田雅楠,曹玲玲,趙立群,曹彩紅
(北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,北京 100029)
隨著我國設(shè)施蔬菜的發(fā)展,集約化穴盤育苗已成為蔬菜種植的重要環(huán)節(jié),秧苗質(zhì)量對栽培效果影響顯著[1],決定著蔬菜的生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。穴盤育苗是以草炭、蛭石、珍珠巖等輕基質(zhì)材料作為育苗基質(zhì),但基質(zhì)持水保肥能力有限,需根據(jù)植物生長需求進行精準的水肥管理,為幼苗提供均勻的水分和養(yǎng)分是培育蔬菜健壯穴盤苗的關(guān)鍵[3-4]。
潮汐式灌溉是一種栽培床底部供水的灌溉方式,依靠基質(zhì)毛細管作用將水肥供給植物吸收[5-6],可以避免頂部噴淋灌溉在育苗后期產(chǎn)生“雨傘作用”[7],具有灌溉均勻、水肥利用率高、減少病蟲危害、加快植株生長等優(yōu)點[8]。同時,潮汐式灌溉易于實現(xiàn)水肥閉合循環(huán)利用和水肥精準供給,也有利于實現(xiàn)自動化管理和工廠化生產(chǎn),節(jié)省勞動力和生產(chǎn)成本,具有廣闊的發(fā)展前景[9-13]。我國的潮汐式灌溉技術(shù)發(fā)展起步較晚,在盆栽花卉的大面積生產(chǎn)中應(yīng)用較多。近幾年,國內(nèi)學者增加了對蔬菜潮汐式育苗的研究力度,在設(shè)備設(shè)計、灌水指標和節(jié)水省肥等方面研究較多[14-17],而有關(guān)營養(yǎng)液配方的研究則較少。本試驗以番茄(Lycopersicon esculentumMill.)為研究對象,在潮汐式育苗條件下進行營養(yǎng)液配方優(yōu)選試驗,旨在為番茄潮汐式育苗技術(shù)的應(yīng)用提供科學依據(jù)。
供試番茄品種為‘蒙特卡羅’,北京百幕田種苗有限公司,原產(chǎn)地為韓國,為無限生長型粉果番茄品種,單果質(zhì)量250~350 g,高抗病毒病、葉霉病和枯萎病。
試驗用穴盤為72 孔穴盤。育苗基質(zhì)為草炭、蛭石、珍珠巖的混合基質(zhì)(3∶1∶1,V/V),其中草炭為品氏托普草炭,粒徑0~10 mm;蛭石和珍珠巖采用園藝級,均為國產(chǎn)。育苗所用基礎(chǔ)水溶性肥料,購自上海永通化工有限公司。
葉綠素計,SPAD-502,日本konica minolta;電子天平,ME203T/02,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;鼓風干燥箱,DHG-9070A,上海-恒科科學儀器有限公司;掃描儀,MRS-9600TFU2L,上海中晶科技有限公司。
試驗在北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站小湯山特菜大觀園東區(qū)潮汐式育苗溫室內(nèi)進行,采用簡易潮汐式育苗系統(tǒng),設(shè)置T1(霍格蘭德和阿農(nóng)配方,簡稱霍格蘭德配方)、T2(日本山崎茄子配方,簡稱山崎茄子配方)、T3(日本園試配方,簡稱園試配方)3 個不同營養(yǎng)液配方處理,每個處理設(shè)置3 次重復(fù)。各營養(yǎng)液配方見表1。
表1 不同營養(yǎng)液配方的化合物含量及EC、pH 值Table 1 The element content,EC and pH in different nutrient solution
2018 年9 月30 日將番茄種子干籽直播于穴盤中,每穴孔一粒種子,播種深度為1 cm,播種后覆蓋蛭石,澆灌清水,至穴盤底部排水孔有水滴出現(xiàn)為止。將播種后的穴盤置于催芽室中進行催芽,當有60%左右種子的子葉拱出時,置于潮汐式育苗盤中,當基質(zhì)含水量為45%左右時進行潮汐式灌溉。灌溉時,將肥料溶液加入苗盤中至供液高度為2 cm,保留5 min 后,將肥料溶液排出,回收于肥料液桶中,進行循環(huán)使用。
