- 8 -Vegetables 2020.2試驗(yàn)研究不同基質(zhì)配比對(duì)溫室番茄幼苗生長(zhǎng)及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響線國(guó)蘭1，賈 靚1，張偉偉1，關(guān)博文1，陳修斌1,2*，楊 彬1（ 1.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院，甘肅 張掖 734000； 2.河西走廊精準(zhǔn)設(shè)施園藝工程技術(shù)研究中心，甘肅 張掖 734000）收稿日期： 2019-11-14基金項(xiàng)目： 河西學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目（120）；甘肅省高校協(xié)同創(chuàng)新科技團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃（2017C-18）。*通訊作者： 陳修斌摘要：以番茄品種“福美十號(hào)”為材料，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究不同基質(zhì)配比對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)與葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響。結(jié)果表明：采用A3 V（草炭）V（玉米秸稈）V（牛糞）V（食用菌下腳料）V（蛭石） 120.50.51的基質(zhì)配比，幼苗在出苗率、株高、莖粗、葉片數(shù)和根冠比等性狀上表現(xiàn)最優(yōu)，分別為98.25%、44.60 cm、0.50 cm、9.12片與7.95；葉片光系統(tǒng)II（PSII）原初光能轉(zhuǎn)化效率（Fv/Fm）與PSII潛在活性（Fv/Fo）的值在幼苗生長(zhǎng)前期、中期和末期也均為最高，F(xiàn)v/Fm值分別為0.82、0.74和0.79，F(xiàn)v/Fo值分別為3.92、2.97和3.23；其葉片內(nèi)丙二醛（MDA）含量最低為6.02 µmol/g，其根系活力最強(qiáng)、超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）與可溶性蛋白含量等指標(biāo)最高，分別為158.26 µg/（g·h）、386.23 U/g、6.26 U/（g·min）和0.203 mg/g，顯著高于其他處理。說(shuō)明采用處理A3的基質(zhì)配比更適宜于番茄幼苗的生長(zhǎng)。關(guān)鍵詞：基質(zhì)配比；番茄幼苗；生長(zhǎng)；熒光參數(shù)Effects of Different Substrate Proportion on Growth and Chlorophyll Fluorescence Parameters of Tomato Seedlingsin GreenhouseXIAN Guolan1, JIA Liang1, ZHANG Weiwei1, GUAN Bowen1, CHEN Xiubin1,2*, YANG Bin1(1. College of Agriculture and Ecological Engineering, Hexi University, Zhangye 734000, China; 2.Hexi Corridor Research Center for Precision Facilities in Horticultural Engineering Technology, Zhangye 734000, China)Abstract: The effects of different substrate proportions on the growth of tomato seedlings and the changes of chlorophyll fluorescence parameters of leaves were studied by randomized block arrangement design and taking tomato cultivar 'Fumei No.10' as material. The results showed that the seedling emergence rate, plant height, stem diameter, number of leaves and root-shoot ratio were the best under the A3 treatment V(peat) V(corn straw) V(cow dung) V(edible fungus residue) V(vermiculite) 1 2 0.5 0.5 1, which were 98.25%, 44.60 cm, 0.50 cm, 9.12 pieces and 7.95, respectively. The values of PSII primary light - 9 -Vegetables 2020.2試驗(yàn)研究energy conversion efficiency (Fv/Fm) and PSII potential activity (Fv/Fo) were the highest in the