王俊杰,廖雅汶,王雅青,陳祥磊,王志雯,朱楨梔,姚鋒先,朱 博,成 臣
(贛南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/贛州市設(shè)施蔬菜重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 贛州 341000)
【研究意義】生菜(Lactuca sativaL.)清脆爽口、鮮嫩多汁,富含膳食纖維、蛋白質(zhì)、糖類、維生素和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分,具有預(yù)防貧血、防癌、抗衰老、降低血壓和防止心律紊亂等保健功能,是世界范圍內(nèi)廣泛種植的綠色蔬菜之一,具有很高的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-3]。近年來,生菜成為設(shè)施蔬菜的主栽類型,設(shè)施栽培過程中重茬情況突出且生長(zhǎng)環(huán)境相對(duì)閉塞不利于蔬菜生產(chǎn),植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的施用能夠有效調(diào)整植株的生長(zhǎng)發(fā)育,從而對(duì)穩(wěn)定蔬菜生產(chǎn)起重要作用[4-5]。烯效唑是一種高效植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,對(duì)單子葉植物和雙子葉植物生長(zhǎng)均有很強(qiáng)的抑制作用,其使用安全、生物活性較高,在多種作物上具有壯苗效應(yīng),育苗中利用烯效唑進(jìn)行化學(xué)調(diào)控具有成本低、見效快、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),可有效提高幼苗質(zhì)量[6-7]。此外,烯效唑還能夠促進(jìn)分蘗、矮化植株、防止倒伏、控長(zhǎng)壯稈、抗逆、防衰老[8-9]。目前,國(guó)內(nèi)外已將烯效唑廣泛推廣應(yīng)用于水稻、小麥、果樹、花卉及蔬菜等作物[10]。【前人研究進(jìn)展】前人對(duì)生菜栽培的研究主要集中在不同栽培方式(如土壤栽培和無土栽培)或環(huán)境條件(如光照、溫度等)對(duì)生菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響[11-13]。盡管有文獻(xiàn)報(bào)道不同的外源物質(zhì)對(duì)生菜生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響,但是相關(guān)研究?jī)H著重于營(yíng)養(yǎng)元素的施用,如栗國(guó)棟等[14]研究表明增施濃度為1.0~2.0 mmol/L的硅肥,能顯著提高和改善生菜生物量和品質(zhì);弓瑤等[15]通過綜合考慮生菜產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)液利用效率與營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度的關(guān)系,優(yōu)化得到營(yíng)養(yǎng)液鉀濃度為3.7 mmol/L 時(shí),最適宜水培生菜生長(zhǎng)?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】烯效唑在作物生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛且效果明顯[16],然而烯效唑處理對(duì)生菜幼苗生長(zhǎng)的影響尚未見相關(guān)報(bào)道,有關(guān)不同品種生菜幼苗對(duì)不同烯效唑濃度的響應(yīng)情況也不清楚?!緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究以5 個(gè)不同生菜品種為對(duì)象,通過基質(zhì)拌施不同濃度烯效唑,以研究烯效唑?qū)ι擞酌缟L(zhǎng)、葉型參數(shù)及可溶性固形物(TSS)含量的影響,旨在為生菜高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)及高效栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
