磷盈虧供應(yīng)對(duì)黃瓜和番茄穴盤苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響

梁歡　尚慶茂

摘 要： 為明確磷盈/虧對(duì)黃瓜和番茄穴盤苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響，以標(biāo)準(zhǔn)Hoagland營(yíng)養(yǎng)液為對(duì)照，研究了磷盈余供應(yīng)（8 倍磷濃度Hoagland營(yíng)養(yǎng)液）和虧缺供應(yīng)（1/8 磷濃度Hoagland營(yíng)養(yǎng)液）對(duì)黃瓜（中農(nóng)203）、番茄（中雜105）穴盤苗形態(tài)建成、礦質(zhì)元素和葉片葉綠素含量的影響。結(jié)果表明：磷盈/虧供給后13 d，黃瓜穴盤苗的株高分別減小12.7%和17.3%，番茄穴盤苗的株高分別減小15.8% 和15.0%，根冠比顯著增大；磷虧缺供應(yīng)后15 d，黃瓜穴盤苗葉綠素含量增大了14.4%，番茄穴盤苗葉綠素含量增大12.1%，磷盈余供應(yīng)后15 d，黃瓜穴盤苗葉綠素含量減小了21.6%，番茄穴盤苗葉綠素含量減小了16.7%；磷虧缺供給促進(jìn)鉀和鎂的吸收，磷盈余供應(yīng)，則反之。以上說明，磷供應(yīng)水平對(duì)黃瓜和番茄穴盤苗生長(zhǎng)發(fā)育具有重要調(diào)節(jié)作用。

關(guān)鍵詞： 黃瓜； 番茄； 穴盤育苗； 磷供應(yīng)

2006年農(nóng)業(yè)部提出“集中、集約、節(jié)約”顯著內(nèi)涵的蔬菜集約化育苗技術(shù)以來，穴盤育苗為主導(dǎo)的蔬菜規(guī)模化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化育苗取得迅猛發(fā)展。穴盤育苗因根系發(fā)育空間有限，基質(zhì)緩沖能力小，根際環(huán)境變化快對(duì)育苗的操作管理要求非常嚴(yán)格，養(yǎng)分供應(yīng)則是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育不可或缺的大量營(yíng)養(yǎng)元素，在植物體中磷的含量大約是氮含量的1/10，是核酸、細(xì)胞膜等的組成成分[1]。磷參與很多生物化學(xué)反應(yīng)如：能量代謝、信號(hào)傳導(dǎo)等[2]。磷肥的適宜、均衡供應(yīng)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要。近年來，關(guān)于施肥對(duì)黃瓜和番茄穴盤苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響研究主要集中在育苗基質(zhì)中適宜氮磷鉀養(yǎng)分含量方面[3-4]。本研究選擇穴盤育苗比例較高的的黃瓜和番茄為試材，研究磷盈/虧供給對(duì)兩者穴盤苗生長(zhǎng)發(fā)育和礦質(zhì)元素吸收等的影響，以期為黃瓜和番茄穴盤育苗期間磷素的科學(xué)合理施用提供實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 材料

黃瓜品種“中農(nóng)203”和番茄品種“中雜105”，均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所培育。供試穴盤規(guī)格50孔，54 cm×28 cm×5 cm（長(zhǎng)×寬×高），單穴體積55 cm3，來自臺(tái)州隆基塑業(yè)有限公司。育苗基質(zhì)由蛭石、珍珠巖和石英砂按3 ∶ 1 ∶ 1（v/v）混配而成，蛭石和珍珠巖全部采用園藝級(jí)（粒徑3～5 mm），石英砂為40～70目。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012年5—8月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所玻璃溫室進(jìn)行。選取飽滿、大小一致的黃瓜和番茄種子，室溫下黃瓜浸種4 h，番茄浸種6 h，5% 次氯酸鈉浸泡15 min，自來水淋洗4遍，然后將種子均勻擺放于鋪有單層濾紙的Φ15培養(yǎng)皿中，恒溫培養(yǎng)箱中28 ℃ 催芽。挑選萌發(fā)一致的種子播于50孔穴盤中，每穴1粒，并覆蓋1.5 cm厚的蛭石。

