王世琛 李舜偉 李欣 楊延杰 閆征南

摘要：為探究黃瓜穴盤(pán)苗質(zhì)量與營(yíng)養(yǎng)液濃度、不同孔數(shù)穴盤(pán)之間的關(guān)系，本試驗(yàn)以黃瓜品種“四季豐”為材料，以霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液為標(biāo)準(zhǔn)配制不同濃度營(yíng)養(yǎng)液（50%、1.0倍和1.5倍），研究不同孔數(shù)穴盤(pán)（50、72孔和105孔）與不同濃度營(yíng)養(yǎng)液組合處理對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育和生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，黃瓜幼苗的株高、莖粗、生物量、葉綠素含量、蔗糖含量、光合特性指標(biāo)（Pn、Cs、Tr）與營(yíng)養(yǎng)液濃度、穴孔體積呈正相關(guān)。1.5倍濃度營(yíng)養(yǎng)液與50孔、1.5倍濃度營(yíng)養(yǎng)液與72孔穴盤(pán)兩組合處理培育的黃瓜幼苗株高、莖粗、光合特性、比葉重和纖維素含量無(wú)顯著差異，但大多顯著高于其它處理；除根長(zhǎng)外，50孔穴盤(pán)培育的黃瓜其幼苗壯苗指數(shù)、葉綠素含量、蔗糖含量和根系結(jié)構(gòu)指標(biāo)均顯著高于其它孔數(shù)穴盤(pán)處理。綜上認(rèn)為，適宜的高濃度營(yíng)養(yǎng)液與50孔或72孔穴盤(pán)組合適宜培育優(yōu)質(zhì)黃瓜幼苗。

關(guān)鍵詞：黃瓜幼苗；穴盤(pán)；營(yíng)養(yǎng)液濃度；光合特性；根系結(jié)構(gòu)；纖維素含量

中圖分類(lèi)號(hào)：S642.204+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2023）02-0064-07

黃瓜（CuLumis satimsL）是我國(guó)溫室栽培的主要蔬菜種類(lèi)之一，約占蔬菜栽培面積的60％-70%，其規(guī)模和產(chǎn)量均居世界首位。設(shè)施蔬菜大規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，其育苗方式已轉(zhuǎn)向工廠化穴盤(pán)育苗。穴盤(pán)育苗可以提高育苗效率，節(jié)省種子和空間，方便運(yùn)輸管理，有利于病蟲(chóng)害防治并可以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。其成苗時(shí)根系可以形成完整的根坨，便于移栽，同時(shí)根系不會(huì)受到損傷。研究表明，穴孔容積的大小影響基質(zhì)的成坨，穴孔容積越小，越容易成坨。黃瓜是生產(chǎn)上采用穴盤(pán)育苗技術(shù)較早的蔬菜種類(lèi)之一，研究其穴盤(pán)苗的壯苗標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)黃瓜種苗的商品化生產(chǎn)具有重要的理論和實(shí)踐意義，但不同規(guī)格穴盤(pán)對(duì)幼苗質(zhì)量有較大的影響。選擇適宜孔數(shù)的穴盤(pán)類(lèi)型，目的在于促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育，幼苗質(zhì)量越高，越有利于定植后黃瓜緩苗及生長(zhǎng)。

營(yíng)養(yǎng)液作為無(wú)土栽培的核心要素，其配方和濃度能夠調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育。適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度能夠促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育，保障果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)，提高水肥利用率，避免不合理施肥抑制植株生長(zhǎng)發(fā)育。在達(dá)到作物營(yíng)養(yǎng)液濃度臨界值之前，增加營(yíng)養(yǎng)液濃度可以較好地促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育，有利于提高溫室作物的產(chǎn)量。陳淑芳等研究表明，50%園試營(yíng)養(yǎng)液處理黃瓜幼苗表現(xiàn)相對(duì)合理：任瑞珍等研究表明，黃瓜營(yíng)養(yǎng)液育苗條件下，采用1.5倍營(yíng)養(yǎng)液濃度較合適。但是在植物幼苗無(wú)土生產(chǎn)過(guò)程中，采用過(guò)高濃度的營(yíng)養(yǎng)液育苗，苗期植株遇逆境發(fā)生徒長(zhǎng)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此營(yíng)養(yǎng)液濃度應(yīng)保持適宜，過(guò)高不但不會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育起到促進(jìn)作用，還會(huì)抑制作物生長(zhǎng)，造成營(yíng)養(yǎng)液浪費(fèi)甚至污染環(huán)境。由此可見(jiàn)，探究適宜作物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)液濃度至關(guān)重要。