試驗(yàn)于2020 年在贛南師范大學(xué)校內(nèi)蔬菜試驗(yàn)基地(114°52’ E、25°47’N)開展。供試生菜品種有5 個(gè),分別為玻璃生菜(青縣興運(yùn)蔬菜良種繁育中心)、香港軟尾生菜(滄州市三聯(lián)種業(yè)中心)、奶油生菜(青縣純豐蔬菜良種繁育場(chǎng))、耐抽苔生菜(青縣興運(yùn)蔬菜良種繁育中心)、羅馬直立生菜(青縣良達(dá)盛農(nóng)技術(shù)推廣中心)。生菜采用50 孔聚苯乙烯材質(zhì)的穴盤(53 cm×27 cm×4 cm)育苗,基質(zhì)為丹麥品氏托普公司生產(chǎn)的草炭土(由水蘚泥炭制成),烯效唑(可濕性粉劑,有效成分5%)產(chǎn)自四川國(guó)光農(nóng)化股份有限公司。
供試烯效唑濃度以有效成分計(jì),根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)烯效唑濃度在2~10 mg/L 對(duì)生菜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育作用效果明顯,且烯效唑拌施對(duì)生菜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響并非均勻變化,故設(shè)0(CK)、2.5、5、10、50 mg/L 共5 個(gè)拌施水平,其中每穴盤基質(zhì)拌施50 mL 劑量烯效唑。每個(gè)生菜品種不同烯效唑水平均育苗3盤,共75盤。9月30日浸種,隨后置于培養(yǎng)皿移入冰箱進(jìn)行低溫(8℃)催芽,10 月4 日基地露天播種,穴盤每孔1 粒種,播種前1 d 各處理基質(zhì)拌施對(duì)應(yīng)烯效唑濃度,育苗期間其他按常規(guī)管理,11月5日移栽,測(cè)定幼苗質(zhì)量、葉型參數(shù)、TSS 含量。
1.3.1 幼苗質(zhì)量 于生菜移栽期,各處理下每穴盤隨機(jī)挑選長(zhǎng)勢(shì)中等、一致的幼苗10 株,重復(fù)3 次,分別測(cè)定株高、葉綠素含量以及地上部、地下部的鮮重和干重。其中,葉綠素含量采用SPAD-502 葉綠素儀測(cè)定生菜幼苗中部,以SPAD值表示;地上部與地下部的劃分以幼苗子葉為界,蒸餾水沖洗幼苗后用吸水紙擦干,稱量地上部、地下部鮮重,之后置于烘箱內(nèi)105℃殺青30 min,80℃烘干至恒重后稱重。根冠比為地下部干重與地上部干重的比值。
1.3.2 葉型 于生菜移栽期,各處理下每穴盤隨機(jī)挑選長(zhǎng)勢(shì)中等一致的幼苗10 株,以幼苗單株葉長(zhǎng)總和為總?cè)~長(zhǎng),葉寬總和為總?cè)~寬,面積總和為總?cè)~面積,單株面積最大葉片為最大功能葉。采用LA-S 葉面積儀(杭州萬深檢測(cè)科技有限公司)測(cè)定單株生菜幼苗葉片總?cè)~面積、總?cè)~長(zhǎng)、總?cè)~寬、最大功能葉葉長(zhǎng)和葉寬等指標(biāo),重復(fù)3次。
1.3.3 TSS 含量 于生菜移栽期,各處理下每穴盤隨機(jī)挑選長(zhǎng)勢(shì)中等一致的幼苗10 株,生菜幼苗置于研缽充分研磨,用紗布擠出汁液,采用PAL-1 型號(hào)便攜式數(shù)顯手持糖度計(jì)(日本愛拓Atago)測(cè)定生菜幼苗地上部TSS 含量,重復(fù)3 次。
采用Excel 2010、SPSS 22.0 和Origin9.0 軟件分析處理數(shù)據(jù)和制圖,采用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。
方差分析表明,不同生菜品種在不同濃度烯效唑處理后幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)存在極顯著差異;除株高外,其他指標(biāo)在品種與處理互作上差異差異(表1)。
隨著烯效唑濃度的增加,各品種生菜幼苗SPAD 值和根含水率呈上升趨勢(shì),而株高呈逐漸降低趨勢(shì)。其中,奶油生菜SPAD 值在50 mg/L 烯效唑處理下與對(duì)照相比增長(zhǎng)106.1%,高于其他品種;耐抽苔生菜幼苗株高在50 mg/L 烯效唑處理下比其他品種小。各品種生菜幼苗的根鮮重、干重以及地上部鮮重、干重均先增后降,除耐抽苔生菜和羅馬直立生菜的根鮮重和干重以10 mg/L 烯效唑處理最大外,其余品種上述指標(biāo)均以5 mg/L 烯效唑處理最大。各品種生菜地上部含水率先降后增且以5 mg/L 烯效唑處理最小。不同品種生菜的根冠比也存在差異,玻璃生菜、奶油生菜和耐抽苔生菜隨烯效唑濃度增加而增加,香港軟尾生菜和羅馬直立生菜則先增后降,并在10 mg/L 烯效唑處理最大。
