不同營養(yǎng)供應(yīng)方式對西瓜種苗質(zhì)量的影響

孫齊宇 張江濤 鄭勛領(lǐng) 別之龍

編者按

化肥越撒越多，農(nóng)藥越打越多，土地越種越瘦……這是我國設(shè)施蔬菜迅猛發(fā)展背后的尷尬現(xiàn)實(shí)。過量、不合理施肥用藥，不僅增加生產(chǎn)成本，也嚴(yán)重威脅著農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全。從農(nóng)業(yè)部制定《到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》和《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動(dòng)方案》，到科技部啟動(dòng)“化學(xué)肥料和農(nóng)藥減施增效綜合技術(shù)研發(fā)”專項(xiàng)，一時(shí)間，設(shè)施蔬菜“化肥、農(nóng)藥雙減”項(xiàng)目在全國遍地開花，試驗(yàn)田里的無數(shù)次探索，承載了人們“綠色農(nóng)田、放心菜園”的殷殷期盼。

穴盤育苗是集約化育苗的主要方式，與傳統(tǒng)土壤冷床育苗方式相比，穴盤育苗采用一次成苗技術(shù)，可節(jié)約用種量，幼苗生長整齊，育苗周期短，適合長距離運(yùn)輸[1]。但是在穴盤苗生產(chǎn)過程中，由于穴盤體積較小，同時(shí)幼苗對養(yǎng)分的吸收及利用受到多方面的影響，難以準(zhǔn)確控制穴盤苗養(yǎng)分的供給，因此，育苗過程中的營養(yǎng)供應(yīng)顯得十分重要[2]。

目前穴盤育苗的施肥主要采用播種前肥料與基質(zhì)混配方式[3]、育苗期間澆灌營養(yǎng)液[4]及兩者供應(yīng)結(jié)合的方式[5]，不同的育苗場所采用的施肥方法和施肥量也不一樣。我國西瓜的集約化育苗生產(chǎn)絕大多數(shù)采用穴盤育苗方式，目前尚無針對西瓜穴盤育苗中施肥量和施肥方式的報(bào)道，西瓜穴盤苗生產(chǎn)中的肥料供應(yīng)還是基于經(jīng)驗(yàn)型的管理模式，也制約了西瓜穴盤苗種苗質(zhì)量的提高。不同的苗期營養(yǎng)供應(yīng)方式和供應(yīng)量會(huì)影響蔬菜幼苗的生長發(fā)育和種苗質(zhì)量，培育健壯的蔬菜幼苗是穴盤苗生產(chǎn)的重要目標(biāo)，湖北格林凱爾農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的萊瑞育苗專用肥1號(hào)、2號(hào)已經(jīng)作為水溶肥在生產(chǎn)中應(yīng)用，本試驗(yàn)旨在研究西瓜穴盤育苗生產(chǎn)中，萊瑞育苗專用肥的不同施用量和施用方法對西瓜幼苗生長發(fā)育和種苗質(zhì)量的影響，以期為西瓜穴盤苗生產(chǎn)科學(xué)施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與條件

試驗(yàn)于2020年4~5月在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)的國家蔬菜改良中心華中分中心人工氣候室內(nèi)完成，幼苗的形態(tài)指標(biāo)及生理指標(biāo)的測定在園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

試驗(yàn)所用西瓜品種為早佳84-24，購自新疆明鑫科鴻農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司。試驗(yàn)采用70孔穴盤，購自浙江省路橋區(qū)新橋農(nóng)用塑料廠（穴盤材質(zhì)為聚氯乙烯，簡寫為PVC）。育苗基質(zhì)按草炭∶蛭石=2∶1的體積比混配（品氏草炭規(guī)格為0~6 mm，國產(chǎn)蛭石規(guī)格為2~4 mm）。

