矮壯素施用方式和灌溉水溫對黃瓜幼苗徒長的調(diào)控研究

桑嘉駿 季延海 劉明池 武占會 王麗萍 王素娜*

（1 河北工程大學(xué)園林與生態(tài)工程學(xué)院，河北邯鄲 056038；2 北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所，北京 100097；3 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北都市農(nóng)業(yè)重點實驗室，北京 100097）

目前穴盤育苗技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于果蔬生產(chǎn)，極大地提高了我國果蔬產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)水平。蔬菜的集約化育苗技術(shù)以多孔連體式穴盤為容器，以人工混配輕型基質(zhì)代替土壤，具有節(jié)種、節(jié)能、省工，有利于規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，便于機械化操作等優(yōu)勢，但在實際生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)幼苗密度大、植株之間相互蔭蔽等問題，容易形成徒長苗（王紅飛和尚慶茂，2017）。幼苗徒長主要表現(xiàn)為株高過高，胚軸過長，莖較細(xì)。徒長的幼苗葉片色澤淡黃，葉片薄，地下部生長發(fā)育不良，極易倒伏，且定植后緩苗時間長，后期還有可能出現(xiàn)開花少、花不實、坐果畸形等問題，最后直接造成果實產(chǎn)量和品質(zhì)的降低（單永輝，2006；張劍和隋艷暉，2006）。

研究表明，溫度能夠影響植物生長素的水平，進(jìn)而調(diào)節(jié)下胚軸的伸長（高曉旭，2011）。王紅飛等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，在普通白菜幼苗生長發(fā)育早期，應(yīng)避免因弱光、高溫和高濕環(huán)境交互作用導(dǎo)致幼苗嚴(yán)重徒長。導(dǎo)致黃瓜幼苗徒長的原因較多，主要原因之一就是苗期溫度過高。李勝利等（2012）和Chen 等（1999）的研究結(jié)果都表明，冷水灌溉處理能夠顯著降低幼苗株高及下胚軸的長度，提高壯苗指數(shù)。

化學(xué)調(diào)控是以應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)為手段，通過改變植物內(nèi)源激素系統(tǒng)，調(diào)節(jié)植物生長與發(fā)育過程，使之向著人們預(yù)期的方向發(fā)生變化的技術(shù)（張志剛 等，2017）?；瘜W(xué)調(diào)控具有操作簡單、用量少、見效快、效益高以及便于推廣應(yīng)用等優(yōu)點（張衛(wèi)中和姚滿生，2007）。矮壯素（CCC）具有降低植物株高、縮短莖節(jié)間距等作用（何棟 等，2021）。王志國等（2010）的研究表明，噴施2 次矮壯素能夠顯著抑制黃瓜幼苗的徒長。何從亮等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，用澆透底水的方式施用矮壯素不會影響黃瓜幼苗正常出苗，并且能夠顯著提高黃瓜幼苗的壯苗指數(shù)。Kreslavskii 等（2011）對普通菜豆的研究發(fā)現(xiàn)，施用矮壯素能夠提高菜豆葉片的光系統(tǒng)Ⅱ（PS Ⅱ）對紫外線輻射的耐受性，并降低赤霉素含量。郭永芳等（2010）對番茄穴盤育苗過程中油菜素內(nèi)酯和矮壯素的噴施濃度進(jìn)行了篩選，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在夏季育苗過程中，噴施200 mg·L矮壯素壯苗效果最佳。北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所栽培課題組前期研究表明，對黃瓜幼苗噴施200 mg·L矮壯素配合10 ℃冷水灌溉的處理壯苗效果最佳（宋朝義，2020）。本試驗在前期研究基礎(chǔ)上，通過改變矮壯素施用方式和灌溉水溫，研究不同處理對黃瓜幼苗生長指標(biāo)、壯苗指數(shù)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響，探究穴盤育苗黃瓜幼苗徒長的調(diào)控方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黃瓜品種為京研118，購于京研益農(nóng)（北京）種業(yè)科技有限公司。試驗于2021 年9—10月在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所連棟玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行，采用72 孔穴盤播種育苗，基質(zhì)為蛭石∶草炭= 1∶2。矮壯素購于北京索萊寶有限公司。

