補(bǔ)光對茄子杭茄2010幼苗生長與養(yǎng)分積累的影響

邵泱峰

(杭州市臨安區(qū)農(nóng)林技術(shù)推廣中心，浙江 臨安 311300)

光不僅可以調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育，還對植物的形態(tài)建成、光合作用、養(yǎng)分吸收與積累等有調(diào)控作用[1]。幼苗的健壯程度直接影響植物后期生長、產(chǎn)量高低與品質(zhì)好壞，因此,培育壯苗是植物生產(chǎn)的第一環(huán)節(jié)。冬春季節(jié)是春夏蔬菜種苗生產(chǎn)關(guān)鍵時節(jié)，但該時期光照時間比較短，光線相對較弱，如果遭遇連續(xù)陰、雨、雪天，將會導(dǎo)致種苗生長纖弱、病害多，難以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種苗。因此，通過補(bǔ)光來培育壯苗是一項(xiàng)簡便易行、經(jīng)濟(jì)有效的方法[2]。

研究表明，補(bǔ)光促進(jìn)了幼苗的生長和養(yǎng)分吸收，顯著增加了番茄幼苗植株莖粗、干鮮質(zhì)量和壯苗指數(shù)[3]，也顯著增加了黃瓜莖粗、壯苗指數(shù)、全株干質(zhì)量[4]；藍(lán)色LED補(bǔ)光顯著提高了煙苗莖粗、干質(zhì)量和壯苗指數(shù)[5]；補(bǔ)充紅光和紅藍(lán)光使黃瓜、辣椒和番茄幼苗的莖粗、生物量和壯苗指數(shù)均顯著提高[6]；補(bǔ)光增加了黃瓜植株氮、磷、鉀的積累，且隨著補(bǔ)光時間的延長而增高[7]。

2019年初，浙江省連續(xù)遭遇長時間的低溫陰雨寡照天氣，嚴(yán)重影響了茄子種苗的培育。本文以杭茄2010茄子為試材，以育苗專用補(bǔ)光燈為外源光源，研究了不同補(bǔ)光時間對茄子幼苗植株長勢、根系特征與養(yǎng)分積累的影響，以期為冬春季節(jié)茄子優(yōu)質(zhì)種苗的培育提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試茄子品種為杭茄2010。外源補(bǔ)光設(shè)備為杭州小太陽農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的UV-B新型育苗殺菌補(bǔ)光燈，該補(bǔ)光燈具有紅光(630～670 nm)、藍(lán)光(430～480 nm)、紫外光(285～305 nm)3個波段，功率為26 W，垂直距離燈1 m處光合光量子流密度(PPFD)29 μmol·m-2·s-1。育苗基質(zhì)為杭州錦海農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的金色3號。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年2—4月在杭州市臨安區(qū)百潤蔬菜專業(yè)合作社的溫室大棚中進(jìn)行。經(jīng)溫湯浸種、催芽后的茄子種子播于32孔育苗盤，擺放在拱高為1.0 m的育苗小拱棚中；在小拱棚內(nèi)離苗床70 cm高處每1.5 m安裝補(bǔ)光燈1盞。當(dāng)子葉露土后，陰雨天上午揭開保溫被前和下午覆蓋保溫被后二段補(bǔ)光，由時間繼電器控制每日補(bǔ)光時長，設(shè)2個處理，分別為4 h和8 h，以自然光照為對照(CK)。不同補(bǔ)光處理間用黑色隔板進(jìn)行間隔，每個處理畦長6.0 m，重復(fù)3次。

1.3 指標(biāo)測量與方法

分別在補(bǔ)光20 d和35 d后，采樣分析茄子幼苗不同的生長指標(biāo)。葉綠素相對含量采用SPAD儀直接測定；莖粗采用游標(biāo)卡尺測定，株高、葉長、葉寬用直尺測量；用尼龍網(wǎng)(400 孔·cm-2)將根系從基質(zhì)中分離，用蒸餾水仔細(xì)清洗，用WinRhizo根系掃描儀測定、統(tǒng)計(jì)根系總長、根表面積和根系分支數(shù)。

