呂俊楠，徐 鵬，吳云虎，李冬林

(1.江蘇百綠園林集團有限公司， 江蘇 南京 210046；2.江蘇揚州城市森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，江蘇 揚州 225000)

1 引言

栽培基質(zhì)是確保苗木生長必不可少的要素之一。栽培基質(zhì)不同將導(dǎo)致植物外部生長形態(tài)、生理活動特性顯著不同，并直接影響到植物的生物量及生長質(zhì)量[1，2]。草炭、蛭石和珍珠巖是目前生產(chǎn)上常用的栽培基質(zhì)材料。草炭富含氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等化學(xué)成分組成，具有良好的通氣性和較高的持水能力，可以改善土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)。珍珠巖和蛭石具有高通氣性和透水性，成本低，保水率低，是苗木培育中必不可少的配料，因此在農(nóng)林業(yè)設(shè)施栽培及容器育苗生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

射干(Belamcandachinensis)是我國應(yīng)用廣泛的多年生草本植物，主產(chǎn)于我國吉林、遼寧、河北、山西、山東、河南、安徽、江蘇、浙江等地，常散生于海拔不高的林緣或山坡草地。目前，射干是醫(yī)藥業(yè)常用的藥用植物，根狀莖味苦、性寒、微毒，能清熱解毒、散結(jié)消炎、消腫止痛、止咳化痰，是治療扁桃腺炎及腰痛等癥的原料[3]。同時，射干還具有飄逸的外形，絢麗的花朵，是園林建設(shè)中優(yōu)良的觀賞植物，常用于林緣、花境、花臺的配置點綴[4]。目前，有關(guān)不同栽培基質(zhì)條件下對射干生長形態(tài)及生理指標的影響尚未見研究報道。本研究采用盆栽試驗，研究了射干在4種不同栽培基質(zhì)下的生長量與生理特性的變化，以期為生產(chǎn)上射干容器育苗及設(shè)施栽培中基質(zhì)的選擇提供一定的參考。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

試驗地位于江蘇省南京市金陵科技學(xué)院幕府校區(qū)園藝實驗站，北緯 32°12′，東經(jīng) 118°81′，海拔30 m，年均氣溫16.1 ℃，極端最高氣溫43.0 ℃，極端最低氣溫-13.0 ℃，年相對濕度75%～80%，年均降雨量1116.6 mm，年均日照時數(shù)1912.8 h，無霜期224 d。

2.2 試驗材料

試驗材料為一年生射干播種苗，種源是來自安徽亳州。2021年3月份于培養(yǎng)皿中精細播種，待種子萌發(fā)后，選取長勢良好、生長一致、健壯無病蟲害的幼苗移栽到高度37 cm，口徑25 cm的塑料花盆中，每盆1株幼苗，統(tǒng)一種植于試驗區(qū)大棚里進行預(yù)培養(yǎng)。生長期間進行除草、灌溉、病蟲害防治等常規(guī)養(yǎng)護管理。 6月初移出棚外進行不同基質(zhì)配方的隔離培養(yǎng)，當(dāng)年10月份進行取樣分析。

2.3 基質(zhì)配制

設(shè)置4個不同的基質(zhì)處理:T1、T2、T3、T4。不同處理采用草炭、珍珠巖、蛭石、園土4種不同材料按體積混合配比而成，具體配比方式見表1。試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，每小區(qū)放置容器苗30盆，重復(fù)3次。

2.4 指標測定

當(dāng)年10月份幼苗生長結(jié)束后取樣量測株高、根莖及生物量指標。株高、株幅、基徑用直尺和數(shù)顯游標卡尺測量，并統(tǒng)計莖部分蘗數(shù)。每處理隨機選取3棵苗作為樣株，整株挖掘后按照根、莖、葉分開后，85 ℃干燥箱內(nèi)烘干至恒重，計算生物量。生理指標的測定參考有關(guān)文獻，可溶性蛋白質(zhì)測定采用考馬斯亮藍法[5]，可溶性糖測定采用蒽酮法[5]，丙二醛(MDA)采用分光光度法[5，6]，葉綠素測定采用乙醇提取，分光光度法[6]。

表1 不同栽培處理的基質(zhì)體積比

2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件完成數(shù)據(jù)處理，Sigma Plot12.0進行做圖；SPSS Statistics 17.0 進行單因素方差分析，多重比較采用LSD 法，綜合比較采用隸屬函數(shù)分析法[7]。即通過下述公式計算隸屬函數(shù)值，累加得到各處理的總隸屬函數(shù)值，對不同處理的效應(yīng)進行綜合排名。