以霍格蘭德配方作為對照進行元素含量分析,由表2 可知,園試配方N、P、K 含量均高于其它兩個配方,且銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量也最高;山崎茄子配方的Ca、Mg、S的含量均最低。
表2 不同營養(yǎng)液配方元素含量比較Table 2 Comparing of different nutrient solution formula
育苗35 d 后,每個處理隨機選取20 株幼苗進行測定。用卷尺測量幼苗從莖基部至生長點為株高,游標卡測量幼苗下胚軸中間部位的直徑為莖粗。用天平稱量番茄地上部鮮質(zhì)量;干質(zhì)量先在通風鼓風干燥箱105 ℃下殺青30 min,然后在85 ℃下烘至恒質(zhì)量后用分析天平稱量;葉綠素含量采用葉綠素計測量;葉面積是由掃描儀掃描,萬深LA-S 葉面積分析系統(tǒng)分析得到;將番茄根系洗凈,采用掃描儀掃描,LA-S 根系分析系統(tǒng)進行根系分析,測定指標包括根系總長度、根系表面積和根體積。育苗期結(jié)束時,按照公式(1)(2)計算根冠比和壯苗指數(shù)。
采用Excel 2010 軟件進行數(shù)據(jù)處理,應(yīng)用IBMSPSS statistics 軟件進行差異性分析(P<0.05)及標準差計算。
2.1.1 不同營養(yǎng)液配方對番茄幼苗地上部形態(tài)指標的影響
從表3 可知,使用不同營養(yǎng)液配方處理番茄幼苗的長勢差異顯著,以T2 處理(山崎茄子配方)番茄植株地上部長勢最旺,其中株高較霍格蘭德配方、園試配方處理分別提高44.74%、32.27%,莖粗較霍格蘭德配方、園試配方分別增大30.97%和20.82%;山崎茄子配方植株葉片數(shù)最多,為3.7,各處理之間無顯著差異;山崎茄子配方處理的葉面積顯著大于與其他處理,以霍格蘭德配方處理最低,較山崎茄子配方低45.19%。
表3 不同營養(yǎng)液配方對幼苗地上形態(tài)指標的影響Table 3 Effect of different nutrient solution formulas on aboveground morphology of seedlings
2.1.2 不同營養(yǎng)液配方對番茄幼苗根系形態(tài)的影響
通過研究不同營養(yǎng)液配方對番茄潮汐式育苗根系形態(tài)的影響(見表4),發(fā)現(xiàn)園試配方處理的根長、根系表面積顯著低于其它2 個處理,山崎茄子配方處理的根長最長,為1 560.7 cm。從根體積來看,3 種營養(yǎng)液配方處理無顯著差異,但以霍格蘭德配方處理的根體積最大;3 種配方以霍格蘭德配方的根系表面積最大(234.0 cm2),與山崎茄子配方處理無顯著差異,園試配方處理的最小(199.9 cm2),且顯著低于其他處理。
表4 不同營養(yǎng)液配方對番茄根系形態(tài)的影響Table 4 Effect of different nutrient solution formulas on root morphology of tomato seedlings
由表5(見下頁)可知,地上部鮮質(zhì)量和地上部干質(zhì)量值均以山崎茄子配方最大,且顯著高于其他處理,園試配方地上鮮質(zhì)量和地上干質(zhì)量最小,分別較山崎茄子配方低17.57%和34.09%。地下鮮質(zhì)量方面,霍格蘭德配方和日本山崎茄子配方處理的差異不顯著,但顯著高于園試配方處理的;各配方處理的地下干質(zhì)量差異不顯著,以山崎茄子配方處理值最大(0.09 g)。從葉綠素含量來看,山崎茄子配方、霍格蘭德配方2 個配方間無顯著差異,但顯著高于園試配方處理。
表5 不同營養(yǎng)液配方對番茄幼苗干鮮質(zhì)量及葉綠素含量的影響Table 5 Effect of different nutrient solution formulas on biomass and chlorophyll of tomato seedlings