early, middle and late stages of seedling growth, and Fv/Fm were 0.82, 0.74 and 0.79, respectively, and the values of Fv/Fo were 3.92, 2.97 and 3.23, respectively. The malondialdehyde (MDA) content in leaves was the lowest (6.02 µmol/g), but the root activity, superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and soluble protein content were the highest, they were 158.26 µg/(g·h), 386.23 U/g, 6.26 U/(g·min) and 0.203 mg/g, respectively, significantly higher than other treatments. The above all indicated that the substrate proportion of treatment A3 was more suitable for tomato seedling growth.Keywords: substrate proportion; tomato seedling; growth; fluorescence parameter張掖市地處河西走廊中部，屬溫帶大陸性氣候，境內(nèi)地勢(shì)平坦，光熱資源充足，年日照總時(shí)長(zhǎng)3 000 h以上。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以日光溫室為主體的設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)有了較大的發(fā)展。番茄（ Solanum lycopersicum）是日光溫室栽培的主要蔬菜種類之一，番茄種植已成為農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收的重要途徑。育苗是番茄生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，但常規(guī)番茄育苗大多采用通用的商品基質(zhì)，一方面不利于番茄壯苗培育，另一方面增加了育苗生產(chǎn)成本，制約了番茄育苗的工廠化生產(chǎn)。目前，關(guān)于不同基質(zhì)配比在蔬菜上的應(yīng)用研究，國(guó)內(nèi)學(xué)者李元文等1篩選了適宜于彩色辣椒無(wú)土栽培的基質(zhì)配方；程立巧等2研究了不同基質(zhì)對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響，得到了草炭、爐渣、蛭石按1 1 1的體積比配成基質(zhì)，最適宜于番茄幼苗生長(zhǎng)的結(jié)論；崔廣祿3通過(guò)研究基質(zhì)與椰糠不同配比，篩選出基質(zhì)椰糠按7 3體積配比，有利于西瓜無(wú)土栽培生產(chǎn)。而采用有機(jī)基質(zhì)與無(wú)機(jī)基質(zhì)混配應(yīng)用于番茄育苗生產(chǎn)中的研究報(bào)道較少。張掖市是我國(guó)較大的玉米制種基地，生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的玉米秸稈，同時(shí)該地區(qū)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中又產(chǎn)生大量的下腳料，因而農(nóng)業(yè)廢棄物資源比較豐富。本研究立足于本地的生產(chǎn)實(shí)際，以玉米秸稈、食用菌下腳料、牛糞、蛭石、珍珠巖等基質(zhì)為原料，組成不同配比的混合基質(zhì)，從番茄幼苗生長(zhǎng)、葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)等變化上，研究不同基質(zhì)配比對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響，以期篩選出適合于張掖市番茄壯苗培育的育苗基質(zhì)，為提高農(nóng)業(yè)資源利用率、實(shí)現(xiàn)番茄壯苗培育與集約化生產(chǎn)提供理論和技術(shù)參考。1 材料和方法1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料試驗(yàn)于2019年 4 8月在張掖市綠之源農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司大棚內(nèi)進(jìn)行。供試的基質(zhì)種類為草炭、玉米秸稈、珍珠巖、牛糞、食用菌下腳料、蛭石，以“福美十號(hào)”番茄為指示品種。1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)共設(shè)6 個(gè)處理，分別為對(duì)照CK （草炭珍珠巖蛭石5 1 1），A1（草炭玉米秸稈食用菌下腳料珍珠巖 2 1 1 1）、A2（草炭牛糞蛭石玉米秸稈食用菌下腳料 2 0.5 0.5 1 1 ）、 A3（草炭玉米秸稈牛糞食用菌下腳料蛭石 1 2 0.5 0.5 1）、A4（草炭玉米秸稈珍珠巖牛糞食用菌下腳料蛭石 1 1 1 0.5 0.5 1）、A5（草炭玉米秸稈食用菌下腳料牛糞珍珠巖蛭石0.5 1 0.5 0.5 1 1）。