所用肥料為萊瑞育苗專用肥1號(hào)、2號(hào)，由湖北格林凱爾農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，肥料的元素含量及配比如下。1號(hào)肥料：總氮∶有效磷∶有效鉀=20∶10∶20，同時(shí)含有鐵（0.1%）、錳（0.05%）、鋅（0.05%）、銅（0.025%）、硼（0.025%）、鉬（0.01%）、鎂（0.4%）、硫（0.5%）等中、微量元素。2號(hào)肥料：總氮∶有效磷∶有效鉀=17∶4∶17，同時(shí)含有鐵（0.085%）、錳（0.042%）、鋅（0.042%）、銅（0.021%）、硼（0.021%）、鉬（0.008%）、鎂（1%）、鈣（4%）等中、微量元素。

西瓜種子采用溫湯浸種方法處理，浸種后平鋪在墊有2層濕潤紗布的培養(yǎng)皿中，于28℃培養(yǎng)箱催芽，待90%種子露白后播種，播于70孔穴盤中，統(tǒng)一播種深度2 cm，育苗基質(zhì)的初始含水量為60%左右，播種后放在人工氣候室內(nèi)育苗，培育至3葉1心期。人工氣候室的環(huán)境數(shù)據(jù)為晝夜溫度28℃/18℃、光周期14 h/10 h，相對濕度65%~85%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，T1：CK，基質(zhì)中不添加肥料；T2：播種前在基質(zhì)中添加萊瑞育苗專用肥1號(hào)0.5 kg/m3，后期不再用肥；T3：播種前基質(zhì)中不添加肥料，子葉展平后開始澆灌萊瑞育苗專用肥（只用萊瑞育苗專用肥1號(hào)），2葉1心前施用1 000~1 200倍液，2葉1心后施用800~1 000倍液；T4：播種前基質(zhì)中不添加肥料，子葉展平后開始澆灌萊瑞育苗專用肥（1號(hào)、2號(hào)交替施用），2葉1心前施用1 000~1 200倍液，2葉1心后施用800~1 000倍液，方法為施用育苗專用肥1號(hào)2次后交替施用育苗專用肥2號(hào)1次。

西瓜幼苗子葉展平后至2葉1心期每3 d澆灌1次肥料，2葉1心期至3葉1心期每2 d澆灌1次肥料。T3、T4處理澆灌肥料的同時(shí)，T1、T2處理澆灌等量清水，每個(gè)處理設(shè)置4次重復(fù)（即每1盤為1個(gè)重復(fù)，每處理共計(jì)4盤）。

1.3 測定指標(biāo)和方法

①形態(tài)指標(biāo) 幼苗的形態(tài)指標(biāo)測定時(shí)期為2葉1心期、3葉1心期。每個(gè)處理每個(gè)穴盤隨機(jī)選取5株幼苗，每處理4個(gè)穴盤共選取20株幼苗，用自來水沖洗根部，洗凈后擦干植物表面的水分，進(jìn)行形態(tài)指標(biāo)的測量。用直尺測量幼苗株高（基質(zhì)表面到幼苗生長點(diǎn)的距離）；用游標(biāo)卡尺測量幼苗莖粗（子葉節(jié)下方1 cm處）。將洗干凈后的幼苗根系放入注純水的根盤中，用玻璃棒將根系分開，然后采用Expression 11000XL掃描儀（愛普生公司）進(jìn)行黑白模式掃描，利用WinRHIZO分析系統(tǒng)進(jìn)行根長、根表面積、根直徑、根體積等指標(biāo)的測定。采用LI-3100 C葉面積儀（美國LI-COR）測量幼苗的葉片總面積（子葉及真葉面積總和）。干質(zhì)量的測定則是將幼苗放在烘箱中，先在105℃下殺青15 min，之后將烘箱溫度調(diào)整為80℃，烘干至恒重后用電子天平稱量地上部（莖和葉）及地下部（根）的干質(zhì)量。

