不同种类基质配比对戈壁温室西葫芦幼苗生长及生理特性的影响

陈修斌 线国兰 李翊华 杨彬

摘    要：为获得戈壁温室西葫芦育苗的最适有机生态型基质，通过随机区组排列试验，研究了6种不同种类基质配比对西葫芦幼苗生长及生理特性的影响。结果表明，采用处理Ⅲ（V商品基质∶V玉米秸秆∶V下脚料∶V牛粪=1∶1∶1∶0.1）基质配比，西葫芦的出苗率、茎粗、株高、叶片数、叶面积、冠根比、干鲜质量和壮苗指数等指标均最大，均高于或显著高于其他处理。同时，幼苗光合速率、蒸腾速率、胞间CO2和气孔导度数值最大，分别为6.25 μmol·m-2·s-1和4.25、352、218 mmol·m-2·s-1，幼苗的根系活力、叶片SOD活性与可溶性蛋白含量最高，MDA含量最低;植株保持较强的代谢能力。以处理Ⅲ的基质配比最适合西葫芦幼苗的培育。

关键词：西葫芦;温室幼苗;不同基质配比;生长;生理特性

中图分类号：S642.6 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）06-064-04

Effects of different kinds of substrates on the growth and physiological characteristics of squash seedlings in Gobi greenhouse

CHEN Xiubin1， 2， XIAN Guolan 1， LI Yihua1， YANG Bin1

（1. College of Agriculture and Ecological Engineering， Hexi University， Zhangye 734000， Gansu，China; 2.Hexi Corridor Precision Engineering Horticultural Engineering Technology Research Center， Zhangye 734000， Gansu，China）

Abstract： In order to obtain the most suitable organic eco-type substrate for zucchini breeding in Gobi greenhouse， the effects of six different kinds of substrates on the growth and physiological characteristics of zucchini seedlings were studied by random block arrangement experiments. The results showed that using treatment Ⅲ（Vcommercial substrate∶Vcorn stalk∶Vscraps∶Vcow dung = 1∶1∶1∶0.1）， summer squash was found the largest index of emergence rate， stem thickness， plant height， number of leaves， leaf area， crown-root ratio， dry and fresh quality and strong seedling index， which were all higher or significantly higher than those of other treatments. At the same time， the seedling photosynthetic rate， transpiration rate， intercellular CO2 and stomatal conductance values were the largest， which were 6.25 μmol·m-2·s-1， 4.25， 352， 218 mmol·m-2·s-1 ，respectively， the seedlings showed the highest root activity， SOD activity and soluble protein content in the leaves， while the lowest MDA content; the plant performed  a strong metabolic capacity. The substrate ratio of treatment Ⅲ was suitable for the cultivation of zucchini seedlings.

Key words： Squash; Greenhouse seedlings; Different substrate ratios; Growth; Physiological characteristics

近年來，河西走廊的五地市认真贯彻甘肃省政府《关于河西戈壁农业发展的意见》[甘政办发（2017）138号]，在戈壁、沙滩和荒漠区大力建造日光温室，以日光温室为主体的保护地生产有了较快的发展。西葫芦（Cucurbita pepo L.）为戈壁温室广泛种植的主要瓜类蔬菜之一，因产量高、经济效益显著等特点，深受广大种植者青睐。随着西葫芦种植面积的不断扩大，对西葫芦幼苗的需求量也越来越多，传统的西葫芦育苗主要以草炭为基质，但草炭为不可再生资源[1]，很多国家已经开始限制草炭的开采[2]，如何选择利用农业废弃物资源来代替草炭已经成为当前研究的重要课题[3]。目前，有关农业废弃物资源利用已有一些研究报道。国内学者曲继松等[4]以枸杞枝条、珍珠岩和蛭石作为基质材料，研究了复配基质对茄子幼苗生长和光合参数的影响，得出了适合茄子幼苗生长的最适宜基质。崔广禄[5]以基质与椰糠为原料，研究了不同基质配比对小果型西瓜生长的影响，得到了提升西瓜产量与品质的最佳栽培基质。而有关农业废弃物资源在西葫芦幼苗培育中应用方面尚缺少系统报道。

