曹彩紅,曹玲玲,趙立群,田雅楠
(北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,北京 100029)
草莓是薔薇科草莓屬的多年生草本植物, 是世界公認(rèn)的水果皇后,每100 g草莓含維生素C 50~100 mg,比蘋(píng)果、葡萄高10倍以上,具有非常高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)。北方冬季寒冷,是水果生產(chǎn)淡季,溫室草莓生產(chǎn)彌補(bǔ)了北京地區(qū)對(duì)新鮮果品的需求,被稱為“京春第一果”。同時(shí),草莓生產(chǎn)周期短、易管理、種植效益高、見(jiàn)效快,為農(nóng)民帶來(lái)了較高的經(jīng)濟(jì)效益。但由于連年種植,草莓病毒病侵染嚴(yán)重,品種老化,種性退化,嚴(yán)重制約了草莓產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。利用莖尖組培脫毒技術(shù)對(duì)草莓進(jìn)行種苗快繁,可實(shí)現(xiàn)草莓脫毒苗的工廠化育苗和草莓新品種的迅速推廣。脫毒苗的馴化移栽是組織培養(yǎng)的最后一步,也是制約種苗工廠化生產(chǎn)的最關(guān)鍵的一步[1]。因?yàn)樵谥参锝M培過(guò)程中,草莓脫毒苗長(zhǎng)期在高濕、弱光、低CO2、恒溫、異養(yǎng)條件下生長(zhǎng),其組織幼嫩,分化不完善,光合自養(yǎng)能力弱,環(huán)境適應(yīng)性差,氣孔多且不易關(guān)閉、葉綠素含量少、毛細(xì)根數(shù)量少。脫毒苗由異養(yǎng)轉(zhuǎn)為自養(yǎng)的過(guò)程中,生長(zhǎng)環(huán)境條件發(fā)生了劇烈的變化,可能會(huì)出現(xiàn)馴化移栽時(shí)成活率降低、長(zhǎng)勢(shì)不佳等現(xiàn)象,從而增加生產(chǎn)成本。因此,如何為脫毒苗提供適合的過(guò)渡生長(zhǎng)條件,是馴化移栽成活和培育壯苗的關(guān)鍵。
基質(zhì)是草莓脫毒苗出瓶后生長(zhǎng)的重要載體,優(yōu)質(zhì)且適宜的栽培基質(zhì)是保證幼苗健壯生長(zhǎng)的基礎(chǔ),馴化移栽時(shí)應(yīng)根據(jù)種苗的生物學(xué)特性進(jìn)行基質(zhì)選擇[2]。本研究以草炭、蛭石、珍珠巖、草莓基質(zhì)等為主要基質(zhì)原料,研究不同配比基質(zhì)對(duì)草莓幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響,以篩選出適宜草莓脫毒苗出瓶后馴化移栽的基質(zhì)種類,為培育健壯脫毒苗提供技術(shù)參考。
從北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站組培實(shí)驗(yàn)室中,選取長(zhǎng)勢(shì)均一的“紅顏”草莓脫毒苗作為供試材料?!凹t顏”為日系品種,由章姬和幸香雜交育成,植株生長(zhǎng)勢(shì)旺,株型直立,酸甜適口,香味濃,品質(zhì)極佳,目前是北京日光溫室的主栽品種,深受市民喜愛(ài)。
基質(zhì)材料中進(jìn)口草炭為丹麥品氏托普pindstrup泥炭,規(guī)格為10~30 mm;蛭石規(guī)格0~3 mm;珍珠巖規(guī)格3~6 mm;商品基質(zhì)為豐成基質(zhì)(河北省大廠回族自治縣尚各莊豐成育苗基質(zhì)廠生產(chǎn))。
1.2.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)
試驗(yàn)于2019年4月5日—5月4日在北京市昌平區(qū)金六環(huán)農(nóng)業(yè)園的育苗溫室中進(jìn)行。昌平區(qū)位于北緯40°,具有生產(chǎn)草莓的優(yōu)越自然條件,是國(guó)際公認(rèn)的草莓最佳生產(chǎn)帶。
1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
