栽培基質不同對射干苗生長及生理指標的影響研究

呂俊楠，徐 鵬，吳云虎，李冬林

(1.江蘇百綠園林集團有限公司， 江蘇 南京 210046；2.江蘇揚州城市森林生態系統國家定位觀測研究站，江蘇 揚州 225000)

1 引言

栽培基質是確保苗木生長必不可少的要素之一。栽培基質不同將導致植物外部生長形態、生理活動特性顯著不同，并直接影響到植物的生物量及生長質量[1，2]。草炭、蛭石和珍珠巖是目前生產上常用的栽培基質材料。草炭富含氮、磷、鉀等營養物質，由纖維素、半纖維素和木質素等化學成分組成，具有良好的通氣性和較高的持水能力，可以改善土壤的物理和化學性質。珍珠巖和蛭石具有高通氣性和透水性，成本低，保水率低，是苗木培育中必不可少的配料，因此在農林業設施栽培及容器育苗生產中應用廣泛。

射干(Belamcandachinensis)是我國應用廣泛的多年生草本植物，主產于我國吉林、遼寧、河北、山西、山東、河南、安徽、江蘇、浙江等地，常散生于海拔不高的林緣或山坡草地。目前，射干是醫藥業常用的藥用植物，根狀莖味苦、性寒、微毒，能清熱解毒、散結消炎、消腫止痛、止咳化痰，是治療扁桃腺炎及腰痛等癥的原料[3]。同時，射干還具有飄逸的外形，絢麗的花朵，是園林建設中優良的觀賞植物，常用于林緣、花境、花臺的配置點綴[4]。目前，有關不同栽培基質條件下對射干生長形態及生理指標的影響尚未見研究報道。本研究采用盆栽試驗，研究了射干在4種不同栽培基質下的生長量與生理特性的變化，以期為生產上射干容器育苗及設施栽培中基質的選擇提供一定的參考。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

試驗地位于江蘇省南京市金陵科技學院幕府校區園藝實驗站，北緯 32°12′，東經 118°81′，海拔30 m，年均氣溫16.1 ℃，極端最高氣溫43.0 ℃，極端最低氣溫-13.0 ℃，年相對濕度75%～80%，年均降雨量1116.6 mm，年均日照時數1912.8 h，無霜期224 d。

2.2 試驗材料

試驗材料為一年生射干播種苗，種源是來自安徽亳州。2021年3月份于培養皿中精細播種，待種子萌發后，選取長勢良好、生長一致、健壯無病蟲害的幼苗移栽到高度37 cm，口徑25 cm的塑料花盆中，每盆1株幼苗，統一種植于試驗區大棚里進行預培養。生長期間進行除草、灌溉、病蟲害防治等常規養護管理。 6月初移出棚外進行不同基質配方的隔離培養，當年10月份進行取樣分析。

2.3 基質配制

設置4個不同的基質處理:T1、T2、T3、T4。不同處理采用草炭、珍珠巖、蛭石、園土4種不同材料按體積混合配比而成，具體配比方式見表1。試驗采用單因素隨機區組設計，每小區放置容器苗30盆，重復3次。

2.4 指標測定

當年10月份幼苗生長結束后取樣量測株高、根莖及生物量指標。株高、株幅、基徑用直尺和數顯游標卡尺測量，并統計莖部分蘗數。每處理隨機選取3棵苗作為樣株，整株挖掘后按照根、莖、葉分開后，85 ℃干燥箱內烘干至恒重，計算生物量。生理指標的測定參考有關文獻，可溶性蛋白質測定采用考馬斯亮藍法[5]，可溶性糖測定采用蒽酮法[5]，丙二醛(MDA)采用分光光度法[5，6]，葉綠素測定采用乙醇提取，分光光度法[6]。

