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黃瓜為一年生攀緣草本植物,是一種世界性的蔬菜,也是中國種植面積最大、范圍最廣的蔬菜之一。隨著機械化、工廠化的發(fā)展,集約化育苗成為一種新興產(chǎn)業(yè)(尚慶茂和高麗紅,2002;趙有生和李海業(yè),2009)。在夏秋栽培中,幼苗旺長現(xiàn)象嚴(yán)重,工廠化育苗中多采用遮陽降溫、控水灌溉、使用生長延緩劑等措施來控制幼苗的徒長,但這些措施又有一定的局限性:遮陽降低了溫度,但同時也為幼苗營造了一個弱光環(huán)境,對幼苗產(chǎn)生弱光脅迫,反而不利于控制幼苗旺長(毛煒光等,2007;梁文娟等,2008;眭曉蕾等,2009),降低大氣溫度,可有效控制幼苗的旺長(閆童等,2006;張素勤等,2006),但目前僅限于密閉式工廠化育苗中;由于夏秋季節(jié)蒸發(fā)量大,控制灌水容易造成干旱脅迫(余宏軍等,2005;陳秀香等,2006;王峰等,2010),影響其正常的生理生長(李雪華等,2003;孫一榮等,2008);生長延緩劑可有效的提高壯苗指數(shù)(王迪軒,2007),但常因噴施濃度不當(dāng)適得其反。Chen等(1999)利用冷水處理番茄幼苗可以有效的控制其旺長。黃景岳等(2003)研究發(fā)現(xiàn),冷水處理控制番茄幼苗旺長的原因是冷水處理誘導(dǎo)番茄體內(nèi)乙烯的產(chǎn)生,通過乙烯的作用機理來控制番茄的徒長;而黃瓜的性別表現(xiàn)受植物內(nèi)源激素含量的影響,乙烯釋放量高可促進(jìn)雌花的分化,生產(chǎn)中常噴施乙烯利用來促進(jìn)花芽的分化(Yamasakietal.,2003;趙普慶,2005),但是乙烯利的濃度精確度要高,多噴或者使用不當(dāng)易造成藥害(高鴻雁等,2007),而且乙烯利是外源激素性化學(xué)藥劑,在植物體內(nèi)積累會影響到作物果實的品質(zhì)(郭簫等,2008)。為此,本試驗運用不同水溫對黃瓜幼苗進(jìn)行處理,研究不同水溫處理對黃瓜穴盤育苗的影響,旨在確定控制黃瓜旺長并能降低雌花分化的節(jié)位的較優(yōu)灌溉水溫,為夏季穴盤育苗苗期管理提供技術(shù)參考。 1材料與方法 1.1供試材料 供試黃瓜品種為“優(yōu)勝F1”,為河南豫藝種業(yè)科技發(fā)展有限公司繁育;育苗基質(zhì)材料為草炭(V)∶珍珠巖(V)=2∶1,播種后用蛭石覆蓋,育苗基質(zhì)均購于鄭州陳寨花木市場,選擇50孔穴盤育苗。 1.2試驗設(shè)計 試驗采用完全隨機設(shè)計,以22℃水溫(常溫水)處理作為CK,設(shè)置4個處理:7℃(處理Ⅰ)、11℃(處理Ⅱ)和15℃(處理Ⅲ)3個不同水溫處理和常溫水+乙烯利處理(處理Ⅳ),不同水溫通過溶解冰塊多少來控制。試驗于2011年7月23日在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)第三生活區(qū)溫室內(nèi)育苗,幼苗第一片真葉展平后開始處理,每個處理設(shè)置3次重復(fù),每個重復(fù)50株。每天早晨用不同水溫對黃瓜幼苗噴施處理,到幼苗長到四葉一心時結(jié)束。處理Ⅳ在兩葉一心和三葉一心時各噴施濃度為1mL•L-1乙烯利(按40%的商品濃度折算)一次。 1.3測定項目及方法 根據(jù)夏秋季節(jié)黃瓜幼苗的需水規(guī)律,每天灌水上限為基質(zhì)最大持水量的85%為適,處理后分別在一葉一心,兩葉一心、三葉一心、四葉一心時觀察各個處理基質(zhì)的溫度變化。