李樹和，王寧，趙倩，郭穎

干旱脅迫對水晶冰菜生長的影響

李樹和，王寧，趙倩，郭穎

（天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384）

以培育45 d的水晶冰菜（L.）幼苗為試驗材料，無土基質(zhì)盆栽法進行試驗，設(shè)置基質(zhì)持水量為100%、80%、60%、40%、20%，5個梯度對冰菜進行處理，以基質(zhì)持水量100%為對照組，采用隨機區(qū)組設(shè)計。通過對水晶冰菜生長指標、生理指標的測定，探究干旱脅迫對水晶冰菜生長的影響。試驗結(jié)果表明，水晶冰菜具有一定耐旱性，在基質(zhì)持水量為60%時，水晶冰菜的單株產(chǎn)量最高，生長狀況最佳。但在重度干旱脅迫下，水晶冰菜的生長受到抑制。

水晶冰菜；干旱脅迫；基質(zhì)持水量

水晶冰菜（L.），別稱冰菜、冰葉日中花，番杏科冰菜屬，一年矮生肉質(zhì)草本植物，原產(chǎn)于非洲、亞洲等地，因其葉片表面有凸起的透明液體，在陽光照射下像冰花而得名，是我國近年從日本引進的蔬菜新品種[1-2]。冰菜生長周期半年左右，其側(cè)枝發(fā)達，產(chǎn)量高，營養(yǎng)價值豐富，口感清脆，風(fēng)味獨特，對心腦血管疾病、機體免疫機能障礙和腫瘤等有療效，作為一種名優(yōu)特菜逐漸走向餐桌[3-4]。

我國多數(shù)地區(qū)干旱缺水，人均水資源不足，僅為世界平均水平的1/4，是全球人均水資源最貧乏的國家之一[5]。然而，中國又是世界上用水量最多的國家。以農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水最為突出。目前，全世界有10億多人缺水，專家估計到2025年世界缺水人口將超過25億[6-7]。由于淡水資源的逐漸稀缺，因此對作物耐旱性的研究也至關(guān)重要。

在日本和韓國有專門的試驗室用于培育冰菜[8]，而我國僅在云南、青島、江蘇等少數(shù)地方有規(guī)?；姆N植[9]。近幾年隨著市場的開放，水晶冰菜方面的研究逐漸增多。例如，張洪磊[10]研究了冰菜特性及鹽堿栽培技術(shù)，黃淵軍[11]研究了水晶冰菜的深液流栽培技術(shù)，然而并沒有對水晶冰菜的耐旱性和耐鹽堿性進行深入研究。因此，本試驗將對水晶冰菜進行不同程度的干旱處理，探究干旱脅迫對其生長的影響，為冰菜在干旱地區(qū)的種植提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取山東曉勇種苗公司培育的水晶冰菜幼苗為試材，苗齡45 d，兩葉一心、根系完整、健壯、長勢一致。

1.2 試驗方法

采用無土基質(zhì)盆栽法：選用容器均為規(guī)格 12 cm×10 cm的圓柱形種植盆。栽培基質(zhì)為草炭∶蛭石∶珍珠巖∶園土＝2∶1∶1∶1。營養(yǎng)液配方：Ca（NO3）2·4H2O 475 mg/L，MgSO4·7H2O 510 mg/L，（NH4）2HPO465 mg/L，KNO3215 mg/L，NH4NO345 mg/L。微量元素使用Hoagland’s營養(yǎng)液配方。

由于冰菜幼苗根系不發(fā)達，細小易斷，試驗開始前配制生根粉溶液澆灌幼苗促其生根，然后定植在種植盆中，澆灌營養(yǎng)液。另外，試驗所用基質(zhì)按比例配好后噴施500倍多菌靈進行滅菌消毒準備。待幼苗生長到15 d時移栽進行干旱脅迫處理。每盆定植1株幼苗。通過測定基質(zhì)最大持水量，確定最大澆水量，按比例計算，設(shè)置基質(zhì)持水量為100%（澆水量為500 mL）、80%（澆水量為400 mL）、60%（澆水量為300 mL）、40%（澆水量為200 mL）、20%（澆水量為100 mL）5個梯度對冰菜幼苗進行處理，其中基質(zhì)持水量100%為對照組（即處理CK、A、B、C、D）。每個處理重復(fù)10次。每10 d澆施一次營養(yǎng)液。每日用天平稱重以補充損失水分。60 d后進行各指標的測定。