表1 不同栽培處理的基質體積比

2.5 數據處理

采用Excel 2003軟件完成數據處理，Sigma Plot12.0進行做圖；SPSS Statistics 17.0 進行單因素方差分析，多重比較采用LSD 法，綜合比較采用隸屬函數分析法[7]。即通過下述公式計算隸屬函數值，累加得到各處理的總隸屬函數值，對不同處理的效應進行綜合排名。

U(Xij)=(xij-ximin)/(ximax-ximin)

(1)

式(1)中，U(Xij)為不同處理測定指標的隸屬函數值，xij為i處理j指標測定值；ximin為i處理j指標最小測定值；ximax為i處理j指標最大測定值。

3 結果與分析

3.1 不同栽培基質對射干生長指標的影響

3.1.1 不同栽培基質對射干生長形態指標的影響

由表2可知，栽培基質不同對射干幼苗生長產生了顯著性影響。其中T1處理的株高最小(38.93 cm)，T3處理的株高最大(53.57 cm)，并顯著大于其他處理(P<0.05)，T1、T2、T4處理僅為T3處理株高的72.67%、82.19%、82.07%。不同栽培基質下射干苗的基徑差異不明顯，僅T2處理的基徑大于對照T1，其他兩個處理的基徑均小于T1。T4處理下的基徑最小，僅為1.13 mm，為T1處理的91.87%。不同栽培基質下射干苗基徑大小的排序為T2>T1>T3>T4(表2)。

表2 不同栽培基質對射干形態指標的影響

T3處理下的株幅與其他處理之間存在顯著差異(P< 0.05)。就同一栽培基質下射干的株幅來看，T1處理下的株幅最小(21.33 cm)，T2、T3、T4處理分別比T1高出9.8%、56.59%、15.00%。但T1、T2、T4處理間株幅差異性不明顯，但均顯著小于T3處理(P<0.05)。株幅大小的排序為：T3>T4>T2>T1。此外，不同栽培基質還影響射干苗的分蘗數。試驗表明：分蘗數最多的為T4處理，為5.33，T2處理下的分蘗數為最少，僅為3.33，比T4處理少37.52%。4個處理的分蘗數排序為T4>T3>T1>T2。

3.1.2 不同栽培基質對射干葉片形態指標的影響

由表3可知得，T1處理下射干葉片數最少(7)，T3處理下葉片數最大(13)，且顯著大于T1、T4處理下葉片數(P< 0.05)。不同栽培基質對射干幼苗葉片的平均葉片長與平均葉片寬的影響效果不顯著(P> 0.05)。T1處理的平均葉片長分別比T2、T3處理減少4.60%、12.96%，但比T4處理增加10.11%。T4處理的平均葉片寬最大(1.98 cm)，但與其他處理的平均葉片寬均不顯著(P> 0.05)。

葉面積大小作為植物光合作用的重要指標，直接反映光強變化對植物體生長的影響。由表3可知，射干葉面積在T3處理下達到最大，為61.08 cm2，與T1處理葉面積相比高出22.42%，在T2處理下，射干葉面積最小，僅為47.22 cm2。不同栽處理下射干葉面積大小排序為：T3>T4>T1>T2。

表3 不同栽培基質對射干葉片特征參數的影響

3.1.3 不同栽培基質對射干根系生長量的影響

不同栽培基質對射干根系生長的影響見表4。比較而言，T3處理下的平均根幅與平均主根長均最大。其中T3處理下的平均根幅分別比T1、T2、T4處理高56.2%、24.05%、40.65%。T3處理下的平均主根長顯著大于T1、T2處理，但與T4處理的差異性不顯著。T1處理下的平均主根長最小，僅為T3處理的84.10%。不同處理下平均主根長的排序為：T3>T4>T2>T1。比較而言，T3處理可能更有利于射干幼苗的根系生長。不同處理下射干的平均主根粗無顯著差異性(P> 0.05)。