將進(jìn)口草炭、蛭石、珍珠巖、商品基質(zhì)作為主要基質(zhì)材料,按照不同體積配比設(shè)置6個(gè)處理(表1),將不同處理的基質(zhì)充分混勻,裝入10 cm×8 cm的營(yíng)養(yǎng)缽,擺入60 cm×25 cm的育苗盤(pán),每盤(pán)擺24個(gè),以V(草炭)∶V(蛭石)∶V(珍珠)=2∶1∶1為對(duì)照,每個(gè)處理設(shè)置5個(gè)重復(fù),隨機(jī)排列擺放于育苗床上,按照常規(guī)水肥要求統(tǒng)一管理。
1.3.1 理化性質(zhì)
混合基質(zhì)的主要理化性質(zhì)包括容重、pH值、EC值(電導(dǎo)率)。取一定量有代表性的基質(zhì)和去離子水按1∶2體積混合,充分?jǐn)嚢韬箪o置30 min,提取澄清上清液,測(cè)定EC值和pH值。混合基質(zhì)的容重=干基質(zhì)的質(zhì)量/體積。
1.3.2 生長(zhǎng)指標(biāo)
將“紅顏”草莓脫毒苗在培養(yǎng)30 d后,進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量統(tǒng)計(jì),測(cè)量均按照《草莓種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行[3]。測(cè)定指標(biāo)主要包括:株高;莖粗;地上/下部分鮮/干質(zhì)量;根系:利用萬(wàn)深LA-S全能型植物分析儀系統(tǒng)對(duì)洗凈的植物根系進(jìn)行掃描與分析(包括根總長(zhǎng)、根總面積、根總體積);葉面積:利用萬(wàn)深LA-S全能型植物分析儀系統(tǒng)對(duì)草莓地上部進(jìn)行葉面積掃描與分析。
表1 不同基質(zhì)配方(體積比)
壯苗指數(shù)計(jì)算公式為:壯苗指數(shù)(HI)=(莖粗/株高+根干質(zhì)量/莖葉干質(zhì)量)×全株干質(zhì)量。
1.3.3 成本核算
通過(guò)分析各類型基質(zhì)原料成本,核算每種配比基質(zhì)的總成本。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007、IBM SPSS 20.0 statistics軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和做圖,處理之間的顯著差異采用單因素方差分析評(píng)價(jià),平均值多重比較采用最小顯著極差法(LSD)。
育苗基質(zhì)作為植物生長(zhǎng)的養(yǎng)分來(lái)源,其理化性質(zhì)與幼苗的健康生長(zhǎng)密切相關(guān);因此,基質(zhì)只有具備適合的孔隙度、pH值以及EC值,才能為幼苗健康發(fā)育提供良好的根系環(huán)境。草莓育苗生產(chǎn)過(guò)程中,對(duì)基質(zhì)的要求為pH值5.5~6.5,EC值1~4 mS/cm,容重0.1~0.8 g/mL,持水量50%~60%[4]。由表2所示,不同配比的混合基質(zhì)容重、EC值、pH值不同。6組處理的容重均在作物生長(zhǎng)的適宜范圍內(nèi),pH值除B、C略高外,其他均符合要求,EC值均低于常規(guī)田間育苗基質(zhì),但由于脫毒苗根系較弱,馴化移栽過(guò)程中不宜澆灌營(yíng)養(yǎng)液,可能會(huì)造成燒苗的現(xiàn)象。
表2 不同基質(zhì)配比的理化性質(zhì)
從圖1看出,不同基質(zhì)配方的草莓脫毒苗經(jīng)過(guò)馴化移栽,整體直觀表現(xiàn)差異明顯,長(zhǎng)勢(shì)上D>E>A>CK>C>B。處理D整體長(zhǎng)勢(shì)旺盛,葉片較大,植株較高,其次是處理E和A,而處理B植株最小,長(zhǎng)勢(shì)不佳,推測(cè)是因?yàn)榕浞街械尿问驼渲閹r幾乎無(wú)營(yíng)養(yǎng)成分,主要依靠水分成活。
從表3可以看出,在株高方面,D>A>CK>E>C>B,處理D顯著高于對(duì)照24%,處理B、C、E顯著低于對(duì)照,處理B株高最低,平均為8.47 cm,比對(duì)照降低52%;在莖粗方面,D>E>A>CK>C>B,處理D顯著粗于對(duì)照13.7%,處理B顯著低于對(duì)照。
