不同藥劑浸種及營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)魔芋實(shí)生種子水培生長(zhǎng)的影響

寧 燃,李 川,*,崔 鳴

(1.安康學(xué)院 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物科技學(xué)院,陜西 安康 725000;2.陜西富硒循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展研究院,陜西 安康 725000)

0 引言

【研究意義】魔芋(Amorphophalmskonjac)又名蒟蒻,為天南星科魔芋屬多年生草本植物,是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,在亞洲許多國(guó)家具有較高的生產(chǎn)潛力,且具有一定的藥用價(jià)值,在我國(guó)西南山區(qū)有悠久的種植歷史和重要的種植地位[1-3]。魔芋實(shí)生種子是魔芋有性繁殖的產(chǎn)物,與魔芋球莖等繁殖器官相比,有膨大系數(shù)大,易于運(yùn)輸,減少病原菌傳播等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)越來(lái)越受到研究人員的重視[4]。隨著魔芋大面積種植的種群密度加大,大田種植缺少遮陰,芋種混雜病原滋生、儲(chǔ)存不當(dāng)?shù)仍?導(dǎo)致魔芋種質(zhì)退化,病害加劇,嚴(yán)重影響了魔芋的產(chǎn)量和產(chǎn)業(yè)發(fā)展[5]。近年來(lái),我國(guó)設(shè)施溫室數(shù)量和規(guī)模不斷上升,多年的蔬菜設(shè)施栽培和溫室常規(guī)化帶來(lái)的局限性,以及追求高價(jià)值溫室栽培,難以進(jìn)行科學(xué)輪作,導(dǎo)致病蟲(chóng)害頻發(fā)、土壤鹽堿化問(wèn)題嚴(yán)重,不僅威脅到食品安全生產(chǎn),而且降低了產(chǎn)量并影響質(zhì)量。無(wú)土栽培技術(shù)的出現(xiàn)為這一問(wèn)題提供了解決方案[6]。因此,進(jìn)行魔芋無(wú)土栽培技術(shù)研究對(duì)控制其病蟲(chóng)害發(fā)生和保護(hù)環(huán)境具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】無(wú)土栽培中,適宜濃度的營(yíng)養(yǎng)液配方能促進(jìn)作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育,提高果實(shí)的鮮重和品質(zhì)。李俊瑜等[7]通過(guò)無(wú)土栽培模式與傳統(tǒng)地栽鮮切花對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),無(wú)土栽培可對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)吸收情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),水肥循環(huán)利用減少投入成本,產(chǎn)量大幅增加。吳明陽(yáng)等[8]發(fā)現(xiàn),加大對(duì)微量元素作用、效果以及使用濃度的研究和應(yīng)用,能更好地發(fā)揮無(wú)土栽培馬鈴薯產(chǎn)量潛力,提高馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)。燕興等[9]研究發(fā)現(xiàn),三種云杉的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的升高呈先增后減趨勢(shì),沙地云杉對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的反應(yīng)效果最明顯,其次為紅皮云杉,再次是白扦。李淑紅等[10-12]研究發(fā)現(xiàn),合適的營(yíng)養(yǎng)液濃度使生產(chǎn)的果實(shí)品質(zhì)最優(yōu)。【研究切入點(diǎn)】目前,有關(guān)魔芋水培的研究鮮見(jiàn)報(bào)道,因此,有必要探明不同藥劑浸種及營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)濃度對(duì)魔芋實(shí)生種子水培生長(zhǎng)的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】比較不同藥劑及營(yíng)養(yǎng)液處理的魔芋實(shí)生種子在水培過(guò)程中的株高、葉幅、葉幅/株高、根長(zhǎng)、生根數(shù)、球莖重量、球莖膨大倍數(shù)等生長(zhǎng)指標(biāo),研究不同營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)魔芋苗生長(zhǎng)的影響,篩選適宜的營(yíng)養(yǎng)液配方,為魔芋高品質(zhì)輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 魔芋實(shí)生種子 魔芋品種為秦魔1號(hào),由安康學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物科技學(xué)院選育,實(shí)生種子從開(kāi)花魔芋果實(shí)中獲得。