表4 不同栽培基質對射干根系形態指標的影響

3.1.4 不同栽培基質對射干生苗生物量的影響

生物量表現了植物體進行同化作用獲取能量的能力，也可以表征不同植物體對外界環境條件的適應能力[8]。表5表明，栽培基質不同顯著影響射干的生物量積累。

其中，T3處理下的單葉鮮重、單葉干重、根鮮重、根干重、總葉鮮重、總葉干重均達到最大，分別為2.52、1.44、67.70、37.2、64.03、33.56 g，T1處理下的相應參數均最小，分別為1.75、0.85、22.6、13.27、26.40、11.26 g。 不同處理下單葉鮮重和單葉干重大小排序均為:T3>T4>T2>T1。

T3處理下的根鮮重分別是T1、T2處理的2.99、1.81倍，并呈現顯著差異(P> 0.05)。T3處理下的總葉鮮重分別比T1、T2、T4高142.54%、118.31%、133.76%。可見T3處理最有利于射干幼苗的生物量積累。

表5 不同栽培基質對射干幼苗生物量的影響 g

3.2 不同栽培基質對射干生理指標的影響

3.2.1 不同栽培基質對射干葉綠素含量的影響

光合作用涉及光能的吸收、傳遞和轉化。葉綠素和類胡蘿卜素是吸收光能的主要物質，葉綠素含量的高低很大程度上反映了植物的光能吸收、轉化和傳遞能力，且葉綠素含量與葉片光合速率、外界環境條件等密切相關，因此可通過測定葉綠素含量來表征植物生長狀況[9]。由圖1可知，不同栽培基質對射干幼苗的葉綠素的積累影響效果不顯著，其中T3基質處理下的葉綠素含量達到最大，為1.83 mg/g，在T1處理下達到最小，僅為1.26 mg/g。不同處理下葉綠素含量大小排序為:T3>T4>T2>T1。

3.2.2 不同栽培基質對射干可溶性蛋白質含量的影響

可溶性蛋白質是植物的能量物質即初生代謝產物，是植物體內氮素存在的主要形式，也是植物體內重要的滲透調節物質，是反映植物生理生化功能常用指標之一[10]。由圖1可知，T3處理的可溶性蛋白質含量顯著大于T1、T2、T4處理，分別高出86.00%、74.65%、55.01%。不同處理下可溶性蛋白質含量大小排序等同于葉綠素含量。

圖1 不同栽培基質對射干葉綠素及可溶性蛋白質含量的影響

3.2.3 不同栽培基質對射干可溶性還原性糖含量的影響

可溶性還原糖為植物的各種合成過程和各種生命活動提供了所需的能量[11]。圖2可知，T3處理下幼苗的可溶性還原糖含量最大(1.90%)，T1處理下幼苗的可溶性還原糖含量最小(1.32%)，T2、T3、T4處理下的可溶性還原糖含量比T1處理分別高22.73%、50.76%、26.52%；T3處理下的可溶性還原糖含量顯著大于T1(P>0.05)，但T2、T3、T4處理間無顯著差異。

圖2 不同不同栽培基質對射干葉綠素及可溶性糖及丙二醛含量的影響

3.2.4 不同栽培基質對射干丙二醛含量的影響

植物器官衰老或在逆境下遭受傷害，往往發生膜脂過氧化作用，MDA是膜脂過氧化的最終分解產物，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度[10，11]。由圖2可知，T1處理下的幼苗丙二醛含量最大，其值達到為14.82 μmol/mg，與T2、T3、T4處理相比，分別高出22.68%、53.47%、31.27%。但是，T1、T2、T4處理間的MDA含量差異不顯著(P>0.05)。

3.3 不同栽培基質對射干生長影響的綜合評價

采用Fuzzy隸屬函數法將測定的生長指標與生理指標進行綜合，以全面評價不同栽培基質對射干生長及生理的影響見表6。通過隸屬函數法對射干生長指標和生理指標的評價，并結合植物生物量數據分析，得出T3處理對有利于射干苗的生長，T4、T2中等，T1處理對射干苗的生長最為不利。

