郭穎 ,李云鍇 ,李樹和 ,通信作者,劉嶧 ,通信作者,梁發(fā)輝 ,史滟滪 ,劉曉龍
(1.天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院,天津 300384;2.天津興寧實(shí)業(yè)股份有限公司,天津 301500)
百合是重要的球根花卉,其不僅具有很高的觀賞價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,而且具有很高的營養(yǎng)價(jià)值。百合作為一種藥食兩用植物,其鱗莖能潤肺止咳,清心安神[1],隨著人們對(duì)健康的日益重視而愈發(fā)受到大眾的歡迎。但是,近些年來土壤污染日益嚴(yán)重,從而導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品污染,因產(chǎn)品污染造成的出口創(chuàng)匯損失也在急劇增加[2]。同時(shí),土傳病蟲害及連作障礙也大大影響了作物產(chǎn)量。所以在這樣的情況下,無土栽培技術(shù)日益被人們所重視,成為學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn),如李霞關(guān)于無土栽培技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用的研究[3],說明隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展,無土栽培技術(shù)越來越受到重視,而其中混合基質(zhì)栽培技術(shù)所具有的成本低,操作簡易的特點(diǎn)使其在近年來脫穎而出,逐漸興起[4],如陳慧玲關(guān)于生物炭作為無土栽培基質(zhì)的初步探究[5],豐富完善了混合基質(zhì)的種類與配比,這項(xiàng)技術(shù)關(guān)于番茄[6]、黃瓜[7-8]、草莓[9]等設(shè)施作物的研究已臻至成熟,并成功應(yīng)用于此類設(shè)施蔬菜的生產(chǎn)[10],同時(shí)在花卉方面該技術(shù)也取得了一定的研究進(jìn)展,如陳瑞霞關(guān)于無土栽培技術(shù)用于花卉種植的實(shí)踐探究[11],表明隨著科技的進(jìn)步,無土栽培技術(shù)用于花卉種植方面具有較好的發(fā)展前景。但該技術(shù)關(guān)于百合方面的研究仍處于理論階段且研究較少,在此基礎(chǔ)上,哪種百合品種更適宜混合基質(zhì)栽培技術(shù)是理論研究的前提,品種的重要性便由此凸顯出來[12-13],基于這一點(diǎn),本試驗(yàn)通過對(duì)混合基質(zhì)栽培技術(shù)下不同品種百合生長狀況的研究,旨在探明最適宜使用此法栽種的百合品種,確定何種百合與混合基質(zhì)栽培技術(shù)的契合度更高,生長得更好,為進(jìn)一步的研究提供參考依據(jù),同時(shí)為生產(chǎn)栽培作出理論指導(dǎo)。
供試百合種球:‘卷丹’百合,直徑為 7 cm左右,購自天津曹莊花卉市場;‘龍牙’百合,直徑為6 cm左右,購自天津曹莊花卉市場;‘蘭州’百合,直徑5 cm左右,購自京東中國特產(chǎn)蘭州館;‘麝香’百合,直徑5 cm左右,購自京東錦楓官方旗艦店;‘香水’百合,直徑7 cm左右,購自淘寶小花農(nóng)園藝店。上述種球均為一級(jí)種球,種植前8 ℃低溫處理20 d[14],供試栽培槽為50 cm×25 cm×20 cm,種植5 株百合,因此行距大約為6 cm左右,種植深度為3 cm左右,定植后澆透水,后每5 d澆透水一次。
供試基質(zhì)為商品營養(yǎng)基質(zhì),名稱為天津農(nóng)學(xué)院監(jiān)制綠旺達(dá)園藝通用型營養(yǎng)土,主要原料是東北草炭,經(jīng)過高溫消毒處理后,按一定比例添加珍珠巖、硅石多種海藻微生物劑、微量元素、生物有機(jī)肥制作而成。其中天然有機(jī)質(zhì)≥45%,腐殖酸≥25%,氮、磷、鉀≥3%,微量元素≥1%,水分≤15%,pH值為5.0~6.5,后期無任何添加材料。
本試驗(yàn)設(shè)計(jì)為單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn),試驗(yàn)中單一因素為百合品種,共設(shè)5 個(gè)水平,包括‘卷丹’百合、‘龍牙’百合、‘蘭州’百合、‘麝香’百合、香水百合,并且東西向設(shè)置3 個(gè)區(qū)組,共15 個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)一個(gè)栽培槽,種有5 株百合。
1.3.1 測定指標(biāo)與分析方法
種球于 2017 年 4 月下旬種植,7 月下旬開花,9 月測量其平均株高、莖粗、葉片數(shù)以及葉片長度與葉片寬度,待到2017 年末百合地上部分全部干枯后,每個(gè)區(qū)組各處理取3 株挖出其地下鱗莖,測其平均重量、體積、分蘗數(shù)、整體橫縱徑以及過氧化物酶(POD)活性與過氧化氫酶(CAT)活性,再求平均值后通過單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)資料的方差分析,進(jìn)行顯著性測驗(yàn),比較差異顯著性。
