潮汐灌溉不同灌水量對黃瓜苗期生長發育的影響

王克磊　朱隆靜　陳先知　史建磊　徐堅

摘要：以黃瓜為材料，設置了每個潮汐式托盤3.0、3.5、4.5、6.5 L 共4種灌水量處理，研究了潮汐灌溉不同灌水量對黃瓜苗期生長的影響。結果表明：4.5 L灌水量處理的植株高度適中，莖粗和植株干物質含量最高，壯苗指數為0.0201。4.5 L灌水量處理，可以作為灌水量調控的一個指標。

關鍵詞：黃瓜；潮汐灌溉；生理；灌水量；生長發育

中圖分類號： S642.207 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）10-0197-02

潮汐灌溉育苗起源于設施園藝發達的荷蘭，在生產中已得到了廣泛的應用。潮汐灌溉系統是根據潮水起落原理設計的一種節水、高效、省工的灌溉系統，適用于各種盆栽植物和容器育苗的管理，可以有效地提高水資源和營養液的利用率[1-2]，具有節水、提升作物生長速率、促進植株根系吸收營養、降低苗床濕度等優點[3-4]。但是目前國內外提供的潮汐灌溉系統設備大多采用整體式潮汐灌溉水槽，此種系統對苗床平整度要求較高，要確保苗床密封不漏水，施工難度大，需要專業安裝，造價高達260 元/m2以上，一般用戶難以承受，大面積推廣非常困難。浙江省溫州市農業科學院蔬菜科學研究所與溫州藍豐農業科技中心合作開發的托盤式潮汐育苗設備，通過對常規設備和方法進行優化，用潮汐式灌溉專用托盤（以下簡稱潮汐盤）代替整體式潮汐灌溉水槽，用小單元底部供水代替大床供水，造價從常規的260 元/m2降到約24 元/m2，大幅度節約設施成本，為底部灌溉技術在種苗產業上的大面積應用提供了可能。使用托盤式潮汐灌溉技術，既有植床式潮汐灌溉的效果，又從設備和技術理念上提升簡化，是蔬菜育苗灌溉技術的一大突破，使農民在育苗上真正用得起，育出優質苗，為蔬菜優質高產打下基礎。本試驗以黃瓜為材料，研究利用潮汐盤育苗不同灌水量對黃瓜幼苗生長發育的影響，旨在摸清潮汐盤的使用方法和使用過程中水分的控制標準。

1 材料與方法

1.1 潮汐育苗盤介紹

溫州市農業科學研究院蔬菜科學研究所設計的潮汐式灌溉專用托盤，包括方形底盤、方形底盤四周向上延伸的邊沿構成的盤壁，方形底盤上設置有多個加強筋，多個加強筋在方形底盤寬度方向上相互平行，在方形底盤長度方向上線形排列，加強筋與加強筋形成的凹陷部分縱橫相連，形成導流水槽。方形底盤上設置有在方形底盤寬度方向上相互平行、在方形底盤長度方向上線形排列的加強筋，用來支撐使用過程中放置在上面的栽培容器（穴盤），同時加強整個潮沙式灌溉專用托盤在長度方向的強度；凸陷部分縱橫相連，形成導流水槽，有利于潮沙盤內的水流通和空氣流通，防止爛根。

1.2 供試材料

供試黃瓜品種為超美特（溫州市農業科學研究院選育）；育苗基質為浙江錦大綠公司生產的育苗基質。試驗于2014年3—5月在溫州市農業科學研究院蔬菜研究所玻璃溫室內進行。

1.3 試驗設計

種子于4月10日經55 ℃溫湯浸種后直接播于50孔育苗穴盤中，然后將穴盤放入自行研發的潮汐式托盤中，每個潮汐式托盤中放3個穴盤。4月20日黃瓜子葉展平后開始進行水分處理。試驗設置4個水分梯度，分別為每個潮汐式托盤中灌水3.0、3.5、4.5、6.5 L，將水直接灌至潮汐式托盤中。每個處理3次重復，每個重復3個穴盤。5月8日統一進行取樣測定，包括植株株高、莖粗、葉片數、地上部鮮質量及干質量、地下部鮮質量及干質量等指標，SOD（超氧化物歧化酶）、POD（過氧化物酶）、CAT（過氧化氫酶）、GSH（谷胱甘肽）等生理指標均采用試劑盒測定，試劑盒購于蘇州科銘生物技術有限公司。

2 結果與分析

2.1 不同灌水量處理對黃瓜幼苗生長發育的影響

由表1可見，不同灌水量處理下植株的表現狀態差異顯著。株高隨著灌水量的增加而逐漸增高，6.5 L處理的植株株高最高，達到19.89 cm，比3.0 L處理增加112.9%，不同處理之間差異顯著。莖粗以4.5 L處理的植株最大，為0.421 cm，顯著大于其他處理，并呈現先增大后減小的趨勢。地上部鮮質量和干質量隨著水分的不斷增加而顯著增大，均以6.5 L處理最大，顯著大于其他幾個處理。地下部鮮質量和干質量呈現先增大后減小的趨勢，以4.5 L處理最大。

