不同基質配比對溫室番茄幼苗生長及葉綠素熒光參數的影響

線國蘭，賈 靚，張偉偉，關博文，陳修斌,2*，楊 彬

（1.河西學院農業與生態工程學院，甘肅 張掖 734000；2.河西走廊精準設施園藝工程技術研究中心，甘肅 張掖 734000）

張掖市地處河西走廊中部，屬溫帶大陸性氣候，境內地勢平坦，光熱資源充足，年日照總時長3 000 h以上。近年來，隨著農業種植結構的調整，以日光溫室為主體的設施園藝產業有了較大的發展。番茄（Solanum lycopersicum）是日光溫室栽培的主要蔬菜種類之一，番茄種植已成為農業增效和農民增收的重要途徑。育苗是番茄生產中的重要環節，但常規番茄育苗大多采用通用的商品基質，一方面不利于番茄壯苗培育，另一方面增加了育苗生產成本，制約了番茄育苗的工廠化生產。

目前，關于不同基質配比在蔬菜上的應用研究，國內學者李元文等[1]篩選了適宜于彩色辣椒無土栽培的基質配方；程立巧等[2]研究了不同基質對番茄幼苗生長的影響，得到了草炭、爐渣、蛭石按1∶1∶1的體積比配成基質，最適宜于番茄幼苗生長的結論；崔廣祿[3]通過研究基質與椰糠不同配比，篩選出基質∶椰糠按7∶3體積配比，有利于西瓜無土栽培生產。而采用有機基質與無機基質混配應用于番茄育苗生產中的研究報道較少。

張掖市是我國較大的玉米制種基地，生產中產生大量的玉米秸稈，同時該地區食用菌產業發展過程中又產生大量的下腳料，因而農業廢棄物資源比較豐富。本研究立足于本地的生產實際，以玉米秸稈、食用菌下腳料、牛糞、蛭石、珍珠巖等基質為原料，組成不同配比的混合基質，從番茄幼苗生長、葉片的葉綠素熒光參數等變化上，研究不同基質配比對番茄幼苗生長的影響，以期篩選出適合于張掖市番茄壯苗培育的育苗基質，為提高農業資源利用率、實現番茄壯苗培育與集約化生產提供理論和技術參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2019年4—8月在張掖市綠之源農業發展有限公司大棚內進行。供試的基質種類為草炭、玉米秸稈、珍珠巖、牛糞、食用菌下腳料、蛭石，以“福美十號”番茄為指示品種。

1.2 試驗設計

試驗共設6個處理，分別為對照CK（草炭∶珍珠巖∶蛭石＝5∶1∶1），A1（草炭∶玉米秸稈∶食用菌下腳料∶珍珠巖＝2∶1∶1∶1）、A2（草炭∶牛糞∶蛭石∶玉米秸稈∶食用菌下腳料＝2∶0.5∶0.5∶1∶1）、A3（草炭∶玉米秸稈∶牛糞∶食用菌下腳料∶蛭石＝1∶2∶0.5∶0.5∶1）、A4（草炭∶玉米秸稈∶珍珠巖∶牛糞∶食用菌下腳料∶蛭石＝1∶1∶1∶0.5∶0.5∶1）、A5（草炭∶玉米秸稈∶食用菌下腳料∶牛糞∶珍珠巖∶蛭石＝0.5∶1∶0.5∶0.5∶1∶1）。采用72孔穴盤，每個處理裝1盤，隨機區組排列，重復3次。將以上基質按照不同處理確定的體積比混合均勻后裝入穴盤。將番茄種子播種于穴盤內，每孔播種1粒，深度0.5 cm，然后覆蓋相應基質，出苗前保持白天25～28 ℃，晚上15～18 ℃，出苗后白天22～25 ℃，晚上12～15 ℃。

