有機(jī)生態(tài)型無土栽培對七葉一枝花光合特性的影響

翁琳琳

（寧德市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 福建 福安 355017）

有機(jī)生態(tài)型無土栽培是由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所自主研制開發(fā)的一項新型綠色無土栽培技術(shù)，其特色在于使用有機(jī)固態(tài)肥取代傳統(tǒng)的營養(yǎng)液，直接用清水灌溉，將有機(jī)農(nóng)業(yè)導(dǎo)入無土栽培，具有性能穩(wěn)定、緩沖能力強、設(shè)備簡單、投資少、技術(shù)易掌握等優(yōu)勢，是實現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要途徑之一。目前，該項技術(shù)在蔬菜[1]、花卉[2-3]、小型水果[4]等農(nóng)藝作物的生產(chǎn)栽培中應(yīng)用得較廣泛，在藥用植物上研究較少。七葉一枝花作為我國稀缺的戰(zhàn)略性藥材資源，開展人工栽培是保護(hù)該藥用資源的根本措施。目前針對七葉一枝花傳統(tǒng)人工栽培的研究比較多，在無土栽培方面研究較少，其適宜生長在腐殖質(zhì)含量豐富的壤土或肥沃的沙質(zhì)壤土中。因此，本試驗利用當(dāng)?shù)睾唵我椎玫霓r(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)發(fā)酵處理后按一定比例進(jìn)行復(fù)配，以尋找能夠代替泥炭的有機(jī)基質(zhì)。通過對光合特性指標(biāo)的測定，分析不同混配基質(zhì)在七葉一枝花栽培過程中的優(yōu)劣，為篩選適合其生長的無土栽培基質(zhì)配方提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在寧德市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗基地進(jìn)行。七葉一枝花4年生根莖購于光澤縣司前鄉(xiāng)水華中藥材合作社；基質(zhì)原料為泥炭、菇渣、腐葉（松鱗松針、闊葉）、蛭石。試驗前2個月，將不同基質(zhì)進(jìn)行暴曬消毒處理。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗共設(shè)12個處理（表1），11月中旬將大小一致的4年生七葉一枝花根莖剪去根須，最終長度保留1～2 cm，移栽到28 cm×31 cm口徑的5加侖花盆中，每盆種植3個根莖，每個處理10盆，盆底用地膜覆蓋，將基質(zhì)與土壤隔離。出苗前用透光率為40%的遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮陽，避免強光直射，不同處理間采用相同的管理措施。

表1 不同處理栽培基質(zhì)混配比例

1.2.2 基質(zhì)物理性質(zhì)測定 物理指標(biāo)（容重、總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙）測定采用環(huán)刀法[5]，在定植前測定，每項測定重復(fù)3次。環(huán)刀凈重W0，將自然風(fēng)干的待測基質(zhì)加滿在一定體積的環(huán)刀（100 cm3）中，稱量得W1；于水中浸泡24 h后稱量得W2，重力水自由瀝干后再稱量得W3，按以下公式計算各指標(biāo)：容重=（W1-W0）/100；總孔隙度（%）=（W2-W1）/100%；通氣孔隙（%）=（W2-W3）/100%；持水孔隙=總孔隙度-通氣孔隙；大小孔隙比=通氣孔隙/持水孔隙。

1.2.3 光合特性測定 使用3051D型便攜式光合作用測定儀，測定指標(biāo)包括凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）。120 d適應(yīng)性栽培后進(jìn)行測定。選擇在晴天上午10:00～11:00進(jìn)行，測定時保持葉片自然著生角度和方向不變。每次測定均選取固定標(biāo)記的葉片，每個光合指標(biāo)重復(fù)測定5次，最后取其平均值作為該處理的測定值。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用Excel 2007軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及作圖，采用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（Duncan檢驗法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理栽培基質(zhì)的物理性質(zhì)比較

栽培基質(zhì)的物理性質(zhì)與植物生長直接相關(guān)，是評價基質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。李謙盛等[6]的研究認(rèn)為，理想的有機(jī)基質(zhì)物理性狀標(biāo)準(zhǔn)為容重0.15～0.80 g/cm3、總孔隙度70%～90%、通氣孔隙15%～30%、持水孔隙40%～75%、氣水比0.25～0.66。由表2可知，本試驗所配制的不同處理基質(zhì)的容重范圍為0.15～0.28 g/cm3，各處理基質(zhì)容重均在適宜范圍內(nèi)，遠(yuǎn)低于CK（0.92 g/cm3）。此外不同處理基質(zhì)配方的總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙、氣水比也都在適宜范圍內(nèi)，且總孔隙度和持水孔隙均大于CK，CK除了持水孔隙和氣水比在適宜范圍內(nèi)，其他均超出適宜范圍。若僅以無土栽培基質(zhì)物理性質(zhì)作為參考標(biāo)準(zhǔn)，本試驗T1～T12處理基質(zhì)均符合要求，可作為無土栽培基質(zhì)。

表2 不同處理馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益比較

表2 不同處理栽培基質(zhì)的物理性質(zhì)比較

2.2 不同處理對七葉一枝花光合特性的影響

光合作用是植物最重要的代謝過程，反映了植物積累有機(jī)物質(zhì)的能力，其強弱對植物的生長和產(chǎn)量有重要的影響，是植物生長狀況的重要指標(biāo)[7-8]。