1.1.2 試劑 硫脲購(gòu)自天津市化學(xué)試劑六廠三分廠,KNO3購(gòu)自成都市科隆化學(xué)品有限公司,赤霉素(GA)購(gòu)自生工生物工程(上海)股份有限公司,α-萘乙酸購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.3 標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液 參考日本園試通用配方,其中,大量元素包括Ca(NO3)2·4H2O 945 mg/L、KNO3809 mg/L、NH4H2PO4153 mg/L、MgSO4·7H2O 493 mg/L;微量元素包括Na2Fe-EDTA 20 mg/L、H3BO32.86 mg/L、MnSO4·4H2O 2.13 mg/L、ZnSO4·7H2O 0.22 mg/L、CuSO4·5H2O 0.08 mg/L、(NH4)6Mo7O240.02 mg/L。

1.2 試驗(yàn)方法

水培試驗(yàn)于2020年4-12月在安康學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物科技學(xué)院農(nóng)學(xué)大棚和植物繁育中心人工氣候室進(jìn)行。

1.2.1 不同藥劑浸種試驗(yàn) 選擇無(wú)病、無(wú)傷、質(zhì)地飽滿的花魔芋實(shí)生種子,經(jīng)1%高錳酸鉀消毒,用清水沖洗3次后于1 500 mg/L赤霉素液中浸泡24 h打破休眠,再經(jīng)清水清洗后浸泡10 min,取下沉的飽滿種子分別進(jìn)行不同濃度的硫脲(0.50%,1.00%)、KNO3(0.20%,0.50%)、GA(1 mg/L,5 mg/L)和α-萘乙酸(50 mg/L,100 mg/L)溶液浸種處理,以清水浸泡24 h為對(duì)照(CK)。將處理過(guò)的種子用紗布覆蓋放入培養(yǎng)皿中,于25 ℃的植物繁育室無(wú)光照條件下培養(yǎng)。每處理50粒種子,重復(fù)3次,定期澆水保濕觀察,統(tǒng)計(jì)30 d后的發(fā)芽數(shù)和發(fā)芽率,篩選最優(yōu)的浸種藥劑。

種子發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

1.2.2 不同濃度營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)試驗(yàn) 營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)濃度設(shè)4個(gè)處理：處理1,100%標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液;處理2,80%標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液;處理3,60%標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液;處理4,清水(CK)。每個(gè)處理重復(fù)3次。將催芽后的種子置于不同濃度營(yíng)養(yǎng)液的水培槽內(nèi)于人工氣候室進(jìn)行培養(yǎng),溫度為(25±2)℃,相對(duì)濕度為60%～70%。待魔芋苗完全展葉后測(cè)定其株高、葉輻、生根數(shù)及根長(zhǎng),并計(jì)算葉幅/株高。培養(yǎng)3個(gè)月后魔芋倒苗后測(cè)定魔芋球莖重量,計(jì)算球莖膨大倍數(shù)。

球莖膨大倍數(shù)=(收獲的魔芋球莖平均重量-實(shí)生種子平均重量)/實(shí)生種子平均重量

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2010和IBM SPSS Statistics 19分別對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同藥劑浸種魔芋的萌發(fā)率

從表1看出,除100 mg/Lα-萘乙酸處理魔芋實(shí)生種子的發(fā)芽率低于CK外,其余處理均高于CK。說(shuō)明,100 mg/Lα-萘乙酸對(duì)魔芋實(shí)生種子的萌發(fā)起抑制作用,其他處理則具有一定的促進(jìn)作用。各藥劑浸種處理中,以1.0%硫脲處理的促萌發(fā)效果最好,發(fā)芽率達(dá)78%,比CK高48百分點(diǎn);其次是5 mg/L GA處理,發(fā)芽率為68%,比CK高38百分點(diǎn)。

表1 不同藥劑處理魔芋種子的發(fā)芽率 Table 1 The germination rate of konjac seed treated different chemicals

2.2 不同濃度營(yíng)養(yǎng)液處理魔芋苗的生長(zhǎng)情況

2.2.1 株高和葉幅 從表2看出,不同濃度營(yíng)養(yǎng)液處理魔芋的株高、葉幅和葉幅/株高均高于CK。株高：處理1最高,為14.9 cm,與處理2間差異不顯著,顯著高于處理3和CK;處理2為13 cm,顯著高于處理3和CK;處理3略高于CK,差異不顯著。葉幅：以處理1最高,為21.2 cm;其次是處理2,為14.1 cm,各處理間差異均達(dá)顯著水平。葉幅/株高：各處理均高于CK,以處理1最高,為1.42;其次是處理2,為1.08,處理1與處理2間差異不顯著,但處理1顯著高于處理3和CK;處理2、處理3、CK間差異不顯著。

