营养液pH对甘蔗实生苗生长的影响

赵丽萍，刘家勇*，赵培方，昝逢刚，赵俊，姚丽，杨昆，李纯佳，吴才文

(1.云南省农业科学院甘蔗研究所，云南 开远 661699；2.云南省甘蔗遗传改良重点试验室，云南 开远 661699)

营养液pH对甘蔗实生苗生长的影响

赵丽萍1,2，刘家勇1,2*，赵培方1,2，昝逢刚1,2，赵俊1,2，姚丽1,2，杨昆1,2，李纯佳1,2，吴才文1,2

(1.云南省农业科学院甘蔗研究所，云南 开远 661699；2.云南省甘蔗遗传改良重点试验室，云南 开远 661699)

采用桶栽方式，研究不同 pH(5.0、7.0、8.5)营养液对甘蔗组合 RB85–5156×云瑞05–407、云瑞06–3501×Tolodo、粤糖94–128×赣蔗75–65、ROC6×云瑞05–733、VMC87–95×云瑞05–171(分别记为A、B、C、D、E)实生苗生长的影响。结果表明：①在pH 7.0处理下，B组合实生苗的根长、根表面积、根体积、茎径最大，在pH 8.5处理下，A、C、D、E组合实生苗的根长、根表面积、根体积最大；②C、D、E组合实生苗的根系活力在pH 5.0时最高，B组合实生苗的根系活力在pH 7.0时最高。整体而言，A、B、C、D、E组合实生苗在营养液pH 7.0和pH 8.5处理下的根系形态和植株生长较好。

甘蔗；实生苗；根系；营养液；pH

土壤 pH 在植物生长过程中起举足轻重的作用，不适宜的pH影响植物的正常生长发育。中国土壤pH 的南北差异很大，甘蔗主产区pH整体(约81%)处于酸性水平[1]，且pH 5.5 以下的酸性土壤样品占总数的62%，如广西来宾市兴宾区良江镇的连片缓丘红壤蔗地土壤pH 的算术平均值和几何平均值分别为4.35和4.34[2]，属于特强酸性土壤。甘蔗虽然具有耐贫瘠、耐酸性的特点，但土壤过酸会降低磷肥的利用率和影响甘蔗根系的生长发育，从而导致减产[1]。目前，有关根系生理活性与根际pH 关系的研究主要是针对小麦、水稻、烟草、非洲菊、花生等作物[3–10]，而 pH 对甘蔗幼苗根系生长的影响的报道[11]较少。笔者研究不同pH营养液对5个甘蔗组合实生苗植株的生物量、根系形态、根系活力、茎径及株高的影响，旨在筛选出耐酸性环境的甘蔗品种，探索甘蔗生长最适宜的pH 环境。

1 材料与方法

1.1 材 料

以 RB85–5156×云瑞 05–407、云瑞 06–3501× Tolodo、粤糖 94–128×赣蔗 75–65、ROC6×云瑞05–733、VMC87–95×云瑞05–171(分别记为A、B、C、D、E)5个杂交组合的杂交后代为试验材料。

1.2 方 法

杂交种子于2012年6月播种于云南省农业科学院甘蔗研究所温室大棚。随机选择5个组合的实生苗进行试验。按常规方法统一进行实生苗培育。实生苗长至 4～5叶时，从苗床挑选长势一致的苗移栽至桶内。桶内基质为冲洗干净的河沙。实生苗移栽后用自来水浇灌，待实生苗成活后进行不同pH营养液处理。pH 设5.0、7.0、8.5共3个水平，每水平3次重复，即每个杂交组合每个pH水平各种植3桶(1桶为1个重复，15株/桶，桶高32 cm，直径35 cm)。营养液pH 用pH–3C型pH测定仪测量，并用 1 mol/L的H2SO4和1 mol/L的NaOH溶液将pH调至规定值。营养液为Hoagland,s(霍格兰氏)经典配方，每周浇1次，待植株生长130 d后，测定植物地上部分及根系的生物量、株高、茎径、根系形态特征及根系活力。

