不同固體水用量對番茄幼苗生長的影響＊

張雪冬，劉俊福，李 進，胡媛楠，陳修斌** ,金淑萍

（1.河西學院農業與生態工程學院，甘肅張掖 734000;2.河西學院化學化工學院，甘肅張掖 734000）

張掖市地處黑河中游，是中國西北典型的內陸河流域，集中了黑河全流域95% 的耕地、91% 的人口和89% 的國內生產總值，是中國重要蔬菜生產基地，農業用水占張掖市總用水量的比例平均約為84.4%[1-2]，多年來，由于本區域多年平均徑流量很小,最大年徑流深僅為282 mm[3],加之上游的不合理利用,造成了下游水資源嚴重不足,作物灌溉抽取了大量的地下水,引起了地下水位的大幅度下降,加劇了該地區水資源緊缺現象。

近年來，隨著農業種植結構的調整，蔬菜種植面積不斷擴大，番茄是本區高原夏菜與設施園藝生產主要的栽培作物，在傳統的種植過程中，水分的管理大多是憑經驗進行，盲目灌水導致水資源浪費，水分利用率降低，同時也會影響到植株正常的生長。固體水是一種含水率為 99% 的高吸水樹脂聚合物,是新型的農業抗旱節水材料,可緩慢釋放水分被植物利用,且容易降解,不會產生土壤污染[4]。為探明固體水在番茄育苗中的應用效果，我們開展了不同用量的固體水對番茄幼苗生長影響的試驗，以期獲得固體水的最宜量化指標，為代替生產上常規灌水及水分高產利用與提高水資源的利用率提供理論依據與技術支撐。

材料與方法

試驗地點與材料

試驗于2020 年11 月～ 次年3 月在張掖市綠之源農業發展有限公司溫室內進行。供試的固體水由河西學院化學化工學院提供；以‘帝王A9’為試驗品種，育苗用的基質及番茄品種均由張掖市綠之源農業發展有限公司提供。

試驗設計

試驗共設5 個處理，分別為對照CK:商品基質+常規灌水量，處理Ⅰ：商品基質+常規灌水量等體積的固體水量(300 mL/ 株)；處理Ⅱ：商品基質+80% 的常規灌水量等體積的固體水量(240 mL/ 株)；處理Ⅲ：商品基質+60%的常規灌水量等體積的固體水量(180 mL/ 株)；處理Ⅳ：商品基質+40% 的生產上等體積的固體水量（120 mL/ 株）；處理Ⅴ:商品基質與固體水混拌均勻，固體水量用量為60% 的生產上等體積的固體水量(180 mL/ 株)。試驗中常規灌水量依據調查甘州區、高臺等縣區6 個育苗基地番茄冬春茬育苗平均每株的需水量，確定為300 mL/ 株，對照CK 的灌水量分別于番茄播種后、子葉出土、二片真葉、四片真葉、六片真葉時期，分5 次按株等量灌施；其他各處理的固體水用量一次性裝入育苗容器，育苗容器采用口徑、高為10.8 cm×20 cm 的新型無防布育苗袋；對照CK 的育苗袋裝滿基質，其他各處理的育苗袋按上、中、下分三層，分別裝入基質、固體水與基質。以上各處理裝20 袋，采用隨機區組排列，重復3 次。于11 月15 日把番茄種子播種于育苗袋內，每孔播種1 粒，深度0.8 cm，然后覆蓋相應基質，放入溫室內進行培養。

測定項目

出苗統計及幼苗形態指標測定

播種后，第10 天統計各處理的出苗率，于2021 年3 月7 日，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、開展度、葉片數，同時統計地上與地下鮮重，計算其冠根比。

葉片熒光參數測定

于2021 年3 月10 日，每個處理隨機選擇3株同葉位的葉子，用Handy PEA 植物效率分析儀，在充分暗適應20 min 后測定葉綠素熒光動力學參數，主要包括植株葉片初始熒光、最大熒光、PS Ⅱ原初光能轉換效率與PS Ⅱ活性[6]。

幼苗生化指標測定

于2021 年3 月15 日，每處理隨機選4 株，參照李合生[7]的方法測定幼苗葉片內可溶性蛋白的含量、過氧化物酶（POD）與超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）與葉綠素含量等指標。

數據分析

采用DPS 9.50 和Excel 2003 軟件進行數據計算與分析，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。