從表6(見下頁)可以看出,各處理直接的根冠比無顯著差異,以山崎茄子配方處理最大,為0.21,園試配方處理最?。?.17)。各處理的壯苗指數(shù)存在一定的差異,以日本山崎茄子配方為最大(0.118),與霍格蘭德配方處理無顯著差異,但顯著高于日本園試配方處理。山崎配方處理的壯苗指數(shù)分別比園藝和霍格蘭德配方配方高28.26%和81.53%。
表6 不同營養(yǎng)液配方對番茄幼苗根冠比及壯苗指數(shù)的影響Table 6 Effect of different nutrient solution formulas on root-shoot rantio and seddlings index of tomato seedlings
本實驗得出,采用山崎茄子營養(yǎng)液配方進行番茄潮汐式育苗,植株各項生理指標較好,株高最高為162.73 mm,莖粗最粗為2.96 mm,葉片數(shù)最多為3.78,根長最長為1 560.7 cm,地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量均為最大,分別為0.44 g 和0.09 g,且壯苗指數(shù)分別比園試配方和霍格蘭德配方高28.26%和81.53%,適合用于番茄潮汐式育苗。
氮是植物生長所需的大量元素,也是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂的主要成分,被稱為生命的元素,同時參與多種酶和激素的合成[18],適宜氮營養(yǎng)有利于提高蔬菜作物葉綠素含量[19],促進干物質(zhì)積累[20]。但是過量的氮營養(yǎng)則會導(dǎo)致根系生長受阻,生長發(fā)育期滯后[21]。鉀元素對氣孔開放有直接作用,是多種酶的催化劑,能促進蛋白質(zhì)的合成與糖類的合成有關(guān),適當?shù)脑黾逾洜I養(yǎng)可提高番茄葉片的葉綠素含量和光合速率[22],但是鉀含量過高會在一定程度上抑制作物的生長發(fā)育[23]。
營養(yǎng)液的pH 值和EC 值直接影響植株對養(yǎng)分的吸收,番茄適宜生長pH 值是6.0~7.0,由表1 知,各營養(yǎng)液pH 均處于適合的范圍內(nèi)。過低濃度的營養(yǎng)液會導(dǎo)致蔬菜苗徒長,過高濃度的營養(yǎng)液會抑制植株的生理生長,番茄營養(yǎng)生長期適宜EC 值范圍是2.0~2.5 mS/cm[24],各營養(yǎng)液的EC 值均在范圍內(nèi),但不同苗齡時期營養(yǎng)需求不同,耐肥性不同。在蔬菜育苗過程中,營養(yǎng)液EC 值應(yīng)根據(jù)苗齡階段進行調(diào)整。
在該試驗3 個處理配方中,園試配方的氮、鉀、鈣、鎂、硫元素含量最高,植株的莖粗、株高、全株干質(zhì)量、根長、根表面積等指標卻最小,分析原因可能有兩個:一是對于參試番茄品種,園試配方的氮元素含量偏高,抑制了幼苗根系的生長,同時造成地上部生長緩慢;二是園試配方的EC 為2.5 mS/cm,這在幼苗生長前期營養(yǎng)液濃度偏高,抑制了番茄秧苗的生理生長[25],在育苗初期可以適當降低濃度。在營養(yǎng)液EC 值適宜的情況下,山崎茄子配方的鉀元素較霍格蘭德配方的鉀元素含量高,莖粗、株高、葉片數(shù)最大,這些生長指標在一定程度上反映植物長勢的大小和植株的活力,因此使用山崎茄子配方的植株長勢較好。銨態(tài)氮促進葉綠素的積累[26-27],3 個配方中銨硝態(tài)比分別為1∶14、1∶10、1.33∶16,山崎茄子配方的銨態(tài)氮含量比較高,也可能是葉綠素含量較高的原因。此外,葉面積決定了植物進行光合作用的有效面積,是影響幼苗光合能力的重要指標,山崎茄子配方的葉面積最大,有機物積累較多。
綜合比較不同配方處理番茄的植株生長、生理指標,日本山崎茄子營養(yǎng)液配方處理植株各項指標較好,且壯苗指數(shù)最大,適宜番茄潮汐式育苗所用。