生物降解穴盤及噴硒對黃瓜幼苗質量的影響

周娟， 高登國， 劉星， 劉艷， 朱英， 葉林*

(1.寧夏大學 農學院，寧夏 銀川 750021； 2.寧夏吳忠國家農業科技園區管理委員會，寧夏 吳忠 751100)

黃瓜是重要的設施蔬菜之一，在市場供應中占重要地位。黃瓜的種植多采用育苗移栽，黃瓜幼苗質量的優劣直接影響黃瓜的生長、花芽分化、坐果以及果實發育，最終影響產量和品質[1]。硒對植物生長有諸多益處，硒在一定濃度范圍內能促進植物幼苗生長，適量硒可提高葉片的葉綠素含量，增強植物的光合作用[2]，提高植物抗逆性[3]。在當代設施農業迅猛發展的大環境下，利用穴盤育苗培育壯苗是工廠化育苗的重要環節[4]。然而育苗穴盤的使用量急劇增加，普通的塑料穴盤在蔬菜植株移栽后隨意丟棄在田間地頭，回收成本較高，再次利用率低，造成了大量的農業垃圾，其不可降解性也對土壤造成嚴重的污染[5]。近年來，研究者已將生物降解穴盤視為溫室和田間生產中更環保的選擇[6]，生物降解穴盤作為一種新型生物可降解育苗容器，既起到育苗保溫、保墑、保肥的作用，又具有良好的生物降解性、融水性、透氣性等[7]。育苗后移栽大田時可帶盤移栽，在作物生育期可促進作物生長發育，在作物收獲期完全自行降解，可謂是兩全其美，是解決廢棄塑料問題的新方法，將大大減少塑料育苗容器造成的“白色污染”[8]。因此，利用生物降解穴盤育苗時進行噴硒以獲得高質量的黃瓜幼苗具有重要意義。硒對植物有劑量效應，參與調控植物的光合和呼吸作用，抵御植物體內自由基傷害，提高植物抗逆能力，與重金屬產生拮抗作用等[9-11]。呂海祥等[12]研究表明，葉面噴硒可促進羅布麻幼苗的生長。魏丹等[13]利用葉面噴施的方法給水稻補充硒素營養，發現在一定的范圍內硒可增加水稻產量；楊燕君等[14]研究結果表明，葉面施硒可有效改善果實品質。而相對于生物降解穴盤方面的研究較少，史鴻志等[15]研究生物降解秧盤不同播期育秧對雙季晚稻秧苗素質、分蘗動態及產量的影響；Meng等[16]通過對生物降解穴盤在稻田中的應用研究發現，使用生物降解穴盤可以提高土壤微生物活性。史鴻志等[17]通過生物降解秧盤及播種量對機插水稻秧苗素質及產量的研究得出生物降解秧盤帶盤機插可發揮稀播培育壯秧優勢，提高出苗率，促進根系生長，有助于雜交稻稀植，充分發揮增產潛力。由于生物降解穴盤的使用在設施生產中仍未得到廣泛應用，且目前在機械化生產條件下，較少的學者開展了利用生物降解穴盤帶盤移栽水稻秧苗的研究，而關于生物降解穴盤應用在番茄育苗方面的研究尚未見報道。通過生物降解穴盤育苗條件下進行葉面噴硒的試驗，研究生物降解穴盤及噴硒對黃瓜幼苗質量的影響，旨在為工廠化、集約化育苗中生物降解穴盤的開發利用提供技術支撐。

1 材料和方法

1.1 供試材料

以德爾1號黃瓜為試驗材料，由寧夏種子公司提供；育苗基質采用商品基質(草炭∶蛭石∶珍珠巖5∶1∶1)；生物降解穴盤由河南青源天仁生物技術公司提供，規格為54.5 cm×28 cm×3.5 cm；每盤72穴，以聚乳酸(PLA)、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯(PBAT)和淀粉的混合物與其他一些環保添加劑一起生產的可生物降解穴盤。普通塑料穴盤采用市售大小一致的聚乙烯(PE)材質塑料穴盤，供試硒肥濃度為2 mg·L-1的亞硒酸鈉溶液。

