保水劑添加量對基質(zhì)理化性狀和葫蘆幼苗生長發(fā)育的影響

梁歡 李愛成 葛米紅 王德歡 裴蕓 周謨兵 施先鋒

摘? ? 要：為了探討基質(zhì)中適宜的保水劑添加量，以砧木葫蘆為材料，研究了保水劑不同添加量處理對基質(zhì)理化性狀和葫蘆幼苗生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，隨著保水劑添加量的增加，基質(zhì)的pH值和EC值呈逐漸升高趨勢，通氣孔隙和容重呈逐漸降低趨勢，總孔隙和持水孔隙以及葫蘆幼苗株高、全株干質(zhì)量、葉面積、主根長、根體積和壯苗指數(shù)均呈先升高后降低趨勢。保水劑添加量（ρ，后同）為1.0 g?L-1時，基質(zhì)的理化性狀在正常范圍內(nèi)，葫蘆幼苗的根干質(zhì)量、根體積、葉面積和壯苗指數(shù)分別比對照提高了7.01%、41.67%、 41.88%和21.4%，促進(jìn)幼苗生長，提高幼苗質(zhì)量。綜合考慮基質(zhì)理化性狀、幼苗長勢和經(jīng)濟(jì)因素，建議保水劑的添加量為1.0 g ?L-1。

關(guān)鍵詞：葫蘆;砧木;保水劑;幼苗

中圖分類號：S642.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）09-066-04

Effect of wetting agent on the physical and chemical properties of substrate and growth and development of gourd seedlings

LIANG Huan1， LI Aicheng1， GE Mihong1， WANG Dehuan1， PEI Yun2， ZHOU Mobing1， SHI Xianfeng1

（1. Institute of Crops， Wuhan Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430345， Hubei， China; 2. Agricultural College of Guizhou University， Guiyang 550025， Guizhou， China）

Abstract： The aim of this study was to evaluate the effect of wetting agent on the physical and chemical properties of substrate and growth and development of gourd seedlings， the rootstock gourd variety was used as the material in this research. The results showed that with the increase of wetting agent， the pH value and EC value were increased， the aeration porosity and bulk density gradually decreased， the total pore， water-holding pore， plant height， whole plant dry mass， leaf area， main root length， root volume and seedling index increased at first and then decreased. A better doses of wetting agent should be 1.0 g ?L-1， in which the physical and chemical properties of the substrate were within the normal range， the seedling growth and seedling quality were promoted， the main root length， root volume， leaf area， and the seedling index were higher than those of control by 7.01%， 41.67%， 41.88% and 21.4%， respectively.

Key words： Gourd; Rootstock; Wetting agent; Seedling

穴盤育苗具有節(jié)能、省工、適于機(jī)械化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于蔬菜、煙草、水稻、觀賞植物、林木育苗等方面[1]?；|(zhì)作為穴盤育苗的主要組成材料，決定著幼苗生長速度、幼苗質(zhì)量和定植后的綜合生產(chǎn)能力[2]。適宜的基質(zhì)理化性狀，如基質(zhì)良好的潤濕性和持水能力，是工廠化育苗成功的關(guān)鍵因素，也是幼苗健壯豐產(chǎn)的前提。

穴盤育苗因單穴體積小、根系發(fā)育空間有限、基質(zhì)緩沖能力小，影響根際水分和養(yǎng)分平衡，極易出現(xiàn)基質(zhì)拒水的現(xiàn)象[3]。保水劑，又稱高吸水性樹脂，它是一種含有羧基、羥基、磺酸基和酰胺基等其他強(qiáng)親水基團(tuán)的新型高分子材料[4]，能吸收自身質(zhì)量幾百倍甚至上千倍的水分，同時吸收的85%的水分可供作物吸收利用。保水劑施入基質(zhì)中，可以降低水的表面張力，利于基質(zhì)快速、均勻地吸收水分，改善基質(zhì)的潤濕性，避免基質(zhì)拒水情況的發(fā)生[5];同時，增強(qiáng)基質(zhì)對養(yǎng)分的吸附，降低因淋溶作用導(dǎo)致的養(yǎng)分流失，提高養(yǎng)分利用率[6]，在穴盤育苗生產(chǎn)上具有廣闊的應(yīng)用前景。韓旭等[7]提出草炭與保水劑體積比為100∶1，可用于制作黃瓜育苗的育苗塊。范如芹等[8]以小青菜為試材，提出在發(fā)酵床墊料堆肥、蛭石、珍珠巖和泥炭混配（體積比3∶2∶3∶2）的基質(zhì)中適宜的保水劑添加量為1 g?L-1。王春雨等[9]以番茄為試材，提出以棉籽殼廢菌料、草炭和蛭石混配（體積比1∶1∶1）的基質(zhì)中保水劑的適宜添加量為1%。在生產(chǎn)中，保水劑的添加比例因保水劑類型、作物類型、基質(zhì)配比等存在差異。