葉片作為植物光合作用的主要器官,葉片數(shù)的多少和葉面積的大小將直接影響其光合作用的強(qiáng)弱和光合物質(zhì)積累的多少,進(jìn)而影響植株長(zhǎng)勢(shì)。在葉片數(shù)方面,不同基質(zhì)對(duì)草莓脫毒苗出瓶后馴化基本一致,表明各處理間草莓苗葉齡一致,葉片數(shù)生長(zhǎng)速度基本不受基質(zhì)影響;在葉面積方面,處理D的葉面積最大,為185.865 cm2,處理B的葉面積最小,為34.800 cm2,與CK相比,處理A、D顯著增加;在地上鮮質(zhì)量方面,D>A>E>CK>C>B,處理D顯著高于對(duì)照,處理B、C顯著低于對(duì)照,處理A、E與對(duì)照無(wú)顯著差異;在地上干質(zhì)量方面,D>E>A>C>CK>B,處理D顯著高于對(duì)照。
綜上所述,不同基質(zhì)對(duì)草莓苗馴化移栽過(guò)程中地上部生長(zhǎng)及干物質(zhì)積累存在顯著差異,配方A、D、E均優(yōu)于對(duì)照,且D>E>A>CK>C>B。可以得出,D的配比基質(zhì)較其他處理能提供較好的營(yíng)養(yǎng),更加有利于植株的生長(zhǎng),其次為E、A處理。
根系不僅是植物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官,而且是多種物質(zhì)同化、轉(zhuǎn)化和合成的重要器官;因此,根系的生長(zhǎng)發(fā)育狀況將直接影響植物個(gè)體的生命活動(dòng)。從表4可以看出,根系多個(gè)指標(biāo)(總根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量)的大小順序一致,均為D>E>CK>A>C>B。在總根長(zhǎng)方面,處理D顯著高于對(duì)照44%,處理B顯著低于對(duì)照35%,其他處理與對(duì)照無(wú)顯著差異;在根表面積方面,處理D顯著高于其他處理,高于對(duì)照46%,處理B、C顯著低于對(duì)照;在根體積方面,處理D、E顯著高于對(duì)照;在根干質(zhì)量方面,處理D顯著高于對(duì)照,處理B顯著低于對(duì)照;處理D的根鮮質(zhì)量顯著優(yōu)于A、B、C。
綜上所述,不同基質(zhì)對(duì)草莓苗馴化移栽階段根系生長(zhǎng)指標(biāo)間存在顯著差異,不同基質(zhì)配方綜合表現(xiàn)為D>E>CK>A>C>B。其中配方D和E明顯優(yōu)于對(duì)照,說(shuō)明其較其他處理具有較好的持水性和透氣性,更加有利于根的生長(zhǎng)。
表3 不同基質(zhì)對(duì)草莓脫毒苗地上部的影響
表4 不同基質(zhì)對(duì)草莓脫毒苗根系的影響
壯苗指數(shù)是衡量秧苗素質(zhì)的重要指標(biāo)。秧苗素質(zhì)的良否,不僅從外觀長(zhǎng)相、長(zhǎng)勢(shì)來(lái)判斷,還要根據(jù)定植后的發(fā)根力、生長(zhǎng)潛勢(shì)來(lái)判斷。由圖2知,草莓瓶苗通過(guò)不同基質(zhì)馴化移栽后,在壯苗指數(shù)方面,D>E>A>C>CK>B,處理D、E顯著高于對(duì)照,A、C與對(duì)照無(wú)顯著差異,而B(niǎo)顯著低于對(duì)照,苗較弱。
如表5所示,6種基質(zhì)配比的成本由高到低的順序?yàn)镋>D>CK>C>A>B,其中B的成本最低,每1 m3成本較對(duì)照降低147.500元,每盤(pán)成本較對(duì)照降低0.531元;其次為A和C,每1 m3成本較對(duì)照分別降低50.000元和49.167元,每盤(pán)成本較對(duì)照降低0.180元和0.177元;D和E的成本明顯高于對(duì)照。