結果與分析

不同處理對番茄出苗及幼苗形態的影響

從表1 可以看出，采用處理Ⅱ的番茄出苗率最高，達到97.74%，顯著高于其他處理，同時幼苗在株高、莖粗、葉片數、開展度、冠根比等農藝性狀的表現上，也顯著高于其他處理，分別 為18.56 cm、0.53 cm、8.76 片、9.78 cm 與17.46，與對照(CK) 相比，分別高出6.48%、15.22%、1.29%、1.66% 與11.57%；采用固體水的各處理，以處理Ⅴ的番茄出苗率、株高、莖粗、葉片數、開展度、冠根比最小，說明采用處理Ⅱ的番茄幼苗，在出苗率、株高、莖粗、葉片數、開展度、冠根比等性狀方面表現最優，表明本處理下固體水與基質組成的育苗環境，適宜于番茄的種子萌發出苗及幼苗的生長。

表1 不同處理對番茄幼苗生長影響

不同處理對番茄幼苗葉片葉綠素熒光參數的影響

表2 顯示，采用固體水處理Ⅳ的初始熒光的值最大，而處理Ⅱ的初始熒光的值最小，處理Ⅳ的初始熒光的值最大；處理Ⅱ的初始熒光的值與處理Ⅳ相比，降低20.78%，對照與處理Ⅳ相比，降低14.40%；各處理最大熒光數值的變化與初始熒光相比剛好相反，以處理Ⅱ最高、對照處理次之，處理Ⅴ數值最低，處理Ⅱ的最大熒光數值分別比對照CK 與處理Ⅴ高出8.79% 與33.99%。葉片的PS Ⅱ原初光能轉換效率與PS Ⅱ活性，也以處理Ⅱ最高，分別為0.86 與6.53，顯著高于其他處理，說明在不同用量的固體水處理中，以采用處理Ⅱ的固體水用量能夠顯著提高番茄幼苗葉片的生理活性，植株保持較強的代謝能力，這與前人的研究結果相一致[8]。

表2 不同處理對番茄幼苗葉片熒光參數影響

不同處理對番茄生理生化指標的影響

表3 顯示，番茄幼苗葉片可溶性蛋白含量以處理Ⅱ最高，達到2.25 mg/g，與對照CK 相比高出21.62%；葉片中葉綠素含量、超氧化物歧化酶（SOD）與過氧化物酶（POD）活性的數值也以處理Ⅱ最高，分別為0.45 mg/g、58.45 U/g 與157.82 U/g，與對照CK 相比分別高出60.71%、45.83% 和28.61%，而葉片中丙二醛（MDA）的含量以處理CK 最高，達到0.67 μmol/g。這表明采用處理Ⅱ的固體水用量組成的育苗基質環境，最適宜于幼苗生長，番茄幼苗植株保持較強的代謝能力。

表3 不同處理對番茄幼苗生理生化指標的影響

討論與結論

本試驗中，采用處理Ⅱ的固體水用量，番茄幼苗保持較強的生長勢，幼苗在出苗率、株高、莖粗、葉片數、開展度、冠根比等農藝性狀的數值最高，究其原因是由于本處理下的幼苗，其葉片的PS Ⅱ原初光能轉換效率與PS Ⅱ活性在所有的處理中表現最強，葉片的生理活性最高，幼苗對養分與水份的吸收能力也隨之增強[9]。幼苗葉片葉綠素含量的高低是衡量植物進行光合作用能力大小的重要指標，本試驗中以處理Ⅱ固體水用量，番茄幼苗葉片含量最高，其值為0.45 mg/g，說明本處理的幼苗保持較強的生理代謝能力，進而表現為葉片的超氧化物歧化酶（SOD）與過氧化物酶（POD）活性的數值也隨之增大；幼苗代謝能力與代謝酶活性的提高，促進了光合產物的運轉與積累，因此處理Ⅱ幼苗葉片的可溶性蛋白累積量也隨之提高。丙二醛（MDA）含量高低，表示植物細胞受傷害程度大小[10]，處理Ⅱ的番茄幼苗MDA 含量最低可達0.36 μmol/g，顯著低于其他處理，這說明處理Ⅱ組成的固體水育苗環境，其幼苗葉片的細胞膜脂過氧化程度低，而其他處理由于水份與基質組成的育苗環境，其養分與水份供應失調，進而影響了幼苗生長，這一研究結論與前人的研究相吻合[11]。

試驗結果表明，以采用固體水用量為240 mL/ 株的處理Ⅱ，番茄幼苗保持較強的生長勢，葉片的PS Ⅱ原初光能轉換效率與PS Ⅱ活性最強，葉片可溶性蛋白積累量、葉綠素含量及超氧化物歧化酶（SOD）與過氧化物酶（POD）活性最高，這一研究結論，可為生產上番茄育苗中實現水分的量化管理及水分的高效利用提供理論依據。