潮汐灌溉不同灌水量對黃瓜苗期生長發(fā)育的影響

王克磊　朱隆靜　陳先知　史建磊　徐堅(jiān)

摘要：以黃瓜為材料，設(shè)置了每個(gè)潮汐式托盤3.0、3.5、4.5、6.5 L 共4種灌水量處理，研究了潮汐灌溉不同灌水量對黃瓜苗期生長的影響。結(jié)果表明：4.5 L灌水量處理的植株高度適中，莖粗和植株干物質(zhì)含量最高，壯苗指數(shù)為0.0201。4.5 L灌水量處理，可以作為灌水量調(diào)控的一個(gè)指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：黃瓜；潮汐灌溉；生理；灌水量；生長發(fā)育

中圖分類號： S642.207 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）10-0197-02

潮汐灌溉育苗起源于設(shè)施園藝發(fā)達(dá)的荷蘭，在生產(chǎn)中已得到了廣泛的應(yīng)用。潮汐灌溉系統(tǒng)是根據(jù)潮水起落原理設(shè)計(jì)的一種節(jié)水、高效、省工的灌溉系統(tǒng)，適用于各種盆栽植物和容器育苗的管理，可以有效地提高水資源和營養(yǎng)液的利用率[1-2]，具有節(jié)水、提升作物生長速率、促進(jìn)植株根系吸收營養(yǎng)、降低苗床濕度等優(yōu)點(diǎn)[3-4]。但是目前國內(nèi)外提供的潮汐灌溉系統(tǒng)設(shè)備大多采用整體式潮汐灌溉水槽，此種系統(tǒng)對苗床平整度要求較高，要確保苗床密封不漏水，施工難度大，需要專業(yè)安裝，造價(jià)高達(dá)260 元/m2以上，一般用戶難以承受，大面積推廣非常困難。浙江省溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜科學(xué)研究所與溫州藍(lán)豐農(nóng)業(yè)科技中心合作開發(fā)的托盤式潮汐育苗設(shè)備，通過對常規(guī)設(shè)備和方法進(jìn)行優(yōu)化，用潮汐式灌溉專用托盤（以下簡稱潮汐盤）代替整體式潮汐灌溉水槽，用小單元底部供水代替大床供水，造價(jià)從常規(guī)的260 元/m2降到約24 元/m2，大幅度節(jié)約設(shè)施成本，為底部灌溉技術(shù)在種苗產(chǎn)業(yè)上的大面積應(yīng)用提供了可能。使用托盤式潮汐灌溉技術(shù)，既有植床式潮汐灌溉的效果，又從設(shè)備和技術(shù)理念上提升簡化，是蔬菜育苗灌溉技術(shù)的一大突破，使農(nóng)民在育苗上真正用得起，育出優(yōu)質(zhì)苗，為蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)打下基礎(chǔ)。本試驗(yàn)以黃瓜為材料，研究利用潮汐盤育苗不同灌水量對黃瓜幼苗生長發(fā)育的影響，旨在摸清潮汐盤的使用方法和使用過程中水分的控制標(biāo)準(zhǔn)。

1 材料與方法

1.1 潮汐育苗盤介紹

溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜科學(xué)研究所設(shè)計(jì)的潮汐式灌溉專用托盤，包括方形底盤、方形底盤四周向上延伸的邊沿構(gòu)成的盤壁，方形底盤上設(shè)置有多個(gè)加強(qiáng)筋，多個(gè)加強(qiáng)筋在方形底盤寬度方向上相互平行，在方形底盤長度方向上線形排列，加強(qiáng)筋與加強(qiáng)筋形成的凹陷部分縱橫相連，形成導(dǎo)流水槽。方形底盤上設(shè)置有在方形底盤寬度方向上相互平行、在方形底盤長度方向上線形排列的加強(qiáng)筋，用來支撐使用過程中放置在上面的栽培容器（穴盤），同時(shí)加強(qiáng)整個(gè)潮沙式灌溉專用托盤在長度方向的強(qiáng)度；凸陷部分縱橫相連，形成導(dǎo)流水槽，有利于潮沙盤內(nèi)的水流通和空氣流通，防止?fàn)€根。

1.2 供試材料

供試黃瓜品種為超美特（溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育）；育苗基質(zhì)為浙江錦大綠公司生產(chǎn)的育苗基質(zhì)。試驗(yàn)于2014年3—5月在溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

種子于4月10日經(jīng)55 ℃溫湯浸種后直接播于50孔育苗穴盤中，然后將穴盤放入自行研發(fā)的潮汐式托盤中，每個(gè)潮汐式托盤中放3個(gè)穴盤。4月20日黃瓜子葉展平后開始進(jìn)行水分處理。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)水分梯度，分別為每個(gè)潮汐式托盤中灌水3.0、3.5、4.5、6.5 L，將水直接灌至潮汐式托盤中。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3個(gè)穴盤。5月8日統(tǒng)一進(jìn)行取樣測定，包括植株株高、莖粗、葉片數(shù)、地上部鮮質(zhì)量及干質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量及干質(zhì)量等指標(biāo)，SOD（超氧化物歧化酶）、POD（過氧化物酶）、CAT（過氧化氫酶）、GSH（谷胱甘肽）等生理指標(biāo)均采用試劑盒測定，試劑盒購于蘇州科銘生物技術(shù)有限公司。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水量處理對黃瓜幼苗生長發(fā)育的影響

