連作土壤浸提液對黃瓜種子發(fā)芽及幼苗生長的影響

武春成，李 琛，魏明亮，苑玉平，張東明

(1河北科技師范學(xué)院園藝科技學(xué)院，河北秦皇島，066600;2河北省樂亭縣農(nóng)牧局)

設(shè)施是一個相對封閉的系統(tǒng)，與外界環(huán)境交流較少，隨著同一作物在同一設(shè)施土壤上種植茬次增多，必然會出現(xiàn)連作障礙現(xiàn)象，尤其是在設(shè)施發(fā)展比較早的老產(chǎn)區(qū)，人們?yōu)榱俗非笮б娴淖畲蠡辉高M(jìn)行輪作或休閑，導(dǎo)致連作障礙發(fā)生嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了農(nóng)民的種菜積極性及收入［1］。很多人研究表明導(dǎo)致土壤連作障礙一般包括3個方面的因素，即土壤理化性質(zhì)劣化、養(yǎng)分失衡;土壤生物學(xué)環(huán)境惡化和化感作用［2］。連作障礙是植物、土壤和微生物綜合作用的結(jié)果。筆者研究了重茬5年(10茬)種植黃瓜的日光溫室土壤浸提液，以溫室外未連作田園土浸提液及蒸餾水為對照，研究其對黃瓜種子發(fā)芽及幼苗生長的影響，旨在進(jìn)一步探討黃瓜連作減產(chǎn)的原因，為緩解黃瓜連作障礙及改善土壤環(huán)境提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 供試材料

供試黃瓜品種為春秋冠軍(北京金沃土種子有限公司);供試連作土壤取自河北科技師范學(xué)院11號溫室連續(xù)栽培了5年(10茬)黃瓜的土壤，采用5點取樣法，采集0～20 cm的土壤。田園土取自溫室外未種過黃瓜的土壤。試驗在河北科技師范學(xué)院園藝科技學(xué)院實驗室及園藝試驗站1號日光溫室內(nèi)進(jìn)行。

1．2 土壤浸提液制備

連作土壤和未種植過黃瓜的田園土分別與蒸餾水按1∶5的質(zhì)量混合，振蕩1 h后，在5 000 r下離心10 min，取上清液即為土壤水提液［3］。連作土壤浸提液、田園土浸提液及蒸餾水的pH分別為6．4，6．7，6．9;電導(dǎo)率分別為 1 797，1 496，1 305 μs·cm－1。

1．3 種子發(fā)芽實驗

采用濾紙培養(yǎng)皿法:在鋪有2張直徑為9．0 cm定性濾紙的培養(yǎng)皿中，放入飽滿度一致的黃瓜種子各20粒，分別加入5 mL連作土壤浸提液、田園土浸提液和蒸餾水。放入多功能氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，采用12 h光照12 h黑暗處理，溫度保持在(26±1)℃范圍內(nèi)，每天補充適量浸提液或蒸餾水以保持濾紙濕度。培養(yǎng)至種子發(fā)芽后，連續(xù)8 d記錄發(fā)芽率，計算發(fā)芽速度指數(shù)Vi，Vi=∑Gt/Dt(Gt為在t天的發(fā)芽個數(shù);Dt為發(fā)芽天數(shù))［4］。最后測定總發(fā)芽率、籽苗根長、苗高等指標(biāo)。各處理均設(shè)4次重復(fù)。

1．4 幼苗生長實驗

將兩葉一心的黃瓜幼苗根系洗掉育苗基質(zhì)后，定植于日光溫室內(nèi)裝有細(xì)沙(細(xì)沙已經(jīng)用蒸餾水反復(fù)沖洗后晾干)的一次性紙杯中。在定植及以后管理中，分別定量澆灌連作土壤浸提液、田園土浸提液和蒸餾水，每個處理10次重復(fù)。在定植后第25天測定幼苗株高、莖粗、葉面積、植株鮮干質(zhì)量、葉片葉綠素含量等指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2．1 連作土壤浸提液對黃瓜種子發(fā)芽的影響

在發(fā)芽試驗中，連作土壤浸提液對黃瓜種子萌發(fā)影響較大，種子發(fā)芽的各項指標(biāo)均低于田園土浸提液和蒸餾水處理，其中發(fā)芽率、籽苗根長與其他兩處理差異達(dá)顯著水平，發(fā)芽指數(shù)顯著低于蒸餾水處理(表1)。田園土浸提液處理除籽苗根長顯著低于蒸餾水處理外，其他指標(biāo)差異不顯著。

2．2 連作土壤浸提液對黃瓜幼苗生長的影響

2．2．1 連作土壤浸提液對黃瓜幼苗株高、莖粗及葉面積的影響 連作土壤浸提液處理嚴(yán)重抑制了黃瓜幼苗的生長，幼苗株高、莖粗及葉面積均顯著低于其他兩個處理(表2);3個處理中田園土浸提液處理的幼苗各項指標(biāo)為最高，但與蒸餾水處理差異不顯著。