基質(zhì)是幼苗生長(zhǎng)的介質(zhì),其理化性質(zhì)直接關(guān)系到水、肥、氣、熱等諸因子,因而對(duì)幼苗生長(zhǎng)有直接的影響。研究幼苗的株高、葉面積、生物量等指標(biāo)是檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)基質(zhì)最直接的方法[5]。研究結(jié)果表明,在馴化移栽過(guò)程中,不同基質(zhì)對(duì)草莓脫毒苗的株高、葉面積、地上部鮮/干質(zhì)量、根面積、根鮮/干質(zhì)量和壯苗指數(shù)等存在差異。本試驗(yàn)設(shè)置的6個(gè)處理中,與對(duì)照(草炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1)相比,基質(zhì)D(草炭∶蛭石=2∶1)各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照及其他基質(zhì)類型,其中株高顯著高于對(duì)照24%,莖粗增加13.7%,葉面積增加50%,根長(zhǎng)增加44%,根表面積增加46%,根體積增加48%,地上鮮質(zhì)量增加57%,根鮮質(zhì)量無(wú)顯著差異;因此,為培養(yǎng)壯苗,以草炭∶蛭石=2∶1為適宜草莓脫毒苗馴化移栽的基質(zhì)。
表5 不同基質(zhì)的成本情況
從成本來(lái)看,近年來(lái),育苗企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)日益加劇,種苗價(jià)格難以提高,而勞動(dòng)力及生產(chǎn)要素成本不斷上升,導(dǎo)致育苗企業(yè)利潤(rùn)下降、風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)加大,更新生產(chǎn)技術(shù)、降低生產(chǎn)成本成為育苗企業(yè)解決當(dāng)前問(wèn)題的重要方法之一。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)中的不同基質(zhì)配比進(jìn)行成本分析,結(jié)果顯示E>D>CK>C>A>B?;|(zhì)D最有利于草莓苗生長(zhǎng),但平均1 m3成本比對(duì)照多37.5元,高10.64%,而基質(zhì)A地上部長(zhǎng)勢(shì)顯著優(yōu)于對(duì)照,根部及壯苗指數(shù)無(wú)差異,每1 m3成本比對(duì)照少50.0元,低14.18%,明顯降低了企業(yè)育苗基質(zhì)成本;因此,從成本角度考慮,基質(zhì)配方A對(duì)于提高育苗企業(yè)利潤(rùn)具有重要意義。
種苗質(zhì)量主要由3方面因素決定:一是種子自身的特性,二是生長(zhǎng)發(fā)育的溫光環(huán)境,三是基質(zhì)本身特性的影響。相同種子、相同育苗基質(zhì)在不同溫光環(huán)境育苗時(shí),其對(duì)幼苗質(zhì)量的影響不完全一致。魏敏芝[6]研究發(fā)現(xiàn),在相同水肥管理?xiàng)l件下,溫度相對(duì)較高的5月和9月,以草炭∶珍珠巖=1∶1的黃瓜幼苗壯苗指數(shù)最大,而溫度較低的2月,以沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)商品基質(zhì)的壯苗指數(shù)最大,草炭∶珍珠巖=1∶1壯苗指數(shù)最小。鄭必平等[7]研究結(jié)果表明,采用草炭∶珍珠巖∶蛭石=1∶1∶1的復(fù)合基質(zhì),并經(jīng)400倍多菌靈液進(jìn)行消毒處理,保持相對(duì)濕度70%~80%的條件,比較適合于草莓組培苗的移栽馴化。何歡樂(lè)等[8]對(duì)草炭、蛭石、珍珠巖及草炭+蛭石+珍珠巖等4種基質(zhì)進(jìn)行對(duì)比篩選,以蛭石的效果為最好。因此,本試驗(yàn)篩選的基質(zhì)只適用于北京地區(qū)春季草莓脫毒苗馴化移栽,其他地區(qū)由于環(huán)境不同有待進(jìn)一步研究。
此外,試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,添加不同比例的草炭和蛭石對(duì)幼苗的生長(zhǎng)部位有不同的影響,基質(zhì)中加入草炭比例多容易長(zhǎng)莖葉,加入的蛭石多相對(duì)容易長(zhǎng)根。同時(shí),加入蛭石、珍珠巖比例大的基質(zhì),雖然容易長(zhǎng)根,但是毛根發(fā)育不多,同樣的栽培時(shí)間,在穴盤(pán)里不能做到100%完全抱團(tuán)提出,馴化后移栽至大田繁苗時(shí),可能會(huì)傷根,因此在育苗過(guò)程中應(yīng)注意。