間堿解氮含量、速效磷含量和速效鉀含量差異顯著。從而說(shuō)明,通氣處理有效促進(jìn)了甜瓜對(duì)基質(zhì)中堿解氮、速效磷和速效鉀的吸收,且隨著通氣量的增加,甜瓜對(duì)養(yǎng)分的吸收也增加。根系對(duì)土壤中能量、養(yǎng)分的吸收是根系一切活動(dòng)的基礎(chǔ),根系能量的產(chǎn)生主要來(lái)源于根系的呼吸作用,而根際 CO2和 O2體積分?jǐn)?shù)又與根系的呼吸作用緊密相聯(lián)[33-34]。增氧處理解決了土壤低O2和高CO2的矛盾。這與陳紅波等[8]、趙旭等[35]和張瑩瑩等[36]的研究結(jié)果基本一致。也有研究發(fā)現(xiàn),土壤中過(guò)高的CO2含量會(huì)使根呼吸減弱甚至停止,降低植物對(duì)養(yǎng)分、水分的吸收和向地上部的運(yùn)輸,從而導(dǎo)致單位面積莖葉內(nèi)的養(yǎng)分含量減少[37-39]。進(jìn)而得出通氣良好的基質(zhì)能顯著促進(jìn)根系對(duì)基質(zhì)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收。
通過(guò)對(duì)本試驗(yàn)及前人研究結(jié)果綜合分析得出,在基質(zhì)槽式栽培條件下,甜瓜果實(shí)發(fā)育期適宜通氣方式為每48 h通氣12 h,通氣量為40 L·min-1。
參考文獻(xiàn)
[1] NAKANO Y.Response of tomato root systems to environmental stress under soilless culture[J].Japan Agricultural Research Quarterly,2007,41(1):7-15.
[2] 徐春梅,王丹英,陳松,等.增氧對(duì)水稻根系與氮代謝的影響[J].中國(guó)水稻科學(xué),2012,26(3):320-324.
[3] 趙旭,李天來(lái),孫周平.番茄基質(zhì)通氣栽培模式的效果[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2010,21(1):74-78.
[4] 張敏,蔡煥杰,劉杰,等.根系通氣對(duì)溫室甜瓜生長(zhǎng)特性的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2012,29(5):19-22.
[5] BORTOLINI L.Injecting air into the soil with buried fertirrigation equipment[J].Informatore Agrario,2005,61(19):33-36.
[6] 梁永超.土壤通氣性與植物根系代謝[J].土壤學(xué)進(jìn)展,1994,22(30):34-39.
[7] HANK G,WILLIAM A,TIMOTHY D C.Conditions leading to high CO2 (>5 kPa) in waterlogged-flooded soils and possible effects on root growth and metabolism[J]. Annals of Botany,2006,98(1):9-32.
[8] 陳紅波,李天來(lái),孫周平,等.根際通氣對(duì)日光溫室黃瓜栽培基質(zhì)酶活性和養(yǎng)分含量的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2009,15(6):1470-1474.
[9] 劉晚茍,山侖,鄧西平.植物對(duì)土壤緊實(shí)度的反應(yīng)[J].植物生理學(xué)通訊,2001,37(3):254-260.
[10] 陳紅波,李天來(lái),孫周平,等.基質(zhì)通氣栽培對(duì)人工營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)水氣肥的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009,25(6):198-203.
[11] 李志洪,王淑華.土壤容重對(duì)土壤物理性狀和小麥生長(zhǎng)的影響[J].土壤通報(bào),2000,31(2):55-57.
[12] LENSSEN A W,JOHNSON G D,CARLSON G R.Cropping sequence andtillage system influences annual crop production andwater use in semi-arid Montana,USA[J].Field Crops Research,2007,100(14):32-43.
[13] 劉義玲,李天來(lái),孫周平,等.根際CO2濃度對(duì)網(wǎng)紋甜瓜生長(zhǎng)和根系氮代謝的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,43(11):2315-2324.
[14] 牛文全,郭超.根際土壤通透性對(duì)玉米水分和養(yǎng)分吸收的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2010,21(11):2785-2791.
[15] 郭超,牛文全.根際通氣對(duì)盆栽玉米生長(zhǎng)與根系活力的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,18(6):1194-1198.