子葉平展后，頂部灌水與灌1/2 濃度Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液間隔灌溉。黃瓜第1片真葉長(zhǎng)至2～3 cm（播種后11 d）、番茄長(zhǎng)至第2片真葉平展（播種后23 d）時(shí)，以Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液配方為基礎(chǔ)，通過磷的定向增減，開始進(jìn)行磷盈虧供應(yīng)。磷盈余（PE）供應(yīng)，采用8倍磷濃度Hoagland營(yíng)養(yǎng)液（P，248 mg·L-1），磷虧缺（PD）供應(yīng)采用1/8 磷濃度Hoagland營(yíng)養(yǎng)液（P，3.88 mg·L-1），對(duì)照（CK）為完全Hoagland營(yíng)養(yǎng)液（P，31 mg·L-1）。共3個(gè)處理，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)4個(gè)穴盤。

1.3 測(cè)定方法

黃瓜和番茄穴盤苗處理后4 d、9 d和13 d，每處理每重復(fù)隨機(jī)取10株，測(cè)定穴盤苗的株高（基質(zhì)表面到頂端生長(zhǎng)點(diǎn)）和莖粗（子葉節(jié)下0.5 cm處粗度），而后幼苗植株于105 ℃殺青30 min，80 ℃ 烘干至恒質(zhì)量，記錄相應(yīng)的質(zhì)量數(shù)。收集磷盈/虧供應(yīng)處理后13 d黃瓜和番茄穴盤苗莖葉烘干樣，用Retsch MM400粉碎（25 Hz，30 s），凱氏定氮法測(cè)定全氮含量，微波消煮-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）測(cè)定全磷、全鉀、全鈣、全鎂含量。

磷盈/虧供應(yīng)后15 d，選取黃瓜穴盤苗第1、2片真葉，番茄穴盤苗第2、4片真葉，測(cè)定葉片葉綠素a（chla）、葉綠素b（chlb）和總?cè)~綠素（chla+b）含量[5]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SAS 9.2 軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷盈/虧對(duì)黃瓜和番茄穴盤苗形態(tài)指標(biāo)的影響 磷盈/虧供給抑制黃瓜和番茄的生長(zhǎng)。從表1可知，磷盈/虧處理后13 d，黃瓜穴盤苗的株高顯著減小，相對(duì)于對(duì)照分別減小了12.7%和17.3%，莖粗和全株干質(zhì)量也有減小的趨勢(shì)，但是差異較小，另外，對(duì)于以干質(zhì)量為基礎(chǔ)的根冠比，在磷虧缺供給的條件下，相對(duì)于對(duì)照，根冠比增大10.6%，表明磷虧缺更有利于干物質(zhì)向根系的分配。

磷盈/虧處理后9 d，番茄穴盤苗的株高顯著減小，相對(duì)于對(duì)照分別減小了19.1% 和14.9%；磷盈/虧處理后13 d，番茄穴盤苗的根冠比顯著增大，相對(duì)于對(duì)照分別增大了27.9% 和47.3% ，莖粗和全株干質(zhì)量有減小的趨勢(shì)，但是差異較小。

2.2 磷盈/虧對(duì)黃瓜和番茄穴盤苗葉片葉綠素含量的影響

磷素供給水平與葉片葉綠素含量呈負(fù)相關(guān)，即磷盈余供應(yīng)抑制葉綠素的合成，磷虧缺供應(yīng)，促進(jìn)葉綠素的合成，這在黃瓜第1葉位葉片、番茄第2葉位葉片表現(xiàn)尤為明顯。

磷虧缺供應(yīng)下，番茄穴盤苗第4葉位葉片chla、chlb、chla+b的含量與對(duì)照相比，分別增加了10.8%、15.5%、12.1%；黃瓜穴盤苗第1葉位葉片chla、chlb、cla+b的含量與對(duì)照相比，分別增加了14.5%、14.3%、14.4%；磷盈余供應(yīng)下，番茄穴盤苗第4葉位葉片chla、chlb、chla+b的含量與對(duì)照相比，分別降低了16.7%、16.6%、16.7%；黃瓜穴盤苗第1葉位葉片chla、chlb、chla+b的含量與對(duì)照相比，分別降低了22.1%、20.3%、21.6%。

