不同配比基质对草莓母苗生长和抽生匍匐茎的影响

朱 丽，陈晓东，乔玉山，赵密珍*，袁华招，刘春杰，蔡伟建，王 健

（1.江苏省农业科学院 果树研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室，江苏 南京 210014；2.南京农业大学园艺学院，江苏 南京 210095；3.徐州安耕农业科技服务有限公司，江苏 徐州 221126）

【研究意义】草莓（Fragaria ananassaDuch.）为蔷薇科草莓属的多年生草本植物，属浆果类水果[1]。草莓栽培具有结果早、周期短、见效快的优点，是一种高效益的果树[2]。近年来，随着草莓产业的发展，草莓苗的需求量逐年扩大。传统的草莓种苗繁育多采用大田育苗，而大田种植土地面积有限，需要进行连作，这种繁苗方式由于真菌和细菌性土传病害的遗存[3]，会产生连作障碍。土壤病毒害物质累积、养分失衡、理化性质恶化、微生物群落结构发生改变[4-5]，会使得种苗生长质量差，出现植株长势衰弱、病虫害增多、抽生匍匐茎数量减少等现象[6]；同时种苗的移栽成活率降低，子苗的繁育也受到影响。而基质育苗可有效改善传统土壤因土传病害和水分、空气、养分供应的矛盾而带来的病苗、弱苗现象。【前人研究进展】目前基质育苗已经成为草莓壮苗生产的可靠途径[7]，基质可满足草莓所需的稳定、均衡的持水和通气要求，并提供需要的无机离子等[8]，植株根系根据需求选择吸收水分和养分[9]。草莓基质选择多采用传统的草炭、珍珠岩和蛭石复配而成。草炭是植物残体，由于不能完全分解，在多水的嫌气条件下堆积而成，含有大量水分、腐殖质以及一部分矿物质，有机质含量高，质地疏松轻盈，被广泛利用。椰糠是椰子外壳加工椰纤维过程中产生的副产品，具有可再生性，近年来已在全球范围内逐步替代泥炭，发展成为重要的无土栽培基质，在很多果蔬作物生产中得到了研究和应用[10]。但由于草莓对栽培基质的保水保肥能力、透水通气要求较高，至今未形成较稳定的配置方案。【本研究切入点】陶粒作为一种新兴材料，具有多孔、质轻、表面强度高的特殊构造，因此有隔水保气作用，且抗冻性良好，能够满足植物需水和透气的要求，逐渐走进大众视野。【拟解决的关键问题】研究以草炭、椰糠、蛭石、珍珠岩、陶粒为基质原料，复配3 种基质，对比不同配比基质对草莓母苗生长和抽生匍匐茎的影响，为筛选适宜草莓母苗生长的基质配方提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试草莓为生长一致的‘宁玉’组培脱毒原种一代基质苗，供试基质均为商品基质，分别为草炭（粒径0～10 mm和10～30 mm 2种类型）、椰糠、珍珠岩、蛭石和陶粒。

1.2 试验设计

试验以草炭、椰糠、珍珠岩、蛭石和陶粒为原料，设3组复配处理（表1）。草莓采用盆栽种植，容量为3 L，每盆1 株，每个处理组设15 盆，3 个重复，于2019 年12 月12 日定植于江苏省农业科学院的单层塑料大棚中，进行常规水肥管理。于2020年6月5日，按随机取样法，每个处理组分成3组，每组随机取样3盆，共9盆进行测定。

表1 草莓盆栽育苗的基质配比（体积比）Tab.1 Matrix ratio of strawberry potted seedlings（volume ratio）

1.3 测定项目与方法

1.3.1 理化性质的测定 取体积为2 L 的塑料量杯，称量（W1）；将自然风干的待测基质装入塑料量杯至2 L 刻度线，称量（W2）；然后将装有基质的塑料量杯用湿纱布封口，浸泡24 h 后（水位线始终超过量杯顶部），从水中取出，饱和水状态下称量（W3），封口湿纱布称量（W4）；最后再用湿纱布包住塑料量杯，倒置8 h，使量杯内的水分（重力水）自由沥干，称量（W5）[11]。相关物理指标公式如下：

pH 和电导率（EC）的测定方式：将自然风干的基质与去离子水按体积比1∶5 混合，充分搅拌30 min后用保鲜膜封口，静置10 h，取过滤水，用pH计和电导仪进行测定[11]。

1.3.2 生长指标的测定 株高使用直尺测量植株根部基面到中心点最高处的自然垂直高度，单位为cm；茎粗用游标卡尺在距离根部2 cm 处测量其茎部窄面的直径，单位为mm；叶面积使用直尺测量中心叶向外展开的第3 片叶的叶长×叶宽×0.72[12]，单位为mm；单株根长用直尺测量根部基部到根部尾部的距离，单位为cm；茎叶鲜质量取其根部以上部分，用电子天平进行称量，单位为g；根系鲜质量取其根部，用电子天平进行称量，单位为g；叶绿素含量选取草莓自上而下第1～3 片叶，采用丙酮乙醇浸提法进行测定。具体方法：把叶片碾磨粉末，然后称取约0.3 g，用丙酮∶乙醇=1∶1 的浸提液定容至10 mL，浸提24 h，用紫外可见分光光度计在663 nm 和645 nm 波长下测定吸光值。按以下计算公式计算叶绿素含量：