1.2 試驗設(shè)計

灌溉水溫設(shè)置10 ℃（T10）、15 ℃（T15）和常溫22 ℃（T22）3 個梯度，并設(shè)置2 種矮壯素施用方式，分別為葉面噴施和隨水灌溉，矮壯素濃度為200 mg·L，共6 個處理。以灌溉常溫水且不施用矮壯素處理為對照（CK），每個處理3 次重復(fù)，每個重復(fù)72 株幼苗。于播種后進(jìn)行不同灌溉水溫處理，每隔1 d 灌溉1 次，通過溶解冰塊來控制水溫，灌溉時將穴盤移入水槽內(nèi)，浸泡3 min。子葉完全展開時施用矮壯素，每隔15 d 施用1 次，共2次。葉面噴施：使用壓力式細(xì)霧噴霧器進(jìn)行葉面噴施，葉片的葉表、葉背、葉芽處均要噴濕，以葉面剛好滴水為標(biāo)準(zhǔn)（每個穴盤噴施約80 mL）；隨水灌溉：將矮壯素加入灌溉水中，將穴盤移入水槽內(nèi)浸泡3 min。幼苗長到二葉一心時（播種后30 d）停止處理。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 黃瓜幼苗生長指標(biāo)的測定 黃瓜幼苗二葉一心時，用直尺測量幼苗的株高和下胚軸長度，用游標(biāo)卡尺測量莖粗，3 次重復(fù)，每個重復(fù)5 株。

1.3.2 黃瓜幼苗生物量的測定 黃瓜幼苗二葉一心時稱量記錄幼苗地上部和地下部的鮮質(zhì)量，地上部經(jīng)105 ℃殺青30 min 后，75 ℃烘干至恒重，記錄地上部干質(zhì)量，幼苗地下部直接75 ℃烘干至恒重，記錄地下部干質(zhì)量，并計算根冠比和壯苗指數(shù)（孫齊宇 等，2020）。3 次重復(fù)，每個重復(fù)5 株。

1.3.3 黃瓜幼苗葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)與熒光成像 黃瓜幼苗二葉一心時，采用手持葉綠素測定儀測定第1 片功能葉片的SPAD 值。3 次重復(fù)，每個重復(fù)5 株。采用Fluor Cam 開放式葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)測定第1 片功能葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)，以顏色的形式對參數(shù)大小進(jìn)行注釋，相應(yīng)數(shù)據(jù)可直接從Report 窗口導(dǎo)出。待測葉片經(jīng)暗適應(yīng)20 min，設(shè)定快門Shutter=1，敏感度Sensitivity=2.8，光照Act2=10，Super=20，采用protocols 程序測定葉綠素?zé)晒鈪?shù)。3 次重復(fù)，每個重復(fù)1 株。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2019 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 20.0 軟件中Duncan 比較法進(jìn)行差異顯著性分析及LSD（＜ 0.05）檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 矮壯素施用方式和灌溉水溫對黃瓜幼苗生長指標(biāo)的影響

由表1 可知，葉面噴施條件下，灌溉水溫為10、15 ℃和22 ℃處理的株高分別比CK 降低了17.74%、14.46%和8.59%；隨水灌溉條件下，10、15 ℃和22 ℃處理的株高分別比CK 降低了20.87%、17.19%和11.73%；施用矮壯素和降低灌溉水溫均顯著降低了黃瓜幼苗的株高，且隨水灌溉效果優(yōu)于葉面噴施。隨水灌溉+T10 和隨水灌溉+T22 處理的黃瓜幼苗莖粗顯著高于其他處理，分別較CK 提高了10.36%和9.39%，在灌溉水溫為10 ℃和22 ℃下隨水灌溉處理效果顯著優(yōu)于葉面噴施。

表1 不同矮壯素施用方式和灌溉水溫對黃瓜幼苗生長指標(biāo)的影響

施用矮壯素和降低灌溉水溫對黃瓜幼苗的下胚軸長度均有顯著的抑制作用。葉面噴施條件下，10、15 ℃和22 ℃處理的下胚軸長度分別比CK 降低了10.58%、10.05%和8.82%；隨水灌溉條件下，10、15 ℃和22 ℃處理的下胚軸長度分別比CK 降低了12.35%、9.52%和7.76%。

