不同调控措施对向日葵穴盘苗素质的影响

赵韩伟, 纪洪亭, 王士红, 王勇, 曾燕楠, 程润东, 王庆南, 赵荷娟

(江苏丘陵地区南京农业科学研究所, 江苏 南京 210046)

作为美丽乡村建设和休闲观光农业的优势特色作物, 向日葵兼食用、油用和观赏于一体, 近年来在江苏种植越来越普遍[1]。向日葵主题公园越来越多, 成为喜迎国庆重要的都市农业景观[2]。为了将向日葵盛花期控制在国庆期间, 播种时间一般在7 月下旬至8 月上旬[3]。此时江苏正值高温梅雨季节, 高温高湿环境易导致幼苗徒长, 茎秆细长、根系欠发达, 定植后缓苗慢, 且对植株生长发育产生不利影响[4-5]。水分管理、肥料管理和施用生长调节剂是调控植株生长常用的措施, 关于水分、肥料与生长调节剂等调控措施对穴盘苗生长的研究已有报道[6-8]。

水分调控在幼苗的生长过程中起着至关重要的作用。唐梅[9]研究表明, 水分亏缺影响大豆苗期的株高和叶面积, 适度水分亏缺能够显著增加干物质积累。牛云慧[6]研究表明, 适度水分亏缺有利于番茄植株的生长发育和干物质积累, 抑制植株伸长。烯效唑是植物生长调节剂, 对作物生长发育有重要的调控作用[10], 刘春娟等[11]研究发现, 大豆三叶期喷施烯效唑能够增加大豆的茎粗和根干重以及降低株高, 提高大豆苗期的抗旱能力, 起到壮苗的作用。刘松年等[12]研究发现, 0.9 mg·L-1烯效唑喷施辣椒幼苗, 可使其生长健壮。我们前期研表明, 在观赏向日葵品种夏日微风的穴盘苗子叶完全展开时喷施600 mg·L-1烯效唑, 能够显著降低株高, 提高壮苗指数。磷素能促进根生长点细胞的分裂和增殖, 苗期磷素营养充足, 次生根条数增加, 增加根系对水分和养分的吸收[14]。翠菊和草石蚕幼苗喷施适量浓度磷酸二氢钾能够抑制株高, 促进地下部生长, 可有效提升幼苗质量[15-16]。刘晓伟等[8]研究表明, 叶面喷施磷酸二氢钾浓度超过3 g·L-1时, 对番茄幼苗有控旺作用。

综上所述, 有关水分亏缺、磷酸二氢钾和烯效唑对番茄、大豆和水稻等作物幼苗影响的研究较多, 而关于3 种措施单施及配施对向日葵穴盘苗素质的研究鲜有报道。因此, 本文旨在研究夏季高温高湿条件下不同调控措施对向日葵穴盘苗素质的影响, 为指导夏季高温高湿条件下向日葵培育壮苗提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验于2022 年8 月19 日—9 月6 日在江苏丘陵地区南京农业科学研究所育苗大棚开展。试验材料为观赏兼油用向日葵品种国王, 育苗基质采用泥炭、珍珠岩和蛭石按体积比5 ∶1 ∶1 混合均匀,1 L 基质中加入6.7 g 高效复合肥 (氮磷钾含量均为15%), 装入72 孔 (6×12 孔) 育苗盘中。烯效唑为盐城利民农化有限公司生产, 有效成分含量为5%。磷酸二氢钾为银海化工生产, 有效成分含量≥99%。

1.2 试验设计

试验设置4 个处理: 基质饱和含水量 (以育苗基质充分吸水为准) (W100, 为对照组); 对照组浇水量的一半 (W50); W50+600 mg·L-1烯效唑 (W50+S3307); W50+5 g·L-1磷酸二氢钾(W50+KH2PO4), 每个处理设置3 次重复。8 月19日播种, 于8 月25 日第一对子叶完全展开时进行试验处理, 9 月6 日取样测试。育苗期间外界最高温度和最低温度分别为29.9 ～ 41.3 ℃、21.2 ～28.6 ℃。

