王世琛 李舜偉 李欣 楊延杰 閆征南

摘要：為探究黃瓜穴盤苗質(zhì)量與營養(yǎng)液濃度、不同孔數(shù)穴盤之間的關(guān)系，本試驗以黃瓜品種“四季豐”為材料，以霍格蘭營養(yǎng)液為標(biāo)準(zhǔn)配制不同濃度營養(yǎng)液（50%、1.0倍和1.5倍），研究不同孔數(shù)穴盤（50、72孔和105孔）與不同濃度營養(yǎng)液組合處理對黃瓜幼苗生長發(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）與營養(yǎng)液濃度、穴孔體積呈正相關(guān)。1.5倍濃度營養(yǎng)液與50孔、1.5倍濃度營養(yǎng)液與72孔穴盤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顯著差異，但大多顯著高于其它處理；除根長外，50孔穴盤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)穴盤處理。綜上認(rèn)為，適宜的高濃度營養(yǎng)液與50孔或72孔穴盤組合適宜培育優(yōu)質(zhì)黃瓜幼苗。

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

中圖分類號：S642.204+3 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2023）02-0064-07

黃瓜（CuLumis satimsL）是我國溫室栽培的主要蔬菜種類之一，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，其育苗方式已轉(zhuǎn)向工廠化穴盤育苗。穴盤育苗可以提高育苗效率，節(jié)省種子和空間，方便運輸管理，有利于病蟲害防治并可以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。其成苗時根系可以形成完整的根坨，便于移栽，同時根系不會受到損傷。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)上采用穴盤育苗技術(shù)較早的蔬菜種類之一，研究其穴盤苗的壯苗標(biāo)準(zhǔn)及評價指標(biāo)，對黃瓜種苗的商品化生產(chǎn)具有重要的理論和實踐意義，但不同規(guī)格穴盤對幼苗質(zhì)量有較大的影響。選擇適宜孔數(shù)的穴盤類型，目的在于促進(jìn)幼苗的生長發(fā)育，幼苗質(zhì)量越高，越有利于定植后黃瓜緩苗及生長。

營養(yǎng)液作為無土栽培的核心要素，其配方和濃度能夠調(diào)控植物的生長發(fā)育。適宜的營養(yǎng)液濃度能夠促進(jìn)植株的生長發(fā)育，保障果實的產(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發(fā)育。在達(dá)到作物營養(yǎng)液濃度臨界值之前，增加營養(yǎng)液濃度可以較好地促進(jìn)植株的生長發(fā)育，有利于提高溫室作物的產(chǎn)量。陳淑芳等研究表明，50%園試營養(yǎng)液處理黃瓜幼苗表現(xiàn)相對合理：任瑞珍等研究表明，黃瓜營養(yǎng)液育苗條件下，采用1.5倍營養(yǎng)液濃度較合適。但是在植物幼苗無土生產(chǎn)過程中，采用過高濃度的營養(yǎng)液育苗，苗期植株遇逆境發(fā)生徒長現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此營養(yǎng)液濃度應(yīng)保持適宜，過高不但不會對作物生長發(fā)育起到促進(jìn)作用，還會抑制作物生長，造成營養(yǎng)液浪費甚至污染環(huán)境。由此可見，探究適宜作物生長的營養(yǎng)液濃度至關(guān)重要。

前人在營養(yǎng)液濃度和穴盤孔數(shù)上做了大量研究，多數(shù)著重探究營養(yǎng)液濃度或穴盤孔數(shù)等單個因素對蔬菜幼苗生長的影響，關(guān)于兩者相互組合對黃瓜幼苗生長的影響鮮有報道。因此，本試驗設(shè)置不同孔數(shù)穴盤與不同濃度營養(yǎng)液的組合處理，研究其對黃瓜幼苗生長發(fā)育和生理指標(biāo)的影響，以期選定適宜的營養(yǎng)液濃度和孔數(shù)穴盤，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試驗材料

供試黃瓜（cucurm.s satLmsL）品種為“四季豐”，購于青島碩豐源種業(yè)有限公司。試驗于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試驗處理

將黃瓜種子分別播種于裝有基質(zhì)的50、72、105孔穴盤中，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）。以霍格蘭營養(yǎng)液為標(biāo)準(zhǔn)配制不同濃度的營養(yǎng)液，分別為50%、1.0倍和1.5倍營養(yǎng)液，營養(yǎng)液電導(dǎo)率（EC）值分別為1.06、2.04、3.26 mS/cm。

本試驗設(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個處理。

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

1.3試驗指標(biāo)與測定方法

黃瓜幼苗株高和莖粗分別用直尺和游標(biāo)卡尺測量。采用便攜式光合測定儀（Li-6400XT，Ll-COR公司，美國）測定黃瓜幼苗光合特性各指標(biāo)，光照強度、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）測定。地上部和地下部干重采用烘干稱重法測定。壯苗指數(shù)參照楊藝煒等的方法計算。

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)穴盤與不同濃度營養(yǎng)液對黃瓜幼苗形態(tài)的影響

在相同孔數(shù)穴盤條件下，不同濃度處理黃瓜幼苗的株高和莖粗均隨著營養(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，在本試驗條件下，營養(yǎng)液濃度的升高有利于黃瓜幼苗生長，且相同營養(yǎng)液濃度下50孔和72孔穴盤較105孔穴盤更適宜于黃瓜幼苗生長。