1.2 處理設計

試驗于2019年10—12月在寧夏大學農科實訓基地(106.14′E，38.50′N)2號玻璃溫室中進行。玻璃溫室白天溫度為25～27 ℃，夜溫為17～19 ℃。試驗設置2種穴盤類型，分別為生物降解穴盤和普通塑料穴盤，記為+J和-J。設噴哂和不噴哂2種處理，分別為噴清水和2 mg·L-1亞硒酸鈉，分別記為N和P。試驗共設4個處理，普通穴盤不施硒肥(-JNH)、普通穴盤噴施硒肥(-JPH)、生物降解穴盤不施硒肥(+JNH)和生物降解穴盤噴施硒肥(+JPH)。

種子于10月30日播種于穴盤中，每穴2粒。待第一片真葉出芽后間苗，于11月14日一葉一心時進行葉面噴施硒肥，后每5 d葉面噴施一次硒肥，共4次；1～2 d澆一次水，至12月8日試驗結束，處理周期為39 d。黃瓜第1片真葉展開(播種后15 d)到三葉一心時期，11月18日開始每隔5 d測定幼苗的株高、莖粗、第一片真葉葉面積、下胚軸長度、根長、地上部干、鮮重等指標，每組處理均選6個重復，39 d結束后測定每組處理根系活力。

1.3 測試指標

每處理隨機選取6株幼苗，用直尺測量株高、第一片真葉的長和寬；用游標卡尺測量莖粗、下胚軸長度和根長，用電子天平稱量根、莖、葉干鮮重；用LI-3000C葉面積儀測黃瓜幼苗葉面積；壯苗指數按張振賢等[18]的方法計算：壯苗指數=莖粗/株高×全株干質量，根冠比=地下部干重/地上部干重，G值=植株全株干重/苗齡時間。地上部、地下部的鮮重和干重：將洗凈后的幼苗水分吸干，根部為地下部，剩下為地上部，即為鮮重；殺青并干燥至恒重后即得干重。采用TTC(氯化三苯基四氮唑)還原法測定黃瓜幼苗根系活力[19]，幼苗質量采用根冠比(RTR)、日均干質量增長量(G)和壯苗指數(SI)進行評價。

1.4 綜合評價

利用模糊綜合評價法和隸屬函數法進行數據分析[20-21]。

1.5 數據統計

采用Excel 2007軟件對數據進行處理，利用Origin 2018軟件進行繪圖，利用SPSS 20.0做雙因素方差分析，采用Duncan方法進行多重比較，利用模糊函數法進行分析，并以隸屬函數值對不同時期黃瓜幼苗生長指標進行綜合評價。

2 結果與分析

2.1 對黃瓜生長形態的影響

12月8日試驗結束時，不同處理下黃瓜幼苗生長情況如圖1所示。處理39 d后，+IPH處理黃瓜幼苗根長顯著高于-JNH、-JPH和+JNH處理。

圖1 不同處理下黃瓜幼苗的生長情況

普通塑料穴盤育苗時，11月18日和23日，處理-JPH幼苗株高顯著大于-JNH，11月23日時差異達到最大；11月18日—12月8日，處理-JPH和-JNH幼苗莖粗無顯著差異；11月18日時，處理-JPH幼苗葉面積顯著大于-JNH，11月23日—12月3日無顯著差異，12月8日時差異顯著；11月18日時，處理-JPH和-JNH幼苗下胚軸長無顯著差異，11月23日、12月3日、12月8日，處理-JPH幼苗下胚軸長顯著大于-JNH，11月23日時達到最大；11月18日時，處理-JPH幼苗根長顯著大于-JNH，比-JNH增加了14.1%，而后無顯著差異(圖2)。