1.3 测定指标和方法

于试验材料处理后12 d, 各处理选取长势一致的向日葵穴盘苗15 株进行测量, 重复3 次, 即每处理总计45 株。用直尺测量茎基部至子叶节的长度、子叶节至生长点的长度。使用游标卡尺测量茎粗。采用SPAD-502 Plus 叶绿素仪测定叶绿素相对含量 (SPAD 值)。各处理选取20 株向日葵穴盘苗, 重复3 次, 清水洗净根部, 吸水纸吸干水分,用百分之一的电子天平 (上海良平仪器仪表有限公司) 称量根、茎、叶的鲜重, 后将所有样品放入烘箱, 105 ℃杀青15 min, 75 ℃烘干至恒重, 称量根、茎、叶的干重。参考前人的研究[4,17-18], 计算叶面积、壮苗指数、重高比。

1.4 统计分析

利用Excel 进行原始数据初步整理和作图, 利用SPSS 20.0 进行单因素方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同调控对向日葵穴盘苗株高的影响

由图1 中A 可知, 与W100 相比, W50 +KH2PO4和W50+S3307 处理向日葵穴盘苗基部到子叶节的长度显著降低, 分别下降了14.83%和14.47%, 而W50 处理差异不显著。与W100 相比,W50、W50+KH2PO4和W50+S3307 处理子叶节到生长点的长度显著降低了29.41%、34.76% 和76.72%。此 外, 与 W100 相 比, W50、W50 +KH2PO4和W50+S3307 处理向日葵株高分别显著降低15.27%、24.19%和43.76%。如图1 中B 所示, W50 和W50+KH2PO4处理向日葵穴盘苗的茎粗相比W100 分别显著增加了6.07%和2.02%, 而W50+S3307 处理向日葵穴盘苗茎粗相比W100 显著降低3.47%。由 图1 中 C 可 知, W50、W50 +KH2PO4和W50+S3307 处理与W100 相比使茎粗/株高显著增加了25.47%、34.77%和71.90%。

图1 不同处理对向日葵穴盘苗株高和茎粗的影响

2.2 不同调控对向日葵穴盘苗叶片生长的影响

由表1 可知, 与W100 相比, W50、W50+KH2PO4和W50+S3307 处理向日葵穴盘苗叶片叶绿素相对含量分别显著增加了16.44%、26.13%和30.92%。与W100 相比, W50、W50+KH2PO4和W50+S3307 处理单株叶面积显著下降了26.16%、42.12%和40.20%, 叶绿素相对密度显著降低14.04%、27.02%和21.72%。

2.3 不同调控对向日葵穴盘苗鲜重和干重的影响

由表2 可知, 与W100 相比, W50+KH2PO4和W50+S3307 处理使向日葵穴盘苗根鲜重、茎鲜重、叶鲜重、地上部鲜重以及总鲜重均显著降低。而W50 处理, 除了叶鲜重与W100 相比差异不显著之外, 根鲜重、茎鲜重、地上部鲜重以及总鲜重与W100 相比也均显著降低。对于鲜重根冠比, W50和W50+KH2PO4处理与对照相比显著减少, 而W50+S3307 处理与对照相比则差异不显著。

表2 不同处理对20 株向日葵穴盘苗鲜重的影响

由表3 可知, 与W100 相比, W50+KH2PO4和W50+S3307 处理茎干重、叶干重和地上部干重均显著降低, 而W50 根干重、茎干重、地上部干重和总干重则差异不显著。

表3 不同处理对20 株向日葵穴盘苗干重的影响

2.4 不同调控对向日葵壮苗指数和重高比的影响

由图2 中A 可知, 和W100 相比, W50 和W50+KH2PO4处理壮苗指数差异均不显著, W50+S3307 处理壮苗指数显著增加了49.31%。由图2中B 可知, W50+S3307 处理的重高比最大, 为0.014 7, 与W100 相比显著增加了54.54%; W50、W50+KH2PO4处理与W100 相比差异均不显著。