2.2.1 不同處理對七葉一枝花凈光合速率的影響凈光合速率直接反映植物利用光能的大小及積累光合產(chǎn)物的能力。由圖1可知，不同栽培基質(zhì)處理七葉一枝花葉片凈光合速率在3.87～8.53 μmol/（m2·s）之間，T1~T6的Pn值大于CK，T7~T12的Pn值小于CK，其中T5的Pn值最高，為8.53 μmol/（m2·s）；T4次之，兩處理間差異顯著，T9最小。說明T5栽培處理條件下七葉一枝花葉片能夠吸收較多的光能，同化能力強，比其他處理積累光合產(chǎn)物的能力強。

圖1 不同處理對葉片凈光合速率的影響

2.2.2 不同處理對七葉一枝花蒸騰速率的影響 蒸騰速率的大小在一定程度上反映了植物調(diào)節(jié)水分損失及適應(yīng)逆境的能力，而植物根系吸水能力與土壤基質(zhì)有關(guān)，因此基質(zhì)性質(zhì)對葉片的蒸騰速率會產(chǎn)生一定影響[9]。由圖2可知，T6的Tr值最大，為2.3 mmol/（m2·s），T5次之，Tr值為2.1 mmol/（m2·s），兩處理間無顯著性差異；T9的Tr值最小，為1.03 mmol/（m2·s）；除了T7、T9、T12，其他處理的Tr值均高于CK。表明T6、T5處理的七葉一枝花葉片生理活動旺盛，消耗水分比較多。

圖2 不同處理對葉片蒸騰速率的影響

2.2.3 不同處理對七葉一枝花胞間CO2濃度的影響胞間CO2濃度是光合氣體交換過程中一個重要的參數(shù)，作為其來源的外界CO2濃度、氣孔導(dǎo)度和葉片光合碳同化均會產(chǎn)生重要影響[10]。由圖3可知，不同栽培基質(zhì)配方下七葉一枝花葉片胞間CO2濃度不同，其中T9處理的胞間CO2濃度最高，為431.63 μmol/mol；T5處理的胞間CO2濃度最低，為366.23 μmol/mol；胞間CO2濃度的變化趨勢恰好與凈光合速率呈負(fù)相關(guān)，植物胞間CO2濃度能夠在一定程度上反映光合作用的強度 說明七葉一枝花葉片的胞間CO2濃度受到非氣孔導(dǎo)度的影響。

圖3 不同處理對葉片胞間CO2濃度的影響

2.2.4 不同處理對七葉一枝花氣孔導(dǎo)度的影響 氣孔導(dǎo)度是反映葉片氣體交換的重要指標(biāo)，它影響光合作用、蒸騰作用及呼吸作用。由圖4可知，在以腐葉為主的栽培基質(zhì)配方T4～T6處理下七葉一枝花葉片氣孔導(dǎo)度最大，以泥炭為主的栽培基質(zhì)配方T1～T3次之，菇渣為主的栽培基質(zhì)配方T7～T9最小，氣孔導(dǎo)度差異顯著。其中T5處理的七葉一枝花葉片氣孔導(dǎo)度最大，為0.13 mol/（m2·s）；T9處理的七葉一枝花葉片氣孔導(dǎo)度最小，為0.03 mol/（m2·s）。葉片氣孔導(dǎo)度變化趨勢與凈光合速率呈正相關(guān)。

圖4 不同處理對葉片氣孔導(dǎo)度的影響

3 結(jié)論與討論

栽培基質(zhì)是為植株提供所需水分、溫度、營養(yǎng)等的介質(zhì)，植物的生長受到栽培基質(zhì)理化性質(zhì)的綜合影響，產(chǎn)能大小在很大程度上取決于栽培基質(zhì)的質(zhì)量[11]。本試驗通過對藥用價值較高、野生資源緊缺的七葉一枝花進(jìn)行有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)試驗研究，通過不同處理基質(zhì)的物理性質(zhì)與4年生七葉一枝花光合特性的綜合分析，結(jié)果表明，以腐葉為主的基質(zhì)配方T4～T6優(yōu)于以泥炭為主的基質(zhì)配方T1～T3，T1～T6處理優(yōu)于CK；以菇渣為主的配方T7～T9表現(xiàn)最差，不如CK。其中T5配方（腐葉、蛭石、菌肥比例為2∶1∶0.25）物理性質(zhì)指標(biāo)理想，光合指標(biāo)優(yōu)于其他處理，經(jīng)過120 d適應(yīng)性栽培后測得七葉一枝花葉片凈光合速率Pn值最高，為8.53 μmol/（m2·s）；同時T5的蒸騰速率Tr值僅次于T6，為2.1 mmol/（m2·s），兩處理間無顯著性差異。

七葉一枝花由傳統(tǒng)土壤栽培轉(zhuǎn)變?yōu)闊o土栽培是可行的，有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)種植七葉一枝花，從栽培基質(zhì)到所施用的肥料，均以有機(jī)物質(zhì)為主，含有豐富的營養(yǎng)元素。本試驗12個無土栽培基質(zhì)配方其物理指標(biāo)均在適宜的范圍內(nèi)，七葉一枝花葉片光合特性差異很大，原因可能在于各處理基質(zhì)配方化學(xué)指標(biāo)的差異，并不是營養(yǎng)成分含量越高七葉一枝花生長越好。因此，七葉一枝花有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)仍有待開展更深入的研究和完善，今后可以T5處理作為參考，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗，以達(dá)到更為理想的栽培效果。