黃瓜幼苗長到四葉一心時,每個處理連根帶基質(zhì)取15株,每個重復(fù)5株,分別測幼苗的形態(tài)指標(biāo)包括株高、莖粗、節(jié)間距、比葉重、地上部分和地下部分干鮮重,生理指標(biāo)包括根系活力(TTC法),新鮮葉片中的可溶性蛋白質(zhì)(G-250考馬斯亮藍(lán)法)、可溶性糖(蒽酮比色法)、脯氨酸(酸性茚三酮法)、丙二醛(硫代巴比妥酸法)和葉綠素(丙酮浸泡法)的含量。各個處理取四葉一心成苗6株,每個重復(fù)2株,在高倍顯微鏡下觀察黃瓜的雌花分化節(jié)位。各個處理田間定植6株,每個重復(fù)2株,觀察黃瓜的坐果節(jié)位。壯苗指數(shù)采用公式(1)計算:SI=φsHP•Dw(1)式中:SI為壯苗指數(shù);φs為莖粗(cm);HP為株高(cm);Dw為全株干質(zhì)量(g)。采用DPSv7.05版數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,采用t檢驗進(jìn)行多重比較。 2結(jié)果與分析 2.1不同處理對黃瓜幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響 由表1可以看出,冷水處理可以降低黃瓜幼苗的株高、增加莖粗。處理Ⅰ和處理Ⅳ的株高顯著低于CK,分別降低了24%、37%。處理Ⅰ和處理Ⅱ的莖粗顯著高于CK,分別增加了10%、3%。處理Ⅳ噴施乙烯利后,節(jié)間距迅速縮短,呈正“金字塔”型。不同水溫處理后,第二節(jié)間長度大小順序為處理Ⅰ<處理Ⅱ<處理Ⅲ<CK,而第三節(jié)間長度則為CK<處理Ⅰ<處理Ⅱ<處理Ⅲ。結(jié)果表明:冷水處理對黃瓜幼苗株高的抑制主要作用于第一節(jié)間和第二節(jié)間,而乙烯利抑制株高的生長主要作用于第二節(jié)間和第三節(jié)間。經(jīng)過一段時間的冷水鍛煉,冷水對幼苗的抑制作用減小,第三、四節(jié)間距相對增加,另外冷水處理在控制幼苗徒長的同時增加了莖粗。而乙烯利處理對黃瓜幼苗的株高和莖粗都表現(xiàn)出抑制作用,在生產(chǎn)中反而不利于黃瓜幼苗的正常生長發(fā)育。 2.2不同處理對黃瓜幼苗干物質(zhì)積累及壯苗指數(shù)的影響 由表2可以看出,干物質(zhì)在植株體內(nèi)的積累呈倒“金字塔”型。各個處理干物質(zhì)積累以葉片最多,占全株干物質(zhì)積累的50%以上;莖次之,約占全株干重的35%;根系最少,占全株干重的10%左右。不同處理單位鮮重內(nèi)干物質(zhì)的含量多少為處理Ⅳ>處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>CK,單位面積干物質(zhì)的積累隨著處理水溫的降低而增大,而單株干物質(zhì)積累以處理Ⅱ最多,比CK處理增加14%。壯苗指數(shù)以處理Ⅳ最大,比CK增加57%,而且隨著處理溫度的降低黃瓜幼苗的壯苗指數(shù)增大。結(jié)果表明,隨著處理水溫的降低,增加植株單位鮮重內(nèi)干物質(zhì)的積累,提高壯苗指數(shù)。乙烯利處理能夠提高壯苗指數(shù)、增加干物質(zhì)積累,但葉面積較小,葉片中干物質(zhì)積累只占全株的百分比較小,只占全株干物質(zhì)的43%,因而影響葉片礦質(zhì)元素的積累,會影響黃瓜幼苗的長勢。 2.3不同處理對黃瓜幼苗生理指標(biāo)的影響 由表3可以看出,一定范圍內(nèi)的冷水處理不影響育苗的正常生理生長。處理Ⅰ和處理Ⅳ的丙二醛和脯氨酸的含量較高,特別是丙二醛的含量,處理Ⅰ為0.71μmol•g-1、處理Ⅳ為0.52μmol•g-1顯著高于CK。黃瓜幼苗的根系活力隨著水溫的降低而降低,而葉片中葉綠素的含量隨著水溫的降低而增加,而冷水處理對可溶性糖和可溶性蛋白的影響和CK相比,差異不顯著。