2.2不同孔數(shù)穴盤與不同濃度營養(yǎng)液對黃瓜幼苗光合特性的影響

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

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

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

2.3不同孔數(shù)穴盤與不同濃度營養(yǎng)液對黃瓜幼苗根系結(jié)構(gòu)的影響

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

2.4不同孔數(shù)穴盤與不同濃度營養(yǎng)液對黃瓜幼苗生物量的影響

由圖4和圖5可知，相同濃度營養(yǎng)液條件下不同孔數(shù)穴盤處理對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，且隨著穴盤孔數(shù)的增加各個指標(biāo)數(shù)值均呈下降趨勢。相同孔數(shù)穴盤條件下，1.0倍和1.5倍濃度營養(yǎng)液處理黃瓜幼苗的壯苗指數(shù)無顯著差異，地上部鮮重及地上、地下部干重隨著營養(yǎng)液濃度的增大呈升高趨勢，且除地上部鮮重外其它指標(biāo)值間無顯著差異。50孔和105孔穴盤中，不同濃度營養(yǎng)液處理下相同孔數(shù)穴盤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養(yǎng)液濃度升高數(shù)值增大，50％、1.5倍營養(yǎng)液濃度處理間有顯著差異。

綜上所述，50孔和72孔穴盤中各濃度營養(yǎng)液處理黃瓜植株生長旺盛，葉片長勢良好。其中，50孔穴盤與高濃度營養(yǎng)液組合更適宜黃瓜幼苗的生長發(fā)育，有利于其光合作用。

2.5不同孔數(shù)穴盤與不同濃度營養(yǎng)液對黃瓜幼苗生理指標(biāo)的影響

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

由此可知，不同孔數(shù)穴盤澆施不同濃度營養(yǎng)液對黃瓜幼苗生理指標(biāo)的影響不同，適宜的營養(yǎng)液濃度和穴盤孔數(shù)可以通過提高幼苗蔗糖和纖維素含量來增強幼苗的營養(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)境條件是實現(xiàn)其高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。對于穴盤孔數(shù)和營養(yǎng)液濃度的選擇和優(yōu)化是無土栽培育苗生產(chǎn)獲得成功的重要保障。本試驗中，黃瓜幼苗的株高和莖粗均與營養(yǎng)液濃度呈正相關(guān)關(guān)系，一定范圍內(nèi)的營養(yǎng)液濃度增加利于植株快速生長，株高和莖粗均呈上升趨勢，提高幼苗質(zhì)量，但低濃度營養(yǎng)液處理下植株長勢偏弱。這可能是由于植株所需營養(yǎng)供應(yīng)不足而引起。在三種不同規(guī)格穴盤處理中，隨著穴盤孔數(shù)的減少和營養(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孔穴盤中，雖然幼苗形態(tài)指標(biāo)隨著營養(yǎng)液濃度的增加呈上升趨勢，但各處理均出現(xiàn)幼苗長勢偏弱現(xiàn)象，這可能是由于穴盤孔數(shù)增加后其容積減小，致使植株根系生長空間減小，從混合基質(zhì)獲取的營養(yǎng)元素不足以及保水能力減弱。

光合作用是植物生長的重要能量來源和物質(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、增產(chǎn)潛力越大。本試驗中，50孔穴盤中黃瓜幼苗葉片的葉綠素含量較高，但隨著穴盤孔數(shù)的增加，葉綠素含量呈下降趨勢，處理之間有顯著性差異。這可能是由于幼苗生長空間的限制使光照未得到適宜的補充。T7和T8處理葉綠素含量較低，表現(xiàn)出植株生長慢、生物量低，可能是由于葉片葉綠素合成過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，營養(yǎng)液濃度過低無法滿足植株生長發(fā)育對養(yǎng)分的需求，適宜的營養(yǎng)液濃度利于植株提高葉綠素含量。本試驗中，低濃度營養(yǎng)液和多孔數(shù)穴盤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)，營養(yǎng)液濃度的增大和適宜的穴盤孔數(shù)對幼苗的光合作用起促進(jìn)作用，使幼苗氣孔張開、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，同時減少氣孔阻力，使幼苗的蒸騰作用得到增強。

根系是植物生長發(fā)育時期活躍的吸收器官和合成器官，也是植物最先感受環(huán)境因子信號的器官，對整個植株的生命活動具有重要影響。蔬菜幼苗根系結(jié)構(gòu)特征能夠反映根系生長和代謝能力的強弱。50孔穴盤中黃瓜幼苗的根長、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與穴孔體積呈正相關(guān)，50孔穴盤更適宜幼苗根系的生長，與狄文偉、孫齊宇等的研究結(jié)果一致。本試驗結(jié)果表明，隨著穴盤孔數(shù)的增多，黃瓜穴盤苗的壯苗指數(shù)呈下降趨勢，這可能是因為幼苗生長空間減小對其正常生長產(chǎn)生影響。相同孔數(shù)穴盤處理下，隨著營養(yǎng)液濃度的增大，幼苗的干重和地上部鮮重逐漸增加，說明一定范圍內(nèi)增加營養(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。以上表明穴盤孔數(shù)為幼苗生長的主要影響因素，影響幼苗的干物質(zhì)積累。

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

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