西瓜是一種世界性栽培的重要園藝作物，我國是世界上西瓜栽培面積最大的國家，占世界栽培面積的53%[10]。嫁接栽培是西瓜栽培的重要方式，通過添加保水劑改善基質(zhì)的理化性狀，可提高砧木品質(zhì)和利用率，改善嫁接成活率和嫁接苗長勢[11]。因此，筆者以生產(chǎn)中常用的西瓜砧木——葫蘆為試材，研究不同保水劑添加量對基質(zhì)理化性狀和葫蘆幼苗生長發(fā)育的影響，一方面探究影響幼苗質(zhì)量的關(guān)鍵基質(zhì)性狀，另一方面為選擇適宜的保水劑添加量提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

供試葫蘆品種為強(qiáng)根，購自先正達(dá)科技股份有限公司。保水劑為天宇鵬程牌保水劑，購自任丘市雙成化工產(chǎn)品廠。育苗基質(zhì)中草炭采用PINDSTRUP基質(zhì)，與珍珠巖按體積比3∶1混合。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年12月在武漢農(nóng)業(yè)科學(xué)院的人工氣候室進(jìn)行，氣候室的環(huán)境參數(shù)設(shè)置為：30 ℃/15 ℃，RH50%/RH80%，光照度10 000 lx。2019年12月2日葫蘆種子浸種6 h，1%甲醛水溶液消毒1 h，清水沖洗3～4遍，30 ℃催芽箱催芽48 h，播于填充有混合基質(zhì)的50孔穴盤中。

試驗(yàn)設(shè)6個處理：CK、T1、T2、T3、T4、T5，保水劑的添加量分別為0、0.25、0.5、1.0、1.5和2.0 g?L-1，將保水劑和水按照1 g∶150 mL泡發(fā)后，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)與基質(zhì)混勻，填充到50孔穴盤中。每處理5株，3次重復(fù)。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 基質(zhì)理化性狀 基質(zhì)添加保水劑后取樣測定基質(zhì)的物理性狀。用環(huán)刀法測定基質(zhì)容重，飽和稱重法測定基質(zhì)最大持水量和孔隙度[12]?；|(zhì)風(fēng)干后，采用V基質(zhì)∶V水=1∶10浸提法測定基質(zhì)pH值、EC值。

1.3.2 幼苗形態(tài)指標(biāo)測定 播種后26 d，每處理每重復(fù)選取5株，用直尺測定葫蘆幼苗的株高（基質(zhì)表面到生長點(diǎn)）和主根長，游標(biāo)卡尺測定幼苗的莖粗（子葉節(jié)下0.5 cm處），葉面積掃描儀測量葉面積，排水法量取根體積，用稱重法測定莖葉、根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，計(jì)算幼苗壯苗指數(shù)。

壯苗指數(shù)=（莖粗/株高+根干質(zhì)量/莖葉干質(zhì)量）×全株干質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010軟件進(jìn)行整理，應(yīng)用SAS 9.2統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)分析以及回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 保水劑添加量對基質(zhì)理化性狀的影響

由表1可以看出，添加保水劑對基質(zhì)理化性狀均有一定影響。與對照相比，添加保水劑后，基質(zhì)pH值、EC值均增大，總孔隙度和持水孔隙度均顯著增大，通氣孔隙度均顯著減小，容重均降低。其中，T1處理基質(zhì)pH值、容重均與對照差異不顯著，其他處理均與對照差異顯著;T1、T2、T3處理基質(zhì)EC值與對照差異不顯著，其他處理與對照差異顯著。與對照相比，保水劑添加量為1 g?L-1（T3）時，pH值、EC值、總孔隙度和持水孔隙度分別提高3.07%、6.21%、19.74%和40.22%。

隨保水劑添加量增大，基質(zhì)pH值和EC值均呈逐漸升高趨勢，通氣孔隙度和容重均呈逐漸降低趨勢，總孔隙度和持水孔隙度呈先升高后降低趨勢，且均在保水劑添加量為1.5 g?L-1（T4）時達(dá)最大，分別比對照提高33.11%和65.76%。

各處理基質(zhì)理化性質(zhì)變化范圍：pH為6.19～6.65，EC值為128.73～159.70 μS?cm-1，總孔隙度為61.70%～82.13%，通氣孔隙度為6.43%～16.67%，持水孔隙度為45.03%～74.64%，容重為0.369 2～0.579 4 g?cm-3。各理化指標(biāo)變異系數(shù)為2.82～33.72。其中，通氣孔隙度變異系數(shù)最大，為33.72，pH值的變異系數(shù)最小，為2.82。

