不同基質(zhì)及灌水量對番茄幼苗生長的影響

王 哲，夏 輝，袁 浩，孟 圓，趙新凱

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北 保定 071000）

0 引 言

番茄是目前世界上種植面積最廣且最受歡迎的蔬菜作物之一，也是肉果及茄科的典型模式植物[1]，育苗是番茄生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。基質(zhì)是一種用于固定栽培作物，提供作物根系水分和營養(yǎng)的基礎(chǔ)物質(zhì)[2]。目前，許多學(xué)者對育苗基質(zhì)做了大量的研究。宋志剛等[3]的研究表明 100%稻草與稻草∶稻殼=3∶1的復(fù)合基質(zhì)培育的番茄幼苗的生理指標(biāo)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的草炭、蛭石混合基質(zhì)。王鵬勃等[4]的研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)配方（菇渣∶牛糞∶珍珠巖=3∶3∶4）培育的番茄幼苗形態(tài)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的優(yōu)勢配方（草炭∶珍珠巖=2∶1）。夏亞真等[5]的研究表明，在番茄育苗基質(zhì)中添加 10%～30%的生物炭有助于改善育苗基質(zhì)的通氣性，降低育苗基質(zhì)的體積質(zhì)量，提高基質(zhì)EC和pH值，同時在育苗基質(zhì)中添加20%的生物炭能夠顯著提高番茄幼苗的莖粗等，有利于番茄幼苗生長。此外，對不同配比的常用基質(zhì)（草炭、珍珠巖、蛭石）也進(jìn)行了諸多探索，陳陽等[6]的研究表明泥炭土∶珍珠巖∶蛭石=2∶1∶1的基質(zhì)處理番茄發(fā)芽率、成苗率最高，張瑞芬[7]的研究表明V草炭∶V蛭石＝2∶1的基質(zhì)處理表現(xiàn)好，出苗早、整齊，出苗率高，同時二者的研究中此基質(zhì)處理下番茄幼苗株高、莖粗、根長等生長指標(biāo)在自行配制的基質(zhì)中均最大。目前還未有原狀土進(jìn)行配比基質(zhì)的研究，因此，茲設(shè)置3種不同類型的基質(zhì)，原狀土配比、營養(yǎng)土以及常規(guī)基質(zhì)配比，期望以簡單的基質(zhì)配比尋求成本低而效益大的基質(zhì)，同時設(shè)置2種不同灌水量意在尋找最優(yōu)灌溉制度，通過比較各處理番茄出苗率及幼苗生長狀況，以期篩選出適合番茄出苗及幼苗生長的基質(zhì)配方與適宜的灌水量，為番茄育苗提供一定的理論及參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄為福星高檔粉果番茄，供試基質(zhì)為3種（S1、S2、S3），S1取自河北農(nóng)業(yè)大學(xué)原狀土，經(jīng)自然風(fēng)干后與沙子、蛭石按體積比例8∶1∶1進(jìn)行配制，S2為購買于河北省保定市蓮池區(qū)保育栽培廠的壯園育苗營養(yǎng)土，S3為自配基質(zhì)，草炭土、珍珠巖與蛭石按3∶1∶1體積配制。表1為各基質(zhì)的理化性質(zhì)。

表1 不同基質(zhì)的理化性質(zhì)Table 1 Physicochemical properties of different substrates

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年8―9月于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院農(nóng)業(yè)水土工程實(shí)驗(yàn)室溫室大棚內(nèi)進(jìn)行（38°50′N，115°28′E）。將基質(zhì)按照配方進(jìn)行混合裝入育苗箱中，育苗箱外形為長方體，長 60 cm，寬40 cm，高50 cm，體積為1.2×105cm3。番茄種子經(jīng)浸泡后在育苗箱內(nèi)等間距進(jìn)行播種，4行6列，行距為8 cm，列距為8.57 cm，每穴3粒，每個育苗箱播72個番茄種子，育苗期間氣溫、空氣濕度等條件通過人工控制滿足番茄生長生育要求，氣溫控制在24～35 ℃之間，空氣濕度控制在34%～65%之間。試驗(yàn)設(shè)計(jì)不同基質(zhì)（S1、S2、S3）及不同灌水量（W1、W2）2個因素，共6個處理，每個處理設(shè)置4個重復(fù)，共24個育苗箱，灌水方式為滴灌，通過測定3種基質(zhì)田間持水率，綜合分析灌水上下限，確定灌水上限為最大田間持水率，灌水下限為最大田間持水率的75%，同時假設(shè)灌溉水利用系數(shù)為0.9左右，根據(jù)耗水強(qiáng)度確定灌水周期。因此，每個育苗箱灌水周期為2 d，每個育苗箱W1、W2灌水總量分別為40、30 mm，其中W2為W1的75%。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 基質(zhì)理化性質(zhì)的測定

