不同種類(lèi)基質(zhì)配比對(duì)戈壁溫室西葫蘆幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響

陳修斌 線(xiàn)國(guó)蘭 李翊華 楊彬

摘? ? 要：為獲得戈壁溫室西葫蘆育苗的最適有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)，通過(guò)隨機(jī)區(qū)組排列試驗(yàn)，研究了6種不同種類(lèi)基質(zhì)配比對(duì)西葫蘆幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響。結(jié)果表明，采用處理Ⅲ（V商品基質(zhì)∶V玉米秸稈∶V下腳料∶V牛糞=1∶1∶1∶0.1）基質(zhì)配比，西葫蘆的出苗率、莖粗、株高、葉片數(shù)、葉面積、冠根比、干鮮質(zhì)量和壯苗指數(shù)等指標(biāo)均最大，均高于或顯著高于其他處理。同時(shí)，幼苗光合速率、蒸騰速率、胞間CO2和氣孔導(dǎo)度數(shù)值最大，分別為6.25 μmol·m-2·s-1和4.25、352、218 mmol·m-2·s-1，幼苗的根系活力、葉片SOD活性與可溶性蛋白含量最高，MDA含量最低;植株保持較強(qiáng)的代謝能力。以處理Ⅲ的基質(zhì)配比最適合西葫蘆幼苗的培育。

關(guān)鍵詞：西葫蘆;溫室幼苗;不同基質(zhì)配比;生長(zhǎng);生理特性

中圖分類(lèi)號(hào)：S642.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2021）06-064-04

Effects of different kinds of substrates on the growth and physiological characteristics of squash seedlings in Gobi greenhouse

CHEN Xiubin1， 2， XIAN Guolan 1， LI Yihua1， YANG Bin1

（1. College of Agriculture and Ecological Engineering， Hexi University， Zhangye 734000， Gansu，China; 2.Hexi Corridor Precision Engineering Horticultural Engineering Technology Research Center， Zhangye 734000， Gansu，China）

Abstract： In order to obtain the most suitable organic eco-type substrate for zucchini breeding in Gobi greenhouse， the effects of six different kinds of substrates on the growth and physiological characteristics of zucchini seedlings were studied by random block arrangement experiments. The results showed that using treatment Ⅲ（Vcommercial substrate∶Vcorn stalk∶Vscraps∶Vcow dung = 1∶1∶1∶0.1）， summer squash was found the largest index of emergence rate， stem thickness， plant height， number of leaves， leaf area， crown-root ratio， dry and fresh quality and strong seedling index， which were all higher or significantly higher than those of other treatments. At the same time， the seedling photosynthetic rate， transpiration rate， intercellular CO2 and stomatal conductance values were the largest， which were 6.25 μmol·m-2·s-1， 4.25， 352， 218 mmol·m-2·s-1 ，respectively， the seedlings showed the highest root activity， SOD activity and soluble protein content in the leaves， while the lowest MDA content; the plant performed? a strong metabolic capacity. The substrate ratio of treatment Ⅲ was suitable for the cultivation of zucchini seedlings.

Key words： Squash; Greenhouse seedlings; Different substrate ratios; Growth; Physiological characteristics