同日期柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)，圖3、4同。

生物降解穴盤育苗時，在黃瓜幼苗整個生長期間，處理+JPH和+JNH幼苗株高、下胚軸長和根長無顯著差異；11月18日—23日時，處理+JPH和+JNH幼苗莖粗無顯著差異，11月28日時，+JPH幼苗莖粗顯著大于+JNH，比+JNH增加了9.4%，12月3日—8日幼苗莖粗無顯著差異；11月18日時，+JPH幼苗葉面積顯著大于+JNH，11月23日后無顯著差異。

噴清水時，在黃瓜幼苗整個生長期間，處理+JNH幼苗株高、下胚軸長和根長顯著大于處理-JNH，11月18日時差異最大；11月18日和12月8日時，處理+JNH幼苗莖粗和葉面積顯著大于處理-JNH，12月8日幼苗莖粗差異達到最大，11月18日時葉面積差異達到最大。

噴硒濃度為2 mg·L-1時，11月18日處理+JPH幼苗株高顯著大于-JPH，11月23日時處理+JPH和-JPH幼苗株高無顯著差異，11月28日—12月8日處理+JPH幼苗株高顯著大于-JPH，12月3日時差異達到最大；11月18日時，處理+JPH幼苗根粗顯著大雨-JPH;11月18日—12月8日期間，處理+JPH和-JPH幼苗葉面積無顯著差異；11月18日時，處理+JPH幼苗下胚軸長顯著大于-JPH，11月23日時無顯著差異，11月28日和12月3日處理+JPH幼苗下胚軸長顯著大于-JPH，11月18日時差異達到最大；11月23日和12月8日時，處理+JPH幼苗根長顯著大于-JPH，12月8日時差異達到最大。

2.2 對黃瓜幼苗生物量和壯苗指標的影響

普通塑料穴盤育苗時，11月18日處理-JPH幼苗鮮重顯著大于-JNH，比-JNH增加了37.1%，11月23日—28日時無顯著差異，12月3日—8日處理-JPH幼苗鮮重顯著大于-JNH；11月18日—12月8日，處理-JPH和-JNH幼苗干重、壯苗指數、根冠比和G值無顯著差異(圖3、4)。

圖3 生物降解穴盤及噴硒對黃瓜幼苗不同時期生物量的影響

生物降解穴盤育苗時，11月18日—12月8日，處理+JPH和+JNH幼苗鮮重、壯苗指數、根冠比和G值無顯著差異；11月18日—12月3日，處理+JPH和+JNH幼苗干重無顯著差異；12月8日時，處理+JPH幼苗干重顯著大于+JNH。

噴清水時，11月18日—23日處理+JNH幼苗鮮重顯著大于處理-JNH，11月28日和12月3日時無顯著差異，12月8日時處理+JNH幼苗鮮重顯著大于處理-JNH；11月23日和28日時，處理+JNH幼苗干重顯著大于處理-JNH，12月3日時無顯著差異，12月8日時，處理+JNH幼苗干重顯著大于處理-JNH；11月18日—12月8日，處理+JNH和-JNH幼苗壯苗指數無顯著差異；11月18日時，處理+JNH和-JNH幼苗G值無顯著差異，11月23日和28日時，處理+JNH幼苗G值顯著大于處理-JNH，11月23日差異達到最大；11月23日時，處理+JNH幼苗根冠比顯著大于處理-JNH。

噴硒濃度為2 mg·L-1時，11月18日—12月8日處理+JPH和-JPH幼苗鮮重和壯苗指數無顯著差異；11月23日和28日時，處理+JPH幼苗干重顯著大于-JPH，12月3日時無顯著差異，12月8日時，處理+JPH幼苗干重顯著大于-JPH；11月18日—28日，處理+JPH幼苗G值顯著大于-JPH，11月28日時差異達到最大，12月3日和12月8日時無顯著差異；11月23日時，處理+JPH的根冠比顯著大于-JPH(圖4)。