笔者以本区农业产业化发展过程中产生大量的玉米秸秆、食用菌下脚料等农业废弃物为原料，加入一定量的牛粪、商品基质等，组成不同种类的育苗基质进行育苗，研究其对西葫芦幼苗生长的影响，以期筛选出适合于本区温室西葫芦幼苗生长的最适宜基质，为提高农业资源利用率、实现西葫芦壮苗培育与集约化生产提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

供试的基质种类为玉米秸秆、食用菌下脚料、商品基质、牛粪。玉米秸秆在使用前进行粉碎至3～5 cm，然后按每1 m3加入1 kg的尾菜腐熟剂，发酵4～5 d;食用菌下脚料以生产鸡腿菇下脚料为原料，使用前进行粉碎至1～2 cm，然后用塑料包裹在温室内堆放發酵30～55 d;商品基质（7份草炭+3份蛭石）由张掖市绿之源农业发展有限公司提供;以西葫芦品种绿旺为指示品种，该品种早熟、耐高温、抗病毒病，由寿光市富园种业有限公司经销。

1.2 试验设计

试验于2019年4—8月在张掖市绿之源农业发展有限公司温室内进行。采用随机区组设计，共设6个处理，分别为CK（V商品基质∶V牛粪=1∶0.1），处理Ⅰ（V玉米秸秆∶V下脚料∶V牛粪=1∶1∶0.1）、处理Ⅱ（V玉米秸秆∶V下脚料∶V牛粪=1∶0.5∶0.1）、处理Ⅲ（V商品基质∶V玉米秸秆∶V下脚料∶V牛粪=1∶1∶1∶0.1）、处理Ⅳ（V商品基质∶V玉米秸秆∶V下脚料∶V牛粪=1∶0.5∶1∶0.1）、处理Ⅴ（V玉米秸秆∶V下脚料∶V牛粪=0.5∶1∶0.1）。将以上不同种类的基质按照不同的体积比，混合均匀后装入50孔穴盘;各处理种植1盘，3次重复。于4月27日把西葫芦种子播种于穴盘内，每孔播种1粒，深度1.5 cm，然后覆盖相应基质，放入温室内进行培养，幼苗生长过程中不再进行施肥。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 幼苗形态指标测定 播种后30 d各处理随机选取4株，统计其叶片数，用游标卡尺测定茎粗、叶长与叶宽，按公式（y=0.578 1+0.774 8 x，x为长宽积）计算叶面积[6]，同时小心洗去样品根部基质，用吸水纸吸干植株上的水分，沿幼苗茎基部切成地上和地下两部分，对地上部和地下部鲜质量进行测量，然后将各部分分别装在不同的纸袋中，放入烘箱以105 ℃杀青15 min，75 ℃烘干至恒重，用电子天平称取各部分的干质量，根据以下公式计算[7]：冠根比=地上部分鲜质量/地下部分鲜质量，壮苗指数=（茎粗/株高+地下干质量/地上干质量）×总干质量。

1.3.2 叶片生理指标测定 播种后35 d，于上午10：00—12：00，每个处理随机选择3株同叶位的叶片，用英国Hansatech公司的TPS-2便携式光合仪测定净光合速率、蒸腾速率、细胞间隙CO2浓度及气孔导度，取其平均值。

1.3.3 幼苗生化指标测定 播种后40 d，每处理随机选4株，测定幼苗叶片可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量与根系活力等生化指标。参照李合生[8]的方法测定生化指标，采用氮蓝四唑（NBT）法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性;采用考马斯靓蓝染色法测定蛋白质含量，采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA）含量;采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定根系活力。

1.4 数据分析

采用Excel 2007 软件进行数据处理，使用DPS7.05 软件、LSD 检验法进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对西葫芦出苗及幼苗生长影响

从表1可以看出，处理Ⅲ西葫芦幼苗出苗率、茎粗、株高、叶片数、叶面积与冠根比等农艺性状指标均最高，分别为98.54 %、0.69 cm、13.25 cm、5.35片、25.67 cm2、11.85。处理Ⅲ出苗率、株高、冠根比等指标显著高于其他处理，而茎粗与处理Ⅴ差异不显著，与其他处理差异显著;处理Ⅲ叶片数与处理Ⅳ差异不显著，与其他处理差异显著;叶面积与处理Ⅱ差异不显著，与其他处理差异显著。与对照相比，处理Ⅲ西葫芦幼苗出苗率、茎粗、株高、叶片数、叶面积与冠根比等分别提高10.32%、30.19%、15.42%、27.68%、10.17%、43.64%。这表明处理Ⅲ最有利于西葫芦出苗，同时使幼苗保持较强的生长势。