近年來(lái)，河西走廊的五地市認(rèn)真貫徹甘肅省政府《關(guān)于河西戈壁農(nóng)業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》[甘政辦發(fā)（2017）138號(hào)]，在戈壁、沙灘和荒漠區(qū)大力建造日光溫室，以日光溫室為主體的保護(hù)地生產(chǎn)有了較快的發(fā)展。西葫蘆（Cucurbita pepo L.）為戈壁溫室廣泛種植的主要瓜類(lèi)蔬菜之一，因產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)，深受廣大種植者青睞。隨著西葫蘆種植面積的不斷擴(kuò)大，對(duì)西葫蘆幼苗的需求量也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的西葫蘆育苗主要以草炭為基質(zhì)，但草炭為不可再生資源[1]，很多國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始限制草炭的開(kāi)采[2]，如何選擇利用農(nóng)業(yè)廢棄物資源來(lái)代替草炭已經(jīng)成為當(dāng)前研究的重要課題[3]。目前，有關(guān)農(nóng)業(yè)廢棄物資源利用已有一些研究報(bào)道。國(guó)內(nèi)學(xué)者曲繼松等[4]以枸杞枝條、珍珠巖和蛭石作為基質(zhì)材料，研究了復(fù)配基質(zhì)對(duì)茄子幼苗生長(zhǎng)和光合參數(shù)的影響，得出了適合茄子幼苗生長(zhǎng)的最適宜基質(zhì)。崔廣祿[5]以基質(zhì)與椰糠為原料，研究了不同基質(zhì)配比對(duì)小果型西瓜生長(zhǎng)的影響，得到了提升西瓜產(chǎn)量與品質(zhì)的最佳栽培基質(zhì)。而有關(guān)農(nóng)業(yè)廢棄物資源在西葫蘆幼苗培育中應(yīng)用方面尚缺少系統(tǒng)報(bào)道。

筆者以本區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生大量的玉米秸稈、食用菌下腳料等農(nóng)業(yè)廢棄物為原料，加入一定量的牛糞、商品基質(zhì)等，組成不同種類(lèi)的育苗基質(zhì)進(jìn)行育苗，研究其對(duì)西葫蘆幼苗生長(zhǎng)的影響，以期篩選出適合于本區(qū)溫室西葫蘆幼苗生長(zhǎng)的最適宜基質(zhì)，為提高農(nóng)業(yè)資源利用率、實(shí)現(xiàn)西葫蘆壯苗培育與集約化生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的基質(zhì)種類(lèi)為玉米秸稈、食用菌下腳料、商品基質(zhì)、牛糞。玉米秸稈在使用前進(jìn)行粉碎至3～5 cm，然后按每1 m3加入1 kg的尾菜腐熟劑，發(fā)酵4～5 d;食用菌下腳料以生產(chǎn)雞腿菇下腳料為原料，使用前進(jìn)行粉碎至1～2 cm，然后用塑料包裹在溫室內(nèi)堆放發(fā)酵30～55 d;商品基質(zhì)（7份草炭+3份蛭石）由張掖市綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供;以西葫蘆品種綠旺為指示品種，該品種早熟、耐高溫、抗病毒病，由壽光市富園種業(yè)有限公司經(jīng)銷(xiāo)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年4—8月在張掖市綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司溫室內(nèi)進(jìn)行。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)6個(gè)處理，分別為CK（V商品基質(zhì)∶V牛糞=1∶0.1），處理Ⅰ（V玉米秸稈∶V下腳料∶V牛糞=1∶1∶0.1）、處理Ⅱ（V玉米秸稈∶V下腳料∶V牛糞=1∶0.5∶0.1）、處理Ⅲ（V商品基質(zhì)∶V玉米秸稈∶V下腳料∶V牛糞=1∶1∶1∶0.1）、處理Ⅳ（V商品基質(zhì)∶V玉米秸稈∶V下腳料∶V牛糞=1∶0.5∶1∶0.1）、處理Ⅴ（V玉米秸稈∶V下腳料∶V牛糞=0.5∶1∶0.1）。將以上不同種類(lèi)的基質(zhì)按照不同的體積比，混合均勻后裝入50孔穴盤(pán);各處理種植1盤(pán)，3次重復(fù)。于4月27日把西葫蘆種子播種于穴盤(pán)內(nèi)，每孔播種1粒，深度1.5 cm，然后覆蓋相應(yīng)基質(zhì)，放入溫室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中不再進(jìn)行施肥。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 幼苗形態(tài)指標(biāo)測(cè)定 播種后30 d各處理隨機(jī)選取4株，統(tǒng)計(jì)其葉片數(shù)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗、葉長(zhǎng)與葉寬，按公式（y=0.578 1+0.774 8 x，x為長(zhǎng)寬積）計(jì)算葉面積[6]，同時(shí)小心洗去樣品根部基質(zhì)，用吸水紙吸干植株上的水分，沿幼苗莖基部切成地上和地下兩部分，對(duì)地上部和地下部鮮質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，然后將各部分分別裝在不同的紙袋中，放入烘箱以105 ℃殺青15 min，75 ℃烘干至恒重，用電子天平稱(chēng)取各部分的干質(zhì)量，根據(jù)以下公式計(jì)算[7]：冠根比=地上部分鮮質(zhì)量/地下部分鮮質(zhì)量，壯苗指數(shù)=（莖粗/株高+地下干質(zhì)量/地上干質(zhì)量）×總干質(zhì)量。