基質(zhì)體積質(zhì)量和總孔隙度采用環(huán)刀法測定[8]；EC由意大利哈納公司生產(chǎn)的手持式電導(dǎo)率測定儀（HI98331）測定；pH值由上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司生產(chǎn)的雷磁離子計(jì)（PXSJ-226）測定；NO-3-N量采用紫外分光光度法測定；NH4+-N量采用靛酚藍(lán)比色法測定；有效磷采用鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用火焰光度法測定[9]。

1.3.2 番茄形態(tài)指標(biāo)的測定

用直尺測量番茄的株高、葉片長度、葉片寬度、根長；用電子游標(biāo)卡尺測量番茄莖粗、根徑（分別在不同方向上測量主根中部與須根中部根徑 3次并取平均值）；用電子分析天平對番茄的地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量進(jìn)行稱質(zhì)量；用目測法計(jì)數(shù)番茄的葉片數(shù)；用直接測量法計(jì)算番茄的根表面積、根體積；用折算系數(shù)法計(jì)算番茄的葉面積，折算系數(shù)為0.68[10]。在播種第8天調(diào)查番茄出苗率，播種第24天和第37天進(jìn)行番茄幼苗生長形態(tài)的測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用 Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用 SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，采用 Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對番茄出苗的影響

表2為番茄播種第8天不同處理出苗率情況，由表2可看出，不同處理番茄出苗率不同，所有試驗(yàn)處理出苗率在 45.00%～65.00%之間，S3W2處理出苗率顯著大于S2W1處理。播種第8天，對于不同基質(zhì)，S1、S2與S3基質(zhì)平均出苗率分別為53.65%、49.14%、61.29%；對于不同灌水量，S1基質(zhì)高灌水量W1下出苗率大，S2和S3基質(zhì)高灌水量W1下出苗率反而小。綜上所述，S3基質(zhì)能夠較好地滿足番茄種子發(fā)芽對環(huán)境條件所需，同時 S3W2處理播種第 8天出苗率為64.58%，能夠更好地促進(jìn)番茄種子萌發(fā)和出苗。

2.2 不同處理對番茄幼苗地上部的影響

表3為不同處理番茄幼苗地上部生長指標(biāo)。由表3可以看出，播種24 d，S2W1處理株高顯著大于S1W2與S3W1處理，最大相差3.10 cm；S2W1、S3W1與S3W2處理莖粗顯著大于S1W1處理，最大相差0.30 mm；各處理間葉片數(shù)無顯著性差異；S2W1處理葉面積顯著大于S1W1、S1W2與S3W2處理，最大相差25.69 mm2；S2W2處理地上部鮮質(zhì)量顯著大于S1W2與S3W2處理，最大相差17.80 mg。

隨著番茄播種天數(shù)的增加，番茄幼苗的株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積、地上部鮮質(zhì)量和地上部干質(zhì)量均呈升高的趨勢，播種37 d，S2W1與S2W2處理株高顯著大于S1W2、S3W1與S3W2處理，最大相差3.53 cm；S2W1與S3W1處理莖粗顯著大于S1W1與S1W2處理，最大相差0.33 mm；各處理之間葉片數(shù)無顯著性差異；S2W1處理葉面積顯著大于S1W1處理，最大相差158.50 mm2；S2W1處理地上部鮮質(zhì)量顯著大于S1W1與S1W2處理，最大相差84.70 mg；S2W1處理地上部干質(zhì)量顯著大于處理S1W1，最大相差4.50 mg。

番茄播種 24～37 d，S1W1、S1W2、S2W1、S2W2、S3W1、S3W2處理株高日均增長 0.05、0.12、0.15、0.18、0.10、0.12 cm；莖粗日均增長0.02、0.01、0.02、0.01、0.02、0.01 mm；葉片數(shù)日均增長0.06、0.06、0.19、0.17、0.19、0.08個；葉面積日均增長 1.16、2.84、11.66、6.16、9.17、4.76 mm2；地上部鮮質(zhì)量日均增長 0.50、1.15、6.42、2.58、4.22、3.35 mg。對于不同基質(zhì)，S2基質(zhì)有利于番茄株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積及地上部鮮質(zhì)量的增加；對于不同灌水量，高灌水量W1有利于S1、S2與S3基質(zhì)莖粗、葉片數(shù)、葉面積及地上部鮮質(zhì)量的增加，而低灌水量W2則有利于S1、S2與S3基質(zhì)株高的增加。綜上所述，S2W1處理有利于株高的增加，S2W1處理有利于莖粗的增加，S2W1與S3W1處理有利于葉片數(shù)的增加，S2W1處理有利于葉面積的增加，S2W1處理有利于地上部鮮質(zhì)量的增加。因此，S2W1處理有利于番茄幼苗地上部生長指標(biāo)的生長。