不同生菜品種各指標(biāo)間的穩(wěn)定性存在一定差異,其中株高、根鮮重及根含水率的變異系數(shù)以奶油生菜最小,SPAD 值穩(wěn)定性以玻璃生菜最佳,根冠比穩(wěn)定性以香港軟尾生菜表現(xiàn)最佳,地上部鮮重、干重及含水率以羅馬直立生菜最穩(wěn)定,而耐抽苔生菜變異系數(shù)在根干重上表現(xiàn)較小,綜合來看,羅馬直立生菜幼苗素質(zhì)的穩(wěn)定性略優(yōu)于其他品種(表1)。從各指標(biāo)變異系數(shù)來看,根含水率和地上部含水率的穩(wěn)定性高于其他指標(biāo)。
由表2 可知,不同生菜品種在不同濃度烯效唑處理下幼苗葉型指標(biāo)存在極顯著差異;除最大功能葉葉長(zhǎng)外,其他指標(biāo)在品種與處理互作間差異顯著。
表2 穴盤基質(zhì)拌施不同濃度烯效唑?qū)? 種生菜幼苗葉型參數(shù)的影響Table 2 Effects of different concentrations of uniconazole in plug media on leaf parameters of five lettuce seedlings
隨著烯效唑拌施濃度增加,各生菜品種的總?cè)~長(zhǎng)及最大功能葉葉長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)???cè)~寬、最大功能葉葉寬和總?cè)~面積先升后降,均在烯效唑濃度5 mg/L 處達(dá)最大。奶油生菜幼苗總?cè)~面積和總?cè)~寬最大,而玻璃生菜總?cè)~面積在50 mg/L 烯效唑處理下與未對(duì)照相比降幅最明顯達(dá)68.36%。
各品種生菜的葉型參數(shù)指標(biāo)變異系數(shù)存在差異,除最大功能葉葉長(zhǎng)以耐抽苔生菜最穩(wěn)定,總?cè)~面積、總?cè)~長(zhǎng)、總?cè)~寬及最大功能葉葉寬均以羅馬直立生菜穩(wěn)定性最佳,綜合而言,羅馬直立生菜葉型參數(shù)較其他品種更穩(wěn)定。從各指標(biāo)變異系數(shù)來看,總?cè)~寬和最大功能葉葉寬的穩(wěn)定性高于其他指標(biāo)。
方差分析結(jié)果(圖1)表明,不同品種生菜幼苗TSS 含量在不同濃度烯效唑處理下存在極顯著差異,在品種與處理互作下差異達(dá)到極顯著水平。
圖1 穴盤基質(zhì)拌施不同濃度烯效唑?qū)? 種生菜幼苗地上部TSS 含量的影響Fig.1 Effects of different concentrations of uniconazole in plug media on TSS content in shoots of five lettuce seedlings
隨著烯效唑濃度上升,各品種生菜幼苗的TSS 含量呈先增后降的趨勢(shì)。其中,耐抽苔生菜、奶油生菜、香港軟尾生菜和羅馬直立生菜的TSS含量在2.5 mg/L 烯效唑處理下均達(dá)最高,玻璃生菜的TSS 含量則在5 mg/L 烯效唑處理下最高。不同生菜品種TSS 含量對(duì)不同濃度烯效唑表現(xiàn)有所差異,與對(duì)照相比,2.5 mg/L 和5 mg/L 烯效唑處理下的奶油生菜和羅馬直立生菜TSS 含量顯著增加,而耐抽苔生菜和香港軟尾生菜TSS 含量變化不顯著。在50 mg/L 處理下,各品種生菜幼苗TSS積累受到嚴(yán)重抑制,顯著低于對(duì)照。
培育壯苗是實(shí)現(xiàn)蔬菜高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ),穴盤基質(zhì)合理拌施烯效唑?qū)τ酌缢刭|(zhì)具有良好的調(diào)控作用[17]。蔣玉香[18]研究表明,不同濃度烯效唑處理黃瓜穴盤苗,可降低主根長(zhǎng)度、促進(jìn)干物質(zhì)積累、提高根冠比。尹敬芳等[19]發(fā)現(xiàn)烯效唑處理能顯著控制番茄幼苗的徒長(zhǎng),使幼苗莖粗、葉面積、地上部干重和根干重增加,明顯提高葉綠素含量,在生理上表現(xiàn)出壯苗效應(yīng)。王振龍等[20]研究發(fā)現(xiàn),各濃度烯效唑浸種對(duì)番茄幼苗根長(zhǎng)、根干重、根冠比都有促進(jìn)作用,烯效唑濃度較低時(shí)促進(jìn)效果明顯,濃度越大促進(jìn)效應(yīng)越小,其中5 mg/L 浸種效果最佳。本研究得到類似結(jié)果,基質(zhì)拌施適宜濃度烯效唑(5 mg/L)育苗可以顯著提高生菜幼苗SPAD 值、根含水率、根鮮重、根干重、地上部鮮重、地上部干重和根冠比,顯著降低株高,若烯效唑施用濃度過高或土壤中烯效唑殘留較多則會(huì)抑制生菜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育。