4 討論

(1)基質是設施栽培植物賴以生存和發育的基礎，是制約植物生長發育、形態結構和生理生態功能的最直接生境因素[12]。不同植物滿足其生長發育所需的最適宜的生境條件有所不同，了解不同植物對基質的不同需求將有助于指導農林生產中應該采取何種栽培條件。夏海濤等[13]的研究表明，不同基質配方對閩楠、浙江楠的生長有不同影響，40%泥炭+40%黃泥+20%稻殼的基質配方適宜閩楠容器大苗培育，80%泥炭+10%黃泥+10%稻殼組成的基質配方適宜浙江楠容器苗培育；杜洋文等[14]研究了不同基質配方對薄殼山核桃苗木成活率、生長量及成活率的影響，提出泥炭土、珍珠巖、黃心土體積比3∶3∶2 和1∶1∶1的混合基質成活率最高，可顯著提高苗木的生物量；安玉光等[15]分析了不同基質配方對文冠果幼苗生長、生理指標和光合指標的影響，表明在天山北坡前山帶區域文冠果容器育苗的最佳基質配方為園土∶腐熟羊糞∶河沙=6∶2∶2。目前，射干常為大田栽培，在容器栽培條件下生長和產量如何還少見報道。因此，通過研究不同基質配方條件下射干苗的生長及產量如何對于引導農林業生產具有一定的實際意義，以滿足未來設施栽培的技術需求。

表6 不同栽培基質下射干生長影響的綜合評價指數

(2)本研究中，T3處理下的射干幼苗展現出了最好的生長趨勢，其生長指標中株高、株幅、葉片數、平均根幅、平均主根長、平均主根粗、根鮮重、總葉鮮重均達到最大，而T1處理下的射干幼苗生長狀況最差，其原因可能是T1純園土基質，園土質地黏重，通氣透水性較差，栽培植物幼苗基質易板結，水分過多時，積水會導致爛根，進而影響到植株生長量。而T2處理的基質中將園土與草炭進行了的混合，增加了土壤的有機質含量和土壤透氣性，因此更有利于幼苗根系的延伸生長。而T3處理在T2處理的基礎上加入珍珠巖，并以均等的比例混合，不僅改良了質地，而且具有一定的肥力，從而使射干苗展現出最優的生長態勢。T4處理在草炭與珍珠巖中加入一定比例蛭石能夠改善基質物理性質，提高基質的保水能力和透氣性，但基質易干燥，保肥性不強，射干幼苗的生長勢優于T1、T2處理，但遜于T3處理。

(3)植物體內的可溶性還原糖和可溶性還原蛋白質含量是重要的生理生化指標。可溶性還原糖為植物的各種合成過程和各種生命活動提供了所需的能量，可溶性蛋白質是植物體內氮素存在的主要形式，其含量的多少與植物的代謝和營養有密切的關系[15，16]。在試驗中，可溶性還原糖與可溶性蛋白質含量均在T3處理下達到最大值，T4處理次之，T1取得最小值。說明在園土的基礎上，配以草炭與珍珠巖可以有效地提升基質的物理性狀，有利于幼苗有機物的積累，這與劉金玉[16]、張真真[17]的研究成果一致。

(4)丙二醛的含量可作為判斷植物細胞膜脂過氧化程度的指標。通過研究發現，良好的基質可以緩解膜脂過氧化程度，減輕自由基對細胞膜的傷害，增強植物的抗逆性。李小玲[18]在不同基質對秦嶺高山杜鵑的生長研究中，發現基質中添加珍珠巖能夠提高植株蛋白質的合成，且有效地減緩了高山杜鵑丙二醛( MDA)含量的積累，這與本試驗結果具有一定的相似性。

綜上所述，不同栽培基質的配比對射干的生長將產生不同的影響。園土、草炭、珍珠巖三者均等比例的T3處理的基質最有利于射干育苗生產。當然，植物的生長發育還受諸多因素的影響，如光照、水分、溫度等。因此，關于射干幼苗的最佳生長環境條件還需進一步驗證與研究。