U(Xij)=(xij-ximin)/(ximax-ximin)

(1)

式(1)中，U(Xij)為不同處理測定指標的隸屬函數(shù)值，xij為i處理j指標測定值；ximin為i處理j指標最小測定值；ximax為i處理j指標最大測定值。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同栽培基質(zhì)對射干生長指標的影響

3.1.1 不同栽培基質(zhì)對射干生長形態(tài)指標的影響

由表2可知，栽培基質(zhì)不同對射干幼苗生長產(chǎn)生了顯著性影響。其中T1處理的株高最小(38.93 cm)，T3處理的株高最大(53.57 cm)，并顯著大于其他處理(P<0.05)，T1、T2、T4處理僅為T3處理株高的72.67%、82.19%、82.07%。不同栽培基質(zhì)下射干苗的基徑差異不明顯，僅T2處理的基徑大于對照T1，其他兩個處理的基徑均小于T1。T4處理下的基徑最小，僅為1.13 mm，為T1處理的91.87%。不同栽培基質(zhì)下射干苗基徑大小的排序為T2>T1>T3>T4(表2)。

表2 不同栽培基質(zhì)對射干形態(tài)指標的影響

T3處理下的株幅與其他處理之間存在顯著差異(P< 0.05)。就同一栽培基質(zhì)下射干的株幅來看，T1處理下的株幅最小(21.33 cm)，T2、T3、T4處理分別比T1高出9.8%、56.59%、15.00%。但T1、T2、T4處理間株幅差異性不明顯，但均顯著小于T3處理(P<0.05)。株幅大小的排序為：T3>T4>T2>T1。此外，不同栽培基質(zhì)還影響射干苗的分蘗數(shù)。試驗表明：分蘗數(shù)最多的為T4處理，為5.33，T2處理下的分蘗數(shù)為最少，僅為3.33，比T4處理少37.52%。4個處理的分蘗數(shù)排序為T4>T3>T1>T2。

3.1.2 不同栽培基質(zhì)對射干葉片形態(tài)指標的影響

由表3可知得，T1處理下射干葉片數(shù)最少(7)，T3處理下葉片數(shù)最大(13)，且顯著大于T1、T4處理下葉片數(shù)(P< 0.05)。不同栽培基質(zhì)對射干幼苗葉片的平均葉片長與平均葉片寬的影響效果不顯著(P> 0.05)。T1處理的平均葉片長分別比T2、T3處理減少4.60%、12.96%，但比T4處理增加10.11%。T4處理的平均葉片寬最大(1.98 cm)，但與其他處理的平均葉片寬均不顯著(P> 0.05)。

葉面積大小作為植物光合作用的重要指標，直接反映光強變化對植物體生長的影響。由表3可知，射干葉面積在T3處理下達到最大，為61.08 cm2，與T1處理葉面積相比高出22.42%，在T2處理下，射干葉面積最小，僅為47.22 cm2。不同栽處理下射干葉面積大小排序為：T3>T4>T1>T2。

表3 不同栽培基質(zhì)對射干葉片特征參數(shù)的影響

3.1.3 不同栽培基質(zhì)對射干根系生長量的影響

不同栽培基質(zhì)對射干根系生長的影響見表4。比較而言，T3處理下的平均根幅與平均主根長均最大。其中T3處理下的平均根幅分別比T1、T2、T4處理高56.2%、24.05%、40.65%。T3處理下的平均主根長顯著大于T1、T2處理，但與T4處理的差異性不顯著。T1處理下的平均主根長最小，僅為T3處理的84.10%。不同處理下平均主根長的排序為：T3>T4>T2>T1。比較而言，T3處理可能更有利于射干幼苗的根系生長。不同處理下射干的平均主根粗無顯著差異性(P> 0.05)。

表4 不同栽培基質(zhì)對射干根系形態(tài)指標的影響

3.1.4 不同栽培基質(zhì)對射干生苗生物量的影響

生物量表現(xiàn)了植物體進行同化作用獲取能量的能力，也可以表征不同植物體對外界環(huán)境條件的適應(yīng)能力[8]。表5表明，栽培基質(zhì)不同顯著影響射干的生物量積累。