采用72孔穴盤(pán)，每個(gè)處理裝1 盤(pán)，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3 次。將以上基質(zhì)按照不同處理確定的體積比混合均勻后裝入穴盤(pán)。將番茄種子播種于穴盤(pán)內(nèi)，每孔播種1粒，深度0.5 cm，然后覆蓋相應(yīng)基質(zhì)，出苗前保持白天25 28 ，晚上15 18 ，出苗后白天22 25 ，晚上12 15 。1.3 測(cè)定項(xiàng)目1.3.1 出苗統(tǒng)計(jì)與形態(tài)指標(biāo)測(cè)定播種后第10天，統(tǒng)計(jì)各處理的出苗率；幼苗生長(zhǎng)后期，各處理隨機(jī)選取4 株，統(tǒng)計(jì)其葉片數(shù)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定株高、莖粗，測(cè)定地上部分鮮質(zhì)量、地下部分鮮質(zhì)量等指標(biāo)。- 10 -Vegetables 2020.2試驗(yàn)研究1.3.2 葉片熒光參數(shù)測(cè)定分別在番茄幼苗生長(zhǎng)前期（2019年 5月 31日）、中期（6 月 19日）、末期（7 月 8日），于10： 00 12： 00，選擇每個(gè)處理同一部位的葉片，用英國(guó)Hansatech 公司的Handy PEA 植物效率分析儀測(cè)定經(jīng)過(guò)暗適應(yīng)20 min以上的葉片初始熒光（ F o）、最大熒光（ F m）、最大初始熒光（ F o）及穩(wěn)態(tài)熒光（ F s）、光照條件下最大熒光（ F m），每處理3 次重復(fù)，并計(jì)算PS 原初光能轉(zhuǎn)換效率（ F v/F m），葉片PS 潛在活性（ F v/F o）4；其中， F v（ Fm F o）， F v/F o（ Fm Fo） /Fo， Fv/Fm（ Fm Fo） /Fm，每個(gè)處理隨機(jī)測(cè)定4 株，取其平均值。1.3.3 幼苗生化指標(biāo)測(cè)定在幼苗生長(zhǎng)末期（7 月 10日），每處理隨機(jī)選4株，參照李合生5的方法測(cè)定生化指標(biāo)，根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC ）法，超氧化物歧化酶（SOD ）活性采用氮藍(lán)四唑（NBT ）法，過(guò)氧化物酶（POD ）活性采用愈創(chuàng)木酚氧化法，丙二醛（MDA ）含量采用硫代巴比妥酸法，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法。1.4 數(shù)據(jù)分析采用DPS 9.50和 Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，采用 Duncan's法進(jìn)行差異顯著性分析，顯著性水平設(shè)置為0.05。2 結(jié)果與分析2.1 不同處理對(duì)番茄出苗率及幼苗生長(zhǎng)的影響從表1 可以看出，A1、 A2、 A3、 A4與 A5處理的番茄出苗率均高于對(duì)照（CK ），以處理A3的番茄出苗率最高，其值可達(dá)98.25%，顯著高于CK、 A1、 A2、 A4、 A5處理，分別高出9.58、5.83、 4.57、 7.40、 6.92個(gè)百分點(diǎn)，不同處理間呈現(xiàn)一定差異。幼苗株高、莖粗、葉片數(shù)也以處理A3為最高，分別為44.60 cm、 0.50 cm與 9.12片，均顯著高于其他處理，分別比CK 多出14.72 cm、0.07 cm與 1.45片；根冠比是反映幼苗地上與地下生長(zhǎng)量大小的重要衡量指標(biāo)，本試驗(yàn)中，以處理A3的番茄幼苗根冠比最高，達(dá)到7.95，較CK 高出68.43%。說(shuō)明采用處理A3（草炭玉米秸稈牛糞食用菌下腳料蛭石1 2 0.5 0.5 1）的基質(zhì)配比，更利于番茄出苗與幼苗生長(zhǎng)。2.2 不同處理對(duì)番茄幼苗葉片 F v/F m和 F v/F o的影響F v/F m為 PS的光化學(xué)效率，它反映了暗適應(yīng)下光系統(tǒng)的最大光化學(xué)效率， F v/F o反映PS潛在活性6。從圖 1可以看出，在番茄幼苗生長(zhǎng)前期和末期，不同配比處理的葉片 F v/F m值均高于CK ；幼苗生長(zhǎng)中期只有A1、 A3處理的F v/F m值高于CK ，且與CK 存在顯著差異；不同生長(zhǎng)時(shí)期均以A3處理的 F v/F m值最高，在幼苗生長(zhǎng)前期、中期和末期分別為0.82、 0.74和 0.79，與CK相比分別提高了14.35%、 37.43%和 42.63%，差異顯著。