胡德勇,姚幫松,Su N inghu
(1. 湖南農業(yè)大學工學院, 湖南 長沙410128;2. James Cook University, Australia Townsville Q4810)
目前,大棚秋黃瓜主要采用育苗栽培,如果環(huán)境控制不當,幼苗極易徒長,影響植株的生長、花芽分化及果實發(fā)育,最終影響產(chǎn)量和品質[1-2]。因此,控制幼苗徒長,培育健壯秧苗是黃瓜優(yōu)質高產(chǎn)栽培的關鍵技術環(huán)節(jié)之一[3]。以大棚秋黃瓜為研究對象,采用大棚盆栽試驗,利用增氧灌溉原理,對秋黃瓜種子萌發(fā)和幼苗生長進行了不同根際通氣環(huán)境處理,并對不同處理的各主要農藝性狀進行了比較分析,研究了增氧灌溉對大棚秋黃瓜壯苗指標的影響,以期為優(yōu)化和改善秋黃瓜的種子萌發(fā)和提高苗體素質提供科學依據(jù)。
試驗于2010年8月至2010年9月在湖南農業(yè)大學耘園基地玻璃大棚內進行。試驗品種為湖南省蔬菜研究所生產(chǎn)的“露地生金”牌秋黃瓜,供試土壤為第四紀紅土發(fā)育的紅黃泥,增氧泵為電磁式空氣泵(ACO-001),其特性參數(shù)為額定電壓220 V/50Hz,額定功率為20 W,最大壓力16 kPa,最大排氣量為20 L/m in。
采用盆栽試驗隨機區(qū)組設計,設3個處理,處理1(T1)為早中晚3 次增氧灌溉,處理2(T2)早上1 次增氧灌溉,處理3(CK)為對照組,常規(guī)灌溉。每個處理3盆,每組設3 次重復,共9 盆,單盆直徑28.8 cm,高24.5 cm,每盆裝土10 kg,每盆隨機數(shù)取50 粒種子播種。8月22日播種,發(fā)芽期為7 d,幼苗期為15 d。播種后隨即開始進入土壤根際不同氧氣環(huán)境控制期。發(fā)芽期與幼苗期土壤含水量控制標準分別為80%~90%、75%~85%,采用稱重法控制。
發(fā)芽期和苗期結束后,每盆隨機取樣10 株,共90株,用清水洗凈,盡量保持根系完整,在室內用Setra EL-4100 電子稱測定植株的鮮重、干重,用游標卡尺、直尺測定植株的高度、葉長、葉寬、根、徑直徑,用101-2 型恒溫干燥箱進行植株烘干,烘干時首先放入烘干箱中105℃殺青10 m in,再調溫至80℃烘24 h。
綜合黃瓜幼苗評價指標的研究成果[4-7],分別設定秋黃瓜壯苗單項性狀指標、相對指標和復合指標。
單項指標15 項,分別為:Y1 總鮮重(g)、Y2 冠鮮重(g)、Y3 葉鮮重(g)、Y4 莖鮮重(g)、Y5 根鮮重(g)、Y6 總干重(g)、Y7 根干重(g)、Y8 冠干重(g)、Y9 莖干重(g)、Y10 葉干重(g)、Y11 莖粗(mm)、Y12 根尖粗(mm)、Y13 株高(cm)、Y14 根長(cm)、Y15 根數(shù)。
相對指標5 項,分別為:Y16=根長/株高;Y17=莖粗/株高;Y18=(全株干重/全株鮮重)×10;Y19=(根干重/冠干重)×10;Y20=(根鮮重/冠鮮重)×10。
復合指標6 項,分別為:Y21=莖粗/株高×總干重×10;Y22=莖粗/株高×總鮮重×10;Y23=(莖粗/株高+根冠比鮮)×鮮重;Y24=(莖粗/株高+根冠比干)×干重×100;Y25=根冠比干×干重×l00;Y26=根冠比鮮×鮮重×100。
采用DPS 7.05 專業(yè)版和Excel 2007 軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。