壯苗指數(shù)=莖粗/株高×全株干質(zhì)量[6]。

②生理指標(biāo) 在西瓜幼苗3葉1心期，進(jìn)行幼苗生理指標(biāo)的測定。葉片可溶性糖含量（%）的測定采用蒽酮比色法[7]；根系活力（mg·g-1·h-1）測定采用TTC染色法[7]；葉綠素含量采用SPAD-502（Konica Minolta）測定，選取西瓜第1片真葉進(jìn)行測定；使用便攜式光合儀LI-6400 XT測定西瓜幼苗的光合參數(shù)，選取第一片真葉進(jìn)行測量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2016進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算及作圖；采用SPSS-Statistics 22.0數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，利用Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同營養(yǎng)供應(yīng)方式對西瓜幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

從圖1中可以直觀地看出，與不施肥的對照相比，2葉1心和3葉1心期各施肥處理的幼苗長勢均優(yōu)于對照。

西瓜幼苗生長到2葉1心期時(shí)（表1），3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗株高顯著大于對照，但3個(gè)施肥處理之間無顯著差異。與不施肥的對照相比，3個(gè)施肥處理的莖粗及葉面積顯著大于對照，其中莖粗相比對照分別增加8.7%、14.2%、23.7%，葉面積比對照分別增加49.8%、93.8%、130.2%。對照處理的西瓜幼苗根長顯著小于其他處理。3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗根表面積顯著大于對照，比對照分別增加26.8%、43.2%、71.9%。對照處理的西瓜幼苗根直徑顯著小于其他處理。3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗根體積顯著大于對照，比對照分別增加21.7%、29.6%、93.4%。不同處理的西瓜幼苗地上及地下干質(zhì)量與對照相比均存在顯著差異，即干質(zhì)量由大到小依次為T4＞T3＞T2＞T1。與對照相比，3個(gè)施肥處理西瓜幼苗全株干質(zhì)量顯著大于對照，比對照分別增加31.4%、42.1%、76.9%。

表1 不同營養(yǎng)供應(yīng)方式對西瓜幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

西瓜幼苗3葉1心期時(shí)（表1），T3、T4處理的西瓜幼苗株高顯著高于對照，分別比對照增加13.6%、18.0%，T2處理與對照無顯著差異。與對照相比，3個(gè)施肥處理西瓜幼苗莖粗顯著高于對照，相比對照增加12.3%、33.5%、47.2%。3個(gè)施肥處理下西瓜幼苗葉面積顯著高于對照，T4處理的葉面積最大。3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗根長、根表面積、根直徑、根體積顯著高于對照，T4處理的各項(xiàng)根系指標(biāo)均最大，其各指標(biāo)分別比對照增加48.7%、69.9%、18.2%、69.8%。不同處理的西瓜幼苗干質(zhì)量存在顯著差異，地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量、全株干質(zhì)量具有相同的差異顯著分析結(jié)果，各處理均顯著大于對照，其中T2、T3和T4地上干質(zhì)量分別比對照T1增加40.7%、89.2%、125.7%；而地下干質(zhì)量分別比對照T1分別增加18.8%、31.3%、81.3%；全株干質(zhì)量分別比對照T1增加37.2%、79.9%、118.6%。

2.2 不同營養(yǎng)供應(yīng)方式對3葉1心期西瓜幼苗壯苗指數(shù)的影響

壯苗指數(shù)是反映蔬菜幼苗是否符合壯苗標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)。由圖2可知，3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗壯苗指數(shù)均顯著大于對照T1處理，T2、T3和T4處理的壯苗指數(shù)分別比對照T1處理增加80.9%、173.5%、214.7%，表明3種施肥處理均顯著提高了西瓜幼苗種苗質(zhì)量。

圖2 不同營養(yǎng)供應(yīng)方式對西瓜幼苗壯苗指數(shù)的影響

2.3 不同營養(yǎng)供應(yīng)方式對西瓜幼苗生理指標(biāo)的影響

由表2可知，在西瓜幼苗3葉1心期，不同營養(yǎng)供應(yīng)方式對西瓜幼苗生理指標(biāo)的影響存在顯著差異。與對照相比，3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗葉片SPAD值分別比對照T1處理增加19.5%、35.0%、41.5%。3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗根系活力顯著大于對照，相比對照分別增加18.8%、56.3%、87.5%。3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗葉片可溶性糖含量顯著高于對照，分別比對照增加47.0%、139.5%、194.1%；3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗葉片可溶性蛋白含量顯著高于對照，相比對照分別增加29.3%、69.5%、73.1%。