表2 不同處理番茄出苗率Table 2 Different treatment of tomato emergence rate

表3 不同處理番茄幼苗地上部生長指標(biāo)Table 3 Different treatment of tomato seedling shoot growth indicators

2.3 不同處理對番茄幼苗地下部的影響

表 4為不同處理番茄幼苗地下部生長指標(biāo)。由表4可看出，播種24 d，S2W1、S2W2與S3W1處理根長顯著大于S1W2處理，最大相差10.41 mm；S3W1處理根徑顯著大于S2W2處理，最大相差0.21 mm；S3W1處理根表面積顯著大于S1W1與S1W2處理，最大相差26.73 mm2；S2W1處理根體積顯著大于S1W1、S1W2與S2W2處理，最大相差4.50 mm3。

播種 37 d，各處理之間根長無顯著差異，最大相差14.42 mm；S2W1處理根徑顯著大于S2W2處理，最大相差 0.28 mm；各處理之間根表面積無顯著差異，最大相差48.57 mm2；各處理之間根體積無顯著差異，最大相差12.65 mm3。

番茄播種 24～37 d，S1W1、S1W2、S2W1、S2W2、S3W1、S3W2處理根長日均增長 2.09、2.27、1.08、0.96、0.66、2.05 mm；根徑日均增長0.03、0.01、0.02、0.01、0.01、0.01 mm；根表面積日均增長6.57、4.88、4.55、2.67、2.69、4.21 mm2；根體積日均增長1.30、0.82、1.11、0.47、0.62、0.67 mm3。對于不同基質(zhì)，S1基質(zhì)有利于番茄根長、根徑、根表面積及根體積的增加；對于不同灌水量，高灌水量W1有利于S1基質(zhì)根徑、根表面積及根體積的增加，而低灌水量 W2有利于S1基質(zhì)根長的增加，高灌水量W1有利于S2基質(zhì)根長、根徑、根表面積及根體積的增加，高灌水量W1有利于S3基質(zhì)根徑的增加，而低灌水量W2有利于S3基質(zhì)根長、根徑、根表面積及根體積的增加。綜上所述，S1W2處理有利于根長的增加，S1W1處理有利番茄根徑的增加，S1W1處理有利于根表面積的增加，S1W1處理有利于根體積的增加。因此，S1W1處理有利于番茄幼苗地下部生長指標(biāo)的生長。

表4 不同處理番茄幼苗地下部生長指標(biāo)Table 4 Different treatment of tomato seedlings undergrowth

3 討 論

不同基質(zhì)的理化性質(zhì)對番茄的生長具有較大影響，一般認(rèn)為體積質(zhì)量在 0.1～0.8 g/cm3，總孔隙度在54%～96%，pH值中性或微酸性，EC值在0.5～1.25 mS/cm的基質(zhì)能夠?yàn)樵耘嘧魑锾峁┝己玫乃?、氣、肥根際環(huán)境，對育苗有利[11]。本試驗(yàn)中S2與S3基質(zhì)符合上述條件，S1基質(zhì)體積質(zhì)量較大，是 S2、S3基質(zhì)的2倍多，陳菲[12]指出基質(zhì)體積質(zhì)量過大，基質(zhì)就會特別緊實(shí)，通氣透水性變差，不利于作物的生長；而基質(zhì)體積質(zhì)量過小，基質(zhì)就會變疏松，通氣性良好，有利于作物根系的生長，但不易于作物根系的穩(wěn)定，并且持水保肥能力也會變差。S1基質(zhì)由于體積質(zhì)量過大在地上部生長方面確實(shí)不如其他2種基質(zhì)，但根系方面卻生長旺盛，通常認(rèn)為，根系表面積與體積大小可以表明根系活力的高低，S2和 S3基質(zhì)由于基質(zhì)疏松，故根系方面的生長沒有 S1基質(zhì)穩(wěn)定，因此，本研究結(jié)果與陳菲[12]的研究結(jié)果具有一致性。此外，S2和 S3基質(zhì)體積質(zhì)量小，基質(zhì)疏松空隙大，但由于灌水量大的緣故，導(dǎo)致種子隨水分運(yùn)動被埋過深，出苗率會有所影響，直接表現(xiàn)為 S2基質(zhì)出苗率低。劉寧等[13]的研究表明基質(zhì)總孔隙度增加，有利于改善作物根際環(huán)境。本研究 S1基質(zhì)總孔隙度較小，僅有21%，無法保證作物根系通氣，S2、S3基質(zhì)總孔隙度約是 S1基質(zhì)的 2倍多，通氣性良好，能夠維持有氧呼吸，吸收更多的營養(yǎng)物質(zhì)，保證其地上部的生長。張娟[14]指出基質(zhì)pH值對植物生長有直接和間接的影響，直接影響是傷害作物的根系，破壞了根系細(xì)胞質(zhì)對礦質(zhì)元素的透過性，間接影響是降低了鹽分的溶解度，減少了根系的吸收量。本研究S1基質(zhì)pH值處于微堿性，S2、S3基質(zhì)pH值呈微酸性，故S1基質(zhì)吸收營養(yǎng)物質(zhì)有限，進(jìn)一步說明起地上部生長狀況不好。另外，3種基質(zhì)EC值相差較大，S1低至 0.18 mS/cm，S2基質(zhì)高達(dá)3.27 mS/cm，有研究表明EC值的升高會使植物所需的根際環(huán)境含氧量減少，抑制根系水分吸收[15-16]。因此，本研究 S3基質(zhì)能夠有效地利用水分滿足番茄種子發(fā)芽對環(huán)境條件所需，從而出苗率較高。