1.3 测定指标及方法

根系形态指标的测定：从培养桶中完整取出植株，用自来水将根系冲洗干净。将清洗干净的实生苗完整根系从植株上分离下来，用吸水纸吸干其表面水分，按单根分开，不重叠、不交叉，并排放置于专用根盘，利用WinRHIZO LA6400XL根系专用大幅面透视扫描仪扫描根系，把扫描好的图片按群体株系号、重复、分类保存于不同的文件夹，然后用根系专用WinRHIZO软件分析，计算总根长、根表面积、根系平均直径、根体积及不同直径的根长。

地上部性状指标茎径、株高等按常规方法测定。

植株生物量的测定：取实生苗地上部和根系用自来水洗干净，再用吸水纸充分吸干水分后称其鲜重，于 105 ℃杀青0.5 h，70 ℃烘干至恒重，测定干重。

根系活力的测定：用TTC法测定根系活力[12]。取根尖材料0.5 g，加入0.4%TTC溶液0.2 mL和1/15 的PBS 5 mL，黑暗条件下37 ℃保存1 h，然后加入1 mol/L H2SO42 mL终止反应。取出材料用滤纸吸干水分，加入乙酸乙脂研磨，取红色提取液，用乙酸乙酯定溶至10 mL，用分光光度计在485 nm下测TTC还原量C。根系活力=C/( Wt×1 000)，其中，C 为四氮唑还原量(µg/(g·h))，W为根质量(g)，t表示反应时间(h)。

1.4 数据处理

采用SPSS 18.0和Excel 2003软件分析试验数据。

2 结果与分析

2.1 不同pH处理对苗期实生苗生长的影响

2.1.1 对根系和地上部生物量的影响

由表1可知，在pH 8.5处理下，A、D组合实生苗的植株鲜重、植株干重、根系鲜重、根系干重和B组合实生苗的植株干重、根系干重均显著高于pH 5.0处理；pH 7.0、pH 8.5处理下，C组合实生苗的植株鲜重、植株干重均显著高于pH 5.0处理，而E组合实生苗的各生物量在3个水平pH处理下的差异均无统计学意义。可见，pH 5.0处理对不同甘蔗组合实生苗生物量的积累具有抑制作用。

表1 不同pH 处理下实生苗的生物量Table 1 The biomasses of seedlings from three pH levels g

续 表 g

2.1.2 对根系形态特征的影响

由表2可知，在不同pH处理下，5个组合实生苗的根系形态特征发生了明显变化，随着pH 的增加，A、C、D组合实生苗的总根长、根表面积、根直径、根体积均在pH 7.0时最小，在pH 8.5时最大，且pH 8.5处理下的总根长、根表面积、根体积均显著高于pH 5.0处理；在pH 7.0处理下，B组合实生苗各根系性状除根直径外，其余根系性状均显著高于pH 5.0和pH 8.5处理；E组合在pH 8.5处理下实生苗的总根长和根表面积均显著高于pH 5.0处理。不同pH值营养液对根系直径的影响无统计学意义。

表2 不同pH处理下实生苗的根系形态特征指标Table 2 Root morphological features of seedlings from three pH levels

2.1.3 对根系活力的影响

由图1可见，A组合实生苗的根系活力随pH 的增大呈增加趋势，pH 8.5处理的根系活力最高；B组合实生苗根系活力随 pH 的增大表现为先增加后下降的趋势，pH 7.0时根系活力最高，达316.04 µg/(g.h)；C组合实生苗的根系活力随pH的增大表现为先大幅下降后缓慢上升的趋势，且pH 5.0的根系活力显著高于其他2个水平处理，为1 009.31 µg/(g.h)；D、E组合实生苗根系活力随pH的升高而下降，pH 5.0处理的根系活力均显著高于pH 8.5处理。5个组合实生苗中，C、D、E组合实生苗的根系活力均以pH 5.0处理的最大，且C、E组合实生苗pH 5.0处理的根系活力均高于其余组合的所有处理。