2.2 矮壯素施用方式和灌溉水溫對黃瓜幼苗干鮮質(zhì)量、根冠比及壯苗指數(shù)的影響

由表2 可知，2 種矮壯素施用方式下，黃瓜幼苗的地上部和地下部干、鮮質(zhì)量均以灌溉水溫為10 ℃的處理最大，且均高于CK。葉面噴 施+T10 處理的地上部干、鮮質(zhì)量分別較CK 提高了71.43%和104.19%，地下部干、鮮質(zhì)量分別提高了150.00%和32.46%；隨水灌溉+T10 處理的地上部干、鮮質(zhì)量分別較CK 提高了92.86%和91.10%，地下部干、鮮質(zhì)量分別提高了266.67%和37.72%。葉面噴施條件下，地上部鮮質(zhì)量和地下部干質(zhì)量隨灌溉水溫的上升呈降低趨勢，地下部鮮質(zhì)量和地上部干質(zhì)量呈先降低后升高趨勢。隨水灌溉條件下，地上部和地下部干、鮮質(zhì)量均隨灌溉水溫的上升呈先降低后升高趨勢。2 種矮壯素施用方式下，根冠比均在灌溉水溫為10 ℃時最高，葉面噴施和隨水灌溉處理分別較CK 提高了57.14%和100.00%；但在同一矮壯素施用方式下，不同灌溉水溫處理的根冠比間差異不顯著。

表2 不同矮壯素施用方式和灌溉水溫對黃瓜幼苗干、鮮質(zhì)量及根冠比的影響

由圖1 可以看出，隨水灌溉+T10 處理的壯苗指數(shù)最大，且高于其他處理，比CK 提高了69.39%。葉面噴施+T15 處理的壯苗指數(shù)最小。2 種矮壯素施用方式下，壯苗指數(shù)均在灌溉水溫為10 ℃時最大，表明低溫灌溉能提高黃瓜幼苗壯苗指數(shù)，且矮壯素隨水灌溉對壯苗指數(shù)的提升作用顯著優(yōu)于葉面噴施。隨水灌溉條件下，不同灌溉水溫處理間的壯苗指數(shù)差異不顯著。

圖1 不同矮壯素施用方式和灌溉水溫對黃瓜幼苗壯苗指數(shù)的影響

2.3 矮壯素施用方式和灌溉水溫對黃瓜幼苗SPAD值和葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

由圖2 可知，葉面噴施+T22 處理和隨水灌 溉+T22 處理的SPAD 值較高，均顯著高于CK。2種矮壯素施用方式下，黃瓜幼苗葉片的SPAD 值隨灌溉水溫的升高均呈上升趨勢，表明低溫灌溉會導(dǎo)致黃瓜幼苗葉片的SPAD 值降低，進(jìn)而影響葉片的光合作用。

圖2 不同矮壯素施用方式和灌溉水溫對黃瓜幼苗葉片SPAD 值的影響

由表3 可知，隨水灌溉+T22 處理的黃瓜幼苗葉片暗適應(yīng)過程PS Ⅱ最大光量子效率_（即/）最高，且顯著高于其他處理。葉面噴施條件下，隨著灌溉水溫的升高光適應(yīng)下實際光量子效率_呈先下降后上升的趨勢，且與CK 無顯著差異；隨水灌溉條件下，隨著灌溉水溫的升高_(dá)呈上升趨勢，其中隨水灌溉+T22 處理顯著高于CK。與CK 相比，隨水灌溉+T22 處理的光穩(wěn)態(tài)下實際光量子效率_顯著提高，較CK 提高了54.05%。隨水灌溉+T22 處理的暗弛豫過程中PS Ⅱ?qū)嶋H光量子效率_也顯著高于CK，較CK提高了25.42%。

表3 不同矮壯素施用方式和灌溉水溫對黃瓜幼苗葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

光適應(yīng)下非光化學(xué)熒光淬滅系數(shù)_和光穩(wěn)態(tài)非光化學(xué)熒光淬滅系數(shù)_均在隨水灌溉+T22 處理時受到顯著抑制，較CK 分別降低了66.67%和62.69%。隨水灌溉+T22 處理的光穩(wěn)態(tài)光化學(xué)淬滅系數(shù)_顯著高于其他處理和CK，較CK 提高了18.84%。

黃瓜葉片PS Ⅱ最大光量子效率/、實際光化學(xué)效率（即ΦPS Ⅱ）與葉綠素?zé)晒獬上褚妶D3。/成像圖顯示，2 種矮壯素施用方式下，隨著灌溉水溫的升高，葉片邊緣藍(lán)色或綠色部分均逐漸減少，表明低溫灌溉會導(dǎo)致葉片PS Ⅱ光系統(tǒng)受到不同程度的破壞。成像圖可以看出，隨水灌溉+T10 處理的葉片顏色變化較為明顯，范圍較大，而其他各處理受傷害面積較少且主要集中于葉片邊緣。成像圖顯示，葉面噴施條件下，隨著灌溉水溫的升高，葉片表面橘黃色和淺綠色部分面積逐漸減少，說明隨著灌溉水溫的升高葉片受影響程度逐漸減??；隨水灌溉條件下，隨著灌溉水溫的升高，葉片表面橘黃色和淺綠色部分面積先增大后減小，說明隨著灌溉水溫的升高葉片受影響程度先增大后減小。