其中，T3處理下的單葉鮮重、單葉干重、根鮮重、根干重、總?cè)~鮮重、總?cè)~干重均達到最大，分別為2.52、1.44、67.70、37.2、64.03、33.56 g，T1處理下的相應(yīng)參數(shù)均最小，分別為1.75、0.85、22.6、13.27、26.40、11.26 g。 不同處理下單葉鮮重和單葉干重大小排序均為:T3>T4>T2>T1。

T3處理下的根鮮重分別是T1、T2處理的2.99、1.81倍，并呈現(xiàn)顯著差異(P> 0.05)。T3處理下的總?cè)~鮮重分別比T1、T2、T4高142.54%、118.31%、133.76%。可見T3處理最有利于射干幼苗的生物量積累。

表5 不同栽培基質(zhì)對射干幼苗生物量的影響 g

3.2 不同栽培基質(zhì)對射干生理指標的影響

3.2.1 不同栽培基質(zhì)對射干葉綠素含量的影響

光合作用涉及光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化。葉綠素和類胡蘿卜素是吸收光能的主要物質(zhì)，葉綠素含量的高低很大程度上反映了植物的光能吸收、轉(zhuǎn)化和傳遞能力，且葉綠素含量與葉片光合速率、外界環(huán)境條件等密切相關(guān)，因此可通過測定葉綠素含量來表征植物生長狀況[9]。由圖1可知，不同栽培基質(zhì)對射干幼苗的葉綠素的積累影響效果不顯著，其中T3基質(zhì)處理下的葉綠素含量達到最大，為1.83 mg/g，在T1處理下達到最小，僅為1.26 mg/g。不同處理下葉綠素含量大小排序為:T3>T4>T2>T1。

3.2.2 不同栽培基質(zhì)對射干可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

可溶性蛋白質(zhì)是植物的能量物質(zhì)即初生代謝產(chǎn)物，是植物體內(nèi)氮素存在的主要形式，也是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，是反映植物生理生化功能常用指標之一[10]。由圖1可知，T3處理的可溶性蛋白質(zhì)含量顯著大于T1、T2、T4處理，分別高出86.00%、74.65%、55.01%。不同處理下可溶性蛋白質(zhì)含量大小排序等同于葉綠素含量。

圖1 不同栽培基質(zhì)對射干葉綠素及可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

3.2.3 不同栽培基質(zhì)對射干可溶性還原性糖含量的影響

可溶性還原糖為植物的各種合成過程和各種生命活動提供了所需的能量[11]。圖2可知，T3處理下幼苗的可溶性還原糖含量最大(1.90%)，T1處理下幼苗的可溶性還原糖含量最小(1.32%)，T2、T3、T4處理下的可溶性還原糖含量比T1處理分別高22.73%、50.76%、26.52%；T3處理下的可溶性還原糖含量顯著大于T1(P>0.05)，但T2、T3、T4處理間無顯著差異。

圖2 不同不同栽培基質(zhì)對射干葉綠素及可溶性糖及丙二醛含量的影響

3.2.4 不同栽培基質(zhì)對射干丙二醛含量的影響

植物器官衰老或在逆境下遭受傷害，往往發(fā)生膜脂過氧化作用，MDA是膜脂過氧化的最終分解產(chǎn)物，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度[10，11]。由圖2可知，T1處理下的幼苗丙二醛含量最大，其值達到為14.82 μmol/mg，與T2、T3、T4處理相比，分別高出22.68%、53.47%、31.27%。但是，T1、T2、T4處理間的MDA含量差異不顯著(P>0.05)。

3.3 不同栽培基質(zhì)對射干生長影響的綜合評價

采用Fuzzy隸屬函數(shù)法將測定的生長指標與生理指標進行綜合，以全面評價不同栽培基質(zhì)對射干生長及生理的影響見表6。通過隸屬函數(shù)法對射干生長指標和生理指標的評價，并結(jié)合植物生物量數(shù)據(jù)分析，得出T3處理對有利于射干苗的生長，T4、T2中等，T1處理對射干苗的生長最為不利。