图1 不同pH处理下各组合甘蔗实生苗的根系活力Fig.1 Root activity response to three levels of pH

2.1.4 对茎径的影响

由图2可知，不同pH处理下实生苗植株茎径的变化幅度较小，A、B、C、D组合实生苗的茎径均随pH 的增加呈先增加后下降趋势，且A组合pH 7.0处理实生苗植株的茎径显著高于pH 5.0处理；E组合实生苗的茎径随pH的升高呈先下降后升高趋势。

图2 不同pH处理下各组合甘蔗实生苗植株的径茎Fig.2 Stalk diameter of seedling from three pH levels

2.1.5 对株高的影响

由图3可知，A、B、C、D组合实生苗的株高均在pH 8.5时最大，且C组合实生苗的株高在pH 8.5处理时显著高于pH 5.0处理；B组合实生苗的株高呈先下降后增加的趋势，而E组合实生苗的株高呈先升高后下降的趋势。

图3 不同pH处理下各组合甘蔗实生苗的株高Fig.3 Height of seedling from three pH levels

2.1.6 对根长的影响

由表3可见，直径小于等于1.0 mm的根较长，A、C组合pH 8.5处理实生苗各直径范围内的根长均显著高于pH 5.0和pH 7.0处理；B组合pH 7.0处理实生苗各直径范围内的根长均显著高于 pH 5.0和 pH 8.5处理；E组合各pH处理实生苗不同直径根长间的差异无统计学意义(直径＞4.5 mm的除外)。

表3 不同pH处理下各组合甘蔗实生苗不同直径根的根长Table 3 Root length of seedling at different diameters from three pH levels

续 表

3 结论与讨论

水分、盐和磷胁迫对植物及其根系的生长均有明显的影响[13–17]。李从娟等[18]对生活型植物根系形态及根系活力的研究结果表明，随着pH 的增大，3种不同生活型植物的生长都不同程度地受到抑制，根系和地上部分生物量都明显减少，且地上部分受到的抑制程度大于根系[18]。本研究结果表明，pH 8.5处理甘蔗各组合实生苗的生物量积累较多；pH 7.0、pH 8.5处理较有利于实生苗植株的生长；pH 5.0处理不利于实生苗根系的生长。

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责任编辑：王赛群

英文编辑：王 库

Effects of nutrient solution pH on the growth of different combinations seedlings of sugarcane

ZHAO Li-ping1,2，LIU Jia-yong1,2*，ZHAO Pei-fang1,2，ZAN Feng-gang1,2，ZHAO Jun1,2，YAO Li1,2，YANG Kun1,2，LI Chun-jia1,2，WU Cai-wen1,2
(1.Sugarcane Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kaiyuan, Yunnan 661699, China; 2.Yunnan Province Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement, Kaiyuan, Yunnan 661699, China)

The impact of pH on roots growth of sugarcane seedlings were conducted by a pot test. The nutrient solution with three pH levels, i.e., 5.0, 7.0 and 8.5 were applied to culture five combination seedlings, they were A (RB85–5156 × YR05–407), B (YR06–3501 × Tolodo), C (YT94–128 × GZ75–65), D (ROC6 × YR05–733) and E (VMC87–95 × YR05–171). The result indicated that root length, root surface, root volume and root diameter were all in the largest in B combination with solution pH=7.0, and the root length, root surface, root volume were in the largest in combination A, C, D and E with solution pH=8.5. Root activity in combination C, D and E were in the highest with solution pH=5.0, while it was in the highest for combination B when pH=7.0. In general, the root growth and morphology in all five combinations were better in the solutions with pH of 7.0 and 8.5.

sugarcane; seedling; root; nutrient solution; pH

S556.1

A

1007−1032(2014)02−0122−05

10.13331/j.cnki.jhau.2014.02.003

投稿网址：http://www.hunau.net/qks

2013–08–02

国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS–20–1–1)；云南省重点新产品开发计划项目(2011BB005)；云南省重点新产品开发计划项目(2012BB014)

赵丽萍(1981—)，女，云南沾益人，硕士，助理研究员，主要从事甘蔗育种及配套技术研究，zlp_alyma@126.com；*通信作者，lljjyy1976@163.com