1.3 測定內(nèi)容及方法

用線繩和直尺測定株高；游標卡尺測定莖粗；手持葉面積儀YMJ-G測定每株最大葉面積；電子天平測定根鮮重；SPAD-502Plus便攜式葉綠素計測定葉綠素相對含量；WYT型手持折射儀測定可溶性固形物；減壓干燥法測定地上部干物質(zhì)含量。采用SPSS17.0軟件，對數(shù)據(jù)進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基質(zhì)的理化性質(zhì)分析

由表1中可知，基質(zhì)的大小孔隙比在44%，表明栽培基質(zhì)透氣性良好，保水性一般。研究表明，大小孔隙比在25.0%～66.7%范圍內(nèi)作物均能生長良好。冰菜生長適宜的EC值范圍在1 200～ 1 800 μS/cm之間。表中所示pH為中性，電導(dǎo)率較高，說明基質(zhì)中游離離子較多，進而前期冰菜所需的養(yǎng)分能夠很好地補充。但由于冰菜生長過程中需要大量養(yǎng)分，因此后期仍需通過澆灌營養(yǎng)液進行補充冰菜生長所需。

表1 冰菜基質(zhì)的理化特性

2.2 干旱脅迫對水晶冰菜株高和莖粗的影響

從表2可以看出，水晶冰菜的株高與基質(zhì)的持水量有密切的關(guān)系，基質(zhì)持水量越高，對水晶冰菜的生長越有利。當基質(zhì)持水量為100%（即處理CK）時，水晶冰菜的株高最大，為19.83 cm，與處理D相比高約18%；其次是處理B、處理A次之，達到顯著差異；處理C、D與對照相比有極顯著差異。

從莖粗方面看，不同干旱脅迫處理下，水晶冰菜的莖粗在0.616～0.836 cm。當基質(zhì)的持水量為60%時（即處理B），水晶冰菜的莖粗最大為0.836 cm，與處理A、C、D相比差異極顯著；與對照相比無顯著差異；當基質(zhì)持水量為20%時（即處理D），水晶冰菜莖粗最小。

表2 干旱脅迫對水晶冰菜株高和莖粗的影響 cm

注：小寫字母為＜0.05，表示差異顯著；大寫字母為＜0.01，表示差異極顯著。下同

2.3 干旱脅迫對水晶冰菜分枝數(shù)和最大葉面積的影響

從表3可知，當基質(zhì)持水量為100%時（即CK），平均分枝數(shù)最多為12.33，與處理A、C、D相比差異極顯著；基質(zhì)持水量為60%時（即處理B）次之，為10；當基質(zhì)持水量為20%（處理D）時，水晶冰菜的平均分枝數(shù)最少，低于對照45.9%。

隨著基質(zhì)持水量的減少，水晶冰菜的最大葉面積呈降低趨勢。其中，基質(zhì)持水量為100%（即CK）時，水晶冰菜的葉面積最大為111.153 cm2，與處理C、D顯著極差異。從基質(zhì)持水量對水晶冰菜最大葉面積的影響結(jié)果來看：CK＞處理A＞處理B＞處理C＞處理D。

表3 干旱脅迫對水晶冰菜分枝數(shù)和最大葉面積的影響

2.4 干旱脅迫對水晶冰菜根冠比和葉片相對葉綠素含量的影響

從表4可以看出，水晶冰菜的根冠比隨基質(zhì)持水量的減少呈先增加后降低趨勢。處理B的根冠比值最高，與CK、處理C、D相比存在極顯著差異，與處理A相比差異性不顯著；基質(zhì)持水量為20%（即處理D）時，水晶冰菜的根冠比值最低，表明在較干旱的環(huán)境下，水晶冰菜的根系生長受到嚴重抑制。

葉片相對葉綠素含量積累方面，不同的基質(zhì)持水量對水晶冰菜相對葉綠素含量的積累有著較大的影響。其中，基質(zhì)持水量為40%（即處理C）時，相對葉綠素含量最高；基質(zhì)持水量為60%（即處理B）次之，與處理A相比差異不顯著，與CK、處理D相比差異達到極顯著水平；當基質(zhì)持水量為100%（即CK）時，不利于相對葉綠素含量的積累。

表4 干旱脅迫下對水晶冰菜根冠比和葉片相對葉綠素含量的影響

2.5 干旱脅迫對水晶冰菜干物質(zhì)含量與可溶性固形物含量的影響

從表5可以看出，在可溶性固形物含量方面，水晶冰菜的可溶性固形物含量隨基質(zhì)持水量的減少基本呈先增加后減少趨勢。當基質(zhì)持水量為60%（即處理B）時，水晶冰菜的可溶性固形物含量最高，為2.6%，與其他4組處理相比差異極顯著。試驗結(jié)果表明，基質(zhì)持水量過高或過低均對水晶冰菜生長中合成有機物起抑制作用。