[16] 曹恭,梁鳴早.平衡栽培體系中的大氣[J].土壤肥料,2005,(4):60-62.
[17] 張治安,陳展宇.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].長(zhǎng)春:吉林大學(xué)出版社,2008.
[18] 鄭必昭.土壤分析技術(shù)指南[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2013.
[19] 鄭小蘭,侯亞兵,王瑞嬌,等.根際氧濃度對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2017,32(4):208-214.
[20] 李勝利,齊子杰,王建輝,等.根際通氣環(huán)境對(duì)盆栽黃瓜生長(zhǎng)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,42(3):280-288.
[21] 孫周平,郭志敏,劉義玲.不同通氣方式對(duì)馬鈴薯根際通氣狀況和生長(zhǎng)的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,17(4):125-128.
[22] 楊潤(rùn)亞,張振華,王洪梅,等.根際通氣和鹽分脅迫對(duì)玉米生長(zhǎng)特性的影響[J].魯東大學(xué)學(xué)報(bào),2010,26(1):35-38.
[23] 馬金明.根際CO2濃度升高對(duì)網(wǎng)紋甜瓜光合生理及果實(shí)糖代謝的影響[D].沈陽(yáng):沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué),2016.
[24] 朱晉宇,李亞靈.日光溫室越冬番茄果實(shí)干物質(zhì)生產(chǎn)分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2007,23(8):294-299.
[25] 陳亞?wèn)|.根際CO2濃度對(duì)網(wǎng)紋甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育及相關(guān)生理因素的影響[J]. 沈陽(yáng):沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.
[26] 張璇,牛文全,甲宗霞.根際通氣量對(duì)盆栽番茄生長(zhǎng)、蒸騰量及果實(shí)產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(28):286-290.
[27] 孫周平,張瑩瑩,陳洪波,等.根區(qū)通氣空間大小對(duì)設(shè)施番茄生長(zhǎng)的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(3):226-230.
[28] 張國(guó)紅,張振賢,梁勇,等.土壤緊實(shí)度對(duì)溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2004,12(3):65-67.
[29] 褚麗敏,王煥軍,趙洪利.根區(qū)通氣方式對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),2013(10):32-34.
[30] 李天來(lái),陳紅波,孫周平,等.根際通氣對(duì)基質(zhì)氣體、肥力及黃瓜傷流液的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009,25(11):301-305.
[31] BALOTA L,KANASHIRO M,F(xiàn)ILHO C,et al.Soil enzyme activities under long-term tillage and crop rotation systems in subtropicalagro-ecosystems[J].Brazilian Journal of Microbiology,2004,35:300-306.
[32] 肖衛(wèi)華,姚幫松,張文萍,等.根區(qū)通氣增氧對(duì)雜交水稻根系及根際土壤微生物的影響研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2016,(8):41-43.
[33] BERNTSON G M,BAZZAZ F A.Elevated CO2 and the magnitudeand seasonal dynamics of root production and loss in Betulapapyrfiera[J].Plant and Soil,1997,190:211-217.
[34] BORIS B,VARTAPETIAN M B,JACKSON.Plant adaptations toanaerobic stress[J].Annals of Botany,1997,79(Supplement 1):3-20.
[35] 趙旭,李天來(lái),孫周平.番茄基質(zhì)通氣栽培模式的效果[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2010,21(1):74-78.
[36] 張瑩瑩,孫周平,劉廣晶,等.根區(qū)通氣方式對(duì)番茄根際氣體環(huán)境及基質(zhì)理化性質(zhì)的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2011,20(4):106-110.
[37] ASHRAF M,HAYYIS C.Photosynthesis under stressful environments:An overview[J].Photosynthetica,2013,51(2):163-190.
[38] RICOULT C,ECHEVERRIA L,CLIQUET J,et al.Characterization of alanine aminotransferase (AlaAT) multigene family and hypoxic response in young seedling of the model legume Medicago truncatula[J].Journal of Experimental Botany,2006,57(12):3079-3089.
[39] 生利霞.土壤營(yíng)養(yǎng)空間條件和低氧脅迫對(duì)平邑甜茶和櫻桃生理特性的影響[D]. 山東泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.