表1 連作土壤浸提液對黃瓜種子發(fā)芽的影響

表2 連作土壤浸提液對黃瓜幼苗株高、莖粗及葉面積的影響

2．2．2 連作土壤浸提液對黃瓜幼苗鮮干質(zhì)量的影響 連作土壤浸提液處理除黃瓜幼苗地上部鮮質(zhì)量與其他兩個處理無顯著差異外，其余指標(biāo)均顯著低于其他2個處理;3個處理中田園土浸提液處理的幼苗植株鮮干質(zhì)量為最高，但與蒸餾水處理差異不顯著(表3)。

表3 連作土壤浸提液對黃瓜幼苗鮮干質(zhì)量的影響 g

表4 連作土壤浸提液對黃瓜幼苗葉片中葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

2．3 連作土壤浸提液對黃瓜幼苗葉片中葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

連作土壤浸提液處理的黃瓜幼苗葉片，葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于其他兩個處理，田園土浸提液比蒸餾水處理葉片中葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，但差異不顯著(表4)。

3 結(jié)論與討論

植物連作與植物根系分泌物的化感作用密切相關(guān)，由于設(shè)施蔬菜栽培不易倒茬，同種作物連續(xù)種植更為普遍，相同的根系分泌物大量積累，病害增加［5］。目前在大棚連作黃瓜、番茄，大田連作大豆、花生，甚至林業(yè)連續(xù)育苗土壤中均發(fā)現(xiàn)了酚酸累物質(zhì)的積累［6］，所以酚酸類物質(zhì)是目前研究最多的化感物質(zhì)。許多研究者在連作土壤浸提液中均檢測出酚酸物質(zhì)的積累，馬云華等［7］研究發(fā)現(xiàn)隨著黃瓜連作年限的增加，羥基苯甲酸、阿魏酸、苯甲酸以及總量呈現(xiàn)明顯的積累特征，嚴(yán)重影響了黃瓜產(chǎn)量。本試驗中連作土壤浸提液處理相對于其他2個處理，嚴(yán)重抑制了黃瓜種子的發(fā)芽及幼苗的生長，種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及籽苗根長，均顯著低于其他2個處理;在幼苗生長實驗中，連作土壤浸提液處理的幼苗株高、莖粗、葉面積、植株鮮干質(zhì)量(除地上部鮮質(zhì)量外)、葉片葉綠素含量均顯著低于其他2個處理。這與許多研究結(jié)果一致，這可能是由于黃瓜連作土壤浸提液相對于未種過黃瓜的田園土浸提液積累了更多的酚酸物質(zhì)及其他有害物質(zhì)，對黃瓜種子發(fā)芽及幼苗生長產(chǎn)生了毒害作用，從而抑制了種子的發(fā)芽和幼苗的生長。

田園土浸提液相對于蒸餾水處理對幼苗生長的促進(jìn)作用更加明顯，這可能是由于田園土浸提液較蒸餾水中含有更多植物生長所需的營養(yǎng)元素，且容易被黃瓜幼苗根系吸收利用，從而起到了促進(jìn)作用。本研究只針對連作土壤浸提液對黃瓜種子和幼苗的性狀表現(xiàn)方面做了初步研究，在今后的試驗中將深入研究連作土壤浸提液中起抑制作用的物質(zhì)，以及如何通過抑制這些物質(zhì)的產(chǎn)生來減輕連作障礙對黃瓜生長的影響。

［1］喻景權(quán)，杜堯舜 ．蔬菜設(shè)施栽培可持續(xù)發(fā)展中的連作障礙問題［J］．沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，31(1):124-126．

［2］李文慶，駱洪義，丁方軍，等．大棚栽培后土壤鹽分的變化［J］．土壤，1995，27(4):38-40．

［3］尹玉玲，周寶利，李云鵬，等．嫁接對茄子連作土壤生物活性及種子萌發(fā)和幼苗生長的影響［J］．生態(tài)學(xué)雜志，2009，28(4):638-642．

［4］張志良，翟偉箐．植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)［M］．北京:高等教育出版社，2003．

［5］吳鳳芝，趙鳳艷，谷思玉．保護(hù)地黃瓜連作對土壤生物化學(xué)性質(zhì)的影響［J］．農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2002，18(1):20-22．

［6］李培棟，王興祥，李奕林，等．連作花生土壤中酚酸類物質(zhì)的檢測及其對花生的化感作用［J］．生態(tài)學(xué)報，2010，30(8):2 128-2 134．

［7］馬云華，魏珉，王秀峰．日光溫室連作土壤酚類物質(zhì)變化及其對黃瓜根系抗病性相關(guān)酶的影響［J］．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2005，16(1):79-82．