前人在營(yíng)養(yǎng)液濃度和穴盤(pán)孔數(shù)上做了大量研究，多數(shù)著重探究營(yíng)養(yǎng)液濃度或穴盤(pán)孔數(shù)等單個(gè)因素對(duì)蔬菜幼苗生長(zhǎng)的影響，關(guān)于兩者相互組合對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響鮮有報(bào)道。因此，本試驗(yàn)設(shè)置不同孔數(shù)穴盤(pán)與不同濃度營(yíng)養(yǎng)液的組合處理，研究其對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育和生理指標(biāo)的影響，以期選定適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度和孔數(shù)穴盤(pán)，為培育優(yōu)質(zhì)黃瓜幼苗提供技術(shù)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試黃瓜（cucurm.s satLmsL）品種為“四季豐”，購(gòu)于青島碩豐源種業(yè)有限公司。試驗(yàn)于2020年11月10日至12月2日在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)人工氣候室中進(jìn)行。

1.2試驗(yàn)處理

將黃瓜種子分別播種于裝有基質(zhì)的50、72、105孔穴盤(pán)中，穴孔體積分別為55、40、20 mL，基質(zhì)為混合基質(zhì)（草炭：蛭石：珍珠巖=3：1：1，體積比）。以霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液為標(biāo)準(zhǔn)配制不同濃度的營(yíng)養(yǎng)液，分別為50%、1.0倍和1.5倍營(yíng)養(yǎng)液，營(yíng)養(yǎng)液電導(dǎo)率（EC）值分別為1.06、2.04、3.26 mS/cm。

本試驗(yàn)設(shè)置T1（50% -50孔）、T2（1.0倍-50孔）、T3（1.5倍-50孔）、T4（50% -72孔）、T5（1.0倍-72孔）、T6（1.5倍- 72孔）、T7（50% - 105孔）、T8（1.0倍-105孔）和T9（1.5倍-105孔）共9個(gè)處理。

黃瓜幼苗在人工氣候室內(nèi)培育，光照強(qiáng)度為200 umoL／（m2·s），光照周期為16 h/d，溫度為20-24℃，空氣相對(duì)濕度為60%-70%，CO2濃度不控制。播種后按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)用相應(yīng)濃度的霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行澆灌培養(yǎng)，每3天澆灌1次。待黃瓜幼苗長(zhǎng)至兩葉一心時(shí)測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

1.3試驗(yàn)指標(biāo)與測(cè)定方法

黃瓜幼苗株高和莖粗分別用直尺和游標(biāo)卡尺測(cè)量。采用便攜式光合測(cè)定儀（Li-6400XT，Ll-COR公司，美國(guó)）測(cè)定黃瓜幼苗光合特性各指標(biāo)，光照強(qiáng)度、葉片溫度和co，濃度分別控制在200umol/（m2·S）、25℃和400 umol/mol。幼苗葉片葉綠素含量、蔗糖含量、纖維素含量測(cè)定均參照王學(xué)奎的方法進(jìn)行。幼苗葉面積和根系結(jié)構(gòu)分別使用葉面積儀（Yaxin-1241，北京雅欣理儀科技有限公司）和根系掃描儀（STD4800，Regent Instruments公司，加拿大）測(cè)定。地上部和地下部干重采用烘干稱(chēng)重法測(cè)定。壯苗指數(shù)參照楊藝煒等的方法計(jì)算。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2021進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與作圖，采用DPS 7.05軟件LSD法進(jìn)行顯著性分析（P<0.05）。聚類(lèi)熱圖使用TBtools（http：//cj-chen.github.io/TBtools/）軟件生成。

2結(jié)果與分析

2.1不同孔數(shù)穴盤(pán)與不同濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)黃瓜幼苗形態(tài)的影響

在相同孔數(shù)穴盤(pán)條件下，不同濃度處理黃瓜幼苗的株高和莖粗均隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增大而增大（圖1）。處理24 d，T3處理黃瓜幼苗株高較T1、12分別高23.5%和8.9％，T6處理較T4、T9分別高24.7％20.2％。由此可見(jiàn)，在本試驗(yàn)條件下，營(yíng)養(yǎng)液濃度的升高有利于黃瓜幼苗生長(zhǎng)，且相同營(yíng)養(yǎng)液濃度下50孔和72孔穴盤(pán)較105孔穴盤(pán)更適宜于黃瓜幼苗生長(zhǎng)。