2.2 不同灌水量處理對黃瓜苗期生理特性的影響

不同灌水量處理對黃瓜苗期生理特性的影響差異顯著。從表2可以看出，隨著灌水量的增加，黃瓜葉片CAT活性和GSH含量呈現先降低后升高的趨勢，CAT活性和GSH含量分別在4.5 L、3.5 L處理最低，分別為4 324.96 U/g鮮質量和14.20 μmol/g，且各處理間差異顯著。SOD活性在最低的灌水量處理下有所增加，3.0 L處理較3.5 L處理增加13.99%。葉片POD的活性以4.5 L處理最低，為3 830.42 U/g鮮質量，不同處理間差異顯著。

2.3 不同灌水量次數及壯苗指數比較

在整個試驗過程中，統一灌水4次，灌水總量分別為12、14、18、26 L，從壯苗指數來看，以4.5 L處理的壯苗指數最高，為0.020 1，顯著高于其他處理，最低的為3.0 L處理（表3）。

3 討論與結論

試驗結果表明，底部灌溉不同灌水量處理，通過調控黃瓜穴盤苗水分的不同而顯著影響幼苗生長，穴盤苗育苗過程中可控的環境因素很多，但水分的控制效果較為明顯。當灌水量達到4.5 L時，植株高度適中，無明顯徒長現象，莖粗和地上部的干鮮質量及壯苗指數等指標均為最高，黃瓜幼苗的生長狀況最好。當灌水量達到6.5 L時，雖然植株高度顯著增高，但莖粗和地下部干鮮質量都顯著下降，幼苗表現徒長，說明灌水量過多雖然會促進植株莖葉的生長，但會明顯抑制根系的發育。

植物體內存在清除活性氧的各種酶類系統，其中SOD、POD和CAT就是一類主要的保護酶類[5-6]。一般情況下植株體內活性氧的產生與清除保持平衡狀態。在遇到脅迫條件（如干旱或者濕澇）等逆境條件下，平衡即會被打破，活性氧便在植物體內大量而迅速積累，加劇膜脂過氧化作用[7-8]，細胞膜遭到破壞，植株細胞衰老和解體加速，進而使葉片衰老，引起脫落、死亡。本研究結果表明，在同一灌水時間處理上，3.0 L灌水量處理時，表現供水不足，植株出現葉片萎蔫的狀態，表明其處于干旱脅迫的狀態，因此導致葉片中SOD、POD、CAT活性提高。3種酶類相比，干旱使POD和CAT活性提高幅度大于SOD，表明POD和CAT對干旱脅迫反應更敏感。而在6.5 L處理時，植株葉片POD和CAT活性的增幅小于3.0 L處理，表明黃瓜對干旱脅迫的反應要高于濕澇脅迫，在4.5 L處理下，植株各酶活性沒有顯著增加，且植株未出現濕澇或者干旱脅迫。

從4種灌水量處理的試驗結果來看，4.5 L灌水量處理的植株高度適中、莖粗和植株干物質含量最高，壯苗指數也最大。3.0 L灌水量處理和6.5 L灌水量處理植株都表現一定的脅迫狀態，保護酶活性較4.5 L處理均有不同程度增大，而且壯苗指數也有較大差別。綜合來看，4.5 L灌水量處理可以作為灌水量調控的一個指標。

參考文獻：

[1]馬福生，劉洪祿，楊勝利，等. 無土盆栽紅掌潮汐灌溉技術[J]. 農業工程學報，2012，28（24）：115-120.

[2]任建華. 水和營養液的潮汐式灌溉[J]. 節水灌溉，2004（3）：49-50.

[3]張曉文，田 真，劉文璽，等. 潮汐式灌溉系統的研發與推廣[J]. 農業工程，2011（1）：80-83.

[4]張 黎，王 勇. 盆栽八仙花潮汐灌溉栽培試驗初探[J]. 北方園藝，2011（20）：77-79.

[5]張小娟，宋 濤，甄曉輝，等. 模擬干旱脅迫對轉C4雙基因水稻幼苗光合功能及部分抗氧化酶活性的影響[J]. 江蘇農業學報，2014，30（4）：709-715.

[6]鄒英寧，彭軍榮. NaCl脅迫對金柑組培苗生長、根系形態和抗氧化的影響[J]. 江蘇農業科學，2013，41（4）：154-155.

[7]齊海鷹，張淑霞，宋朝玉，等. 不同基質和供水方式對基質理化特性和一品紅觀賞品質的影響[J]. 植物資源與環境學報，2009，18（3）：74-80.

[8]馬福生，劉洪祿，吳文勇，等. 不同灌水下限對設施滴灌無土栽培紅掌水分利用和生長的影響[J]. 農業工程學報，2012，28（8）：65-70. 狄文偉. 基于GA3的不同引發劑對茄子種子的引發效果[J]. 江蘇農業科學，2015，43（10）：199-200，335.endprint