烯效唑不僅顯著影響幼苗莖、根生長(zhǎng),還能影響植株幼苗葉型參數(shù)[21]。劉雪慧等[22]研究表明,隨著基質(zhì)烯效唑濃度增加,油菜單株葉面積呈先增后減趨勢(shì),表明烯效唑在適宜濃度范圍內(nèi)對(duì)單株葉面積增大有一定促進(jìn)作用。劉麗琴等[23]也報(bào)道在一定濃度范圍內(nèi),烯效唑浸種對(duì)紅小豆葉面積有明顯促進(jìn)作用,濃度過大則產(chǎn)生抑制作用。本研究結(jié)果較為一致,各品種生菜幼苗的總?cè)~面積均在烯效唑濃度5 mg/L 時(shí)達(dá)到最大,而在烯效唑50 mg/L 處理下顯著降低。但樊高瓊等[24]研究表明,烯效唑拌種處理抑制了小麥生育前期葉片伸長(zhǎng)生長(zhǎng)和小麥總?cè)~面積,這可能與不同作物、烯效唑施用濃度和方式等有關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn),隨著烯效唑濃度增加,各生菜品種總?cè)~長(zhǎng)及最大功能葉葉長(zhǎng)均降低,而總?cè)~寬、最大功能葉葉寬和總?cè)~面積均先增后減,其中總?cè)~寬和最大功能葉葉寬的穩(wěn)定性較佳,表明總?cè)~面積的變化趨勢(shì)較大程度上通過葉寬調(diào)控來實(shí)現(xiàn)。
TSS 含量的高低是果蔬組織中各物質(zhì)變化的綜合表現(xiàn),是評(píng)價(jià)果蔬品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[25]。本研究結(jié)果表明,各生菜品種TSS 含量在不同濃度烯效唑處理下有所差異,但均在烯效唑濃度2.5~5 mg/L 時(shí)達(dá)最大,而在濃度50 mg/L 下顯著降低。表明適宜濃度烯效唑?qū)ι巳~片TSS 含量具有促進(jìn)作用,但進(jìn)一步提高烯效唑濃度不利于葉片TSS 含量積累。
綜上所述,生菜播種拌施適宜濃度烯效唑可顯著提高幼苗素質(zhì)、葉型參數(shù)和TSS 含量的結(jié)論均得到印證。此外,本試驗(yàn)設(shè)計(jì)50 mg/L 烯效唑拌施能夠明顯觀察到生菜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育情況受高濃度烯效唑抑制,表現(xiàn)為株高降低和總?cè)~面積減少。有研究表明,一方面,烯效唑作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,能控制GAs 生物合成途徑中的環(huán)化和氧化位點(diǎn),抑制GAs的生物合成,控制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),降低植株高度、優(yōu)化株型,調(diào)節(jié)植株體內(nèi)源激素,并通過控制葉綠素合成的關(guān)鍵酶,提高葉綠素含量;另一方面,烯效唑具有提高果蔬TSS 含量的作用,本試驗(yàn)中生菜幼苗由于不同濃度烯效唑處理產(chǎn)生的生長(zhǎng)抑制和葉型差異等也可能由類似機(jī)理造成,值得進(jìn)一步深入研究[26-28]。烯效唑?qū)ι擞酌缋w維素、維生素、微量元素含量的影響以及生菜對(duì)烯效唑的響應(yīng)機(jī)制,對(duì)深入剖析烯效唑?qū)ι松L(zhǎng)發(fā)育的影響具有重要意義,有待進(jìn)一步深入研究。
適宜濃度(5 mg/L)烯效唑拌施處理下進(jìn)行育苗,與對(duì)照相比,不同品種生菜幼苗均表現(xiàn)為株高降低、總?cè)~面積增加和TSS 含量提高。其中,耐抽苔生菜株高降低最明顯,奶油生菜總?cè)~面積增幅最高,玻璃生菜TSS 含量提升最大。烯效唑拌施濃度為50 mg/L 時(shí),幼苗SPAD 值顯著增加,總?cè)~面積和TSS 含量受到明顯抑制。穴盤基質(zhì)拌施烯效唑能影響生菜幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育,低濃度(5 mg/L 及以下)烯效唑?qū)ψ魑锷L(zhǎng)發(fā)育影響不顯著或還具有壯苗作用,而高濃度(高于5 mg/L)烯效唑則抑制菜苗的生長(zhǎng)。