4 討論

(1)基質(zhì)是設(shè)施栽培植物賴以生存和發(fā)育的基礎(chǔ)，是制約植物生長發(fā)育、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生態(tài)功能的最直接生境因素[12]。不同植物滿足其生長發(fā)育所需的最適宜的生境條件有所不同，了解不同植物對基質(zhì)的不同需求將有助于指導(dǎo)農(nóng)林生產(chǎn)中應(yīng)該采取何種栽培條件。夏海濤等[13]的研究表明，不同基質(zhì)配方對閩楠、浙江楠的生長有不同影響，40%泥炭+40%黃泥+20%稻殼的基質(zhì)配方適宜閩楠容器大苗培育，80%泥炭+10%黃泥+10%稻殼組成的基質(zhì)配方適宜浙江楠容器苗培育；杜洋文等[14]研究了不同基質(zhì)配方對薄殼山核桃苗木成活率、生長量及成活率的影響，提出泥炭土、珍珠巖、黃心土體積比3∶3∶2 和1∶1∶1的混合基質(zhì)成活率最高，可顯著提高苗木的生物量；安玉光等[15]分析了不同基質(zhì)配方對文冠果幼苗生長、生理指標和光合指標的影響，表明在天山北坡前山帶區(qū)域文冠果容器育苗的最佳基質(zhì)配方為園土∶腐熟羊糞∶河沙=6∶2∶2。目前，射干常為大田栽培，在容器栽培條件下生長和產(chǎn)量如何還少見報道。因此，通過研究不同基質(zhì)配方條件下射干苗的生長及產(chǎn)量如何對于引導(dǎo)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)具有一定的實際意義，以滿足未來設(shè)施栽培的技術(shù)需求。

表6 不同栽培基質(zhì)下射干生長影響的綜合評價指數(shù)

(2)本研究中，T3處理下的射干幼苗展現(xiàn)出了最好的生長趨勢，其生長指標中株高、株幅、葉片數(shù)、平均根幅、平均主根長、平均主根粗、根鮮重、總?cè)~鮮重均達到最大，而T1處理下的射干幼苗生長狀況最差，其原因可能是T1純園土基質(zhì)，園土質(zhì)地黏重，通氣透水性較差，栽培植物幼苗基質(zhì)易板結(jié)，水分過多時，積水會導(dǎo)致爛根，進而影響到植株生長量。而T2處理的基質(zhì)中將園土與草炭進行了的混合，增加了土壤的有機質(zhì)含量和土壤透氣性，因此更有利于幼苗根系的延伸生長。而T3處理在T2處理的基礎(chǔ)上加入珍珠巖，并以均等的比例混合，不僅改良了質(zhì)地，而且具有一定的肥力，從而使射干苗展現(xiàn)出最優(yōu)的生長態(tài)勢。T4處理在草炭與珍珠巖中加入一定比例蛭石能夠改善基質(zhì)物理性質(zhì)，提高基質(zhì)的保水能力和透氣性，但基質(zhì)易干燥，保肥性不強，射干幼苗的生長勢優(yōu)于T1、T2處理，但遜于T3處理。

(3)植物體內(nèi)的可溶性還原糖和可溶性還原蛋白質(zhì)含量是重要的生理生化指標?？扇苄赃€原糖為植物的各種合成過程和各種生命活動提供了所需的能量，可溶性蛋白質(zhì)是植物體內(nèi)氮素存在的主要形式，其含量的多少與植物的代謝和營養(yǎng)有密切的關(guān)系[15，16]。在試驗中，可溶性還原糖與可溶性蛋白質(zhì)含量均在T3處理下達到最大值，T4處理次之，T1取得最小值。說明在園土的基礎(chǔ)上，配以草炭與珍珠巖可以有效地提升基質(zhì)的物理性狀，有利于幼苗有機物的積累，這與劉金玉[16]、張真真[17]的研究成果一致。

(4)丙二醛的含量可作為判斷植物細胞膜脂過氧化程度的指標。通過研究發(fā)現(xiàn)，良好的基質(zhì)可以緩解膜脂過氧化程度，減輕自由基對細胞膜的傷害，增強植物的抗逆性。李小玲[18]在不同基質(zhì)對秦嶺高山杜鵑的生長研究中，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)中添加珍珠巖能夠提高植株蛋白質(zhì)的合成，且有效地減緩了高山杜鵑丙二醛( MDA)含量的積累，這與本試驗結(jié)果具有一定的相似性。

綜上所述，不同栽培基質(zhì)的配比對射干的生長將產(chǎn)生不同的影響。園土、草炭、珍珠巖三者均等比例的T3處理的基質(zhì)最有利于射干育苗生產(chǎn)。當(dāng)然，植物的生長發(fā)育還受諸多因素的影響，如光照、水分、溫度等。因此，關(guān)于射干幼苗的最佳生長環(huán)境條件還需進一步驗證與研究。