2.2不同孔數(shù)穴盤(pán)與不同濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)黃瓜幼苗光合特性的影響

黃瓜幼苗的光合特性與營(yíng)養(yǎng)液濃度呈正相關(guān)，與穴盤(pán)孔數(shù)呈負(fù)相關(guān)（圖2）。72孔穴盤(pán)培育的黃瓜其幼苗葉綠素a含量和總?cè)~綠素含量在50%營(yíng)養(yǎng)液處理下顯著高于1.0倍營(yíng)養(yǎng)液，葉綠素b則在不同濃度營(yíng)養(yǎng)液處理下無(wú)顯著差異。在相同濃度營(yíng)養(yǎng)液處理下，不同孔數(shù)穴盤(pán)處理幼苗葉綠素含量有顯著差異，且隨穴盤(pán)孔數(shù)的增多而減少。

在相同孔數(shù)穴盤(pán)條件下，不同濃度營(yíng)養(yǎng)液處理黃瓜幼苗凈光合速率（Pn）隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增大呈上升趨勢(shì)，且1.5倍營(yíng)養(yǎng)液黃瓜幼苗較其它處理有顯著差異。當(dāng)穴盤(pán)孔數(shù)為72孔時(shí)，氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr）較其它濃度營(yíng)養(yǎng)液處理無(wú)顯著差異。胞間Co2濃度（Ci）則隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的增大呈降低趨勢(shì)，且1.5倍營(yíng)養(yǎng)液與50％營(yíng)養(yǎng)液處理下有顯著差異。在相同濃度營(yíng)養(yǎng)液條件下，50孔穴盤(pán)和72孔穴盤(pán)中黃瓜幼苗各光合指標(biāo)值無(wú)顯著差異，兩者均顯著大于105孔穴盤(pán)處理，且T9處理較T3凈光合速率降低20.2%。

由此可見(jiàn)，營(yíng)養(yǎng)液濃度升高會(huì)降低黃瓜幼苗對(duì)光能的捕獲能力，不利于黃瓜幼苗葉綠素含量的產(chǎn)生：相同濃度營(yíng)養(yǎng)液條件下50孔和72孔穴盤(pán)較105孔穴盤(pán)更適宜黃瓜幼苗葉綠素含量的積累，且葉片顏色濃綠、生長(zhǎng)健壯。1.5倍營(yíng)養(yǎng)液與50、72孔穴盤(pán)組合更適宜黃瓜幼苗進(jìn)行光合作用。

2.3不同孔數(shù)穴盤(pán)與不同濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)黃瓜幼苗根系結(jié)構(gòu)的影響

由圖3可知，50孔和72孔穴盤(pán)中黃瓜幼苗的根長(zhǎng)、根表面積和根體積均隨營(yíng)養(yǎng)液濃度增大而降低，且50％濃度營(yíng)養(yǎng)液與其它倍數(shù)營(yíng)養(yǎng)液處理間黃瓜幼苗3個(gè)指標(biāo)均差異顯著：105孔穴盤(pán)中各濃度營(yíng)養(yǎng)液處理下黃瓜幼苗無(wú)顯著差異：除T3處理根長(zhǎng)外，50孔穴盤(pán)中黃瓜幼苗的各個(gè)根系結(jié)構(gòu)指標(biāo)均顯著高于其它孔數(shù)穴盤(pán)中幼苗。由此可見(jiàn)，50孔穴盤(pán)相較于其它孔數(shù)穴盤(pán)更適宜黃瓜幼苗根系生長(zhǎng)。

2.4不同孔數(shù)穴盤(pán)與不同濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)黃瓜幼苗生物量的影響

由圖4和圖5可知，相同濃度營(yíng)養(yǎng)液條件下不同孔數(shù)穴盤(pán)處理對(duì)黃瓜幼苗的壯苗指數(shù)、單株地上部和地下部干、鮮重均有顯著影響，且隨著穴盤(pán)孔數(shù)的增加各個(gè)指標(biāo)數(shù)值均呈下降趨勢(shì)。相同孔數(shù)穴盤(pán)條件下，1.0倍和1.5倍濃度營(yíng)養(yǎng)液處理黃瓜幼苗的壯苗指數(shù)無(wú)顯著差異，地上部鮮重及地上、地下部干重隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增大呈升高趨勢(shì)，且除地上部鮮重外其它指標(biāo)值間無(wú)顯著差異。50孔和105孔穴盤(pán)中，不同濃度營(yíng)養(yǎng)液處理下相同孔數(shù)穴盤(pán)中黃瓜幼苗的地下部鮮重?zé)o顯著差異。黃瓜幼苗的比葉重隨營(yíng)養(yǎng)液濃度升高數(shù)值增大，50％、1.5倍營(yíng)養(yǎng)液濃度處理間有顯著差異。

