瓜類秸稈對毛桃幼苗生長的影響

摘要：為探究不同瓜類蔬菜秸稈對毛桃幼苗生長的影響，以毛桃幼苗為試驗材料，采用盆栽試驗方法測定黃瓜、冬瓜、南瓜、絲瓜和苦瓜5種瓜類秸稈處理下毛桃幼苗生物量、葉片光合色素含量和抗氧化酶活性。結(jié)果表明：與對照相比，黃瓜秸稈處理提升了毛桃幼苗莖稈和葉片的生物量，其葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素含量分別提高了9.21%、10.15%、9.45%和9.05%，過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性分別提高了17.14%、8.80%、11.58%和8.84%；苦瓜秸稈處理顯著降低了毛桃幼苗上述指標(biāo)。此外，毛桃幼苗的莖桿生物量、葉片生物量、光合色素含量和抗氧化酶活性各指標(biāo)間均呈正相關(guān)。綜上，不同瓜類蔬菜秸稈對毛桃幼苗生長存在不同的影響，其中，施用黃瓜秸稈的促進作用顯著，施用苦瓜秸稈的抑制作用顯著。

關(guān)鍵詞：毛桃；瓜類蔬菜秸稈；生長；光合生理；抗氧化生理

中圖分類號：S662.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）2-0068-05

Effects of Cucurbitaceous Vegetable Straw on the Growth of Peach Seedlings

JING Chuan-yu1，2，LU Qi-yu1，JIANG Xue-you3，WANG Chun-yan4，NIE Xiao-xia5，LIN Li-jin2，WANG Ting1

（1. Chengdu Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Chengdu 611130， PRC; 2. College of Horticulture， Sichuan Agricultural University， Chengdu 611130， PRC; 3. Modern Agricultural Industrial Park Service Center of Guang'an District， Guang'an City， Guang'an 638550， PRC; 4. Agricultural Technology Center of Guang'an District， Guang'an City， Guang'an 638550， PRC;

5. Jingyang Bureau of Agriculture and Rural Affairs， Deyang 618000， PRC）

Abstract： This study aims to investigate the effects of straw from different cucurbitaceous vegetables on the growth of peach seedlings. A pot experiment was conducted to examine the effects of straw from five cucurbitaceous vegetables—cucumber， wax gourd， pumpkin， luffa， and bitter gourd—on the biomass， photosynthetic pigment content， and antioxidant enzyme activities of peach seedlings. The results indicated that compared with the control group， the cucumber straw treatment increased the leaf and stem biomass of peach seedlings. The cucumber straw treatment increased the content of chlorophyll a， chlorophyll b， carotenoids， and total chlorophyll by 9.21%， 10.15%， 9.05%， and 9.45%， respectively. In addition， it increased the activities of peroxidase， superoxide dismutase， catalase， and ascorbate peroxidase by 17.14%， 8.80%， 11.58%， and 8.84%， respectively. Conversely， the treatment with bitter gourd straw significantly reduced the above indicators in peach seedlings. Positive correlations existed between the leaf and stem biomass， photosynthetic pigment content， and antioxidant enzyme activities of peach seedlings. In summary， the straw from different cucurbitaceous vegetables exerts different effects on the growth of peach seedlings. The application of cucumber straw promotes the growth of peach seedlings， while that of bitter gourd straw demonstrates an inhibitory effect.

Key words： peach; cucurbitaceous vegetable straw; growth; photosynthetic physiology; antioxidant physiology

我國是蔬菜生產(chǎn)和消費大國，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和人口的不斷增長，我國蔬菜種植面積不斷擴大，在2023年已達到2 287.3萬hm2[1]，蔬菜產(chǎn)量達到82 868.11萬t[2]。瓜類蔬菜是葫蘆科中食用部分為瓠果的一類蔬菜，是我國蔬菜產(chǎn)業(yè)的重要組成部分[3]。近年來，伴隨著蔬菜產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生的蔬菜廢棄物不斷增加，據(jù)2020年統(tǒng)計，全國蔬菜廢棄物產(chǎn)量超過2.16億t[4]。蔬菜廢棄物未得到充分利用而采用隨意堆放或焚燒等方式處理，這不僅造成資源浪費，還導(dǎo)致大面積的農(nóng)業(yè)面源污染，影響蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[5-7]。