1.3 測定項目

1.3.1 出苗統計與形態指標測定

播種后第10天，統計各處理的出苗率；幼苗生長后期，各處理隨機選取4株，統計其葉片數，用游標卡尺測定株高、莖粗，測定地上部分鮮質量、地下部分鮮質量等指標。

1.3.2 葉片熒光參數測定

分別在番茄幼苗生長前期（2019年5月31日）、中期（6月19日）、末期（7月8日），于10：00—12：00，選擇每個處理同一部位的葉片，用英國Hansatech公司的Handy PEA植物效率分析儀測定經過暗適應20 min以上的葉片初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）、最大初始熒光（Fo）及穩態熒光（Fs）、光照條件下最大熒光（Fm），每處理3次重復，并計算PSⅡ原初光能轉換效率（Fv/Fm），葉片PSⅡ潛在活性（Fv/Fo）[4]；其中，Fv＝（Fm-Fo），Fv/Fo＝（Fm-Fo）/Fo，Fv/Fm＝（Fm-Fo）/Fm，每個處理隨機測定4株，取其平均值。

1.3.3 幼苗生化指標測定

在幼苗生長末期（7月10日），每處理隨機選4株，參照李合生[5]的方法測定生化指標，根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）法，過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚氧化法，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法。

1.4 數據分析

采用DPS 9.50和Excel 2003軟件進行數據統計與分析，采用Duncan's法進行差異顯著性分析，顯著性水平設置為α＝0.05。

2 結果與分析

2.1 不同處理對番茄出苗率及幼苗生長的影響

從表1可以看出，A1、A2、A3、A4與A5處理的番茄出苗率均高于對照（CK），以處理A3的番茄出苗率最高，其值可達98.25%，顯著高于CK、A1、A2、A4、A5處理，分別高出9.58、5.83、4.57、7.40、6.92個百分點，不同處理間呈現一定差異。幼苗株高、莖粗、葉片數也以處理A3為最高，分別為44.60 cm、0.50 cm與9.12片，均顯著高于其他處理，分別比CK多出14.72 cm、0.07 cm與1.45片；根冠比是反映幼苗地上與地下生長量大小的重要衡量指標，本試驗中，以處理A3的番茄幼苗根冠比最高，達到7.95，較CK高出68.43%。說明采用處理A3（草炭∶玉米秸稈∶牛糞∶食用菌下腳料∶蛭石＝1∶2∶0.5∶0.5∶1）的基質配比，更利于番茄出苗與幼苗生長。

2.2 不同處理對番茄幼苗葉片Fv/Fm和Fv/Fo的影響

Fv/Fm為PSⅡ的光化學效率，它反映了暗適應下光系統Ⅱ的最大光化學效率，Fv/Fo反映PSⅡ潛在活性[6]。從圖1可以看出，在番茄幼苗生長前期和末期，不同配比處理的葉片Fv/Fm值均高于CK；幼苗生長中期只有A1、A3處理的Fv/Fm值高于CK，且與CK存在顯著差異；不同生長時期均以A3處理的Fv/Fm值最高，在幼苗生長前期、中期和末期分別為0.82、0.74和0.79，與CK相比分別提高了14.35%、37.43%和42.63%，差異顯著。

表1 不同處理對番茄出苗率及幼苗生長的影響

從圖2可以看出，在番茄幼苗生長前期，A1、A3、A4、A5處理的葉片Fv/Fo值均高于CK，且差異顯著（除A1外）；幼苗生長中期不同配比處理的Fv/Fo值均顯著高于CK，以A3處理最高；幼苗生長后期只有A3、A4處理的Fv/Fo值高于CK，其中A3處理顯著高于CK；不同生長時期均以A3處理的Fv/Fo值最高，幼苗生長前期、中期和末期分別為3.92、2.97和3.23，與CK相比分別提高了42.01%、40.59%和10.55%。由此可見，A3基質配比處理的番茄幼苗葉片保持了較強的光化學效率，葉片潛在活性也較強，其他處理可能由于營養配比不均，導致育苗基質環境產生逆境脅迫；因此，其他處理的幼苗生理活性較弱，Fv/Fm和Fv/Fo值低于或顯著低于CK，這與前人的研究結果相一致[7]。

2.3 不同處理對番茄幼苗生化指標的影響

不同處理對番茄幼苗根系活力影響見表2，從表2可以看出，不同基質配比處理的番茄幼苗根系活力均高于CK，其中以A3處理最高，分別較CK、A1、A2、A4、A5處理高出70.30、21.84、36.79、48.03、60.40 μg/（g·h），且差異顯著。說明A3處理不同基質配比的營養耦合呈協同效應，可保持幼苗較強的養分與水分吸收能力，其他處理基質配比營養失調，導致根系活力降低[8]。