如表1 所示,擬定的15個秋黃瓜幼苗單項性狀之中10個之間都存在著顯著或極顯著的相關關系,表明秋黃瓜幼苗各性狀之間相互依存、相互制約的關系是廣泛存在的,但從相關系數(shù)來看,各性狀之間的相關性質及相關程度不同。
Y1 與Y2、Y3、Y4 等性狀極顯著相關;Y2 與Y1、Y3、Y4 等性狀極顯著相關;Y3 與Y1、Y2 等性狀極顯著相關;Y4 與Y1、Y2 等性狀極顯著相關;Y5 與Y14性狀顯著相關;Y8 與Y10 性狀極顯著相關;Y9 與Y15 性狀顯著相關;Y10 與Y8 性狀極顯著相關,與Y14 性狀顯著相關;Y14 與Y15 性狀極顯著相關,與Y5、Y10 等性狀顯著相關;Y15 與Y14 性狀極顯著相關,與Y9 性狀顯著相關。Y6、Y7、Y11、Y12、Y13 與其他性狀相關性不顯著,不宜作為衡量秋黃瓜幼苗健壯程 度 的 指 標。而Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y8、Y9、Y10、Y14、Y15 與部分幼苗性狀相關程度高,可用來衡量相應的個別性狀。其中,Y5、Y8、Y9 均只與某項幼苗性狀呈現(xiàn)出較高的相關性,且Y5、Y8 與穩(wěn)定性指標如全株干重、莖粗等的相關程度較小,因此也不宜用作壯苗指標。Y14、Y15 雖與多數(shù)性狀相關密切,但因二者均屬非穩(wěn)定性指標,指標量的增減與秧苗素質的提高或降低不完全一致,只可作為判斷秧苗質量的參考性指標。Y10 雖與多個單項指標相關顯著,也屬穩(wěn)定性指標,但其與根長的相關性為顯著的負相關,因此也不宜用作壯苗指標。Y1、Y2、Y3、Y4 與多個單項指標相關顯著,也屬穩(wěn)定性指標,可以作為秋黃瓜壯苗指標,而且從邏輯屬性來看,Y1 包含Y2、Y3、Y4 且Y2=Y3+Y4,是同一類型的指標,因此可以用Y1(總鮮重)或Y2(冠鮮重)來作為秋黃瓜壯苗的單項指標,且用冠鮮重或總鮮重來衡量幼苗壯苗程度利于現(xiàn)實操作,尤其是冠鮮重基本憑感官就可以判斷,再加上總鮮重就可以基本評價1 株幼苗的健壯程度。
表1 秋黃瓜幼苗單項指標與若干性狀的相關分析
表2 秋黃瓜幼苗相對指標與若干性狀的相關分析
如表2 所示,5 項相對指標與15 項性狀指標多數(shù)呈現(xiàn)出較高的相關性,說明相對指標與秋黃瓜單項性狀的相關性明顯要好于單項指標,但是從相關系數(shù)來看,各指標與性狀之間的相關性質及相關程度不同。
Y16 與根鮮重Y5、Y10 等性狀顯著相關,與Y14性狀極顯著相關;Y17 與Y11 性狀極顯著相關;Y18與Y1、Y2 等性狀極顯著相關,與Y3、Y4、Y6、Y8 等性狀顯著相關;Y19 與Y7 性狀極顯著相關、與Y8、Y11等性狀顯著相關;Y20 與Y5 性狀極顯著相關、與Y14性狀顯著相關。其中,Y17 僅與莖粗一個性狀具有顯著相關性,不宜作為秋黃瓜壯苗的相對指標。
Y16、Y18、Y19、Y20 均與多個性狀具有顯著相關性,均可以作為秋黃瓜壯苗的相對指標。其中Y18 所涉及到的相關性狀指標最多,相對于Y16、Y19、Y20而言是較為理想的秋黃瓜壯苗的相對指標。另外,Y20與其他相對指標相比,是唯一沒有出現(xiàn)負相關的一個相對指標,而且從指標的測量角度來說,還省去了烘干的環(huán)節(jié),更易于操作。
如表3 所示,6 項復合指標與15 項性狀指標多數(shù)呈現(xiàn)出較高的相關性,說明復合指標與秋黃瓜單項性狀的相關性也要明顯好于單項指標,但是從相關系數(shù)來看,各指標與性狀之間的相關性質及相關程度也不同。