蔬菜殘株中含有多種礦質(zhì)養(yǎng)分和有機質(zhì)，具有較高的再利用價值[8]，瓜類蔬菜廢棄物有機質(zhì)含量高，變化范圍在555～775 g/kg，其中黃瓜、絲瓜和南瓜的有機質(zhì)含量均在700 g/kg以上[9]。蔬菜廢棄物水熱產(chǎn)物還可以改善土壤理化性質(zhì)，緩解土壤酸化、堿化和貧瘠化等情況[10]。當(dāng)前，關(guān)于蔬菜廢棄物處理及循環(huán)利用的相關(guān)研究日益增多，蔬菜秸稈還田作為一種相對經(jīng)濟且可持續(xù)的農(nóng)業(yè)實踐方式，對作物生長和土壤質(zhì)量具有一定積極影響，能夠產(chǎn)生明顯的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益[11-12]。蔬菜秸稈經(jīng)粉碎顆粒化后還田，具有與土壤接觸充分、融合率高、腐解速率快和養(yǎng)分釋放率高等特點[13]。秸稈還田后能夠增加土壤中有機碳的含量，秸稈中的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素在分解后轉(zhuǎn)化為速效磷和速效鉀等有效態(tài)養(yǎng)分供作物吸收利用，促進土壤肥力提升以滿足作物生長的養(yǎng)分需求，同時還以調(diào)節(jié)土壤細(xì)菌和真菌的群落結(jié)構(gòu)，改善土壤生態(tài)，為植物提供良好的生長環(huán)境[14-16]。此外，植物會通過莖葉揮發(fā)和殘體分解等途徑向外界釋放化感物質(zhì)[17-18]，產(chǎn)生化感作用。有研究表明，黃瓜、南瓜和苦瓜等瓜類蔬菜秸稈中含有有機酸類、醛類及皂苷等化感物質(zhì)[19-23]，這些物質(zhì)在土壤中經(jīng)過腐解釋放出來之后將對植物的生長和發(fā)育產(chǎn)生影響[24]。

毛桃是一種薔薇科李屬核果類果樹，不僅有食用、觀賞和生態(tài)價值，還具有優(yōu)良的抗逆性和繁殖能力，當(dāng)前已成為我國桃樹主產(chǎn)區(qū)廣泛應(yīng)用的砧木類型[25]。目前，關(guān)于瓜類蔬菜秸稈對植物栽培影響的研究大多集中在黃瓜秸稈還田領(lǐng)域，針對其他瓜類蔬菜秸稈還田對果樹生長影響的研究相對較少。因此，試驗選取毛桃作為研究對象，選擇5種瓜類秸稈進行處理，分析不同秸稈對毛桃幼苗生長的影響，旨在探明對毛桃生長有益的秸稈類型，為毛桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤為潮土，取自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)周邊的農(nóng)田，基本理化性質(zhì)如下：pH值為7.63，有機質(zhì)含量為15.71 g/kg，全氮1.02 g/kg，全磷10.88 g/kg，全鉀15.32 g/kg，堿解氮40.72 mg/kg，速效磷21.28 mg/kg，速效鉀51.25 mg/kg。

供試毛桃種子購買于四川省成都市溫江區(qū)市場，進行低溫沙藏預(yù)處理。供試秸稈為黃瓜、冬瓜、南瓜、絲瓜和苦瓜的地上部分，采集于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)周邊農(nóng)田，采集后在自然條件下風(fēng)干，切成0.3～0.5 cm的小段備用。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2023年4月至6月在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)日光溫室內(nèi)進行。試驗采用盆栽方式，共設(shè)6個處理，分別為：不加秸稈（對照）處理、黃瓜秸稈處理、冬瓜秸稈處理、南瓜秸稈處理、絲瓜秸稈處理和苦瓜秸稈處理，每個處理重復(fù)3次。處理時分別將對應(yīng)的瓜類蔬菜秸稈30 g[17]施入培養(yǎng)盆（直徑18 cm，高度15 cm，每盆裝土3 kg），與土壤充分混勻。2023年4月將經(jīng)過低溫沙藏處理后的毛桃種子播種在32孔穴盤上進行育苗，穴盤中填充珍珠巖。每隔3 d澆灌1次霍格蘭營養(yǎng)液，持續(xù)兩周后，待長出3～4片真葉時，選取長勢一致的毛桃幼苗移栽至培養(yǎng)盆中，每盆移栽4株，共計72株毛桃幼苗。不定期交換培養(yǎng)盆位置以減弱邊際效應(yīng)。每天澆水直至水從底盆滲出，使土壤保持濕潤，2個月后進行植株收獲。