1.3.2 測定方法
百合地上部株高、莖粗、葉片長度、葉片寬度以及鱗莖整體橫縱徑使用游標(biāo)卡尺測量;鱗莖重量使用電子天平測量;鱗莖體積使用排水法測量;葉片數(shù)與種球分蘗數(shù)可直接觀察。
百合地下鱗莖的過氧化物酶(POD)活性使用愈創(chuàng)木酚法測定[14];過氧化氫酶(CAT)活性使用紫外吸收法測定[15]。
2.1.1 百合平均株高、平均莖粗
從百合基部至最高處的自然高度為百合的株高,可以很直觀地體現(xiàn)出百合的生長狀況。百合平均株高測量,結(jié)果如表1所示,各品種間的百合平均株高均存在極顯著差異,其中‘麝香’百合最高,‘蘭州’百合最低。
植株莖稈的粗細(xì)直觀地體現(xiàn)植株強(qiáng)壯與否,莖稈越粗則植株在一定意義上越強(qiáng)壯,本試驗(yàn)測量百合基部的莖稈直徑作為莖粗,將測量結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后,如表1所示,‘香水’百合的平均莖粗最大,‘蘭州’百合與‘麝香’百合無顯著差異,平均莖粗最小。
表1 不同品種百合平均株高、莖粗差異表
2.1.2 百合平均葉片數(shù)、葉片長度與葉片寬度
一般情況下,枝繁葉茂被看作是植株生命力旺盛的標(biāo)志,因此本試驗(yàn)選擇葉片數(shù)作為研究百合生長狀況的指標(biāo)之一。百合平均葉片數(shù)測量的結(jié)果如表2所示,‘蘭州’百合與‘卷丹’百合之間無顯著差異,平均葉片數(shù)最多,‘龍牙’百合與‘香水’百合之間無顯著差異,平均葉片數(shù)最少。
就葉片平均長度而言,‘香水’百合最長,極顯著長于其他品種百合,‘蘭州’百合最短,而就葉片平均寬度而言,同樣‘香水’百合最寬,‘蘭州’百合最窄。
表2 不同品種百合平均葉片數(shù)及葉片長度、寬度差異表
2.2.1 百合鱗莖平均重量、平均體積、平均分蘗數(shù)
百合鱗莖的重量可以直觀地體現(xiàn)百合的生長狀況,因此本試驗(yàn)選取其作為研究百合生長狀況的指標(biāo)之一。百合鱗莖平均重量測量結(jié)果如表3所示,各品種間的百合鱗莖平均重量均存在極顯著差異,其中以‘卷丹’百合最重,而‘蘭州’百合最輕。
對(duì)百合鱗莖平均體積進(jìn)行測量統(tǒng)計(jì)分析,‘卷丹’百合與‘龍牙’百合鱗莖的平均體積無顯著差異,均極顯著大于其他品種百合,而‘蘭州’百合平均體積最小。
百合鱗莖的分蘗數(shù)指的是百合鱗莖的生長點(diǎn),也就說百合鱗莖在生長發(fā)育過程中生成的小鱗莖,本次試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)測量可形成新鱗莖的鱗莖生長點(diǎn)。如表3所示,‘卷丹’百合平均分蘗數(shù)最多,而‘香水’百合最少。
表3 不同品種百合平均重量、體積以及分蘗數(shù)差異表
2.2.2 百合鱗莖整體平均橫、縱徑
百合鱗莖的橫徑與縱徑在一定程度上與百合的體積關(guān)系密切,但又不完全一樣,橫徑與縱徑可直觀地體現(xiàn)出百合鱗莖的大小,而避免根部的影響。因此,本試驗(yàn)用游標(biāo)卡尺測量其橫、縱徑,并將結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,如表4所示。‘卷丹’百合鱗莖平均橫徑最大,‘蘭州’百合最小。而就百合鱗莖的平均縱徑來講,‘麝香’百合最大,‘蘭州’百合最小。
表4 不同品種百合鱗莖整體平均橫徑、縱徑差異表
過氧化物酶是活性較高的一種酶,大量存在于植物體中,與呼吸作用、光合作用及生長素的氧化等都有關(guān)系,在植物生長發(fā)育過程中它的活性不斷發(fā)生變化,一般老化組織中活性較高,幼嫩組織中活性較弱。在本試驗(yàn)中,將所得結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,如表5所示,‘香水’百合鱗莖平均POD活性最高,‘龍牙’百合平均POD活性最低。
過氧化氫酶是過氧化物酶體的標(biāo)志酶,其酶促活性為機(jī)體提供了抗氧化防御機(jī)理?!淼ぁ俸削[莖平均 CAT活性最高,‘香水’百合與‘蘭州’百合、‘麝香’百合均無顯著差異。
表5 不同品種百合鱗莖平均POD活性、CAT活性差異表 U/g·min
在混合基質(zhì)裁培技術(shù)基礎(chǔ)上,本試驗(yàn)研究百合生長狀況的生長指標(biāo)共有10 項(xiàng),其中包括百合地上部的株高、莖粗、葉片數(shù)、葉片長度與葉片寬度,和地下部鱗莖的重量、體積、分蘗數(shù)、整體橫徑與縱徑,從總體上分析,‘卷丹’百合與‘香水’百合在混合基質(zhì)栽培技術(shù)下生長最好,更符合生產(chǎn)要求與消費(fèi)需求,而‘蘭州’百合生長較差。其原因可能是品種自身因素,‘卷丹’百合與‘香水’百合的品種特性多優(yōu)于其他品種,除此之外也可能與地理位置、氣候有關(guān),‘蘭州’百合產(chǎn)自蘭州,屬大陸性半干旱氣候且海拔較高,而天津是典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候且海拔較低,與其差別較大。因此,在實(shí)際生產(chǎn)上一定要因地制宜。