2.3 磷盈/虧對(duì)黃瓜和番茄穴盤苗莖葉大中量礦質(zhì)元素吸收的影響

如表2所示，磷素供給水平對(duì)黃瓜和番茄穴盤苗莖葉組織全磷含量影響最大，磷盈余供應(yīng)條件下，黃瓜莖葉磷含量分別為對(duì)照和虧缺供應(yīng)的2.16和5.90倍，番茄莖葉磷含量分別為對(duì)照和虧缺供應(yīng)的1.76和4.13倍。磷供給水平對(duì)鈣吸收的影響因蔬菜品種而異。與對(duì)照相比，磷盈余和虧缺供應(yīng)番茄幼苗莖葉鈣含量分別降低了13.0% 和12.4%，而黃瓜莖葉鈣含量則升高了11.9% 和10.2%。磷盈余供應(yīng)抑制黃瓜和番茄莖葉鎂的積累，磷虧缺供應(yīng)則促進(jìn)黃瓜和番茄莖葉鎂的積累，尤其是番茄磷盈余供應(yīng)時(shí)，莖葉鎂的含量比對(duì)照下降了21.6%。

3 討論與結(jié)論

磷是核酸、蛋白質(zhì)、磷脂、ATP等的組成成分，植物的全磷含量為干物質(zhì)質(zhì)量的0.05%～0.5%。不同的磷水平會(huì)改變植株的表觀形態(tài)，并改變其生理特性。育苗基質(zhì)中磷含量影響番茄穴盤苗的植株高度、莖粗度、地上部分和地下部分干質(zhì)量[6]，另外，還影響同化物在地上部和根系的分配[7]，如磷虧缺供給使得光合產(chǎn)物向根系的輸出增加，增大根冠比[8]。本研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果總體一致。

磷主要以H2PO4-或HPO42-的形式被植物吸收。影響植物礦質(zhì)元素吸收的因素主要包括礦質(zhì)元素濃度、溶液pH、溫度和土壤通氣狀況等[9]。其中礦質(zhì)元素濃度是限制礦質(zhì)元素吸收的主要因素。磷的供給水平直接影響植物組織中無機(jī)磷的含量，隨著供給水平的增大，無機(jī)磷的含量也增大[10]。同時(shí)，礦質(zhì)元素的吸收還存在拮抗和協(xié)同作用，磷的供給水平也會(huì)影響氮、鉀、鈣、鎂等其他礦質(zhì)元素的吸收。鈣是細(xì)胞壁的組成成分，對(duì)于植物細(xì)胞的穩(wěn)定和信號(hào)傳遞具有重要作用，磷供給水平對(duì)鈣吸收的影響因品種而異[11-12]，本試驗(yàn)中，磷盈余和虧缺供給均抑制了番茄鈣的吸收，促進(jìn)黃瓜鈣的吸收。鎂在光合作用的 3 個(gè)主要階段即原初反應(yīng)、電子傳遞和光合磷酸化、碳同化中都起著重要的作用，隨著磷的供給水平的增大，植物體中鎂的含量減少。

葉綠素是光合作用過程中最重要的色素，在植物的光合作用中對(duì)光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化起著極為重要的作用，其含量的高低與光合作用密切相關(guān)[13]。磷是葉綠素的重要組成物質(zhì)，對(duì)葉綠素的合成和含量起著重要的作用。當(dāng)磷的供給水平大于62 mg·L-1時(shí)，番茄幼苗葉片中chla、chlb、chla+b的含量均顯著降低[8]，本研究也有類似的結(jié)果。

因此，磷的供應(yīng)水平直接決定黃瓜和番茄幼苗體內(nèi)磷素的積累水平，并間接影響其他礦質(zhì)元素和葉綠素含量，最終改變幼苗生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程和表觀形態(tài)建成。

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