1.3 測定項目及方法

在毛桃植株收獲前，采集毛桃幼苗成熟葉片，用于試驗初期抗氧化酶活性、葉綠素含量及類胡蘿卜素含量的測定。采用氮藍四唑（NBT）光化還原法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性，采用愈創(chuàng)木酚比色法測定過氧化物酶（POD）活性，采用紫外分光光度法測定過氧化氫酶（CAT）活性和抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性。采用丙酮乙醇浸提法分別在波長663 nm、645 nm、652 nm和470 nm處測定葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量，按式（1）計算葉綠素總量，按式（2）計算葉綠素a/b比值[26]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2019整理和作圖，采用SPSS 27.0軟件進行方差分析，用Duncan’s新復(fù)

極差法進行多重比較，用Person法進行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 瓜類秸稈對毛桃幼苗生物量的影響

由圖1可知，與對照比較，黃瓜秸稈處理提升了毛桃幼苗莖稈和葉片的生物量，其中葉片生物量顯著提高了6.73%。苦瓜秸稈處理使毛桃幼苗莖桿和葉片生物量較對照分別顯著降低8.96%和7.87%。冬瓜、南瓜和絲瓜秸稈處理對毛桃幼苗地上部分生物量無顯著影響。

2.2 瓜類秸稈對毛桃幼苗葉片光合色素含量的影響

由表1可知，與對照相比，黃瓜秸稈處理中毛桃幼苗的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量及類胡蘿卜素含量分別提高了9.21%、10.15%、9.45%和9.05%。冬瓜和苦瓜秸稈處理顯著降低了毛桃葉片光合色素含量，其中苦瓜秸稈處理的含量最低，其葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量及類胡蘿卜素含量較對照分別顯著降低了8.07%、9.85%、8.52％和11.21%。絲瓜秸稈處理的光合色素含量各項指標(biāo)均高于對照，南瓜秸稈處理的光合色素含量各項指標(biāo)均低于對照，但兩者都無顯著差異。

2.3 瓜類秸稈對毛桃幼苗葉片抗氧化酶活性的影響

由表2可知，黃瓜和絲瓜秸稈處理均提高了毛桃幼苗葉片POD、SOD、CAT和APX活性。上述4個指標(biāo)數(shù)值比較，黃瓜秸稈處理較對照分別顯著提高了17.14%、8.80%、11.58%和8.84%，效果最好；絲瓜秸稈處理較對照分別提高了5.45%、6.45%、8.95%和4.65%，POD、SOD和CAT活性差異達顯著水平；冬瓜、苦瓜和南瓜秸稈處理下幼苗葉片4個活性指標(biāo)均有所降低，其中冬瓜和苦瓜秸稈處理活性差異達顯著水平，南瓜秸稈處理中SOD與CAT活性差異不顯著；苦瓜秸稈處理的POD活性降幅最大，較對照降低了24.91%。

2.4 相關(guān)性分析

由表3可知，除莖桿生物量與葉綠素b含量呈顯著（P＜0.05）正相關(guān)之外，其他分析因子間均呈極顯著（P＜0.01）正相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

蔬菜秸稈還田可以有效增加土壤中的有機質(zhì)、水解性氮、有效磷以及速效鉀的含量，幫助改良土壤環(huán)境并提升土壤脲酶和過氧化氫酶的活性，對作物生長起到促進作用[14]。李瀟雅等[27]研究發(fā)現(xiàn)施用黃瓜秸稈處理后土壤中的有機質(zhì)與堿解氮含量高于番茄和甜椒等秸稈處理。黃瓜秸稈在分解過程中會釋放營養(yǎng)元素，使土壤養(yǎng)分增多，為作物生長提供所需的營養(yǎng)物質(zhì)，促進其地上部分生物量及產(chǎn)量的增加[28-30]。試驗中，施用黃瓜秸稈促進了毛桃幼苗莖桿和葉片生物量的增加，與前人研究結(jié)果一致。