將上述測量分析后的茄子幼苗裝于信封中，置于105 ℃烘箱中殺青30 min，于75 ℃烘至恒質(zhì)量后測定生物量。烘干后的樣品，用高速粉碎機(jī)磨細(xì)后過0.149 mm篩，采用H2SO4-H2O2消化，堿解擴(kuò)散法定氮含量，鉬銻抗比色法測磷含量，火焰分光光度計(jì)法測鉀含量。

壯苗指數(shù)=莖粗/株高×全株干質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 幼苗生長

從表1可知，補(bǔ)光提高了茄子幼苗葉片葉綠素含量，補(bǔ)光20 d后葉綠素含量增幅為15.9%～28.0%，其中補(bǔ)光4 h的葉綠素含量最高，顯著高于補(bǔ)光8 h和對照；補(bǔ)光35 d后，不同處理間沒有顯著性差異。

表1 不同補(bǔ)光時間茄子幼苗莖葉發(fā)育特征

注：在相同補(bǔ)光天數(shù)下，同列數(shù)據(jù)后無相同小寫字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。

補(bǔ)光顯著提高了茄子幼苗莖粗生長(表1)，補(bǔ)光20、35 d后分別增粗了35.1%～45.6%、25.4%～28.5%，其中補(bǔ)光20 d后，補(bǔ)光4 h處理的莖粗為0.83 mm，顯著高于補(bǔ)光8 h和對照；而補(bǔ)光35 d后，補(bǔ)光4、8 h處理的莖粗為1.67、1.63 mm，顯著高于對照。

茄子幼苗株高在補(bǔ)光條件下也顯著增高(表1)，補(bǔ)光20、35 d后，增幅分別為20.6%～87.2%、20.2%～26.7%，其中補(bǔ)光20 d后，補(bǔ)光4 h處理的株高為52.6 mm，顯著高于補(bǔ)光8 h和對照；而補(bǔ)光35 d后，補(bǔ)光4、8 h處理的株高分別為84.0、79.7 mm，顯著高于對照。

補(bǔ)光后，茄子幼苗葉寬顯著增大，補(bǔ)光20、35 d后，增幅分別為16.9%～85.7%、55.7%～57.1%，在補(bǔ)光20 d后，補(bǔ)光8 h處理的葉寬為14.3 mm，顯著高于補(bǔ)光4 h和對照；而補(bǔ)光35 d后，補(bǔ)光4、8 h處理的葉寬分別為32.7、33.0 mm，顯著高于對照。

補(bǔ)光20 d后，茄子幼苗葉片長度為22.3～25.7 cm，不同處理間沒有顯著性差異；而補(bǔ)光35 d后，補(bǔ)光4、8 h處理的葉長為44.7、43.0 cm，顯著高于對照。

補(bǔ)光顯著提高了茄子幼苗單株生物量。在補(bǔ)光20 d后，補(bǔ)光4、8 h處理的生物量為11.8、10.4 mg·株-1，顯著高于對照；而補(bǔ)光35 d后，補(bǔ)光4、8 h處理的生物量分別為51.4、45.7 mg·株-1，也顯著高于對照。

補(bǔ)光也顯著提升了茄子幼苗的壯苗指數(shù)。在補(bǔ)光20、35 d后，補(bǔ)光處理的壯苗指數(shù)為0.19～0.23、0.96～1.00，均顯著高于對照。

2.2 幼苗根系生長

從圖1可以看出，補(bǔ)光20、35 d后，補(bǔ)光處理的茄子幼苗根系的總根長分別增加了117.5%～174.5%、133.9%～218.2%，根系總長度排序?yàn)檠a(bǔ)光4 h>8 h>CK，不同處理間的差異均達(dá)到顯著水平。

在相同補(bǔ)光天數(shù)下，柱上無相同小寫字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。圖2～4同。圖1 不同補(bǔ)光時長單株茄子幼苗的根系總長

補(bǔ)光也顯著增加了根系總表面積(圖2)。補(bǔ)光20 d，單株茄子根表面積大小排序?yàn)檠a(bǔ)光4 h(12.3 cm2)>補(bǔ)光8 h(7.1 cm2)>CK(2.5 cm2)，不同處理間有顯著差異。補(bǔ)光35 d，補(bǔ)4 h、8 h的根表面積分別為18.31、18.09 cm2，顯著高于對照。