試驗表明,7℃的水溫處理和乙烯利處理會不同程度的破壞到葉肉細(xì)胞的細(xì)胞膜的通透性,致使可溶性蛋白等大分子物質(zhì)外滲,造成丙二醛和脯氨酸含量的增加,也使得可溶性蛋白在植物體內(nèi)的積累減少,但各個處理間蛋白質(zhì)含量的差異性不顯著。另外,各個處理葉綠素含量和根系活力的差異性均未達(dá)到顯著水平,所以冷水處理不會影響黃瓜幼苗的正常生理生長。從生理指標(biāo)上看以11℃的處理較好。#p#分頁標(biāo)題#e# 2.4不同處理對黃瓜雌花分化節(jié)位和坐果節(jié)位的影響 由表4可以看出,隨著灌水溫度的降低雌花節(jié)位和坐果節(jié)位都呈降低趨勢,且處理Ⅰ和處理Ⅱ的雌花分化節(jié)位和坐果節(jié)位顯著低于CK。處理Ⅳ的雌花分化節(jié)位低于CK,但顯著高于處理Ⅰ和處理Ⅱ。結(jié)果表明,冷水處理可有效的降低雌花分化節(jié)位、提高第一雌花的坐果率,但輕冷水處理(15℃的水溫)由于植株內(nèi)干物質(zhì)積累較少、幼苗的徒長,不利于花芽分化。乙烯利處理也可降低雌花分化節(jié)位、提高第一雌花的坐果率,但是效果不如7℃的水溫和11℃的水溫處理。 2.5不同時期水溫處理后對基質(zhì)溫度的影響 由圖1可以看出,隨著處理水溫降低,基質(zhì)溫度降低的幅度越大,回升到平衡溫度的時間越長;隨著苗齡的增大,溫度變化曲線的幅度增大,但溫度回升到相同溫度的時間縮短。處理Ⅰ的溫度變化最大,最低溫度達(dá)到21℃。不噴施乙烯利,處理Ⅳ和CK處理的變化曲線基本重合;噴施乙烯利后曲線走勢略有不同,噴施乙烯利后刺激幼苗體內(nèi)乙烯的釋放速度,加快了植物的新陳代謝速度,包括根系的新陳代謝,使得溫度回升相對加快。冷水處理會影響到基質(zhì)的溫度,但從兩葉一心到四葉一心,不同水溫處理后50min基質(zhì)溫度達(dá)到平衡,持續(xù)時間較短,7℃的水溫處理后,基質(zhì)的最低溫度為21℃,雖影響到幼苗的根系活力,但對根系構(gòu)不成冷害。所以7℃和11℃的水溫處理不會影響到幼苗的正常生長。 3討論 低溫冷水處理黃瓜幼苗因能夠促進(jìn)幼苗內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生,從而降低株高,增加莖粗,顯著提高黃瓜幼苗的壯苗指數(shù),這與黃敬業(yè)等(2003)的研究相同。內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生,在一定程度上會刺激第一雌花的分化,降低第一雌花分化節(jié)位(表4)。這與閆童等(2006)報道的低溫提高雌花分化節(jié)位的結(jié)果相左。15℃的冷水處理黃瓜幼苗,雖可以縮短幼苗第一節(jié)間的距離,但由于處理水溫接近于常溫水,膜相變化不激烈,經(jīng)過一段時間的冷水鍛煉,幼苗可以通過增加體內(nèi)的新陳代謝來適應(yīng)溫度的變化,這也造成幼苗干物質(zhì)積累減少、株高增加,壯苗指數(shù)較小。噴施乙烯利能夠提高壯苗指數(shù),促進(jìn)雌花分化,但在生產(chǎn)中有一定的局限性,乙烯利的噴施要求精確,乙烯利濃度過高或次數(shù)過多易造成藥害(王燁等,2006),使葉片發(fā)生皺縮,導(dǎo)致空節(jié)的形成,從而使雌花率降低,雌花節(jié)位升高。試驗中也顯示,噴施乙烯利后葉片中干物質(zhì)積累較少、葉面積較小,作為營養(yǎng)物質(zhì)的制造者,這樣的條件無疑阻礙了營養(yǎng)物質(zhì)的合成,影響營養(yǎng)物質(zhì)在“庫-源”間的分配,從而造成黃瓜幼苗長勢較弱。 綜上所述,本試驗認(rèn)為在夏季黃瓜穴盤育苗中澆灌11℃的冷水處理黃瓜幼苗最佳。7℃和11℃水溫處理對蚜蟲和黃瓜幼苗猝倒病有良好的抵抗能力,具體作用機理尚待進(jìn)一步研究。