瓜類蔬菜秸稈因化感物質(zhì)、受體植物與土壤環(huán)境等因素的變化而產(chǎn)生不同的作用[31]。江瑛等[32]研究發(fā)現(xiàn)，苦瓜的莖葉中含有大量的三萜類化感物質(zhì)，苦瓜葉片水浸提液對作物幼苗生長具有化感抑制作用[33]。試驗結(jié)果顯示，施用苦瓜秸稈處理減少了毛桃幼苗莖桿和葉片的生物量，這表明苦瓜秸稈對毛桃幼苗的生長存在化感抑制作用，與前人結(jié)論吻合。然而，目前尚不能確定具體是苦瓜內(nèi)哪種化感物質(zhì)在發(fā)揮作用，需進一步探明。其余3種瓜類蔬菜秸稈對毛桃幼苗莖桿和葉片生物量沒有顯著的影響。

光合色素是植物光合作用中參與吸收、傳遞光能或引起原初光化學(xué)反應(yīng)的重要物質(zhì)，包括葉綠素和類胡蘿卜素等[34]?；形镔|(zhì)能夠調(diào)節(jié)生物新陳代謝及葉綠素的組成與含量，從而直接或間接影響光合作用[35-36]。試驗中黃瓜秸稈處理下毛桃幼苗葉片的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量及類胡蘿卜素含量顯著升高，可能是因為黃瓜殘株中的腐解物沒食子酸可以使葉片保持較高的光合色素含量[37-40]。有研究發(fā)現(xiàn)水溶性化感物質(zhì)有機酸會使大豆葉片中的葉綠素含量降低，進而影響光合作用[41]。試驗發(fā)現(xiàn)，冬瓜和苦瓜秸稈處理下毛桃幼苗葉片葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量和類胡蘿卜素含量均顯著降低，南瓜和絲瓜秸稈處理對毛桃幼苗葉片光合色素含量影響不顯著，可能是苦瓜與冬瓜秸稈中的化感物質(zhì)在達到一定濃度時對毛桃幼苗葉片光合色素含量的合成與積累產(chǎn)生了化感抑制效應(yīng)[29]，但南瓜和絲瓜秸稈并未有此表現(xiàn)，其中原因有待進一步研究。

SOD、POD、CAT和APX是植物體內(nèi)清除氧自由基的重要抗氧化酶類，其中SOD是清除植物機體內(nèi)活性氧的第一道防線，CAT對清除機體內(nèi)的H2O2有重要作用，POD和APX可有效清除超氧陰離子和羥基自由基等。這些抗氧化酶共同作用，保護植物細(xì)胞免受傷害，讓植物在逆境脅迫條件下維持機體自身正常代謝[42]。程芳[43]提出，大蒜秸稈當(dāng)中的化感物質(zhì)能夠提高番茄根系活力、葉綠素含量及抗氧化酶的活性。侯永俠[44]認(rèn)為，辣椒秸稈腐解物中的化感物質(zhì)對辣椒的生長與根系抗氧化酶的活性存在抑制作用。試驗結(jié)果表明，施用黃瓜和絲瓜秸稈的處理提高了毛桃幼苗的POD、SOD、CAT以及APX的活性，但施用冬瓜、苦瓜和南瓜秸稈的處理均降低了毛桃幼苗葉片以上4種抗氧化酶的活性。這種相反的活性表現(xiàn)可能是源于化感物質(zhì)的促進或抑制作用[45]，與前人研究基本一致，具體作用機理有待探明。

綜上所述，不同瓜類蔬菜秸稈對毛桃幼苗生長產(chǎn)生不同的影響。其中，施用黃瓜秸稈的促進作用顯著，施用苦瓜秸稈的抑制作用顯著。施用黃瓜秸稈會促使毛桃幼苗葉片生物量、光合色素含量及抗氧化酶活性增加，苦瓜秸稈則會使上述指標(biāo)顯著降低。此外，毛桃幼苗的莖桿生物量、葉片生物量、光合色素含量和抗氧化酶活性各指標(biāo)間均呈正相關(guān)。

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（責(zé)任編輯：彭靜瀾）