1.3.2 葉片生理指標(biāo)測(cè)定 播種后35 d，于上午10：00—12：00，每個(gè)處理隨機(jī)選擇3株同葉位的葉片，用英國(guó)Hansatech公司的TPS-2便攜式光合儀測(cè)定凈光合速率、蒸騰速率、細(xì)胞間隙CO2濃度及氣孔導(dǎo)度，取其平均值。

1.3.3 幼苗生化指標(biāo)測(cè)定 播種后40 d，每處理隨機(jī)選4株，測(cè)定幼苗葉片可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量與根系活力等生化指標(biāo)。參照李合生[8]的方法測(cè)定生化指標(biāo)，采用氮藍(lán)四唑（NBT）法測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）活性;采用考馬斯靚藍(lán)染色法測(cè)定蛋白質(zhì)含量，采用硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛（MDA）含量;采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測(cè)定根系活力。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使用DPS7.05 軟件、LSD 檢驗(yàn)法進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)西葫蘆出苗及幼苗生長(zhǎng)影響

從表1可以看出，處理Ⅲ西葫蘆幼苗出苗率、莖粗、株高、葉片數(shù)、葉面積與冠根比等農(nóng)藝性狀指標(biāo)均最高，分別為98.54 %、0.69 cm、13.25 cm、5.35片、25.67 cm2、11.85。處理Ⅲ出苗率、株高、冠根比等指標(biāo)顯著高于其他處理，而莖粗與處理Ⅴ差異不顯著，與其他處理差異顯著;處理Ⅲ葉片數(shù)與處理Ⅳ差異不顯著，與其他處理差異顯著;葉面積與處理Ⅱ差異不顯著，與其他處理差異顯著。與對(duì)照相比，處理Ⅲ西葫蘆幼苗出苗率、莖粗、株高、葉片數(shù)、葉面積與冠根比等分別提高10.32%、30.19%、15.42%、27.68%、10.17%、43.64%。這表明處理Ⅲ最有利于西葫蘆出苗，同時(shí)使幼苗保持較強(qiáng)的生長(zhǎng)勢(shì)。

2.2 不同處理對(duì)西葫蘆幼苗干、鮮質(zhì)量和壯苗指數(shù)的影響

從表2可知，在不同處理中，處理Ⅲ西葫蘆幼苗地上與地下鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量與地下干質(zhì)量、壯苗指數(shù)均顯著高于其他處理。與CK相比，處理Ⅲ西葫蘆幼苗地上與地下鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量與地下干質(zhì)量、壯苗指數(shù)分別提高86.92%、30.16%、88.37%、30.77%、57.14%。這表明處理Ⅲ最有利于西葫蘆幼苗生長(zhǎng)，更有利于壯苗培育。

2.3 不同處理對(duì)西葫蘆幼苗生理特性的影響

從表3可以看出，在各處理中，處理Ⅲ西葫蘆葉片光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度等光合指標(biāo)均高于其他處理，分別為：6.25 ?mol·m-2·s-1、4.25 mmol·m-2·s-1、352 mmol·m-2·s-1、218 mmol·m-2·s-1。與對(duì)照相比，處理Ⅲ西葫蘆葉片光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度等分別提高31.30%、49.12%、16.94%、49.32%。這表明西葫蘆幼苗隨著光合速率的增加，葉片的蒸騰速率、胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度也隨著增加;不同種類(lèi)基質(zhì)配比中，處理Ⅲ西葫蘆幼苗代謝能力最強(qiáng)。這主要是由于處理Ⅲ組成的基質(zhì)環(huán)境，營(yíng)養(yǎng)配比最宜，促進(jìn)了幼苗對(duì)養(yǎng)分的吸收，使植株保持較高的生長(zhǎng)能力。