表2 不同濃度營(yíng)養(yǎng)液處理魔芋的株高和葉幅Table 2 The plant height and leaf width of konjac treated with different concentrations of nutrient solution

2.2.2 根和球莖 從表3看出,處理1的根數(shù)和根長(zhǎng)顯著高于其他處理,分別為16條和19.7 cm,較CK高220.00%和134.52%;處理2的根數(shù)和根長(zhǎng)分別為7條和12.2 cm,較CK顯著高40.00%和45.38%;處理3的根數(shù)和根長(zhǎng)均低于CK,但兩者間差異不顯著。球莖重量和球莖膨大倍數(shù)均隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的降低而不斷下降,球莖越重,球莖膨大倍數(shù)越高。球莖重量和球莖膨大倍數(shù)均以處理1最高,分別為13.14 g和38.54倍;其次是處理2,為10.39 g和22.83倍,處理1與處理2間差異不顯著,但均顯著高于處理3和CK,處理3略高于CK,差異不顯著。

表3 不同濃度營(yíng)養(yǎng)液處理魔芋的根數(shù)、根長(zhǎng)及球莖重量 Table 3 The number of root,root length and weight of protocorm of konjac treated with different concentrations of nutrient solution

3 討論

魏芳勤等[4]研究表明,沼液浸種促進(jìn)種子萌發(fā)的主要表現(xiàn)在催芽的前期,適宜的沼液處理有促進(jìn)種子新芽生長(zhǎng)勢(shì)的作用。彭鳳梅等[13]研究表明,用PEG6000 (聚乙二醇)、BA(6 -芐氨基嘌呤 )、GA (赤霉素)、硫脲、KNO3、α-萘乙酸等藥劑浸種白魔芋實(shí)生種子,均可促進(jìn)種子的萌發(fā),以1%硫脲和5 mg/L GA處理的萌發(fā)生長(zhǎng)效果最好。本研究表明,GA(1 mg/L,5 mg/L)、硫脲(0.5%,1.0%)、KNO3(0.2%,0.5%)供試濃度均對(duì)魔芋實(shí)生種子的萌發(fā)表現(xiàn)出促進(jìn)作用;α-萘乙酸100 mg/L表現(xiàn)抑制作用,50mg/L表現(xiàn)促進(jìn)作用,其中,以1.0%硫脲和5 mg/L GA對(duì)魔芋實(shí)生種子的萌發(fā)作用最好,與彭鳳梅等[13]的研究結(jié)果一致

植物生長(zhǎng)量對(duì)產(chǎn)量的形成至關(guān)重要。營(yíng)養(yǎng)液富含氮、磷、鉀及植物所需要的微量元素等,對(duì)植物生長(zhǎng)有顯著促進(jìn)作用[14]。本研究表明,100%標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液水培的魔芋株高、葉幅、葉幅/株高、生根數(shù)、根長(zhǎng)、球莖重量、球莖膨大倍數(shù)等均優(yōu)于80%標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液和60%標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液處理,隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的降低魔芋實(shí)生種子各生長(zhǎng)指標(biāo)均出現(xiàn)逐漸降低的變化規(guī)律,且營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)的魔芋生長(zhǎng)量均高于清水培養(yǎng)的生長(zhǎng)量,與段曾平等[15]利用肥效微生物菌劑對(duì)魔芋的品質(zhì)和產(chǎn)量影響的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

GA、硫脲、KNO3、α-萘乙酸不同藥劑浸種處理中,除100 mg/Lα-萘乙酸對(duì)魔芋實(shí)生種子的發(fā)芽率起抑制作用外,各藥劑濃度均具有一定的促進(jìn)作用,且以1.0%硫脲處理的促萌發(fā)效果最好,發(fā)芽率達(dá)78%,比清水浸泡(CK)高48百分點(diǎn);其次是5 mg/L GA處理,發(fā)芽率為68%,比CK高38百分點(diǎn)。不同濃度營(yíng)養(yǎng)液處理魔芋的株高、葉幅和葉幅/株高均高于CK,以100%標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液的水培效果最好,株高、葉幅、葉幅/株高、生根數(shù)、根長(zhǎng)、球莖重、球莖膨大倍數(shù)均最高,分別為14.9 cm、21.2 cm、1.42、16條、19.7 cm、13.14 g和38.54倍。