圖3 不同矮壯素施用方式和灌溉水溫下黃瓜葉片葉綠素?zé)晒獬上?/p>

3 討論

幼苗徒長主要表現(xiàn)為株高和下胚軸長度過長。壯苗指數(shù)一般作為種苗評價的基本指標(biāo)（趙立群 等，2021），壯苗指數(shù)越大，表明幼苗質(zhì)量越好。植株地上部和地下部的干、鮮質(zhì)量能夠反映幼苗對元素的吸收和積累情況（程云霞 等，2020）。根冠比是反映幼苗生長過程中地上部和地下部生物量分配比例的直觀指標(biāo)（鄭愛泉 等，2020）。許雪等（2015）研究表明，在育苗用的營養(yǎng)液中施加矮壯素能夠顯著抑制幼苗的徒長。高曉旭等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，在播種前用矮壯素進(jìn)行浸種處理，也能有效抑制幼苗的徒長。本試驗中，施用200 mg·L的矮壯素能夠較好地抑制黃瓜幼苗的徒長，且相同灌溉水溫條件下，隨水灌溉處理的壯苗指數(shù)顯著高于葉面噴施處理，根冠比也都高于葉面噴施處理，說明隨水灌溉矮壯素對黃瓜幼苗的壯苗效果優(yōu)于葉面噴施。原因可能是葉面噴施矮壯素較隨水灌溉施用的矮壯素總量少，本試驗使用的矮壯素濃度一致，但葉面噴施處理每個穴盤噴施80 mL，隨水灌溉處理是將穴盤移入水槽內(nèi)浸泡，每個穴盤浸泡總量高于80 mL，且隨水灌溉處理的基質(zhì)保水性較好，矮壯素不易流失，起作用時間較長。

黃瓜幼苗的生長隨溫度的變化呈現(xiàn)較顯著差異。周學(xué)超等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，與高溫弱光相比，在低溫弱光下甜瓜幼苗株高有所降低。本試驗中，灌溉水溫對黃瓜幼苗的株高、下胚軸有明顯的抑制作用，隨著灌溉水溫的升高，黃瓜幼苗的株高和下胚軸長度均呈上升趨勢，原因可能是低溫水通過降低基質(zhì)溫度，影響了黃瓜根系的發(fā)育和生理功能，從而達(dá)到限制黃瓜幼苗徒長的目的。相同矮壯素施用方式下，與10 ℃處理相比，15、22 ℃處理的黃瓜幼苗根冠比和壯苗指數(shù)均有不同程度的降低。但2 種矮壯素施用方式下，葉片的SPAD 值隨灌溉水溫的升高均呈上升趨勢。

_（即/）反映了暗適應(yīng)下PS Ⅱ反應(yīng)中心光能轉(zhuǎn)化效率，可作為判斷植物對逆境耐受程度的指標(biāo)（張守仁，1999）。反映PS Ⅱ吸收的光能不用于光化學(xué)反應(yīng)，而以熱能耗散掉的部分（Genty et al.，1989）。本試驗發(fā)現(xiàn)隨水灌溉+T22處理的_、_和_均顯著高于其他處理，_和_顯著低于其他處理，表明除隨水灌溉+T22 處理外，其他處理植株通過熱耗散消耗光合色素吸收的光能增多（艾希珍 等，2006），光合中心均有不同程度的損傷（孫德智 等，2016）。通過葉綠素?zé)晒獬上駡D發(fā)現(xiàn)，除隨水灌 溉+T22 處理外，其他處理均有不同程度的損傷，可能的原因是施用較高濃度的矮壯素會抑制葉綠素的合成和低溫刺激導(dǎo)致黃瓜幼苗葉片代謝降低，葉片光合速率下降，具體原因需要進(jìn)一步的研究。

4 結(jié)論

施用矮壯素能夠有效抑制黃瓜幼苗的徒長，并提高壯苗指數(shù)，且隨水灌溉方式的調(diào)控效果優(yōu)于葉面噴施。在同一矮壯素施用方式下，降低灌溉水溫能夠在一定程度上抑制黃瓜幼苗徒長，但會降低葉片的SPAD 值，并對葉片造成一定的損傷。綜合分析，矮壯素濃度為200 mg·L、隨水灌溉、配合22 ℃灌溉水溫處理能夠有效抑制黃瓜幼苗徒長，且壯苗效果較好，是適宜的黃瓜壯苗調(diào)控措施。