潮汐灌溉頻率對花椰菜幼苗生長的影響

王克磊，朱隆靜，蘇世聞，陳先知，徐 堅

(溫州市農業科學研究院/溫州市設施蔬菜工程技術研究中心，浙江 溫州 325000)

花椰菜是生產中重要的蔬菜之一，在全國各地都有廣泛種植?；ㄒ斯S化育苗技術的快速發展為花椰菜的優質高產栽培奠定了基礎，育苗過程中的水分管理控制直接影響種苗的質量。目前，工廠化育苗的水分管理有傳統的頂部灑水灌溉與新型的潮汐灌溉等方式[1]。潮汐灌溉是一種節水、高效的灌溉技術，水分通過栽培基質底部進入，依靠基質的毛細管虹吸作用將水肥吸收供給植物[1-2]，此種方式可有效解決傳統頂部灑水灌溉水資源浪費嚴重、灌溉不均勻以及造成苗床濕度大等不利影響，其通過自身的控制系統易于實現水肥的循環利用，達到節水、減肥、減藥的“一節雙減”的目的[3]。

在我國，潮汐灌溉技術發展起步較遲。2013年農業農村部發行了《溫室灌溉系統安裝與驗收規范》，其中部分內容是針對潮汐式灌溉技術的[4]。近幾年，我國科研工作者對潮汐灌溉系統裝備的設計[5-7]，以及西葫蘆[1]、番茄[2]、黃瓜[7-8]、辣椒[9]等蔬菜作物的潮汐灌溉育苗制度和潮汐灌溉育苗專用基質[10]等方面做了大量的相關研究，研發出了潮汐灌溉育苗相關設備，提出了相關蔬菜的潮汐灌溉育苗制度參數。雖然做了大量研究，但由于潮汐灌溉系統設備價格高，目前使用相對還較少，同時潮汐灌溉技術中的灌溉高度、灌溉頻率等關鍵參數尚不明確。因此，本試驗以花椰菜為研究對象，研究了灌溉高度、灌溉頻率和灌溉時長等參數對花椰菜穴盤苗生長發育、基質性狀和水分利用率等的影響，篩選花椰菜潮汐灌溉適宜的技術參數標準，為潮汐灌溉育苗技術的推廣應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2018年3～6月在溫州市農業科學研究院種子種苗科技園玻璃溫室內進行。供試花椰菜品種為“甌松60天”，由溫州市農業科學研究院蔬菜所選育。育苗基質由江蘇省鎮江培蕾有機肥有限公司提供，基質容重0.21 g/cm3，pH值6.88，電導率0.38 mS/cm。潮汐灌溉育苗水位動態管理系統由溫州市農業科學研究院設計，包括育苗架、設置在育苗架上的若干個水平放置的潮汐式專用托盤以及營養液循環裝置(專利號：ZL201520333950.6)。

1.2 試驗設計

試驗設置2種灌溉方式即潮汐灌溉和頂部灑水灌溉，根據課題組前期在番茄[2]和黃瓜[8]的預試驗結果，潮汐灌溉設置灌溉高度為2.5 cm，設置3個灌溉頻率分別為1 d/次、2 d/次、3 d/次，即試驗共計4個處理(表1)。每個處理3次重復，每個重復3個穴盤。2018年3月14日種子直播于50孔穴盤中。3月22日選取生長健壯一致的種苗按照表1中的試驗設計進行處理。灌水處理時間于上午9：00進行。

表1 試驗設計

1.3 測定指標及方法

花椰菜穴盤苗形態學指標測定。處理后25 d，分別取樣測定幼苗的株高、莖粗、植株地上部鮮重、地下部鮮重，然后在105 ℃下殺青，85 ℃烘干至恒重，稱量植株地上部干重、地下部干重，并計算壯苗指數(莖粗/株高×全株干質量)、G值(全株干質量/育苗天數)。采用STD4800高質量高速掃描儀(根系分析系統)進行根系生長的測定。

花椰菜穴盤苗生理指標測定。在處理后25 d的上午9：00，采用便攜式光合系統(LI-COR-6400)測定花椰菜幼苗的光合指標。葉綠素含量采用SPAD-502葉綠素儀測定。

基質和灌溉量指標測定。試驗期間，定期采用WET-2-K4土壤三參數測定儀(英國)測量基質含水量、電導率和溫度。到達浸盤時間后，回收每個處理多余的水分，記錄吸水量，計算出總灌溉量。

1.4 數據處理

采用SPSS 19.0軟件和Excel 2010軟件進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對花椰菜幼苗生育期的影響

由表2可知，不同處理下花椰菜的生育周期進程不同。各處理的出苗期基本一致，T1處理的1葉1心期較其他3個處理提早1 d，2葉1心期較T2處理提早1 d，較其他處理提早2 d。整體來看，T1處理較其他處理在發育進程上分別提早1～2 d，T3處理與CK處理的生育進程基本一樣。