Y21 與Y6、Y8、Y11 等性狀顯著相關;Y22 與Y1、Y11 等性狀極顯著相關,與Y2、Y4 等性狀顯著相關;Y23 與Y1、Y2、Y5、Y11 等性狀顯著相關;Y24 與Y7 性狀極顯著相關,與Y5 性狀顯著相關;Y25 與Y7性狀極顯著相關,與Y8 性狀顯著相關;Y26 與Y5 性狀極顯著相關,與Y14 性狀顯著相關。Y25 雖與2個性狀具有顯著相關性,但還有1個負相關性,不適合做秋黃瓜壯苗復合指標。
Y21、Y22、Y23 均與兩個以上性狀具有顯著相關性,均可以作為秋黃瓜壯苗的復合指標。其中,Y22、Y23 所涉及到的相關性狀指標更多,穩(wěn)定性也更好,而且Y23 即人們常用的壯苗指標,因此將Y22、Y23作為秋黃瓜壯苗的復合指標代表性更強。從秋黃瓜壯苗復合指標與幼苗性狀指標的相關性來看,Y22 與性狀指標的相關性要好于Y23,而且從指標的測量角度來看,Y22 還省去了根冠比鮮的環(huán)節(jié),更易于操作。
表3 秋黃瓜幼苗復合指標與若干性狀的相關分析
表4 諸性狀對秋黃瓜幼苗壯苗指數(shù)Y22 的通徑分析
如表4 所示,總鮮重對壯苗指數(shù)Y22 的直接影響最大,二者間相關系數(shù)達到極顯著水平,并通過莖粗有較大的間接影響;對Y22 影響較大的另一個性狀為莖粗,二者間的相關系數(shù)亦達極顯著水平,通過總鮮重也有較大的間接影響。因此,總鮮重、莖粗對壯苗指標均有決定性的正向作用,說明苗重莖粗是提高秋黃瓜苗體素質的基礎。株高對Y22 的直接負影響最大,通過總鮮重、莖粗也有較大的間接影響,說明控制株高,防止幼苗陡長也是保持秋黃瓜苗體素質的重要環(huán)節(jié)。
如表5 所示,莖粗對壯苗指數(shù)Y23 的直接影響最大,二者間相關系數(shù)達到顯著水平,并通過總鮮重有較大的間接影響;對Y23 影響較大的另一個性狀為總鮮重,二者間的相關系數(shù)亦達顯著水平,并通過莖粗和根鮮重也有較大的間接影響;對Y23 影響較大的另一個性狀為根鮮重,二者間的相關系數(shù)亦達顯著水平,并通過總鮮重和莖粗也有較大的間接影響。因此,莖粗、總鮮重、根鮮重對壯苗指標Y23 均有決定性的正向作用,也說明苗重、莖粗、根重是提高秋黃瓜苗體素質的基礎。株高對壯苗指數(shù)Y23 的直接負影響最大,并通過總鮮重、莖粗也有較大的間接影響,說明控制株高,防止幼苗陡長也是保持秋黃瓜苗體素質的重要環(huán)節(jié),同時株高對壯苗指數(shù)Y23 起到重要作用。
表5 諸性狀對秋黃瓜幼苗壯苗指數(shù)Y23 的通徑分析
如表6 所示,10 項單項指標中,處理1 占優(yōu)勢的有6 項,分別為:總鮮重(T1>T2>CK)、冠鮮重(T1>CK> T2)、根鮮重(T1> T2> CK)、莖干重(T1=T2> CK)、根長(T1> CK> T2)、根數(shù)(T1> T2>CK),且僅有冠鮮重、根長出現(xiàn)了對照處理優(yōu)于處理2的情況;處理2 占優(yōu)勢的有3 項,分別為葉鮮重(T2>T1>CK)、 冠 干 重(T2>T1>CK)、 葉 干 重(T2>T1>CK);對照處理CK 占優(yōu)勢的有1 項,為莖鮮重(CK>T1>T2)。
4 項相對指標中,處理1 占優(yōu)勢的有3 項,分別為:根長/株高(T1>T2>CK),(根鮮重/冠鮮重)×10(T1>T2>CK),(根干重/冠干重)×10(T1>CK>T2);處理2 占優(yōu)勢的有1 項,(全株干重/全株鮮重)×10(T2>T1>CK);對照處理占優(yōu)勢的沒有。