圖2 不同補(bǔ)光時長單株茄子幼苗的根表面積

從圖3可知，補(bǔ)光20、35 d后，補(bǔ)光處理的茄子幼苗根系分支數(shù)增加了2.2～3.2倍、1.6～2.6倍，根系分支數(shù)量表現(xiàn)為補(bǔ)光4 h>8 h>CK，不同處理間存在著顯著性差異。

圖3 不同補(bǔ)光時長單株茄子幼苗的根系分支數(shù)

2.3 生長指標(biāo)間的相關(guān)性

茄子幼苗不同生長指標(biāo)間的相關(guān)分析表明(表2)，除了葉綠素和根系分支數(shù)外，茄子幼苗莖粗、葉寬、葉長、株高、生長量、壯苗指數(shù)、根表面積、根長等指標(biāo)兩兩間的相關(guān)性均達(dá)到極顯著或顯著水平，根系分支數(shù)與根表面積間也呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。

表2 茄子幼苗不同生長指標(biāo)間的相關(guān)性

注：*表示相關(guān)性達(dá)顯著水平(P<0.05)；**表示相關(guān)性達(dá)極顯著水平(P<0.01)。

2.4 氮磷鉀養(yǎng)分吸收

茄子幼苗補(bǔ)光35 d后，植株氮磷鉀的吸收總量如圖4所示。從圖中可知，與CK相比，茄子幼苗補(bǔ)光后植株氮、磷、鉀積累量分別增加了1.13～1.50倍、1.12～1.59倍、1.08～1.46倍。

圖4 不同補(bǔ)光時長茄子幼苗的營養(yǎng)元素積累量

3 小結(jié)與討論

補(bǔ)光能夠顯著提升茄子幼苗根系構(gòu)型參數(shù)(根長、根表面積、根分支數(shù))，促進(jìn)幼苗地上部(莖粗、株高、葉寬)的生長，增加植株生物量和氮磷鉀營養(yǎng)物質(zhì)的積累，提高壯苗指數(shù)，以補(bǔ)光4 h效果最明顯。

冬末初春期間自然光照時間短，光線較弱，在連續(xù)陰、雨、雪天氣的情況下，光照時間和光照強(qiáng)度嚴(yán)重不足，從而影響作物的光合作用，導(dǎo)致作物生長不良，影響蔬菜優(yōu)質(zhì)種苗的生產(chǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)延長光照時間或增加光照強(qiáng)度，可以增加番茄、黃瓜幼苗植株莖粗、干鮮質(zhì)量和壯苗指數(shù)[3-4]。本研究中，在上午揭開保溫被前和下午覆蓋保溫被后各補(bǔ)光2 h可顯著提高茄子幼苗株高、莖粗、葉寬與全株生物量，這與鄭亮等[2]的研究結(jié)果相似。同時還發(fā)現(xiàn)在補(bǔ)光的早期(補(bǔ)光20 d)，補(bǔ)光還能增加茄子葉綠素含量，從而提高葉片的凈光合速率，進(jìn)而增加植株生物量，促進(jìn)茄子幼苗的生長，有利于茄子壯苗的培育；而補(bǔ)光后期不同處理葉綠素含量沒有顯著性差異，這說明茄子幼苗在不同生長階段對光照的需求不同。壯苗指數(shù)可以衡量幼苗質(zhì)量的好壞，是評價壯苗的重要指標(biāo)之一，本試驗(yàn)中補(bǔ)光處理也顯著提高了茄子幼苗的壯苗指數(shù)，且以補(bǔ)光4 h壯苗指數(shù)最大。

光調(diào)控可以影響植物的光合效能、光合產(chǎn)物的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而影響根系的生長發(fā)育與根系構(gòu)型參數(shù)。本研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)光顯著促進(jìn)了根系發(fā)育，單株茄子幼苗的根長、根表面積和根分支數(shù)均顯著提高，其中以補(bǔ)光4 h效果最顯著，這與前人在黃瓜[1]、番茄[3]、油菜[8]上的研究結(jié)果類似。

光照時間和強(qiáng)度可以改變細(xì)胞膜對離子的滲透性，從而影響植物對養(yǎng)分的吸收。隨著補(bǔ)光時間的延長，有利于黃瓜幼苗對氮、磷、鉀的吸收和積累[7]，玉米對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收也大幅度增加[9]。與上述研究結(jié)果相似，本研究中補(bǔ)光促進(jìn)了茄子幼苗對氮、磷、鉀的吸收，其積累量顯著高于對照。