2.2 不同处理对西葫芦幼苗干、鲜质量和壮苗指数的影响

从表2可知，在不同处理中，处理Ⅲ西葫芦幼苗地上与地下鲜质量、地上干质量与地下干质量、壮苗指数均显著高于其他处理。与CK相比，处理Ⅲ西葫芦幼苗地上与地下鲜质量、地上干质量与地下干质量、壮苗指数分别提高86.92%、30.16%、88.37%、30.77%、57.14%。这表明处理Ⅲ最有利于西葫芦幼苗生长，更有利于壮苗培育。

2.3 不同处理对西葫芦幼苗生理特性的影响

从表3可以看出，在各处理中，处理Ⅲ西葫芦叶片光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度等光合指标均高于其他处理，分别为：6.25 ?mol·m-2·s-1、4.25 mmol·m-2·s-1、352 mmol·m-2·s-1、218 mmol·m-2·s-1。与对照相比，处理Ⅲ西葫芦叶片光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度等分别提高31.30%、49.12%、16.94%、49.32%。这表明西葫芦幼苗随着光合速率的增加，叶片的蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度也随着增加;不同种类基质配比中，处理Ⅲ西葫芦幼苗代谢能力最强。这主要是由于处理Ⅲ组成的基质环境，营养配比最宜，促进了幼苗对养分的吸收，使植株保持较高的生长能力。

2.4 不同处理对西葫芦幼苗生化指标的影响

从表4可以看出，处理Ⅲ西葫芦幼苗根系活力最强，幼苗叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性蛋白含量均显著高于其他处理，分别达到4.12 μg·g-1·h-1、75.67 U·g-1、8.37 mg·g-1，分别比对照提高101.96%、25.86%、12.8%。处理Ⅰ西葫芦幼苗MDA含量最高，达5.14 ?mol·g-1，显著高于其他处理;处理Ⅲ西葫芦幼苗MDA含量最低，为3.21 ?mol·g-1，这表明处理Ⅲ幼苗叶片的细胞膜脂过氧化程度低，而处理Ⅰ的幼苗叶片细胞受伤害最大。

3 讨论与结论

幼株高度、茎粗反映植株的长势，植株的叶面积反映光合作用效率[9]。本试验表明，处理Ⅲ基质配比西葫芦出苗率、株高、冠根比等农艺性状显著高于其他处理，茎粗、叶片数、叶面积等指标高于其他处理，但与部分处理之间差异不显著，表明处理Ⅲ基质营养最适宜于西葫芦种子的出苗及幼苗生长。

幼苗的鲜质量、干质量是反映同化物质积累与营养成分多少的重要指标[10]，本试验处理Ⅲ幼苗鲜质量、干质量均显著高于其他基质配比，幼苗保持较强的生长势，促进了养分的积累與贮藏，因而壮苗指数也最高。

叶片光合速率反映植株的光合能力[11]，在所有处理中，处理Ⅲ西葫芦幼苗光合速率、蒸腾速率等均高于其他处理，但与处理II差异不显著，与其他处理差异显著;胞间CO2浓度和气孔导度数值均显著高于其他处理，表明该处理幼苗生理代谢能力最强。

本试验中，采用处理Ⅲ的幼苗根系活力与SOD活性最强，表明此基质配比处理的幼苗吸收养分与水分能力最强，同时对基质环境适应能力最强[12-13]，从而增强了根系吸收养分与水分的能力，使得幼苗叶片可溶性蛋白含量最高。试验中处理Ⅲ的幼苗叶片MDA含量最低，表明处理Ⅲ的基质配比组成的生长环境对幼苗细胞伤害程度最低[14]，其基质营养能够均衡供应幼苗生长所需，从而提高了幼苗的生理活性，幼苗保持较强的生长能力，这一研究结论与前人的研究相吻合[15]。

综上所述，处理Ⅲ（V商品基质∶V玉米秸秆∶V下脚料∶V牛粪=1∶1∶1∶0.1）的基质配比，西葫芦幼苗的农艺性状与生理生化指标均高于其他处理，幼苗保持较强的生理代谢能力，这一研究结论，可为戈壁温室西葫芦壮苗培育及农业资源废弃物的利用提供有效途径。

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