5 項復合指標中,處理1 占優(yōu)勢的有2 項,分別為:(莖粗/ 株高+ 根冠比干)×干重×100(T1> T2>CK)、根冠比鮮×鮮重×l00(T1>T2>CK);處理2 占優(yōu)勢的有3 項,分別為:莖粗/ 株高×總干重×10(T2>T1>CK),莖粗/株高×總鮮重×10(T2>CK>T1),(莖粗/株高+根冠比鮮)×鮮重(T2>T1>CK);對照處理占優(yōu)勢的沒有。
從不同處理壯苗指標對比分析來看,在秋黃瓜幼苗期,處理1 有利于幼苗鮮重(含葉鮮重、根鮮重)、莖干重、根長、根數(shù)等單項農藝性狀指標的增加,以及根長/株高、(根鮮重/冠鮮重)×10、(根干重/冠干重)×10 等相對農藝性狀指標的增加,還有(莖粗/株高+根冠比干)×干重×100、根冠比鮮×鮮重×100 等復合農藝性狀指標的增加。
表6 不同處理對秋黃瓜苗體素質的影響
研究通過相關性分析,篩選出總鮮重或冠鮮重作為秋黃瓜壯苗的單項指標,根干重/冠干重或根鮮重/冠鮮重作為秋黃瓜壯苗的相對指標,莖粗/株高×總鮮重×10 或(莖粗/株高+根冠比鮮)×鮮重作為秋黃瓜壯苗的復合指標。宋士清[7]研究認為,黃瓜幼苗子葉長、子葉寬和全株干重可以作為黃瓜壯苗的單項指標,黃瓜幼苗子葉長/子葉寬可以作為黃瓜壯苗的相對指標,黃瓜幼苗子葉長×子葉寬可以作為黃瓜壯苗的復合指標。魏敏芝[8]研究認為,株高、葉面積、根體積為黃瓜幼苗形態(tài)的簡單指標,鮮重根冠比、干重根冠比為黃瓜幼苗形態(tài)的相對指標、壯苗指數(shù)、生長函數(shù)為黃瓜幼苗形態(tài)的復合指標。從黃瓜壯苗的指標來看,研究結論差距主要在于單項指標,由于單項指標自身的穩(wěn)定性較差,從而導致各研究的結論差別較大。在單項指標選擇上,宋士清的研究結果主要是幼苗子葉長和子葉寬,魏敏芝的研究結果中也有葉面積的指標,該研究結果為總鮮重或冠鮮重,實際上在秋黃瓜發(fā)芽階段,葉鮮重在冠鮮重或總鮮重中所占比重較大,鮮重的大小也直接與葉面積相關,因此,三者的研究結果有一定的一致性。另外,楊慧玲等[9]研究表明,黃瓜幼苗生長在子葉展平前主要靠種子內儲存的營養(yǎng),屬于“自養(yǎng)階段”,因此子葉大小反映了幼苗的長勢,幼苗的健壯與否則取決于種子在子葉展平期后,幼苗生長進入“異養(yǎng)階段”,根部營養(yǎng)對幼苗的生長起決定性的作用。但是葉片是作物光合作用的器官,黃瓜干物質積累量受葉器官的質和量兩方面的影響,所謂量的方面即指葉面積的增大速率和最終大小。因此,葉面積是黃瓜干物質積累的主要因素之一,也可以作為壯苗的一個重要指標。
通過對復合指標進一步進行通徑分析,反映了各單項指標對壯苗指數(shù)的影響,莖粗、總鮮重、根鮮重對壯苗指數(shù)有正向的決定作用,株高對壯苗指數(shù)有負向的決定作用,因此,可以通過調控生長環(huán)境,促進莖粗、根系生長以及植株重量,同時有效的控制徒長(株高),來提高秋黃瓜幼苗的質量。處理1、處理2 和對照(CK)相比,對大棚秋黃瓜種子的單項指標、相對指標和復合指標三種壯苗指數(shù)有顯著影響,其中對單項指標和相對指標的影響規(guī)律呈現(xiàn)一致性,均為T1>T2>CK,其中,單項指標處理1 和處理2 分別高出對照10.80%和2.15%,相對指標處理1 和處理2 分別高出對照36.59%和30.70%,對復合指標的影響表現(xiàn)為T2>T1>CK,且處理1 和處理2 分別高出對照13.82%和25.56%。
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[9]楊慧玲,孫治強,張惠梅.不同基質肥料配方對黃瓜幼苗生長的影響[J].河南農業(yè)大學學報,2002,(3):70-74.