圖4 生物降解穴盤及噴硒對黃瓜幼苗不同時期壯苗指標的影響

2.3 對不同時期黃瓜幼苗指標的綜合評價

生物降解穴盤及噴硒對黃瓜幼苗不同時期內各項參數指標的影響存在差異，憑單一幼苗生長指標難以評判不同處理優劣，因此，需要綜合評價幼苗生長指標。本文采用模糊綜合評價法綜合評價穴盤類型及噴硒對黃瓜幼苗的影響，確定黃瓜苗期育苗的最優穴盤類型和噴硒組合，如表1所示。

表1 不同時期黃瓜幼苗指標隸屬函數綜合評價

由表1綜合排名可以看出，11月18日與11月23日各處理的綜合評分中，處理-JNH條件下幼苗各項指標綜合評分最高，處理-JPH綜合評分次之。由此可見，在此階段內，普通塑料穴盤育苗效果較優于生物降解穴盤。11月28日的各處理綜合評分由大到小為+JPH、+JNH、-JNH、-JPH，12月3日和12月8日的綜合評分由大到小為+JPH、+JNH、-JPH、-JNH。由此可見，11月23日前處理-JNH的綜合評分排名最高，11月28日—12月8日期間處理+JPH的綜合評分最高，與此同時幼苗生長期處理-JNH綜合排名最低。依據綜合評價可知，在試驗周期內，采用普通塑料穴盤育苗時，應在幼苗生長初期進行葉面噴硒，噴硒間隔時長不應該太短；采用生物降解穴盤育苗時，應在幼苗生長中后期(苗齡29 d)二葉期進行葉面噴硒，不宜多次進行葉面噴硒。

2.4 對黃瓜幼苗根系活力的影響

根系是植物吸收水分和礦質營養的重要器官。經處理39 d后根系活力雙因素方差分析結果如圖5所示。普通塑料穴盤育苗時，-JPH和-JNH處理幼苗的根系活力無顯著差異；生物降解穴盤育苗時，+JPH處理的根系活力顯著高于+JNH，為35.57 μg·g-1·h-1；噴清水時，+JNH處理幼苗根系活力為27.45 μg·g-1·h-1，顯著高于-JNH；噴硒濃度為2 mg·L-1時，+JPH處理幼苗的根系活力顯著高于-JPH。說明利用生物降解穴盤育苗能提高黃瓜幼苗根系活力，利用生物降解穴盤育苗的同時噴硒濃度為2 mg·L-1，能顯著提高黃瓜幼苗根系活力水平。

柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。

3 討論

穴盤育苗是我國蔬菜育苗的主要方式，工廠化蔬菜穴盤育苗是設施蔬菜生產的關鍵環節，蔬菜穴盤幼苗的質量決定著蔬菜的生長發育、產量和品質[22-23]。目前進行蔬菜育苗選擇的穴盤一般為聚乙烯穴盤。本文通過利用生物降解穴盤育苗及噴硒對黃瓜幼苗質量的研究發現，生物降解穴盤及噴硒處理顯著影響黃瓜幼苗的株高和下胚軸長等指標。本試驗中生物降解穴盤及不噴硒處理表現出根長和根系活力顯著大于普通塑料穴盤不噴硒處理，同Meng等[16]在水稻上得出的結果類似，生物降解穴盤相較于普通塑料穴盤育苗培育水稻秧苗可提高水稻根系吸收營養物質的能力。陳海榮等[24]研究表明，采用可降解型育苗缽進行甜瓜育苗能培育出壯苗。本試驗中，噴清水時，在黃瓜幼苗整個生長期間，生物降解穴盤及不噴硒處理幼苗株高、下胚軸長和根長顯著大于普通塑料穴盤不噴硒處理，同陳海榮等[24]采用可降解型育苗缽進行甜瓜育苗能培育出壯苗的結果一致。