表2 不同營養(yǎng)供應(yīng)方式對西瓜幼苗生理指標(biāo)的影響

2.4 不同營養(yǎng)供應(yīng)方式對西瓜幼苗光合特性的影響

由表3可知，3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗光合速率顯著大于對照T1處理，相比對照依次增加139.6%、185.7%、243.1%。3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗氣孔導(dǎo)度顯著大于對照，而T3和T4間無顯著差異。3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗胞間CO2濃度均顯著高于對照，相比對照分別增加40.4%、62.2%、63.5%，而T3和T4間無顯著差異。3個(gè)施肥處理的西瓜幼苗蒸騰速率顯著大于對照。

表3 不同營養(yǎng)供應(yīng)方式對西瓜幼苗光合參數(shù)的影響

3 討論

目前以穴盤育苗為代表的蔬菜集約化育苗發(fā)展迅速，已成為我國最主要的育苗方式，西瓜以穴盤育苗為主，穴盤苗的營養(yǎng)供應(yīng)極為重要。穴盤苗的營養(yǎng)供應(yīng)方式主要有以下3種：第1種是播種前向基質(zhì)中添加一定數(shù)量的底肥，后期不再施肥；第2種是播種前基質(zhì)中不添加底肥，播種后開始使用水溶肥；第3種是播種前添加一定數(shù)量的底肥，播種后使用水溶肥。這3種營養(yǎng)供應(yīng)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，第1種方式降低成本、節(jié)時(shí)省工，但是在幼苗后期容易出現(xiàn)生長勢弱、幼苗質(zhì)量差的現(xiàn)象。第2種方式較適宜集約化工廠化育苗操作，因?yàn)橛酌绯鐾梁笾磷尤~展平期幼苗根系發(fā)育還不是很好，對營養(yǎng)的需求量不大，后期進(jìn)行追肥時(shí)便于對種苗生長發(fā)育進(jìn)行調(diào)控，幼苗期對肥料敏感的蔬菜幼苗可以采用這種方式。第3種方式則是結(jié)合了前面2種營養(yǎng)供應(yīng)方式的優(yōu)點(diǎn)。

西瓜幼苗長至3葉1心時(shí)期即為商品苗，幼苗形態(tài)、干物質(zhì)積累、壯苗指數(shù)及生理特性是衡量種苗質(zhì)量好壞的依據(jù)[8]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，在幼苗形態(tài)上，幼苗1葉1心后，不施肥處理（對照）開始出現(xiàn)明顯的缺素癥狀，子葉及真葉顏色逐漸變黃，幼苗生長弱，莖粗較小，真葉小且生長速率緩慢，根系發(fā)育較差；而T2處理相比對照要好一些，這是因?yàn)樵诓シN前基質(zhì)中添加了0.5 kg/m3的肥料，這與林多等[9]在空白育苗基質(zhì)內(nèi)添加營養(yǎng)源有利于培育黃瓜壯苗的研究結(jié)果類似。T2處理在2葉1心期前并沒有表現(xiàn)出明顯的缺素癥狀，但是在2葉1心后，其莖粗、葉面積、根長、根直徑、根表面積、根體積、地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量及全株干質(zhì)量顯著低于T3和T4處理，表明在播種前基質(zhì)中添加0.5 kg/m3的肥料不足以培育健壯優(yōu)良的西瓜商品苗，需要進(jìn)一步追肥才能滿足西瓜幼苗的生長發(fā)育需求。T3、T4處理的西瓜幼苗并沒有出現(xiàn)缺素癥狀，幼苗生長健壯，根系發(fā)達(dá)、真葉面積大，但是T4處理的西瓜幼苗在莖粗、葉面積、根長、根體積、地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量及全株干質(zhì)量上顯著高于T3處理，這可能是由于幼苗的不同生長發(fā)育階段對營養(yǎng)元素的吸收量及需求量是有變化的。2種肥料的元素種類及含量不同，萊瑞育苗專用肥1號(hào)比萊瑞育苗專用肥2號(hào)具有較多的N元素和較少的Ca元素，Ca元素能刺激植物根系和莖葉的生長，同時(shí)提高對其他營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用[10]。2種肥料交替施用，使幼苗根系吸收豐富的營養(yǎng)元素，促進(jìn)幼苗根系的發(fā)育，進(jìn)一步促進(jìn)幼苗地上部的生長，使莖稈粗壯，真葉面積增大，成苗更快。