在干物質(zhì)含量方面，對照組與試驗組相比差異性極顯著，對照組干物質(zhì)含量均高于試驗處理組A、B、C、D，從大到小排列為：CK＞處理B＞處理A＞處理C＞處理D。

表5 不同處理下水晶冰菜可溶性固形物含量和干物質(zhì)含量

3 討論與結(jié)論

干旱脅迫是影響植物生長發(fā)育的重要外界因素之一。干旱導(dǎo)致植物體內(nèi)生理代謝異常，通過在外部形態(tài)上的變化表現(xiàn)出來。

研究發(fā)現(xiàn)，當受到不同程度干旱脅迫時，水晶冰菜的株高、莖粗、葉面積等生長指標及生理指標均有不同變化，并在一定限度下隨著干旱程度的加重，水晶冰菜的生長受到的影響更大。

當基質(zhì)持水量為100%（即對照）時，水晶冰菜的株高、分枝數(shù)、葉面積、干物質(zhì)含量最大。當基質(zhì)持水量為60%（即處理B）時，水晶冰菜的莖粗、根冠比、可溶性固形物含量最高。干旱脅迫造成水晶冰菜變矮小、葉面積變小的同時，其根冠比變小。表明植物在受到低程度的干旱脅迫時，植物本身會自動啟動應(yīng)對機制，增大根冠比，通過不斷伸長生長發(fā)達的根系吸收水分，維持自身生長。因此得出，輕度的干旱脅迫有利于幼苗的生長，在基質(zhì)持水量為60%（即處理B）下，水晶冰菜的生長狀況最佳。

然而在許多干旱地區(qū)，作物生長階段需水量不足，使植物的外部形態(tài)發(fā)生葉片萎焉，生長減慢，落花落果等現(xiàn)象，進而會嚴重影響作物的產(chǎn)量[12]。試驗中當基質(zhì)持水量為40%（即處理C）時，效果開始顯現(xiàn)。在高程度干旱脅迫下，水晶冰菜的生長受到嚴重影響。重度干旱脅迫使其自身調(diào)節(jié)能力喪失，不能通過增加根系生長，減小冠幅來應(yīng)對水分的缺失，進行化合物積累的能力越弱。但在基質(zhì)持水量為 40%（即處理C）下，水晶冰菜葉片中相對葉綠素含量達到最大。葉綠素是光合作用中最重要和最有效的色素，其含量在一定程度上能反映植物同化物質(zhì)的能力，從而影響植物的生長。因此表明在此干旱脅迫下，雖然水晶冰菜生長狀況較差，但仍具有較強的生命活力。表明此程度的干旱脅迫對水晶冰菜的生長產(chǎn)生了嚴重的抑制作用。這與徐振朋等研究發(fā)現(xiàn)的輕度干旱脅迫有利于苗的生長，重度的干旱脅迫會抑制苗的生長觀點一致[13]。

綜上所述，試驗結(jié)果表明，隨著干旱脅迫程度的加劇，水晶冰菜的生長會受到抑制。在基質(zhì)持水量為60%時，水晶冰菜的生長狀況最佳。具有一定耐旱性。此研究結(jié)果對后期冰菜在干旱地區(qū)的推廣種植具有重要的參考價值。

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Effects of drought stress on the growth ofL.

LI Shu-he, WANG Ning, ZHAO Qian, GUO Ying

（College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

L. seedlings cultured for 45 days were used as experimental materials, and soilless substrate potting method was used to carry out the experiment. The substrate water holding capacity was 100%, 80%, 60%, 40%, and 20%, among which 100% was the control group, and the random block design was used. Through the determination of growth index, physiological and biochemical index of crystal ice cabbage, the effect of drought stress on the growth of crystal ice cabbage was studied. The experimental results show that the crystal ice cabbage has certain drought resistance. When the water holding capacity of the matrix was 60%, the yield per plant was the highest and the growth condition was the best. However, under severe drought stress, the growth ofL. was inhibited.

L.; drought stress; matrix moisture capacity

1008-5394（2020）03-0035-04

10.19640/j.cnki.jtau.2020.03.008

S636.9

A

2019-09-09

天津市科技計劃項目（17ZXBFNC00300）

李樹和（1962-），男，教授，碩士，主要從事蔬菜學(xué)方面的教學(xué)與科研工作。E-mail：710580225@qq.com。

責(zé)任編輯：楊霞