式（7）中，A633表示浸提液在633 nm 波长下的吸光值，A645表示浸提液在645 nm 波长下的吸光值，V表示浸提液体积（mL），W表示提取叶绿素的叶片质量[13]。

1.3.3 根系活力的测定 采用植物根系活力检测试剂盒（萘胺微板法）（编号：R30348-100T），购于上海源叶生物科技有限公司。

1.3.4 根系相关抗氧化酶活性和丙二醛含量的测定 过氧化物酶（POD）活性、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、多酚氧化酶（PPO）活性和丙二醛（MDA）含量的测定方法均采用检测试剂盒（编号分别为：BC0095、BC0215、BC0175、BC0195 和BC0025），购于上海索莱宝生物科技有限公司。

1.4 数据处理

用Excel 2016软件整理数据，使用SPSS 21.0软件对相关数据进行单因素差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同配比基质的基本理化性质

为了探究不同基质的物理性质对草莓母苗生长状况的影响，对基质的基本理化性质进行了测定。由表2可知，3组复配基质的pH值与EC值的理化性质相近。T3的总孔隙度比T1、T2低1.95%、7.68%，差异较小，皆在可适宜种植范围；T3 的草炭粒径小，蛭石容量大，因此容重最高，比T1 高23.81%、比T2 高44.44%（P＜0.05），差异显著。容重影响持水能力，T3的持水能力最高，T2最低；蛭石粘性大，T3的通气孔隙最低，T2 最高。持水孔隙由总孔隙度和通气孔隙相减而得，因此T3 持水孔隙最高，T2 持水孔隙最低，T1 适中。由水气比可知，T1 通气孔隙和持水孔隙适中，T2 通气孔隙大于持水孔隙，而T3 持水孔隙较大于通气孔隙，适宜生长。pH 值（自来水灌溉）稳定在6.3～6.4，EC 值（自来水灌溉）稳定在0.5～0.6 ms/cm，草莓（自来水灌溉）正常生长的EC 值在0.5～0.7 ms/cm，pH 值中性或偏酸性，3 组复配基质均适宜草莓苗的生长。

表2 不同配比基质的基本理化性质Tab.2 Basic physical and chemical properties of matrix with different ratios

2.2 不同配比基质对草莓母苗茎叶生长及匍匐茎抽生情况的影响

研究分析了不同基质配比对草莓地上部分生长的影响，由图1 可知，在相同的田间管理下，T3 的草莓叶柄长、叶长、叶宽、茎粗、株高和茎叶鲜质量均为最高，分别比T1 高22.24%、17.70%、7.14%、35.76%、7.96%和21.28%（P＜0.05），比处理T2 高27.36%、22.29%、9.78%、40.00%、31.03%和43.53%（P＜0.05），差异显著。匍匐茎的抽生数量反映了该基质是否适合作为草莓母苗培育基质的重要指标，分析了3 组基质实验匍匐茎的抽生情况，结果表明T3 抽生匍匐茎数量最多，平均每株抽生3.99 条，与T1、T2 相比，差异显著；叶绿素含量差异较小，T1 最高，为0.56 mg/g，T2 最低，为0.47 mg/g，T3 含量适中，为0.50 mg/g。

图1 不同配比基质对草莓母苗茎叶生长及匍匐茎抽生情况的影响Fig.1 Effect of different proportion matowth of rix on stem and leaf growth and stolon grstrawberry mother plants

2.3 不同配比基质对草莓母苗健康状况、生物鲜质量和根长的影响

不同配比基质处理，所得草莓母苗质量也不同，由表3和图2可知，3组处理的草莓母苗均生长健康，无明显病虫害，单株根长以T1 最高，T3 最低，T2 适中。但T3 的草莓总鲜质量和地下部分鲜质量均为最高，分别比T1高36.42%和71.79%（P＜0.05），比T2高44.04%和56.21%（P＜0.05），差异显著。地上部分鲜质量比T1高7.96%（P＞0.05），差异不显著，比T2高31.03%（P＜0.05），差异显著。

表3 不同配比基质对草莓母苗健康状况、生物鲜质量和根长的影响Tab.3 Effects of different proportion matrix on health status，biological freshness and root length of strawberry mother plants

图2 不同配比基质的草莓母苗根系Fig.2 Root system of strawberry mother plants with different proportion matrix