硒在植物生理方面具有諸多益處，適宜濃度的硒可提高植物的抗逆性，促進植物生長[25]。李登超等[26]研究表明，在無土栽培條件下，當營養液中加入適量濃度硒可促進小白菜的生長。劉新偉等[27]研究表明，一定濃度范圍內硒顯著改善油菜幼苗根系生理指標和根系形態，促進油菜幼苗的生長。Shi等[28]研究在水培條件下，低濃度的外源硒顯著提高了番茄幼苗株高、根長、鮮重的增加。本試驗利用普通塑料穴盤育苗，在黃瓜幼苗一葉一心時進行噴硒，幼苗生長初期(播種19 d)普通塑料穴盤噴硒處理幼苗株高、葉面積、根長和鮮重顯著大于普通塑料穴盤不噴硒處理，表明葉面噴硒可促進番茄幼苗生長，提高幼苗的健壯程度，利于培育壯苗。與Shi等[28]研究結果相似。

對不同時期黃瓜各生長指標進行綜合評價，黃瓜幼苗生長初期普通塑料穴盤不噴硒處理的綜合評分最高，普通塑料穴盤噴硒處理綜合評分最低；播種29 d后，普通塑料穴盤不噴硒處理綜合評分最低，生物降解穴盤噴硒處理幼苗生長最佳。利用普通塑料穴盤育苗時進行葉面噴硒可促進黃瓜幼苗早期生長(播種19 d)，而利用生物降解穴盤育苗時進行葉面噴硒前期對黃瓜幼苗株高和莖粗等調控作用相比于普通塑料穴盤差異不顯著，而在黃瓜幼苗生長中后期(播種29 d)能夠顯著提高莖粗，這可能是因為生物降解穴盤制作材料中的降解物質可在一定程度上降低植物的硒反應。

4 小結

本文研究了生物降解穴盤及葉面噴硒對黃瓜幼苗的影響，主要結論如下：

穴盤類型和噴硒濃度對不同時期黃瓜幼苗質量影響極顯著，且對不同指標的影響存在差異。生物降解穴盤和噴硒濃度的交互作用對黃瓜幼苗期(播種19 d和24 d)株高的影響差異顯著，對黃瓜幼苗期(播種24 d時)下胚軸長影響差異極顯著，對幼苗生長后期(播種39 d時)下胚軸長影響差異顯著；穴盤類型對黃瓜幼苗期株高、莖粗、下胚軸長和根長影響差異極顯著；噴硒濃度對黃瓜幼苗期株高、莖粗、葉面積、下胚軸長的影響差異極顯著。穴盤類型對黃瓜幼苗期(播種24 d)鮮重的影響差異極顯著，播種39 d時，對幼苗鮮重影響差異顯著；對黃瓜幼苗期(播種19 d和34 d時)干重和日均干物質增長量(G值)的影響差異顯著，對播種24和39 d時的幼苗影響差異極顯著；噴硒對黃瓜幼苗期(播種19 d和39時)鮮重影響差異顯著，播種24 d時影響差異顯著，對幼苗苗期(播種24 d)干重的影響差異顯著，播種39 d時對壯苗指數和G值的影響差異顯著。

依據綜合評價值可知，黃瓜幼苗生長初期(播種19 d和24 d)普通塑料穴盤育苗效果較優于生物降解穴盤，播種29 d至39 d時綜合評價評分由大到小為：生物降解穴盤噴硒處理>生物降解穴盤不噴硒處理>普通塑料穴盤噴硒處理>普通塑料穴盤不噴硒處理，利用生物降解穴盤育苗并進行葉面噴硒時黃瓜幼苗生長最佳。

處理47 d后，生物降解穴盤育苗能提高黃瓜幼苗根系活力，利用生物降解穴盤育苗的同時進行噴硒濃度為2 mg·L-1，能顯著提高黃瓜幼苗根系活力水平。