從圖2 可以看出，在番茄幼苗生長(zhǎng)前期，A1、 A3、 A4、 A5處理的葉片 F v/F o值均高于CK，且差異顯著（除A1外）；幼苗生長(zhǎng)中期不同配比處理的 F v/F o值均顯著高于CK ，以A3處理表1 不同處理對(duì)番茄出苗率及幼苗生長(zhǎng)的影響處理 出苗率/% 株高/cm 莖粗/cm 葉片數(shù)/ 片 根冠比CK 88.67± 1.86e 29.88± 0.78e 0.43± 0.07de 7.67± 0.76e 4.72± 0.51cdA1 92.42± 2.05cd 35.05± 0.98b 0.44± 0.01cd 9.01± 0.84bc 4.97± 0.67cA2 93.68± 2.14b 33.48± 1.52c 0.42± 0.03e 8.78± 0.06b 6.24± 0.24bA3 98.25± 3.42a 44.60± 1.64a 0.50± 0.02a 9.12± 0.35a 7.95± 0.15aA4 90.85± 1.54de 31.10± 0.96cd 0.48± 0.06b 8.16± 0.87cd 4.98± 0.37cA5 91.33± 1.36bc 30.78± 1.04de 0.47± 0.04bc 8.54± 0.65de 4.36± 0.46d注：以上為4 株的平均值；同列不同小寫(xiě)字母表示達(dá)顯著差異水平，0.05。圖1 2、表2 同。- 11 -Vegetables 2020.2試驗(yàn)研究最高；幼苗生長(zhǎng)后期只有A3、 A4處理的 F v/F o值高于CK ，其中A3處理顯著高于CK ；不同生長(zhǎng)時(shí)期均以A3處理的 F v/F o值最高，幼苗生長(zhǎng)前期、中期和末期分別為3.92、 2.97和 3.23，與CK 相比分別提高了42.01%、 40.59%和 10.55%。由此可見(jiàn)，A3基質(zhì)配比處理的番茄幼苗葉片保持了較強(qiáng)的光化學(xué)效率，葉片潛在活性也較強(qiáng)，其他處理可能由于營(yíng)養(yǎng)配比不均，導(dǎo)致育苗基質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生逆境脅迫；因此，其他處理的幼苗生理活性較弱， F v/F m和 F v/F o值低于或顯著低于CK ，這與0.900.800.700.600.500.400.300.200.100.004.504.003.503.002.502.001.501.000.500.00CKCK前期前期dbccdabbcdbbcaaabcdabbabcdcabbcbcaaaeecdbcdbcdedc中期中期末期末期A1A1處理處理A2A2A3A3A4A4A5A5Fv/FmFv/Fo圖1 不同處理 Fv/Fm值比較圖2 不同處理 Fv/Fo值比較- 12 -Vegetables 2020.2試驗(yàn)研究前人的研究結(jié)果相一致7。2.3 不同處理對(duì)番茄幼苗生化指標(biāo)的影響不同處理對(duì)番茄幼苗根系活力影響見(jiàn)表2 ，從表2 可以看出，不同基質(zhì)配比處理的番茄幼苗根系活力均高于CK ，其中以A3處理最高，分別較CK 、 A1、 A2、 A4、 A5處理高出70.30、21.84、 36.79、 48.03、 60.40 µg/（ g·h），且差異顯著。說(shuō)明A3處理不同基質(zhì)配比的營(yíng)養(yǎng)耦合呈協(xié)同效應(yīng)，可保持幼苗較強(qiáng)的養(yǎng)分與水分吸收能力，其他處理基質(zhì)配比營(yíng)養(yǎng)失調(diào)，導(dǎo)致根系活力降低8。SOD活性的大小可以反映葉片細(xì)胞對(duì)鹽害逆境的適應(yīng)能力9。由表2 可以看出，各處理中以A3番茄幼苗葉片SOD 的活性最強(qiáng)，顯著高于其他處理，其值可達(dá)386.23 U/g，與 CK相比高出81.80 U/g； A5處理最低，其值為138.42 U/g；說(shuō)明 A3處理番茄幼苗葉片SOD 的活性最強(qiáng)，而處理A5葉片的SOD 活性最弱。究其原因可能是以A3處理的基質(zhì)配比合理，番茄幼苗葉片中SOD 活性最高，清除體內(nèi)大量活性氧自由基的能力最強(qiáng)，因此葉片保持了較高代謝水平。POD是細(xì)胞膜系統(tǒng)的保護(hù)酶，對(duì)保持體內(nèi)代謝平衡起著重要的作用10。從表2 可以看出，A3處理番茄幼苗葉片POD 活性顯著高于其他處理（除A2外），其值為6.26 U/（ g·min），較CK高出4.25 U/（ g·min）；處理A5的番茄葉片POD活性最低，其值為1.68 U/（ g·min），各處理POD活性大小順序?yàn)锳3 A2 A1 A4 CKA5，這表明各處理由于不同種類基質(zhì)用量不同，導(dǎo)致其營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)水平存在差異，使基質(zhì)產(chǎn)生了脅迫環(huán)境，從而反映在番茄幼苗葉片上，出現(xiàn)POD活性強(qiáng)弱不同。葉片 MDA含量越高，表明受傷害程度越大11。從表 2可以看出，A5處理的MDA 含量最高，為9.24 µmol/g， A3處理的MDA 含量最低，為6.02 µmol/g， A3處理比CK 降低2.93 µmol/g。這說(shuō)明A3處理番茄幼苗葉片的細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度低，而A5處理的幼苗葉片細(xì)胞受傷害最大。這可能是不同種類基質(zhì)配比處理的養(yǎng)分組成存在差異，導(dǎo)致不同基質(zhì)間營(yíng)養(yǎng)耦合作用呈現(xiàn)拮抗作用12?？