壯苗指數(shù)是一個(gè)綜合量化指標(biāo)，能夠反映幼苗質(zhì)量的高低，壯苗指數(shù)越大，說明幼苗越壯。T2、T3、T4處理的幼苗壯苗指數(shù)都顯著高于T1處理，T4處理最高，表明西瓜幼苗子葉展平后進(jìn)行2種肥料交替施用處理（T4）可以顯著提高幼苗的質(zhì)量，培育出更為健壯優(yōu)良的幼苗。前人在不同蔬菜幼苗培育的營養(yǎng)供應(yīng)上的研究結(jié)論具有一定差異，這可能與不同的營養(yǎng)供應(yīng)方式和營養(yǎng)供應(yīng)數(shù)量有關(guān)，肖強(qiáng)等[11]認(rèn)為，施用全營養(yǎng)基質(zhì)育苗專用肥的幼苗壯苗指數(shù)最大，而張志剛等[12，13]認(rèn)為，在播種前隨著基質(zhì)養(yǎng)分添加量的增加，黃瓜、番茄幼苗的壯苗指數(shù)呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢，可能是由于播種前基質(zhì)養(yǎng)分量過高會(huì)對幼苗根系產(chǎn)生脅迫反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致幼苗生長受阻，最終導(dǎo)致壯苗指數(shù)隨著基質(zhì)養(yǎng)分量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。

幼苗的生理特性在一定程度上反映植株生長代謝的能力。在本試驗(yàn)中，西瓜幼苗子葉展平后2種肥料交替施用處理（T4）顯著提高了西瓜幼苗的根系活力，促進(jìn)了根系的生長代謝，交替施用2種育苗專用肥使西瓜幼苗吸收的礦質(zhì)元素更加豐富，促進(jìn)根系的良好發(fā)育，進(jìn)而促進(jìn)地上部的生長，使葉片相對葉綠素含量提高，增加葉片的捕光能力從而使葉片的光合能力提高，導(dǎo)致葉片可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的增加，這與魯鴻陽[14]的研究結(jié)果類似。

4 結(jié)論

綜上所述，在西瓜集約化的穴盤育苗生產(chǎn)中，育苗基質(zhì)中必須要添加一定數(shù)量的肥料或出苗后施用育苗專用肥才能保障幼苗生長發(fā)育的需要，不施肥的處理幼苗生長瘦弱，不符合商品苗的質(zhì)量要求，育苗基質(zhì)單純添加萊瑞育苗專用肥1號(hào)0.5 kg/m3能保證西瓜2葉1心之前的生長發(fā)育需要，但還不能培育高質(zhì)量的西瓜壯苗；在西瓜穴盤育苗生產(chǎn)中，育苗基質(zhì)中可不添加肥料，出苗后隨著苗期生長發(fā)育采用萊瑞育苗專用肥1號(hào)澆灌可滿足西瓜壯苗培育的要求，而如果出苗后交替施用萊瑞育苗專用肥1號(hào)、2號(hào)則會(huì)更好促進(jìn)西瓜幼苗生長發(fā)育，能達(dá)到培育壯苗和縮短育苗時(shí)間的效果，育苗專用肥的使用濃度要注意隨著幼苗生長發(fā)育逐漸提高，以達(dá)到理想的壯苗效果。