表2 不同處理對花椰菜幼苗生育期的影響 月/日

2.2 不同處理對花椰菜幼苗生長質量的影響

從表3可以看出，不同處理對花椰菜幼苗生長影響顯著不同。株高以T1處理最高，為89.99 mm，CK處理最低，為61.05 mm，且不同處理間差異顯著，從植株株高來看，T1處理有徒長的表現。莖粗由大到小分別為T2>CK、T3>T1，T2處理的莖粗較CK、T1分別增加10.4%、13.4%，且不同處理間差異顯著。T2和T3處理的根系體積差異不顯著，但均顯著高于T1和CK處理。地上部鮮重與地上部干重均以T1處理最高，且不同處理間的地上部干重差異顯著。T1和T2處理的地下部干重差異不顯著，但與CK和T3處理間差異顯著。

表3 不同處理對花椰菜幼苗生長質量的影響

2.3 不同處理對花椰菜幼苗壯苗指數、G值和根冠比的影響

壯苗指數與G值是評價種苗質量好壞的重要參數。由表4可知，潮汐灌溉處理間(T1、T2、T3)壯苗指數差異不顯著，但均顯著高于CK處理。G值以T2處理最大，為0.00511，CK處理最小，為0.00417，不同處理間差異顯著。各處理的干重根冠比由大到小為T2>T1>CK>T3，鮮重根冠比各處理間差異顯著。

表4 不同處理對花椰菜幼苗壯苗指數、G值和根冠比的影響

2.4 不同處理對花椰菜幼苗生理指標的影響

從圖1可以看出，各處理間的葉綠素含量相對值無明顯差異?；ㄒ擞酌绻夂纤俾室訲2處理最高，為12.28 μmol/(m2·s)，顯著高于其他3個處理，分別較CK、T1、T3處理提高49.2%、18.4%、22.6%。花椰菜幼苗的水分利用效率以T2處理顯著高于其他3個處理。根系活力由大到小分別為T2、T3、CK、T1處理，且各處理間差異顯著。

圖1 不同處理對花椰菜幼苗生理指標的影響

2.5 不同處理對基質變化及用水量的影響

育苗過程中基質的性狀變化與幼苗的根系生長及養分吸收有直接關系。由表5可知，CK處理的基質電導率最大，為311 mS/m，與其他3個處理間差異顯著，而T1、T2處理間差異不顯著，但顯著低于T3處理。

表5 不同處理對基質變化及用水量的影響

基質含水量以T1處理最高，為22.3%，CK處理最低，且不同處理間差異顯著。試驗期間，CK、T1、T2、T3處理的耗水量分別為14.38、10.47、7.45、6.41 kg，且不同處理間差異顯著，可以看出潮汐灌溉的節水效果明顯，而且灌溉次數也顯著低于傳統灌溉。

3 討論

潮汐灌溉是一種新型節水灌溉方式，以底部進水、毛細管吸水為主要特征[3]，并通過循環裝置有效回收多余水肥，可以實現水肥的閉合循環利用，有著非常良好的發展前景。目前，相關學者在潮汐灌溉設備研發、潮汐灌溉指標對植物的生長影響的方面有過報道。高艷明等[7]報道潮汐灌溉處理下的黃瓜幼苗壯苗指數、G值、凈光合速率等指標顯著高于傳統頂部灌溉處理。李倩等[11]報道潮汐灌溉供液高度2 cm時辣椒穴盤苗生長最好。在本試驗中，T2處理的植株較CK在生育進程、植株生長指標及生理指標均有顯著提高，表明潮汐灌溉下花椰菜幼苗生長優于傳統灌溉，與前人在相關方面研究報道基本一致，同時本試驗的潮汐灌溉處理較傳統灌溉處理節水27%～55%，也證實了潮汐灌溉節水效果明顯。試驗發現，潮汐灌溉可顯著降低基質的電導率，與黃瓜潮汐灌溉試驗報道一致[12]，可能與潮汐灌溉方式對基質的淋洗使鹽分含量減少有關系。潮汐灌溉的灌溉指標包含灌溉高度、灌溉頻率、灌水時間等方面，不同的指標將對植株生長產生不同影響。在黃瓜潮汐灌溉育苗上研究表明對黃瓜株高、莖粗等影響的主次順序為灌溉頻率>灌水高度>灌水時間[7]。在番茄潮汐灌溉育苗上報道對番茄植株鮮重、植株干重、壯苗指數影響最大的是灌溉頻率，對灌溉量影響最大的是灌溉方式[5]。而在本試驗中，在課題組前期工作的基礎上先對灌溉高度、灌溉頻率2個因素進行試驗篩選出灌溉頻率2 d/次較為適宜，而對于灌溉時長及苗期生長發育不同時段的灌水指標如何細化控制等還需進一步試驗篩選。

4 結論

從整個試驗過程來看，T2處理的花椰菜生長狀況優于其他處理，同時花椰菜的壯苗指數和G值也達到最大，表明在本試驗所設置的處理參數條件下，該灌溉頻率能顯著促進花椰菜的生長。

(1)與頂部灑水灌溉(CK)處理相比，T2處理花椰菜幼苗高度適中，壯苗指數和G最大，生長較好。

(2)與頂部灑水灌溉(CK)處理相比，T1、T2和T3處理分別節水27.12%、47.98%和55.14%，T2處理的花椰菜幼苗光合速率、水分利用率及根系活力最好。

(3)適宜的潮汐灌溉制度促進花椰菜幼苗生育期提早、生長勢好、節水效果明顯，T2處理可作為花椰菜潮汐灌溉技術的參考指數。