綜上所述，50孔和72孔穴盤(pán)中各濃度營(yíng)養(yǎng)液處理黃瓜植株生長(zhǎng)旺盛，葉片長(zhǎng)勢(shì)良好。其中，50孔穴盤(pán)與高濃度營(yíng)養(yǎng)液組合更適宜黃瓜幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育，有利于其光合作用。

2.5不同孔數(shù)穴盤(pán)與不同濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)黃瓜幼苗生理指標(biāo)的影響

圖6顯示，在相同孔數(shù)穴盤(pán)條件下，黃瓜幼苗的蔗糖和纖維素含量均隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的升高呈上升趨勢(shì)，均為1.5倍濃度營(yíng)養(yǎng)液處理達(dá)最大值。在相同濃度營(yíng)養(yǎng)液條件下，50孔和72孔穴盤(pán)處理黃瓜幼苗蔗糖含量顯著高于105孔穴盤(pán)處理。50孔穴盤(pán)中不同濃度營(yíng)養(yǎng)液處理黃瓜幼苗的蔗糖含量差異顯著，72孔和105孔穴盤(pán)中1.0倍和1.5倍營(yíng)養(yǎng)液處理黃瓜幼苗的蔗糖含量無(wú)顯著差異，且均顯著高于50%濃度營(yíng)養(yǎng)液處理。72孔穴盤(pán)中50％與1.0倍濃度營(yíng)養(yǎng)液處理黃瓜幼苗的纖維素含量無(wú)顯著差異，且與1.5倍營(yíng)養(yǎng)液處理差異顯著。

由此可知，不同孔數(shù)穴盤(pán)澆施不同濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)黃瓜幼苗生理指標(biāo)的影響不同，適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度和穴盤(pán)孔數(shù)可以通過(guò)提高幼苗蔗糖和纖維素含量來(lái)增強(qiáng)幼苗的營(yíng)養(yǎng)代謝，從而培育壯苗。

3討論與結(jié)論

在黃瓜設(shè)施生產(chǎn)中，環(huán)境條件是實(shí)現(xiàn)其高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。對(duì)于穴盤(pán)孔數(shù)和營(yíng)養(yǎng)液濃度的選擇和優(yōu)化是無(wú)土栽培育苗生產(chǎn)獲得成功的重要保障。本試驗(yàn)中，黃瓜幼苗的株高和莖粗均與營(yíng)養(yǎng)液濃度呈正相關(guān)關(guān)系，一定范圍內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液濃度增加利于植株快速生長(zhǎng)，株高和莖粗均呈上升趨勢(shì)，提高幼苗質(zhì)量，但低濃度營(yíng)養(yǎng)液處理下植株長(zhǎng)勢(shì)偏弱。這可能是由于植株所需營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足而引起。在三種不同規(guī)格穴盤(pán)處理中，隨著穴盤(pán)孔數(shù)的減少和營(yíng)養(yǎng)面積的增加，幼苗的株高和莖粗增加并表現(xiàn)出顯著性差異，這與徐立功、王加倩等的研究結(jié)果一致。在105孔穴盤(pán)中，雖然幼苗形態(tài)指標(biāo)隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加呈上升趨勢(shì)，但各處理均出現(xiàn)幼苗長(zhǎng)勢(shì)偏弱現(xiàn)象，這可能是由于穴盤(pán)孔數(shù)增加后其容積減小，致使植株根系生長(zhǎng)空間減小，從混合基質(zhì)獲取的營(yíng)養(yǎng)元素不足以及保水能力減弱。