图2 不同处理对向日葵苗壮苗指数的影响

3 结论与讨论

针对夏季高温高湿环境下向日葵穴盘育苗过程中存在徒长, 易出现 “高脚苗” 的问题, 本试验研究了水分、肥料与生长调节剂对向日葵幼苗素质的影响。对于向日葵穴盘苗的株高和茎粗, 3 种处理措施与W100 相比均能显著降低向日葵穴盘苗的株高, 株高的降低主要体现在子叶节到生长点的高度, W50+S3307 处理株高降低最明显, 降幅达76.72%, 这表明W50+S3307 处理能够较好地控制向日葵穴盘苗徒长。W50 和W50+KH2PO4处理能够显著增加茎粗, 而W50+S3307 处理则显著减少茎粗。适当浓度的烯效唑能够降低秧苗株高, 提高秧苗素质, 利于培育壮苗[19-20]。水分亏缺和施用磷酸二氢钾能够增加茎粗, 这与李熹等[21]的研究结果一致; 但与W100 相比, W50+S3307 处理茎粗则显著降低, 这与纪洪亭等[13]的研究结果一致,但与杜超等[10]的研究结果相反, 可能是由于向日葵穴盘苗成苗时间较短, 烯效唑的促进作用不显现。

本 研 究 表 明, W50、W50 + KH2PO4、W50 +S3307 均能显著增加穴盘苗叶绿素相对含量, 降低单株叶面积。虽然3 个处理组与对照组相比叶绿素相对含量增加了16.44%～30.92%, 但单株叶面积降低了26.16%～40.20%, 因此, 叶绿素密度[22]下降了14.04%～27.02%。牛云慧[6]的研究发现, 水分亏缺能够使番茄叶绿素含量升高, 这与本研究结果一致。磷素在叶片中的分配以苗期最高, 磷肥能够增加苗期早熟禾和黑麦草的叶绿素含量[23-24],这与本研究结果一致。杜超等[10]的研究表明, 叶面喷施烯效唑能够显著增加向日葵叶片SPAD 值,这与本研究结果一致, 但其叶面积却增大, 与本试验结果相反, 这可能与烯效唑施用浓度、施用时期和施用持续时间有关。

壮苗指数是衡量幼苗健壮程度的综合指标, 可以较为全面地判断幼苗质量[18,25-26]。刘丽琴等[27]的研究表明, 20 mg·L-1烯效唑浸种能够显著增加红小豆的壮苗指数。我们前期研究[13]表明, 叶面喷施600 mg·L-1烯效唑显著增加壮苗指数。影响向日葵壮苗指数的生长指标是茎粗、株高和总干重, 与W100 相比, 尽管W50+S3307 处理的总干重减少了13.18%, 但株高降低了43.76%, 茎粗与株高比值显著增加了71.90%, 导致壮苗指数显著增加了49.31%。这表明, 水分和烯效唑耦合较单独喷施对向日葵穴盘苗的壮苗效果好。重高比是体现幼苗的抗逆性、耐植伤程度和定植后干物质积累快慢的重要指标[4]。本研究中, 与W100 相比,W50+S3307 处理使株高和总干重显著降低43.76%和13.18%, 由于株高降低幅度大于总干重降低幅度, 导致重高比显著增加。结合壮苗指数和重高比2 个指标, W50+S3307 处理有利于培育壮苗, 提高幼苗抗逆性。

本研究结果表明, 3 种调控措施均能降低株高、单株叶面积和增加叶绿素相对含量, 有利于控制向日葵穴盘苗徒长, 其中W50+S3307 处理效果最明显。W50+S3307 处理能够显著增加壮苗指数和重高比, 有利于培育壮苗, 提高穴盘苗抗逆性。因此, 水分与烯效唑耦合的调控措施可作为夏季高温高湿条件下向日葵穴盘苗培育壮苗的适宜调控措施。