2.4 不同配比基质对草莓根系活力、抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响

为了进一步探究不同配比基质对草莓母苗生理特性的影响，对相关指标进行了测定。由图3 可知，T3 的根系活力最高，比T1 高866.19%（P＜0.05），差异显著；比T2 高32.69%（P＞0.05），差异不显著。T3 的过氧化物酶POD 含量最高，T1 的含量最低，T2 含量适中，T3 比T1 高24.15%（P＞0.05），比T2 高0.15%（P＞0.05），三者差异不显著。苯丙氨酸解氨酶PAL 的含量以T3 最高，以T1 的含量最低，T3 比T1高79.10%（P＜0.05），比T2 高74.65%（P＜0.05），差异显著。多酚氧化酶PPO 的含量以T1 最高，以T2 最低，二者差异显著；而超氧化物歧化酶SOD 的含量以T2 最高，以T1 最低，T3 适中。丙二醛MDA 的含量以T1 最高，以T3 最低，T3 比T1 低33.69%，比T2 低13.03%。查阅文献可知，POD、PAL、PPO 和SOD 的活性能力越高，植株的抗逆能力越强，MDA 的含量越低，植物细胞膜受伤害程度越小，由上可得，T3的草莓苗的根系抗性能力相较于其他两组较好。

图3 不同配比基质对草莓母苗根系活力、抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响Fig.3 Effect of different proportion matrix on root activity，antioxidant enzyme activity and malondialdehyde content of strawberry mother plants

3 讨论

3.1 不同配比基质的基本理化性质对草莓母苗生长的影响

研究表明，从理化性质来看，3 组不同配比基质处理均能满足植株生长的要求，T3 的容重较高于T1和T2，盆栽种植，水气比相较于T1、T2 达到较好水平，有较好的保水性，植株能茁壮生长，从通气孔隙与持水孔隙来看，T1的保水性和通气性相近，冬季生长，低温保暖性差，根系生长发育受阻，T2的通气性大于保水性，基质贮水保肥能力弱，植株则发育不良。在pH 值和EC 值中，3 组处理差异较小，因田间水肥管理均使用自来水灌溉，测得的数据则比无离子水试验较高，但均在适宜生长范围。

3.2 不同配比基质对草莓母苗根茎叶生长、匍匐茎抽生情况及健康状况的影响

从所测的植株茎叶表型性状结果得出，T3 的草莓母苗的叶长、叶宽、茎粗、株高和茎叶鲜质量分别高于T1 和T2，表现出T3 根部以上部分生长优于其他两组处理，植株生长健壮，且匍匐茎抽生数量也为最佳。T3 的叶绿素含量比T1 低，比T2 高，3 组处理差异较小，推测是日照角度和周围小环境的变化影响。3 组处理的草莓母苗在整个生长周期内均无病虫害发生，推测原因为草莓种苗是组培脱毒原种一代基质苗，并且于12 月初进行定植，冬春季温度低，水肥散失慢，且在大棚防雨防虫条件下，病虫害不易发生。

3.3 不同配比基质对草莓根系活力、抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响

在测定的草莓苗生物量、根系活力和相关抗氧化酶活性方面，T3 的草莓母苗的总鲜质量、地上部分鲜质量、根系鲜质量、根系活力均比T1 和T2 高，根系过氧化物酶POD、苯丙氨酸解氨酶PAL 活性也高于T1 和T2，多酚氧化酶PPO 和超氧化物歧化酶SOD 含量虽不是最佳，但总含量在较好范围内，研究发现，PPO、POD、PAL 和SOD 是植物体内常见的抗氧化酶，当植物受到病害或者是逆境胁迫时，这些酶会被激活或被大量合成，从而起到保护植物的作用[14]。T3的草莓苗POD和PAL的含量大于其他两组，表明其抗逆性优于其他两组。而T3 的MDA 含量比T1 和T2 低，MDA 是膜脂过氧化的主要产物，其累积量可作为衡量细胞膜受伤害程度的指标[15]。MDA 含量低，表明T3 的草莓苗抗逆性高，对草莓提高抗性具有重要作用。根系是植物吸收养分、水分的主要器官，根系生长的生长状况将直接影响到草莓茎叶发育及健康程度，根系发达，则植株生长健壮。

4 结论

目前我国草莓土壤栽培带来的负面效应不断增多，连作障碍、前茬病原菌、寄生虫卵和杂草遗留等问题，使得草莓生长发育受阻，产量和品质严重下降，已成为制约草莓产业发展的主要障碍。在草莓产业内，无土栽培的发展趋势兴盛，基质化育苗的需求量愈来愈大[16]，优良基质的寻求十分迫切。而草莓苗适于生长在土壤肥沃、保水保肥能力强、透水通气性好、质地疏松且偏酸性的土壤环境，良好的基质能够提高土壤有机质含量，改良土壤结构，使得土质疏松，空隙度增加，促进微生物活力和作物根系发育[17]。通过研究得出，T3（草炭（0～10 mm）∶椰糠∶珍珠岩∶蛭石∶陶粒=3∶1∶0.5∶1.5∶0.5的基质配比通气保水性佳，偏酸性，基本满足草莓苗适宜生长环境的需求，该配比不仅能够较好地促进草莓母苗的生长发育及其匍匐茎的抽生，提高草莓植株抗逆性，为草莓母苗提供一种稳定、安全的环境，同时也为子苗的生长奠定了良好的基础，达到较好的壮苗效果。然而，此次研究处理配方较少，是否存在效果更佳的体积配方以及对于配方的微量调控还有待进一步探索。