2.2 不同處理對葫蘆幼苗生長的影響

由表2可以看出，在一定范圍內(nèi)，基質(zhì)添加保水劑后，可促進(jìn)葫蘆幼苗的生長發(fā)育。隨保水劑添加量增加，葫蘆幼苗株高、莖葉干質(zhì)量、根干質(zhì)量、葉面積、主根長、根體積均呈先升高后降低趨勢，但各指標(biāo)變化不同。其中，T5處理的葫蘆幼苗的株高顯著降低，比對照降低了8.86%，其他處理與對照無顯著差異;T4處理的葫蘆幼苗莖葉干質(zhì)量比對照顯著增大，增大了20.81%，其他各處理與對照無顯著差異;T2、T3處理的葫蘆幼苗根干質(zhì)量和根體積均顯著高于對照，其他處理與對照無顯著差異，如 T3處理的葫蘆幼苗的根干質(zhì)量和根體積分別比對照提高了7.01%和41.67%;各處理葫蘆幼苗葉面積均顯著高于對照，如T3處理葉面積比對照提高41.88%;T1處理葫蘆幼苗主根長比對照顯著增大，增大了11.10%，其他各處理與對照無顯著差異。T5處理的莖粗比對照顯著降低，降低了5.1%，各處理的葫蘆幼苗的莖粗與對照無顯著差異。

基質(zhì)添加保水劑后，葫蘆幼苗的壯苗指數(shù)均比對照增大，且隨保水劑添加量增加，葫蘆幼苗壯苗指數(shù)呈先增大后降低趨勢。其中，保水劑添加量為1.5 g·L-1（T4）時葫蘆幼苗壯苗指數(shù)最大，比對照提高24.24%;保水劑添加量為1.0 g·L-1（T3）時葫蘆幼苗的壯苗指數(shù)次之，比對照提高21.40%。

2.3 基質(zhì)理化性狀與保水劑添加量和壯苗指數(shù)的相關(guān)分析

壯苗指數(shù)是一種常用的評價幼苗質(zhì)量的綜合指標(biāo)。以壯苗指數(shù)和保水劑添加量為因變量、基質(zhì)的理化性狀為自變量（X1～X6），對葫蘆幼苗壯苗指數(shù)和保水劑添加量與基質(zhì)的各理化性狀進(jìn)行相關(guān)性分析。由表3可以看出，保水劑添加量與基質(zhì)的理化性狀存在顯著相關(guān)，其中，pH值、EC值、容重和通氣孔隙的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.90以上?；|(zhì)的總孔隙度與葫蘆幼苗的壯苗指數(shù)顯著相關(guān)，相關(guān)關(guān)系為0.860 4，其他指標(biāo)與壯苗指數(shù)相關(guān)性不顯著。

3 討論與結(jié)論

容重、通氣孔隙度小，表明基質(zhì)比較疏松，通透性好;總孔隙度和持水孔隙度小，表明基質(zhì)比較緊實(shí)，結(jié)構(gòu)性差。有研究認(rèn)為[13-16]，育苗基質(zhì)的容重應(yīng)在0.30～0.75 g?cm-3，總孔隙度為60%～90%，氣水比為1∶1～1∶4，pH為5.5～7.0，EC值0.1～0.2 mS?cm-1。在本研究中，添加保水劑對基質(zhì)的各理化指標(biāo)均有影響，pH變化范圍為6.19～6.65，EC值變化范圍為128.73～159.70 μS?cm-1，總孔隙度變化范圍為61.70%～82.13%，容重的變化范圍為0.369 2～0.579 4 g?cm-3，均在適宜幼苗生長的范圍內(nèi)。T4和T5處理通氣孔隙度均低于10%，建議保水劑的添加量不宜超過1.5 g?L-1。

基質(zhì)的理化性質(zhì)會直接影響幼苗的生長勢。李永勝等[17]發(fā)現(xiàn)保水劑添加過多會影響基質(zhì)的通氣，不利于植物生長。韓旭等[7]發(fā)現(xiàn)隨著保水劑添加量的增加，基質(zhì)的通氣孔隙度降低，黃瓜幼苗的G值和根冠比呈先增大后降低的趨勢。筆者在本研究中也發(fā)現(xiàn)，隨著保水劑添加量的增加，基質(zhì)的通氣孔隙度逐漸減小，葫蘆幼苗的株高、莖粗、全株干質(zhì)量、葉面積、主根長、根體積和壯苗指數(shù)均呈先增大后降低的趨勢。

幼苗的生長勢和質(zhì)量能夠反映基質(zhì)的理化性狀，壯苗指數(shù)作為一種常用的評價幼苗質(zhì)量的綜合指標(biāo)，與基質(zhì)理化性狀存在一定的相關(guān)性。筆者通過分析基質(zhì)理化性狀與保水劑添加量和壯苗指數(shù)的相關(guān)性表明，總孔隙度和持水孔隙度與壯苗指數(shù)相關(guān)性較高，而保水劑添加量與通氣孔隙度呈顯著負(fù)相關(guān)。這表明保水劑影響葫蘆幼苗質(zhì)量的關(guān)鍵在于改變了基質(zhì)的通氣孔隙度。綜合考慮基質(zhì)理化性狀、幼苗長勢和經(jīng)濟(jì)因素，建議保水劑的添加量為1.0 g·L-1。

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