2.4 不同處理對(duì)西葫蘆幼苗生化指標(biāo)的影響

從表4可以看出，處理Ⅲ西葫蘆幼苗根系活力最強(qiáng)，幼苗葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性蛋白含量均顯著高于其他處理，分別達(dá)到4.12 μg·g-1·h-1、75.67 U·g-1、8.37 mg·g-1，分別比對(duì)照提高101.96%、25.86%、12.8%。處理Ⅰ西葫蘆幼苗MDA含量最高，達(dá)5.14 ?mol·g-1，顯著高于其他處理;處理Ⅲ西葫蘆幼苗MDA含量最低，為3.21 ?mol·g-1，這表明處理Ⅲ幼苗葉片的細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度低，而處理Ⅰ的幼苗葉片細(xì)胞受傷害最大。

3 討論與結(jié)論

幼株高度、莖粗反映植株的長(zhǎng)勢(shì)，植株的葉面積反映光合作用效率[9]。本試驗(yàn)表明，處理Ⅲ基質(zhì)配比西葫蘆出苗率、株高、冠根比等農(nóng)藝性狀顯著高于其他處理，莖粗、葉片數(shù)、葉面積等指標(biāo)高于其他處理，但與部分處理之間差異不顯著，表明處理Ⅲ基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)最適宜于西葫蘆種子的出苗及幼苗生長(zhǎng)。

幼苗的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量是反映同化物質(zhì)積累與營(yíng)養(yǎng)成分多少的重要指標(biāo)[10]，本試驗(yàn)處理Ⅲ幼苗鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均顯著高于其他基質(zhì)配比，幼苗保持較強(qiáng)的生長(zhǎng)勢(shì)，促進(jìn)了養(yǎng)分的積累與貯藏，因而壯苗指數(shù)也最高。

葉片光合速率反映植株的光合能力[11]，在所有處理中，處理Ⅲ西葫蘆幼苗光合速率、蒸騰速率等均高于其他處理，但與處理II差異不顯著，與其他處理差異顯著;胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度數(shù)值均顯著高于其他處理，表明該處理幼苗生理代謝能力最強(qiáng)。

本試驗(yàn)中，采用處理Ⅲ的幼苗根系活力與SOD活性最強(qiáng)，表明此基質(zhì)配比處理的幼苗吸收養(yǎng)分與水分能力最強(qiáng)，同時(shí)對(duì)基質(zhì)環(huán)境適應(yīng)能力最強(qiáng)[12-13]，從而增強(qiáng)了根系吸收養(yǎng)分與水分的能力，使得幼苗葉片可溶性蛋白含量最高。試驗(yàn)中處理Ⅲ的幼苗葉片MDA含量最低，表明處理Ⅲ的基質(zhì)配比組成的生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)幼苗細(xì)胞傷害程度最低[14]，其基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)能夠均衡供應(yīng)幼苗生長(zhǎng)所需，從而提高了幼苗的生理活性，幼苗保持較強(qiáng)的生長(zhǎng)能力，這一研究結(jié)論與前人的研究相吻合[15]。

綜上所述，處理Ⅲ（V商品基質(zhì)∶V玉米秸稈∶V下腳料∶V牛糞=1∶1∶1∶0.1）的基質(zhì)配比，西葫蘆幼苗的農(nóng)藝性狀與生理生化指標(biāo)均高于其他處理，幼苗保持較強(qiáng)的生理代謝能力，這一研究結(jié)論，可為戈壁溫室西葫蘆壯苗培育及農(nóng)業(yè)資源廢棄物的利用提供有效途徑。

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