與生長指標(biāo)不同,百合鱗莖的生理指標(biāo)較為復(fù)雜,是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的過程,其含量并不是單調(diào)上升,而是起伏波動(dòng),在百合生長過程中不同的時(shí)期,其含量與之前相比有可能升高,也有可能降低,同時(shí)不同部位的含量也不盡相同[16-17]。
POD活性與CAT活性代表百合的抗氧化能力和自我保護(hù)能力。如王文斌《植物活性氧代謝及其利用》[18]中提到,POD是植物在逆境條件下酶促防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一,而植物體內(nèi)的CAT是一種重要的氧化還原酶,主要參與活性氧代謝過程。從研究結(jié)果可以看出,‘卷丹’百合與‘龍牙’百合鱗莖較為幼嫩,且抗氧化能力更強(qiáng),對(duì)植物細(xì)胞有更好的保護(hù)作用,因此從該角度上來推測,‘卷丹’百合與‘龍牙’百合的適應(yīng)性強(qiáng)于其他百合品種,這一點(diǎn)需要進(jìn)一步驗(yàn)證。
關(guān)于百合生長的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按照不同的生產(chǎn)目標(biāo)而定,若產(chǎn)品為百合鮮切花或盆栽百合,應(yīng)側(cè)重百合地上部整體效果、花部狀況、莖葉狀況、病蟲害以及缺損情況等,而本試驗(yàn)偏重百合種球生產(chǎn),所以評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重地下部鱗莖的生長狀況。因此在這基礎(chǔ)上需要尤為注意百合地上部生長與地下部生長的關(guān)系[19],根據(jù)孫紅梅等[20]所發(fā)現(xiàn)的‘蘭州’百合現(xiàn)蕾之前植株鮮重迅速增加而鱗莖鮮重迅速下降,同時(shí)依照寧云芬[21]對(duì)‘新鐵炮’百合主要性狀的發(fā)育動(dòng)態(tài)研究表明,鱗莖前期發(fā)育緩慢,中期加快,后期快速,而莖葉相反,前期發(fā)育較快,中期高速,后期衰弱,可以看出百合植株生長過高有可能消耗百合鱗莖過多的養(yǎng)分,從而不利于百合鱗莖的生長,因此在今后的試驗(yàn)中應(yīng)進(jìn)一步研究百合種球發(fā)育過程中相應(yīng)的生理生化變化,避免徒長對(duì)百合種球的不良影響,并且在對(duì)百合的生長狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)注意綜合考量,按照生產(chǎn)實(shí)際而定。
首先,本試驗(yàn)旨在研究哪種百合在混合基質(zhì)栽培技術(shù)下生長的更好,與混合栽培技術(shù)的契合度更高,但可以在此之余增加不使用混合基質(zhì)栽培技術(shù)種植百合的處理加以對(duì)照,可以更直觀地說明混合基質(zhì)栽培技術(shù)的優(yōu)越性。其次,應(yīng)在生理指標(biāo)中增加指標(biāo)數(shù)量,如可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉含量等,更好地從整體上分析不同品種對(duì)百合生理指標(biāo)的影響。最后,在本次試驗(yàn)進(jìn)行結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析時(shí),得出區(qū)組間的百合平均株高、莖粗、葉片長度、葉片寬度、重量、體積、橫縱徑均存在極顯著差異,這說明不同區(qū)組間的光照強(qiáng)度等非試驗(yàn)條件差異很大,因此可以推斷其對(duì)百合的生長有一定的影響,雖然本試驗(yàn)中區(qū)組僅作為局部控制的手段,不做過多地研究,但今后的試驗(yàn)與生產(chǎn)中需進(jìn)一步研究。
根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果顯示,‘卷丹’百合和‘香水’百合在混合基質(zhì)栽培技術(shù)下生長狀況更好,與混合基質(zhì)栽培技術(shù)的契合度更高,其中尤以‘卷丹’百合最優(yōu),其葉片數(shù)最多,鱗莖重量、體積最大,分蘗數(shù)最多,CAT活性最高,而其他指標(biāo)也較強(qiáng),在今后的試驗(yàn)生產(chǎn)中,可在此基礎(chǔ)上完善混合基質(zhì)栽培技術(shù)關(guān)于百合種植的栽培管理要求,為廣大農(nóng)民種植百合提供理論依據(jù)。