由表1可見，不同灌水量處理下植株的表現(xiàn)狀態(tài)差異顯著。株高隨著灌水量的增加而逐漸增高，6.5 L處理的植株株高最高，達(dá)到19.89 cm，比3.0 L處理增加112.9%，不同處理之間差異顯著。莖粗以4.5 L處理的植株最大，為0.421 cm，顯著大于其他處理，并呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。地上部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量隨著水分的不斷增加而顯著增大，均以6.5 L處理最大，顯著大于其他幾個(gè)處理。地下部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，以4.5 L處理最大。

2.2 不同灌水量處理對黃瓜苗期生理特性的影響

不同灌水量處理對黃瓜苗期生理特性的影響差異顯著。從表2可以看出，隨著灌水量的增加，黃瓜葉片CAT活性和GSH含量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，CAT活性和GSH含量分別在4.5 L、3.5 L處理最低，分別為4 324.96 U/g鮮質(zhì)量和14.20 μmol/g，且各處理間差異顯著。SOD活性在最低的灌水量處理下有所增加，3.0 L處理較3.5 L處理增加13.99%。葉片POD的活性以4.5 L處理最低，為3 830.42 U/g鮮質(zhì)量，不同處理間差異顯著。

2.3 不同灌水量次數(shù)及壯苗指數(shù)比較

在整個(gè)試驗(yàn)過程中，統(tǒng)一灌水4次，灌水總量分別為12、14、18、26 L，從壯苗指數(shù)來看，以4.5 L處理的壯苗指數(shù)最高，為0.020 1，顯著高于其他處理，最低的為3.0 L處理（表3）。

3 討論與結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，底部灌溉不同灌水量處理，通過調(diào)控黃瓜穴盤苗水分的不同而顯著影響幼苗生長，穴盤苗育苗過程中可控的環(huán)境因素很多，但水分的控制效果較為明顯。當(dāng)灌水量達(dá)到4.5 L時(shí)，植株高度適中，無明顯徒長現(xiàn)象，莖粗和地上部的干鮮質(zhì)量及壯苗指數(shù)等指標(biāo)均為最高，黃瓜幼苗的生長狀況最好。當(dāng)灌水量達(dá)到6.5 L時(shí)，雖然植株高度顯著增高，但莖粗和地下部干鮮質(zhì)量都顯著下降，幼苗表現(xiàn)徒長，說明灌水量過多雖然會(huì)促進(jìn)植株莖葉的生長，但會(huì)明顯抑制根系的發(fā)育。

植物體內(nèi)存在清除活性氧的各種酶類系統(tǒng)，其中SOD、POD和CAT就是一類主要的保護(hù)酶類[5-6]。一般情況下植株體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與清除保持平衡狀態(tài)。在遇到脅迫條件（如干旱或者濕澇）等逆境條件下，平衡即會(huì)被打破，活性氧便在植物體內(nèi)大量而迅速積累，加劇膜脂過氧化作用[7-8]，細(xì)胞膜遭到破壞，植株細(xì)胞衰老和解體加速，進(jìn)而使葉片衰老，引起脫落、死亡。本研究結(jié)果表明，在同一灌水時(shí)間處理上，3.0 L灌水量處理時(shí)，表現(xiàn)供水不足，植株出現(xiàn)葉片萎蔫的狀態(tài)，表明其處于干旱脅迫的狀態(tài)，因此導(dǎo)致葉片中SOD、POD、CAT活性提高。3種酶類相比，干旱使POD和CAT活性提高幅度大于SOD，表明POD和CAT對干旱脅迫反應(yīng)更敏感。而在6.5 L處理時(shí)，植株葉片POD和CAT活性的增幅小于3.0 L處理，表明黃瓜對干旱脅迫的反應(yīng)要高于濕澇脅迫，在4.5 L處理下，植株各酶活性沒有顯著增加，且植株未出現(xiàn)濕澇或者干旱脅迫。

從4種灌水量處理的試驗(yàn)結(jié)果來看，4.5 L灌水量處理的植株高度適中、莖粗和植株干物質(zhì)含量最高，壯苗指數(shù)也最大。3.0 L灌水量處理和6.5 L灌水量處理植株都表現(xiàn)一定的脅迫狀態(tài)，保護(hù)酶活性較4.5 L處理均有不同程度增大，而且壯苗指數(shù)也有較大差別。綜合來看，4.5 L灌水量處理可以作為灌水量調(diào)控的一個(gè)指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬福生，劉洪祿，楊勝利，等. 無土盆栽紅掌潮汐灌溉技術(shù)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（24）：115-120.

[2]任建華. 水和營養(yǎng)液的潮汐式灌溉[J]. 節(jié)水灌溉，2004（3）：49-50.

[3]張曉文，田 真，劉文璽，等. 潮汐式灌溉系統(tǒng)的研發(fā)與推廣[J]. 農(nóng)業(yè)工程，2011（1）：80-83.

[4]張 黎，王 勇. 盆栽八仙花潮汐灌溉栽培試驗(yàn)初探[J]. 北方園藝，2011（20）：77-79.

[5]張小娟，宋 濤，甄曉輝，等. 模擬干旱脅迫對轉(zhuǎn)C4雙基因水稻幼苗光合功能及部分抗氧化酶活性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，30（4）：709-715.

[6]鄒英寧，彭軍榮. NaCl脅迫對金柑組培苗生長、根系形態(tài)和抗氧化的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（4）：154-155.

[7]齊海鷹，張淑霞，宋朝玉，等. 不同基質(zhì)和供水方式對基質(zhì)理化特性和一品紅觀賞品質(zhì)的影響[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（3）：74-80.

[8]馬福生，劉洪祿，吳文勇，等. 不同灌水下限對設(shè)施滴灌無土栽培紅掌水分利用和生長的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（8）：65-70. 狄文偉. 基于GA3的不同引發(fā)劑對茄子種子的引發(fā)效果[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（10）：199-200，335.endprint