SOD活性的大小可以反映葉片細胞對鹽害逆境的適應能力[9]。由表2可以看出，各處理中以A3番茄幼苗葉片SOD的活性最強，顯著高于其他處理，其值可達386.23 U/g，與CK相比高出81.80 U/g；A5處理最低，其值為138.42 U/g；說明A3處理番茄幼苗葉片SOD的活性最強，而處理A5葉片的SOD活性最弱。究其原因可能是以A3處理的基質配比合理，番茄幼苗葉片中SOD活性最高，清除體內大量活性氧自由基的能力最強，因此葉片保持了較高代謝水平。

POD是細胞膜系統的保護酶，對保持體內代謝平衡起著重要的作用[10]。從表2可以看出，A3處理番茄幼苗葉片POD活性顯著高于其他處理（除A2外），其值為6.26 U/（g·min），較CK高出4.25 U/（g·min）；處理A5的番茄葉片POD活性最低，其值為1.68 U/（g·min），各處理POD活性大小順序為A3＞A2＞A1＞A4＞CK＞A5，這表明各處理由于不同種類基質用量不同，導致其營養供應水平存在差異，使基質產生了脅迫環境，從而反映在番茄幼苗葉片上，出現POD活性強弱不同。

葉片MDA含量越高，表明受傷害程度越大[11]。從表2可以看出，A5處理的MDA含量最高，為9.24 μmol/g，A3處理的MDA含量最低，為6.02 μmol/g，A3處理比CK降低2.93 μmol/g。這說明A3處理番茄幼苗葉片的細胞膜脂過氧化程度低，而A5處理的幼苗葉片細胞受傷害最大。這可能是不同種類基質配比處理的養分組成存在差異，導致不同基質間營養耦合作用呈現拮抗作用[12]。

可溶性蛋白質含量的高低可反映植株體內氮代謝水平或側面反映植株的生長能力[13]。從表2可以看出，A3處理的番茄幼苗葉片可溶性蛋白含量最高，可達0.203 mg/g，顯著高于其他處理，較CK高出0.16 mg/g；不同處理中以A5的番茄葉片中可溶性蛋白的含量最低，較CK降低了37.21%，這說明采用處理A3的基質配比有利于幼苗葉片可溶性蛋白的含量的提高，而A5處理的基質配比不利于可溶性蛋白的含量增加；究其原因是不同基質配比中的氮素營養水平不同，從而影響了葉片內可溶性蛋白的形成。

3 結論與討論

本試驗研究了不同種類基質及其配比對番茄幼苗生長與葉片葉綠素熒光參數的變化，結果表明：以采用A3處理番茄幼苗出苗率最高，幼苗株高、莖粗、葉片數、根冠比等農藝性狀也顯著優于其他處理，究其原因是A3處理的PSⅡ光化學效率與PSⅡ潛在活性最強；這表明采用A3處理（草炭∶玉米秸稈∶牛糞∶食用菌下腳料∶蛭石＝1∶2∶0.5∶0.5∶1）的基質配比，可激發葉片在暗適應下PSⅡ的最大量子產額及葉片PSⅡ潛在活性，這與Shangguan等[14-15]的研究相一致；而其他處理的基質配比，由于營養元素不平衡，基質營養濃度過高或過低，使幼苗生長的基質環境產生脅迫條件，葉片的光合機構受到傷害[16-17]，從而使Fv/Fm、Fv/Fo的值處于較低水平。

表2 不同處理對番茄幼苗生化指標的影響

植株的生理活性高低與生長的環境有關[18-19]。本試驗中以A3處理的番茄幼苗根系活力最強，SOD與POD活性最高，可溶性蛋白含量也高于其他處理，而MDA的含量最低，說明采用A3的基質配比所構成的根系營養環境，更有利于植株生長與代謝能力的提高，其他處理由于基質成分的營養水平失衡，從而造成幼苗根系活力、葉片SOD與POD活性、可溶性蛋白與MDA含量等指標的差異。關于不同種類基質及其配比處理的基質理化性狀及其對植株根系活力等影響方面將進一步進行試驗研究。