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量的高低可反映植株體內(nèi)氮代謝水平或側(cè)面反映植株的生長(zhǎng)能力13。從表2可以看出，A3處理的番茄幼苗葉片可溶性蛋白含量最高，可達(dá)0.203 mg/g ，顯著高于其他處理，較 CK高出 0.16 mg/g；不同處理中以 A5的番茄葉片中可溶性蛋白的含量最低，較CK 降低了37.21%，這說(shuō)明采用處理A3的基質(zhì)配比有利于幼苗葉片可溶性蛋白的含量的提高，而A5處理的基質(zhì)配比不利于可溶性蛋白的含量增加；究其原因是不同基質(zhì)配比中的氮素營(yíng)養(yǎng)水平不同，從而影響了葉片內(nèi)可溶性蛋白的形成。3 結(jié)論與討論本試驗(yàn)研究了不同種類基質(zhì)及其配比對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)與葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化，結(jié)果表明：以采用A3處理番茄幼苗出苗率最高，幼苗株高、莖粗、葉片數(shù)、根冠比等農(nóng)藝性狀也顯著優(yōu)于其他處理，究其原因是A3處理的PS 光化學(xué)效表2 不同處理對(duì)番茄幼苗生化指標(biāo)的影響處理 根系活力/ （ µg/（ g·h） SOD/（ U/g） POD/（ U/（ g·min） MDA/（ µmol/g） 可溶性蛋白/ （ mg/g）CK 87.96± 3.78e 304.43± 10.25cd 2.01± 0.16cd 8.95± 0.68bc 0.043± 0.002cdA1 136.42± 5.21b 378.33± 9.38ab 4.70± 0.13bc 9.23± 0.71ab 0.059± 0.003cA2 121.47± 7.45c 286.80± 11.25de 5.02± 0.15ab 8.46± 0.14cd 0.102± 0.007bA3 158.26± 4.52a 386.23± 8.76a 6.26± 0.14a 6.02± 0.42e 0.203± 0.003aA4 110.23± 6.53cd 359.29± 12.65bc 2.50± 0.16c 7.67± 0.65de 0.031± 0.002deA5 97.86± 4.18de 138.42± 5.56e 1.68± 0.08d 9.24± 0.51a 0.027± 0.004e- 13 -Vegetables 2020.2試驗(yàn)研究率與PS 潛在活性最強(qiáng)；這表明采用A3處理（草炭玉米秸稈牛糞食用菌下腳料蛭石1 2 0.5 0.5 1）的基質(zhì)配比，可激發(fā)葉片在暗適應(yīng)下 PS的最大量子產(chǎn)額及葉片 PS潛在活性，這與Shangguan 等14-15的研究相一致；而其他處理的基質(zhì)配比，由于營(yíng)養(yǎng)元素不平衡，基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)濃度過(guò)高或過(guò)低，使幼苗生長(zhǎng)的基質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生脅迫條件，葉片的光合機(jī)構(gòu)受到傷害16-17，從而使 Fv/Fm、 Fv/Fo的值處于較低水平。植株的生理活性高低與生長(zhǎng)的環(huán)境有關(guān)18-19。本試驗(yàn)中以A3處理的番茄幼苗根系活力最強(qiáng)，SOD與 POD活性最高，可溶性蛋白含量也高于其他處理，而MDA 的含量最低，說(shuō)明采用A3的基質(zhì)配比所構(gòu)成的根系營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，更有利于植株生長(zhǎng)與代謝能力的提高，其他處理由于基質(zhì)成分的營(yíng)養(yǎng)水平失衡，從而造成幼苗根系活力、葉片SOD與 POD活性、可溶性蛋白與MDA 含量等指標(biāo)的差異。關(guān)于不同種類基質(zhì)及其配比處理的基質(zhì)理化性狀及其對(duì)植株根系活力等影響方面將進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)研究。參考文獻(xiàn)1 李元文, 夏志蘭, 繆武, 等 .彩色辣椒有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培基質(zhì)配方篩選J.辣椒雜志,2005(4):15-16.2 程立巧, 傅慶林, 金怡 ,等 .不同基質(zhì)對(duì)番茄根際微生物、酶活性及幼苗生長(zhǎng)的影響J.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) ,2016,28(6):973- 978.3 崔廣祿. 不同基質(zhì)配比對(duì)小果型西瓜生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響J.中國(guó)瓜菜,2018,31(5):33-36.4 KRAUSE GH, WEIS E. 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