不同的灌水方式以及施肥模式也影響著基質(zhì)的營養(yǎng)供給和水分補(bǔ)給，也對番茄有著明顯的作用，并進(jìn)而影響作物生長發(fā)育[17-19]。費(fèi)素娥等[20]的試驗(yàn)結(jié)果表明基質(zhì)中N、P、K不同配比對番茄幼苗生長的影響具有顯著差異，養(yǎng)分比例為 N∶P∶K=1∶2∶2的育苗基質(zhì)中番茄幼苗莖粗、地下干質(zhì)量的增加明顯加快。本研究S2基質(zhì)NO3--N量分別是S1和S3基質(zhì)的9.15倍和1.68倍，此外，S2基質(zhì)的NH4+-N量、有效磷量和速效鉀量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于S1和S3基質(zhì)。因此，S2基質(zhì)有利于番茄株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積及地上部鮮質(zhì)量的增加，這與費(fèi)素娥等[20]的研究結(jié)果具有一致性，但N、P、K養(yǎng)分的比例不同。郭敬華等[21]研究說明基質(zhì)相對含水率范圍為 80～100%適宜番茄夏季育苗，有利于番茄株高、莖粗、植株干鮮質(zhì)量的增加。本研究中高灌水量W1有利于S1、S2與S3基質(zhì)莖粗、葉片數(shù)、葉面積及地上部鮮質(zhì)量的增加，而低灌水量W2則有利于S1、S2與S3基質(zhì)株高的增加，本研究與郭敬華等[21]研究結(jié)果在株高方面存在差異性，其他方面較為一致，在株高方面具體原因有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

1）草炭土、珍珠巖與蛭石體積比為3∶1∶1的S3基質(zhì)能夠較好地滿足番茄種子發(fā)芽對環(huán)境條件所需，出苗率較高，同時低灌水量W2能夠更好地促進(jìn)番茄種子萌發(fā)和出苗。

2）購買于河北省保定市蓮池區(qū)保育栽培廠的壯園育苗營養(yǎng)土 S2基質(zhì)有利于番茄株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積及地上部鮮質(zhì)量的增加；高灌水量W1有利于S1、S2與 S3基質(zhì)莖粗、葉片數(shù)、葉面積及地上部鮮質(zhì)量的增加，而低灌水量W2則有利于S1、S2與S3基質(zhì)株高的增加。因此，S2W1處理有利于番茄幼苗地上部生長指標(biāo)的生長。

3）原狀土、沙子與蛭石體積比為8∶1∶1的S1基質(zhì)有利于番茄根長、根徑、根表面積及根體積的增加；高灌水量W1有利于S1基質(zhì)根徑、根表面積及根體積的增加，而低灌水量W2有利于S1基質(zhì)根長的增加，高灌水量W1有利于S2基質(zhì)根長、根徑、根表面積及根體積的增加，同時高灌水量W1有利于S3基質(zhì)根徑的增加，而低灌水量有利于S3基質(zhì)根長、根徑、根表面積及根體積的增加。因此，S1W1處理有利于番茄幼苗地下部生長指標(biāo)的生長。