光合作用是植物生長(zhǎng)的重要能量來(lái)源和物質(zhì)基礎(chǔ)，一定范圍內(nèi)葉綠素含量的高低將直接影響幼苗葉片的光合作用能力，葉綠素含量越高，光合能力越強(qiáng)、增產(chǎn)潛力越大。本試驗(yàn)中，50孔穴盤(pán)中黃瓜幼苗葉片的葉綠素含量較高，但隨著穴盤(pán)孔數(shù)的增加，葉綠素含量呈下降趨勢(shì)，處理之間有顯著性差異。這可能是由于幼苗生長(zhǎng)空間的限制使光照未得到適宜的補(bǔ)充。T7和T8處理葉綠素含量較低，表現(xiàn)出植株生長(zhǎng)慢、生物量低，可能是由于葉片葉綠素合成過(guò)程中因缺乏氮和鎂元素而引起的缺素癥造成。倪紀(jì)恒、Li等研究表明，營(yíng)養(yǎng)液濃度過(guò)低無(wú)法滿足植株生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)養(yǎng)分的需求，適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度利于植株提高葉綠素含量。本試驗(yàn)中，低濃度營(yíng)養(yǎng)液和多孔數(shù)穴盤(pán)處理黃瓜幼苗的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率均顯著偏低，可能是由于低濃度處理中的營(yíng)養(yǎng)缺乏引起，這與王龍等的研究結(jié)果一致。一定范圍內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)液濃度的增大和適宜的穴盤(pán)孔數(shù)對(duì)幼苗的光合作用起促進(jìn)作用，使幼苗氣孔張開(kāi)、氣孔導(dǎo)度增大，進(jìn)入細(xì)胞的CO2增多，胞間CO2濃度降低，參與光合作用的CO2增多，凈光合速率增大，同時(shí)減少氣孔阻力，使幼苗的蒸騰作用得到增強(qiáng)。

根系是植物生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期活躍的吸收器官和合成器官，也是植物最先感受環(huán)境因子信號(hào)的器官，對(duì)整個(gè)植株的生命活動(dòng)具有重要影響。蔬菜幼苗根系結(jié)構(gòu)特征能夠反映根系生長(zhǎng)和代謝能力的強(qiáng)弱。50孔穴盤(pán)中黃瓜幼苗的根長(zhǎng)、根表面積和根體積顯著高于其它處理，表明幼苗根系的生長(zhǎng)與穴孔體積呈正相關(guān)，50孔穴盤(pán)更適宜幼苗根系的生長(zhǎng)，與狄文偉、孫齊宇等的研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著穴盤(pán)孔數(shù)的增多，黃瓜穴盤(pán)苗的壯苗指數(shù)呈下降趨勢(shì)，這可能是因?yàn)橛酌缟L(zhǎng)空間減小對(duì)其正常生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。相同孔數(shù)穴盤(pán)處理下，隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度的增大，幼苗的干重和地上部鮮重逐漸增加，說(shuō)明一定范圍內(nèi)增加營(yíng)養(yǎng)液濃度有利于黃瓜幼苗鮮重和干重的增加，與楊青松、李邵等的研究結(jié)果一致。以上表明穴盤(pán)孔數(shù)為幼苗生長(zhǎng)的主要影響因素，影響幼苗的干物質(zhì)積累。

纖維素和蔗糖含量均隨營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加呈上升趨勢(shì)，并隨穴盤(pán)孔數(shù)的增加而減少。T3和T6處理兩項(xiàng)指標(biāo)均與其它處理差異顯著，表明1.5倍營(yíng)養(yǎng)液與50孔、72孔穴盤(pán)組合較適宜幼苗纖維素和蔗糖積累，同時(shí)營(yíng)養(yǎng)液濃度的增加為幼苗及時(shí)提供營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)植株體內(nèi)有益物質(zhì)的生成。

綜上可知，保證營(yíng)養(yǎng)液濃度與穴盤(pán)孔數(shù)的關(guān)系協(xié)調(diào)進(jìn)而提高營(yíng)養(yǎng)液利用效率，是實(shí)現(xiàn)低投入和黃瓜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。營(yíng)養(yǎng)液濃度高且穴盤(pán)穴孔體積大，黃瓜根系的營(yíng)養(yǎng)面積就大，就有利于幼苗生長(zhǎng)，但營(yíng)養(yǎng)液與基質(zhì)用量大會(huì)提高生產(chǎn)成本。相反，營(yíng)養(yǎng)液濃度低且穴孔體積小，黃瓜根系的營(yíng)養(yǎng)面積就小，且幼苗對(duì)環(huán)境敏感，不利于幼苗生長(zhǎng)，但基質(zhì)用量少，可降低生產(chǎn)成本。綜合認(rèn)為，本試驗(yàn)條件下，可選擇適宜的高濃度營(yíng)養(yǎng)液與50孔或72孔穴盤(pán)組合進(jìn)行黃瓜穴盤(pán)育苗，但在實(shí)際生產(chǎn)中仍需要考慮育苗成本和客戶需求。